以动制动网络“治堵”的灵丹妙药论文

以动制动网络“治堵”的灵丹妙药论文

中国互联网络信息中心(CNNIC)于2019年8月发布的《中国互联网状况发展报告》显示,截至2019 年6 月中国网民规模已达到8.54 亿,2019 年1 月到6 月仅移动互联网接入流量就高达553.9 亿GB,同比增长107.3%。

以动制动网络“治堵”的灵丹妙药

Darren Ng

除了巨大的流量压力和激增的网民数量,智能手机、平板电脑和笔记本等设备种类逐渐丰富;传统的浏览器和新兴的移动应用程序等各式浏览工具不断涌现;音频、视频、游戏、图片等不同内容形式层出不穷;移动蜂窝数据网络、固网、WiFi 等“最后一公里”的网络技术发展并普及,整体网络环境变得极其复杂。但无论网络环境如何,普通终端用户只想快速地获取高清且流畅的内容。

印支期仅出现小规模的岩浆活动,主要表现为一些碱性岩、碱性花岗岩、A型花岗岩和煌斑岩脉的侵入;燕山期是本区一次大规模的岩浆活动,形成花山、五丈山、祈雨沟、合峪、太山庙等花岗岩体。其中花山、合峪岩体规模巨大,呈岩基出现,其他岩体呈小岩株状产出。燕山期花岗岩浆活动及其伴随形成的金矿床都必然受到成岩构造环境和大规模伸展动力学背景控制,槐树坪金矿床的形成是燕山期岩浆活动的典型产物。

这看似简单的需求背后,互联网内容提供商还要面对首帧时间、卡顿率、码率、时延、下载时长、多项任务同时进行时的优先级等针对不同交付内容的性能参数。要想在这样共享的环境中使每个终端用户都能够拥有一个高效率、高质量的体验,网络协议层面的优化必不可少。

拥塞控制,“治堵”关键

网络环境好比市政交通。只有少量行人时,道路永远畅通无阻。当越来越多的机动车、非机动车涌上街头,堵车现象随之而来,于是就需要能有效应对不同状况的交通规则来缓解交通压力。网络亦是如此,流量太大、“路况”太复杂势必会“堵”得水泄不通,而这个“堵”字用行话来讲就是“拥塞”,用来“治堵”的网络“交通规则”即是TCP(传输控制协议)拥塞控制算法。

然而,面对市面上的诸多选择,是否有一种TCP 拥塞控制算法能够适用于所有的场景呢?

目前,主流的TCP 拥塞控制算法主要被划分为两大类:一是以Cubic、Reno 为代表的基于丢包的算法,二是包括FastTCP 和BBR 在内的基于RTT(往返时间)/时延的算法。尽管不同TCP 拥塞控制算法的具体运行机制有所差异,但都是通过对需要发送的数据量、拥塞窗口(cwnd)数值及接受窗口(rwnd)可接受的数据量三项参数进行衡量,以达到避免网络拥塞的目的。更进一步讲,采用TCP 拥塞控制算法所能实现的理想效果是,通过算法猜测网络瓶颈在哪里,在达到瓶颈值之前尽可能多地发送数据,同时尽可能接近瓶颈上限而又不超过,而非发生拥塞后再做出反应。

以一敌百,难以实现

而亚太地区相同区域固网的数据则呈现出另一番景象。BBR 的平均有效发包效率仅为20229.1kbps,是效率最低的TCP 拥塞控制算法,而在移动蜂窝网络环境中不太“灵光”的FastTCP 反而以22694.9kbps 的平均有效发包效率,一跃成为了固网环境里的“优等生”。同时,对超过一半情况有效发包效率可以达到的数值进行比较,FastTCP 依然以18618.4kbps保持领先。

亚太地区某区域移动蜂窝网络的数据显示,当交付内容的大小在1M 至3M之间时,平均有效发包效率最高的TCP 拥塞控制算法 为QDK(18240.6kbps),比最低的FastTCP 快约4.4Mbps,差异高达惊人的33%。使用FastTCP 时,有超过半数情况有效发包效率 在11940.0kbps 以 上;而使用Reno 时,半数以上的情况有效发包率可达到16048.0kbps,远高于垫底的FastTCP。

不难发现,每一种TCP 拥塞控制算法都有最适合它的特定网络环境,没有一劳永逸的方法可以解决繁杂且庞大的网络中的所有问题。因此,如果固化地选用一种TCP拥塞控制算法,必然会出现一部分终端用户难以快速获得高清、流畅内容的情况;但终端用户又是挑剔的,对极致体验的追求不分时间、地点、内容和设备。面对如此难上加难的处境,互联网内容提供商自然不能束手就擒。

问题的答案自然是否定的,而且Akamai 对网络环境状况的监测结果也印证了这一点。Akamai 在全球部署了分布最广泛且高度分散的内容交付网络(CDN),具备较高的对整体网络的可见性,Akamai 在自身平台上部署了多种TCP 拥塞控制算法,包括FastTCP、BBR、QDK、Cubic、Reno 等。以Akamai在亚太地区某区域不同网络环境下的有效发包效率为例:

李宪宾对大家提出了五点要求:一是希望大家珍惜机会,挑战自我,努力创造更美好的明天;二是要忠于岗位、忠于规则;三是在其位,谋其职,尽其责;四是大家要继续创造佳绩,用业绩说话;五是坚持“传帮带”的优良传统,不断地吸收、培养人才为公司发展注入新鲜活力。

以动制动,应势而变

既然网络环境中的拥塞状况时刻处于动态的变化之中,试想如果能够根据实际的网络条件,自动选择出最适合的TCP 拥塞控制算法,及时对症下药,难题也就可以迎刃而解。那么,这样动态的优化过程又该如何实现呢?

首先,依托一张能够交付大规模流量的内容交付网络,从中收集涵盖数据类型、网络类型、用户地理位置、网络时延、使用时间段等20 个维度的海量数据,作为分析网络环境状况的原始素材。而要利用这些数据完成对网络流量和拥塞情况的分析,并识别出其中的细微差别和特点,依靠人工手段显然不现实,因此需要机器学习来助一臂之力。最后,根据机器学习的分析结果,自动地从所部属的多种TCP 拥塞控制算法中,选择出最适合当前终端用户所处网络环境的一种,从而使应势而变的动态选择成为现实。

腐殖酸具有刺激作物根系生长和对养分吸收的能力,能够改良土壤理化性状、培肥地力、提高土壤保肥、保水能力;腐殖酸螯合肥不仅含有氮、磷、钾大量元素,也含有作物所需的中微量元素,能给作物均衡供肥。试验结果表明:施用北京澳佳生态农业股份有限公司生产的腐殖酸螯合肥不仅能增加横径、纵径和单果重,也能提高可溶性固形物的含量;既能节约成本,又能提高产量,增加收入。

以上这些并不是我的无端臆想,毕竟一家经验丰富的好莱坞电影道具公司就曾公开表示,上世纪70~90年代的经典沃尔沃车型是他们凸显影视剧中“好好先生”(Mr Nice Guy)形象的惯用道具。

当前,Akamai 正在稳步推进以分析框架、机器学习、TCP 拥塞控制算法工具库为主要构成的动态协议优化解决方案。凭借这套解决方案,Akamai 期待不仅能够实现对网络使用体验的优化,更能够营造一个相对公平的网络使用环境。未来,Akamai 仍将是互联网内容提供商在网络“治堵”道路上并肩同行、值得信赖的伙伴。

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