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FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNIC创新源自边缘——未来网路演进路线探讨周旭中国科学院计算机网络信息中心未来网络技术与应用实验室2020年8月14日FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNIC引言2顺丰上市了!干快递也可以很挣钱?!你不知道一单快递后面发生了什么!被扣!狗咬!中暑!被撞!FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNIC从物流系统的演进看网络发展3邮局时代快递上门智能柜子菜鸟网络共享经济需要用户做的事情越来越少,产业分工越来越细,生产效率越来越高FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNIC现代物流体系4能力边缘化服务主动化网络智能化手段多样化体验最好成本最低效率最高高附加值,收费!FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNIC网络技术还停留在“邮局”时代5无线接入网时延低、抖动大有线广域网跨网传输、多路径、时延长、带宽高数据中心网时延极低、带宽极高DNS携程App的网络性能优化实践优化DNS网络质量检测应用服务等级数据压缩数据重传TCP/UDP连接跨网优化无线优化海外加速服务能力集中缺乏智能控制应用自助优化网络不感知应用体验不佳优化困难效率低下低附加值,被OTT!FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNIC怎么办?•网络设备NFV化,云端能力下沉到边缘派出快递员•内容中心网络ICN,缓存到边缘,网络即内容设立快递柜•汇集用户设备能力,区块链分布式管理,提升网络效率边缘能力共享•网络能力开放,SDN智能控制构建智能网络•打破端到端,屏蔽网络复杂性,简化应用开发提供快递服务6OpeneXpressNetworkOXNFutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN——开放式的智能快递网络7•OpeneXpressNetwork,OXN–推动网络从传统邮局模式向现代快递模式转变•Open开放:将网络能力在应用层进行封装并开放,能力层次上移,提供高层价值,网络运营商从基础管道提供商,转变为增值服务提供商•eXpress快递:增强边缘能力,打通核心能力,实现网络能力的全网泛在化,并与应用流量主动对接,屏蔽网络复杂性,实现网络智能化–提供“网络快递”服务•改造接入节点,能力下放到边缘•开放网络能力,第一跳接手服务•提升网络智能,端到端资源协调•从“袖手旁观”到“挽袖开干”FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOpeneXpressNetwork,OXNFutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOpeneXpressNetwork,OXNFutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOpeneXpressNetwork,OXNFutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXNAPIs——在两端开放能力,就近服务用户FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXNAPIs——在应用层开放能力,屏蔽网络复杂性12Copper/Fiber/RadioETH/802.11IPHTTP/FTP/P2PTCP/UDPCopper/Fiber/RadioETH/802.11IPHTTP/FTP/P2PTCP/UDPOXNAPIFutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNIC基于OXN提供“网络快递”服务13无线接入网时延低、抖动大有线广域网跨网传输、多路径、时延长、带宽高数据中心网时延极低、带宽极高DNSOXNAPIOXNAPIOXNAPI(SDN)能力边缘化服务主动化网络智能化途径多样化体验最好成本最低效率最高高附加值,收费!FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN与其他未来网络技术的关系14FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN应用场景:上传/直播业务优化FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN:上传/直播业务优化FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN实例:移动互联网视频传输优化移动直播优化移动网络环境下ipad客户端用户体验提升明显,卡顿比、慢速比下降(爱奇艺)文件上传优化WLAN高并发用户接入情况下,大尺寸文件上传成功率和用户体验数量级提升,2-10倍FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN:高效内容分发FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN:高效内容分发–如果每个智能接入设备具备32GB存储能力、100Mbps接入带宽,1000万智能网关将汇聚320PB的边缘存储容量,10000Tb的边缘网络带宽,1000万核的分布式计算能力FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN实例——边缘内容分发系统edgeCDN•首个基于无线路由器的边缘内容分发系统