以流量經(jīng)營為導向的網(wǎng)絡優(yōu)化手段淺論

沈亮，周俊，姚柒零，沈鋒煒

（中國移動通信集團設計院有限公司，北京 100080）

以流量經(jīng)營為導向的網(wǎng)絡優(yōu)化手段淺論

沈亮，周俊，姚柒零，沈鋒煒

（中國移動通信集團設計院有限公司，北京 100080）

流量經(jīng)營已成為運營商越來越重要的課題，本文以流量經(jīng)營為導向，嘗試從網(wǎng)間分流、數(shù)據(jù)加速和端到端優(yōu)化3個緯度來論述相關網(wǎng)絡優(yōu)化手段。

流量經(jīng)營；數(shù)據(jù)用戶感知；網(wǎng)間分流；數(shù)據(jù)加速；端到端優(yōu)化

1 流量經(jīng)營

流量經(jīng)營是以智能管道(物理網(wǎng)絡)和聚合平臺(商業(yè)網(wǎng)絡)為基礎，以擴大流量規(guī)模、提升流量層次、豐富流量內(nèi)涵為經(jīng)營方向，以釋放流量價值為目的的一系列理念、策略和行動的集合。不同于話務經(jīng)營和寬帶經(jīng)營，流量經(jīng)營是通信運營商向信息運營商轉(zhuǎn)型在全業(yè)務和移動互聯(lián)網(wǎng)新形勢下的全新命題，是順應移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)律、把握移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展機遇，是改變互聯(lián)網(wǎng)時代“管道工”角色的關鍵。

電信運營商開展流量經(jīng)營所要解決的主要就是量收不齊的問題.即流量快速增長，而收入沒有同步增長，導致自身網(wǎng)絡負載和成本不斷提高。從宏觀管理層面，流量經(jīng)營的手段主要有如下幾點[1]：

（1）打造聚合平臺，打通合作伙伴市場和后向客戶市場，最終將三者匯聚在一起。

（2）建設智能管道，將客戶規(guī)模、海量信息、管理能力作為重要的競爭要素，積極打造智能管道，實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡資源的合理充分調(diào)度。

（3）完善流量資費體系，在有不同業(yè)務偏好的目標用戶市場。提供針對偏好業(yè)務的數(shù)據(jù)流量資費計劃，以體現(xiàn)高價值內(nèi)容應用對運營商的差異化競爭優(yōu)勢和用戶ARPU值的提升。

（4）分析用戶行為，運營商應像管理網(wǎng)絡一樣管理用戶、了解用戶，實現(xiàn)從網(wǎng)絡能力驅(qū)動到價值驅(qū)動的轉(zhuǎn)變，透過客戶行為來經(jīng)營流量。

（5）聚焦用戶終端，以終端為起點，實現(xiàn)由賣套餐向賣終端轉(zhuǎn)變，主推智能手機，強化體驗營銷，細分目標用戶，引導用戶從2G手機向3G手機、非智能機向智能機的轉(zhuǎn)變。

通信網(wǎng)絡作為承載業(yè)務的物理實體，其承載容量是有限的。如何在現(xiàn)有網(wǎng)絡資源基礎上，最大限度的對流量經(jīng)營提供有效的支撐保障，提升用戶數(shù)據(jù)業(yè)務感知，需要我們從網(wǎng)絡運行策略、優(yōu)化維護手段等方面進行思考。

2 數(shù)據(jù)業(yè)務用戶感知

在移動互聯(lián)網(wǎng)時代，傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)邊界日益模糊，“云（服務）+端（終端）”運營模式日益凸顯，智能終端成為各方爭奪的戰(zhàn)略資源，成為移動互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的助推器。某地統(tǒng)計數(shù)據(jù)為例，智能手機用戶ARPU值比普通手機用戶高出30元， 流量是普通手機用戶的1.6倍。

網(wǎng)絡質(zhì)量是運營商的生命線，傳統(tǒng)的KPI考核方式已經(jīng)不能很好的體現(xiàn)用戶滿意度，用戶體驗（QoE）已經(jīng)成為網(wǎng)絡運維、優(yōu)化的首要目標。

