Smooth Delivery：如何減少網(wǎng)絡(luò)擁塞？

Akamai的Smooth Delivery是由協(xié)議優(yōu)化團(tuán)隊(duì)牽頭的網(wǎng)絡(luò)性能增強(qiáng)計(jì)劃。它由兩個(gè)部分組成——在提高網(wǎng)絡(luò)性能的同時(shí)，每個(gè)部分都側(cè)重于減少擁塞。

TCP數(shù)據(jù)包通常以突發(fā)的形式提供，來響應(yīng)客戶端請求。這種突發(fā)分組的行為可能會(huì)增加峰值網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求，并可能導(dǎo)致?lián)砣透叩闹貍髀省?/p>

高重傳率通常會(huì)導(dǎo)致：

良好輸出的減少，同時(shí)也可能導(dǎo)致視頻流量發(fā)生不期待的重新緩沖

最終用戶的體驗(yàn)質(zhì)量低得多

由于網(wǎng)絡(luò)性能不佳，用戶參與度降低

占用了用于其他任務(wù)的服務(wù)器資源

例如，同一網(wǎng)絡(luò)上的三個(gè)并發(fā)TCP流可能會(huì)如下交互：

沒有啟用Pacing的帶寬需求

請注意，峰值帶寬是每個(gè)流量的累積需求。還要注意的是，在大多數(shù)情況下，網(wǎng)絡(luò)處于空閑狀態(tài)。

Smooth Delivery Pacing（SDP）利用Linux公平隊(duì)列和步調(diào)來管理TCP數(shù)據(jù)包的流量。它不是在往返時(shí)間（RTT）開始時(shí)突發(fā)數(shù)據(jù)包，而是在RTT的一小部分上逐個(gè)地調(diào)出數(shù)據(jù)包。使用SDP，可以實(shí)現(xiàn)相同的吞吐量，同時(shí)通常也會(huì)導(dǎo)致?lián)砣?，從而減少了突發(fā)性。最終用戶仍然可以收到他們期望的所有數(shù)據(jù)，而不會(huì)降低質(zhì)量。這有助于減少擁塞，從而降低重傳率。

低重傳率通常會(huì)導(dǎo)致：

增加的吞吐量可能會(huì)減少視頻流量的重新緩沖

為最終用戶提供更高質(zhì)量的體驗(yàn)

由于網(wǎng)絡(luò)性能高，用戶參與度更高

降低服務(wù)器資源的利用率

下圖說明了啟用Pacing時(shí)的帶寬需求。

啟用Pacing的帶寬需求

結(jié)果

2017年底，Akamai網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)交付，并且對轉(zhuǎn)播率和良好輸出產(chǎn)生了良好的整體影響。平均而言，TCP重傳減少了10％，吞吐量增加了40％

放大到客戶級(jí)別時(shí)，我們也看到了很好的結(jié)果。例如，我們采用Multi-CDN的方法根據(jù)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能來調(diào)整每個(gè)CDN流量的客戶，這已經(jīng)通過改進(jìn)我們的指標(biāo)為Akamai分配了更多的流量。通過啟用步調(diào)，我們觀察到重新緩沖減少了6％，客戶流量增加了36％！步調(diào)算法使得客戶、最終用戶以及Akamai的業(yè)務(wù)受益良多。

下一步

平滑傳送速率限制（SDRL）是Smooth Delivery故事的第二部分，它將進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)效率。它允許我們基于每個(gè)連接來決定使用多少的帶寬，以及是否根據(jù)應(yīng)用程序的需要增加或減少最大帶寬。反過來，SDRL將通過減少突發(fā)和限制帶寬競爭來減少擁塞。

據(jù)估計(jì)，SDRL取決于它的應(yīng)用方式，并且可以將擁塞和峰值帶寬需求降低多達(dá)4％。我們目前正在制定實(shí)驗(yàn)，來幫助我們更好地了解速率限制的全部潛在影響。