(2012年)–内置存储:实现基于智能路由器的边缘缓存与内容分发–ICN架构:与CDN系统无缝集成,对应用完全透明,保持用户使用习惯不变–下行加速:1+X智能加速引擎,综合多种互联网传输优化技术,下载体验可提升2-10倍–智能推送:基于用户行为分析与挖掘,主动推送内容至距离用户最近的节点(接入点),数十倍的性能提升•互联网内容物流系统:快递员+智能柜+UberRush20•中国移动分布式CDN合作–成功中标中国移动“家庭分布式CDN研发”项目–基于智能家庭网关、OTT机顶盒等终端,开发边缘化分布式CDN系统–在安徽移动、咪咕视频基地(上海)等进行试点–标准制定,与移动研究院合作编写“中国移动家庭分布式CDN技术规范”–试点结果:视频体验提升,服务器端负载降低CDN播放器P2P节点终端控制中心Tracker服务器超级P2P节点P2P节点播放器终端IF3:热点内容信息同步IF4:内容访问IF5:内容获取IF5:内容获取与外部系统之间的接口P2PCDN系统内部接口外部系统接口IF2:内容注入,内容回源IF1:获取内容元数据家庭开放平台IF3:热点内容信息同步FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN:智能传输优化FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN:智能传输优化FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN实例:流量调度与传输优化优化前后速率对比050100150200250300350400450500传输速率(KB/S)优化前优化后5.2倍高能所:北京----法国,LHC数据上海天文台:国内及国际长距离e-VLBI数据传输微生物所:北京—GLORIAD光网络--美国,生物信息数据传输上海生科院---CNGIIPv6网---北京超算中心SD-WAN长途跨网传输优化SDN视频流量调度优化优化前,速率不稳定优化后,速率稳定在中国移动现网(上海、杭州、江西三地)进行基于SDN控制器流量调度测试SDN控制器通过流量采集模块采集现网流量数据;流量调度模块根据实时的网络状况生成流量调度策略,通过CMNET公网与专线之间的流量调度,实现网络流量的优化。FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN:应用/网络质量检测FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN实例——用户行为感知分析•在网络入口深度感知用户行为–内核级DPI模块,高效率,支持路由器线速流量分析–WHAT、WHEN、WHERE、WHO–配合云端大数据分析挖掘能力,深度分析用户行为特征,支撑个性化服务25•在网络入口监测网络/应用质量–被动测量:路由器DPI引擎通过旁路监听,分析应用质量,网络无扰动–主动测量:遍布全网的路由器在云端控制下,主动按需发起定向网络质量、应用质量探测–用户视角看网络,覆盖七大类数十项质量指标–结合云端大数据分析挖掘能力,帮助运营商全面实时了解网络状态,定位问题;帮助应用开发商了解应用质量,优化用户体验网页质量测试指标DNS解析时延下载质量测试指标TCP连接时延TCP连接时延文件下载时长域名DNS解析成功次数成功建立TCP连接次数域名DNS解析请求次数TCP连接请求次数丢包率成功完成文件传输次数抖动文件传输请求次数首包到达时长下载速率首屏打开时长HTTP下载测速最大值首页响应时间HTTP下载测速最小值页面下载时长网游质量测试指标连接时延与服务器成功建立TCP连接次数连接抖动向服务器发起TCP连接请求次数邮箱质量测试指标TCP连接时延网页全部内容提取成功次数POP(STMP)认证时长请求次数邮件收取时长网页文本内容提取成功次数邮件发送时长网页下载速率成功建立TCP连接次数视频质量测试指标DNS解析时延TCP连接请求次数TCP连接时延POP(STMP)认证成功率域名DNS解析成功次数即时通信测试指标连接时延域名DNS解析请求次数登陆时长丢包率成功建立TCP连接次数抖动TCP连接请求次数首帧显示时长成功登陆服务器次数缓冲时长测试探针登陆服务器请求次数缓冲时间占比域名服务质量测试指标解析时间(ms)与服务器成功建立TCP连接次数成功率(%)向服务器发起TCP连接请求次数记录数成功下载视频的次数TTL(生存时间)发出下载请求次数吞吐率卡屏次数响应成功请求数视频下载速率平均响应时间FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN:大规模数据采集与分布式计算FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN实例——海量数据采集•智能边缘节点实现分布式互联网数据采集–千万级大规模任务调度以及聚焦爬虫技术–基于流式技术框架,分布式数据清洗与整理–国内最强的互联网海量数据采集平台之一,每天采集的文字超过一座大学图书馆所有藏书–具备实效性,全面性,准确性,开放性四大优势27•与央视合作提供媒体大数据分析服务–马年春晚、猴年春晚、鸡年春晚–2014世界杯–短时间海量数据采集与预处理(每小时数千万条)–多维度深度挖掘分析,服务制作、宣传、播出、评价等多个环节–获得2014年中国电影电视技术学会科学技术奖一等奖FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN:多网协同传输,无缝网络切换•OXN边缘节点可以集成多种后端网络(IPv4/IPv6/卫星网/广播网等)。•通过开放接口,OXN在边缘接管应用流量,可以在终端应用不感知的情况下,灵活选择不同的后端网络进行数据的传输及服务的获取,最大化网络效率。28FutureNetworkTechnologyandApplicationLab.,CNICOXN实例——IPv6/IPv4过渡转换•面向互联网+的
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