傳統(tǒng)話音業(yè)務的用戶感知可以通過MOS系統(tǒng)進行評判，在業(yè)界基本形成標準，但相應規(guī)范對數(shù)據(jù)業(yè)務尚不存在，需要建立對數(shù)據(jù)業(yè)務用戶主觀感知和客觀服務質(zhì)量的對應關系。

數(shù)據(jù)業(yè)務客觀服務質(zhì)量可以通過如下一系列的性能指標來表征：（1）成功快速接入網(wǎng)絡，開啟需要的數(shù)據(jù)業(yè)務（如PDP建立成功率，時延等）。（2）成功快速將hostname映射到IP地址（如DNS成功率，時延等）。（3）成功快速連接到應用服務器并實施交互（如HTTP成功率，時延等)。（4）數(shù)據(jù)傳輸中的性能指標（如吞吐率，時延和分組丟失率等）。（5）應用層的性能指標（如視頻業(yè)務的編碼方式等）。

基于上述性能指標，在數(shù)據(jù)業(yè)務優(yōu)化中需考慮因素有：

（1）用戶和終端。具體包含：終端參數(shù)設置（彩信下載中心、APN等）；終端能力及性能；應用客戶端穩(wěn)定性、正確性；終端是否感染病毒等。

（2）無線網(wǎng)絡。具體包含：無線環(huán)境：質(zhì)量（C/I）、影響數(shù)據(jù)重傳率、高階編碼使用比例；資源配置：無線資源配置、EDGE占比、新功能引入：公共控制信道不足影響業(yè)務接入性能，信道復用度高低導致數(shù)據(jù)速率差異大；傳輸資源：Abis、Ater口傳輸帶寬資源不足，影響用戶高階編碼速率；設備負荷：PCU單板處理負荷高，導致數(shù)據(jù)分組流控、丟失，影響用戶業(yè)務請求成功率、速率；重選/切換關系：用戶移動和小區(qū)重選，影響業(yè)務中斷。

（3）核心網(wǎng)。具體包含：容量限制：核心網(wǎng)用戶容量或端口吞吐率容量不足（比如受license限制），影響接入用戶數(shù)；設備負荷：核心網(wǎng)設備或鏈路負荷高，導致數(shù)據(jù)分組流控、丟失等，影響用戶業(yè)務請求成功率、速率；傳輸穩(wěn)定性：核心網(wǎng)傳輸鏈路閃斷、設備翻轉(zhuǎn)，影響用戶上網(wǎng)穩(wěn)定性。

（4）網(wǎng)關和SP層面。具體包含：DNS解析能力；IDC是否引入網(wǎng)內(nèi)；防火墻的設置，網(wǎng)間出口帶寬；訪問路由，省內(nèi)、集團與第三方鏈路訪問服務器時延差異較大； SP服務器訪問限制：如訪問最大數(shù)、響應時延等；內(nèi)容特征： 如SP服務器訪問內(nèi)容大小、 鏈接正確性等。

相比話音業(yè)務優(yōu)化，數(shù)據(jù)業(yè)務優(yōu)化更具全程全網(wǎng)性。現(xiàn)有網(wǎng)絡優(yōu)化手段主要從網(wǎng)間分流、數(shù)據(jù)加速和端到端優(yōu)化3個維度進行優(yōu)化提升。

3 網(wǎng)間分流

目前2G網(wǎng)絡的負荷較重，還要繼續(xù)承受每年80%的數(shù)據(jù)業(yè)務自然增長。急需有效將數(shù)據(jù)業(yè)務分流到TDSCDMA， WLAN 和TD-LTE網(wǎng)絡上。

嘗試分流到TD-SCDMA的現(xiàn)狀：由于目前TDSCDMA的雙模手機用戶數(shù)占比不足10%，且接近一半用戶鎖網(wǎng)至GSM網(wǎng)絡，話務回流現(xiàn)象嚴重，雖然通過覆蓋、互操作等優(yōu)化手段的調(diào)整，但總的分流效果仍然有限。從分流效果而言，從市場角度大力替換原有GSM手機將比網(wǎng)絡優(yōu)化手段更為有效，目前TDSCDMA網(wǎng)絡的利用率提升困難。

