应用与网络联合保障，用户体验无忧

    随着网络技术的发展，网络运营商可提供给用户的带宽越来越高，但收入却没有得到相应的增长，宽带用户的ARPU值一直在下降。 电信运营商一直在探索差异化运营，为用户提供差异化的服务，以提高业务收入，但成效并不明显。

    自2011年开始，运营商着眼于智能管道的研究，希望通过对网络的有效改进和整合，为用户提供更好的服务，增加业务收入，提升网络运营商在产业链中的地位。运营商提出要做智能管道的主导者，实现用户可识别、业务可区分、流量可调控、网络可管理。在此基础上，延伸到业务质量有保障，提升用户体验。

    其中，BoD（Bandwidth on Demand）业务是智能管道的一种代表业务。BoD业务一般通过指定的服务页面，让用户自由选择相应的业务提速套餐，动态提升用户的网络接入带宽。但目前看来，该业务并没有得到很好的发展，原因在于单纯的网络提速并无法真正解决用户的问题。下面，我们就站在用户的角度，深入分析他们最为关心的问题，并提供解决方案。

现状分析

    用户的主要需求可以描述为：观看视频时，需要高清晰画面，播放流畅；下载文件时，希望下载速度快。而目前存在的问题是：很多时候，用户观看在线视频，需预先缓冲一段时间，且观看时，常出现卡顿、马赛克等现象；甚至，视频页面会提示：“当前网络状态不佳，请选择标清模式”、“当前网络状态不佳，建议缓冲一段时间再观看”等；在下载文件时，存在下载速率不高，甚至出现没有种子的情况，下载链接异常中断等。

    为解决上述问题，运营商和互联网内容提供商各自有应对方案。

    电信运营商采用的是BoD方案，为用户提供更高的带宽和质量保障。具体实现方式是：用户可以通过电信运营商指定的页面，发出带宽提速申请，电信运营商动态为该用户设置高优先级，高带宽保障，提升其网络带宽。但这种方案存在以下问题。

    ● 网络层保障能力有限：只能保障该用户在网络中BRAS/SR用户侧端口及以下网络的带宽和服务质量，网络上依然存在很多瓶颈，如城域网出口拥塞、骨干网拥塞、IDC出口拥塞、服务器的接入带宽不足等；

    ● 缺乏应用层保障：无法保障应用层的业务提供能力，如服务器性能不足、服务器死机、服务端用户抢占、P2P下载没有种子资源等情况。

    由此可见，单纯的网络提速无法解决用户的问题。

    互联网内容提供商采用的方案是部署或租用CDN（内容分发网络）服务，加速内容分发。通过大量的CDN节点，分布式地为用户提供服务，提供更好的可扩展性和性能。内容分发节点更靠近用户，一定程度上能够避开网络拥塞点，以提高用户体验。但这种方案存在以下问题。

    ● 无法突破网络带宽的限制，无法提供更高的速率；

    ● 受限于网络质量，无法保障用户体验；

    ● CDN的加速与网络的不协同，也会导致网络拥塞，影响网络的性能和稳定性；同时，拥塞导致的丢包也必然影响业务质量。

    由此可见，单纯靠CDN加速也无法解决用户的问题。

解决思路

    通过前面的分析发现，目前的BoD方案和CDN加速方案均无法有效解决用户业务体验差的问题。从用户的体验需求出发，发现影响用户体验的因素主要有两个方面，一个是网络质量，一个是应用服务的提供质量，如果两者都能得到保障，则能从根本上保障用户的业务体验。

    因而，我们希望把网络层的保障和应用层的保障协同起来，实现针对特定用户所请求的特定内容，在特定时段进行特定的保障。用户无需到特定的页面上去申请网络提速或者应用保障，即可得到应用和网络的联合保障。具体实现对用户是透明的。

技术方案

    为实现应用和网络的联合加速保障，需要解决三个问题。

    ● 网络层的加速和保障

    由于BRAS/SR以上的网络为分组统计复用，且不具备用户级的管理和控制，难以基于用户进行策略的控制和质量保障。因而，建议把内容分发节点下移至BRAS/SR，有效避开网络中的拥塞点；在BRAS/SR用户侧端口及以下的网络中的网络质量保障，可借用BoD实现。网络层的保障根据用户使用的业务应用触发，最大可提供1Gbps的网络带宽保障；网络层的保障策略随着业务应用的完成而撤销。

    ● 应用层的加速和保障

    应用层的加速和保障，可借用目前CDN的应用加速和保障方法，还可结合P2P+CDN或P2SP+CDN方式。

    ● 网络层和应用层的协同

    在具备网络层加速和保障以及应用加速和保障的基础上，为了实现针对特定用户所请求的特定应用内容、在特定时段进行保障，需要把两者协同起来。由于目前大多数的CDN不具备基于用户级的精细化运营管理和业务加速，因而，需要在CDN中增加用户级管理的功能，同时，增加用户业务状态机，记录用户的业务使用状态。为了和网络层进行联动，需要增加和网络设备的相应协议接口，实现CDN维护的用户状态机和网络设备维护的用户状态机的协同和联动，实现相关的策略申请、撤销和信息交互和同步。BRAS/SR设备集成CDN功能，提供专用的业务板卡为用户提供CDN服务，建立和维护用户业务状态机，可有效和网络层的用户状态机实现协同和联动（见图1）。

    用户在应用页面点击特定的、高等级的应用后，网络层带宽可以在使用该应用内容期间得到自动提升；同时，应用内容得到加速和保障，加速和保障的方式可以采用P2SP方式，多CDN节点同时向该用户传送，其他正在使用该应用内容的用户也可以给该用户传送。用户同时得到了应用与网络的联合加速和保障，体验提升。

应用价值

    本方案的应用价值可以从用户、电信运营商、互联网内容提供商、设备和方案提供商四个角度分析。

    基于用户角度，用户观看在线视频的清晰度和流畅度得到提升，并能实现超高速大文件下载，按照现有的设备和网络情况，理论上可提供1Gbps的下载速率，相比现有的下载速率呈数10倍的提升。

    基于电信运营商角度，应用和网络的联合加速保障，使得网络和应用更紧密地结合，使得电信运营商能充分发挥其网络优势，在市场竞争中取得更大的优势。比如：可提供“网络+CDN”的基础服务，相比现有CDN服务提供商，运营商提供的“网络+CDN”服务，是具有网络保障的CDN服务，具备差异化竞争优势，使得运营商可以轻松获取CDN市场份额。同时，电信运营商可利用应用与网络联合的优势，发展更多的增值业务，比如提供更快的下载服务、高清视频服务、提供更灵活的套餐，从而促进业务增长。

    基于互联网内容提供商角度，由于电信运营商提供了包括网络接入和CDN服务的全套解决方案，互联网内容提供商无需再担心网络和内容分发的问题，无需考虑CDN的建设和维护，可以专注于内容的运营。

    基于设备和方案提供商角度，其发挥了自身的核心技术，解决了用户和电信运营商最为迫切的需求。同时，也使得电信运营商在综合业务运营和信息服务提供上更进一步，扩大了市场规模，获得更多的市场份额；从而拉动了更多的投资建设需求，设备和方案提供商可从中取得更多的收益。