嘗試分流到WLAN的現(xiàn)狀：中國移動目前大力建設無線城市，但由于用戶習慣（主要業(yè)務還是P2P和流媒體等）和技術(shù)手段（例如統(tǒng)一認證問題，互操作問題）的制約使得WLAN只能成為數(shù)據(jù)業(yè)務熱點區(qū)域的有益補充，瀏覽類、普通下載和游戲是目前較難被WLAN分流的業(yè)務，需要在2G網(wǎng)絡穩(wěn)定承載和發(fā)展，需要有帶寬保證。

分流到未來TD-LTE的可能：LTE從實驗網(wǎng)到實際運作需要一個周期，同時對于終端部分的要求也較高。由于2G網(wǎng)絡用戶規(guī)模龐大，TD-LTE需要相當長時間才能構(gòu)成對2G網(wǎng)絡的有效分流。

短期內(nèi)通過分流來消化2G數(shù)據(jù)業(yè)務的自然增長存在較多限制（業(yè)務習慣、終端成熟、網(wǎng)絡建設尤其是深度覆蓋的建設等），所以數(shù)據(jù)業(yè)務在相當一段時間內(nèi)將共存于2G、3G和4G網(wǎng)絡，四網(wǎng)協(xié)同還需要從空間，時間，網(wǎng)絡資源，業(yè)務和終端進行靈活調(diào)度，統(tǒng)一控制和管理。

4 數(shù)據(jù)加速

移動互聯(lián)網(wǎng)瀏覽加速解決方案的原理是綜合運用壓縮、緩存、協(xié)議優(yōu)化等技術(shù)，在盡可能短的時間內(nèi)動態(tài)的發(fā)送高質(zhì)量的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

4.1 數(shù)據(jù)壓縮

采用先進的格式無損壓縮技術(shù)和數(shù)據(jù)有損壓縮技術(shù)，實現(xiàn)對95%以上的網(wǎng)頁訪問所包含的數(shù)據(jù)類型進行優(yōu)化。格式無損壓縮技術(shù)，通過重組數(shù)據(jù)實現(xiàn)最佳的數(shù)據(jù)縮減；一般而言，針對的目標格式包括：html、java scripts、css、word、ppt、excel等類型。數(shù)據(jù)有損壓縮技術(shù)，則是針對jpeg、gif、png、flv等圖片和流媒體類內(nèi)容，這部分內(nèi)容占了網(wǎng)頁傳輸數(shù)據(jù)量的大部分，在不明顯影響圖片質(zhì)量的情況下，根據(jù)不同的圖片格式采用針對性的壓縮算法對圖片文件進行壓縮，大幅度減少網(wǎng)絡中需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。

在無客戶端的方式下，加速服務器中通過自適應的方式對不同的數(shù)據(jù)實行標準可識別的壓縮，大幅度壓縮無線網(wǎng)絡網(wǎng)頁瀏覽過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量。

4.2 智能緩存

加速系統(tǒng)平臺提供靈活的配置參數(shù)和策略選項，可以對包括緩存對象的類型、大小、有效期，訪問頻率等在內(nèi)的參數(shù)做定期的優(yōu)化調(diào)整。同時平臺系統(tǒng)支持多種先進的智能緩存置換算法，實現(xiàn)對不同緩存對象進行區(qū)分，根據(jù)緩存站點內(nèi)容的動態(tài)信息，靜態(tài)信息采用不同的算法智能進行緩存，智能實時更新，保證系統(tǒng)緩存的內(nèi)容實時性和優(yōu)化平臺整體的緩存效率。

4.3 協(xié)議優(yōu)化

具體包含TCP協(xié)議優(yōu)化、Session復用、動態(tài)邏輯邊緣優(yōu)化和路由優(yōu)化等方面。

TCP協(xié)議優(yōu)化克服傳統(tǒng)TCP協(xié)議棧慢啟動情況，根據(jù)無線鏈路擁塞程度和遲延抖動性來動態(tài)調(diào)整TCP傳輸速率和接收窗口以實現(xiàn)最大吞吐率。

Session復用利用已建立的Session連接來進行后續(xù)數(shù)據(jù)傳輸。提升動態(tài)內(nèi)容和應用類的響應速度。

動態(tài)邏輯邊緣優(yōu)化：使用offload，將動態(tài)邏輯處理層的模塊部署到加速服務器集群里以實現(xiàn)本地處理。

路由優(yōu)化針對分布式動態(tài)應用情景的加速優(yōu)化技術(shù)。

其外，根據(jù)各運營商實際網(wǎng)元節(jié)點分布情況，開展結(jié)構(gòu)優(yōu)化也是提升數(shù)據(jù)速率的有效手段。

5 端到端優(yōu)化

無線環(huán)境（如覆蓋、質(zhì)量等）、容量、無線參數(shù)等因素嚴重影響了數(shù)據(jù)用戶感知，運營商在此方面的優(yōu)化技術(shù)已有初步積累，本文不再論述。我們嘗試從用戶流量分析為起點，開展端到端用戶分析，并采取相應優(yōu)化手段，從而提升用戶感知。

我們以某城市iPhone 3GS手機為例（見表1），其主要數(shù)據(jù)流量為HTTP業(yè)務。

在具體分析其HTTP業(yè)務中，數(shù)據(jù)表明微博業(yè)務占比最大，當用戶占用2G/3G網(wǎng)絡時，用戶體驗如表2所示。

現(xiàn)網(wǎng)頁面下載平均時延1.5 s，其中無線段平均時延1.09 s，核心段平均時延0.44 s。70%的時延在無線，無線質(zhì)量基本決定客戶感知。

表1 某地iPhone 3GS 手機業(yè)務構(gòu)成

表2 占用不同網(wǎng)絡時用戶感知體驗

進一步選取延時最差Top10小區(qū)作為分析對象，此10個小區(qū)時延均值為10s，遠高于現(xiàn)網(wǎng)頁面刷新時延平均值1.5 s（見表3）。

表3 Top10 時延最差小區(qū)

詳細分析各層時延詳細值，可發(fā)現(xiàn)無線側(cè)原因引發(fā)的高時延小區(qū)6個。針對無線側(cè)引起的時延過長，通過對具體計數(shù)器分析，進一步明確各類無線短板因素，發(fā)現(xiàn)主要由復用度過高、重傳率過高、PCU負荷過高、Ater口擁塞幾種原因引起，如表4所示。

開展針對性的調(diào)降PDCH復用度參數(shù)的優(yōu)化，調(diào)整后，微博體驗明顯改善，總延時從9 s降至1 s，微博訪問流量增長40%。

表4 高時延小區(qū)原因分析

在傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡優(yōu)化工作中，我們通常通過網(wǎng)絡分析工具發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡的忙區(qū)、忙時因為什么原因造成網(wǎng)元忙；制定定時的規(guī)則，在指定區(qū)域、指定時間針對指定業(yè)務做控制；按照一段時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，按照網(wǎng)絡的變化做策略調(diào)整。

考慮上述因素，建立端到端優(yōu)化平臺，全面動態(tài)實時監(jiān)控用戶行為，將有效的提升用戶感知。

6 小結(jié)

移動互聯(lián)網(wǎng)時代運營商向信息運營商的轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為大勢所趨，流量經(jīng)營的突破不僅是經(jīng)營模式的突破.更是概念性的突破。

[1] 鄒潔，倪俊，黃安勇． 淺談運營商流量經(jīng)營之道[J]． 現(xiàn)代商業(yè)， 2012(15)．

Research of network optimization method from flow management point

SHENG Liang, ZHOU Jun, YAO Qi-ling, SHENG Feng-wei
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China)

Flow management is more and more important to operator; this article try to analyze the network optimization method from data distributor,data accelerate and end to end optimization by flow management point of view.

flow management; user experience; data distributor; data accelerate; end to end optimization

TN929.5

A

1008-5599（2013）03-0010-04

2013-02-01