WICC 2021技術分論壇 融雲解析全球一體化通信網絡架構

　　7月24日，以“新視界·連未來”為主題的第三屆全球互聯網通信雲大會(WICC 2021)在北京成功舉辦。作為 WICC 的主辦方，全球互聯網通信雲領導廠商融雲在“網絡傳輸與系統架構”的技術分論壇中，發表了《融雲構建全球一體化網絡的設計解析》的主題演講。

　　融雲首席架構師李淼為開發者全面解析了融雲 RTC 和 IM 全球網絡的設計要點和質量監控體系，從架構層面诠釋了融雲為開發者提供的全球化服務能力。

　　構建全球網絡的問題與難點

　　李淼首先介紹了融雲全球通信網絡的特點是：因業務場景不同，RTC 實時音視頻和IM 即時通訊分别采用了不同的網絡傳輸架構方案。從業務場景上看，RTC 用于已确定且在線設備間的實時音視頻數據傳輸，數據不需要中心介質存儲，架構設計上采用了全球去中心化分布網絡;IM 無法确定接收端是否在線，因此需要離線消息存儲，架構設計上采用中心化架構。

　　在服務全球開發者的過程中，李淼認為構建全球網絡的問題與難點主要在于網絡連通率、數據傳輸延時、網絡抖動、網絡覆蓋率、數據的實時監控、質量改進方案和 QoE 質量體驗。為了解決這些問題，融雲分别基于 UDP 和 TCP，搭建了 RTC 和 IM 的全球傳輸網絡，最終形成了覆蓋全球的一體化通信網。

　　融雲RTC全球通信網絡的基本能力

　　融雲所構建的 RTC 底層網絡通信架構，擁有用戶就近接入、服務節點級聯、節點專線網絡連接、動态鍊路調度和去中心化的邊緣節點架構五大基礎能力。演講中，李淼重點介紹了去中心化的架構設計和動态鍊路調度能力。

　　在架構設計上，融雲 RTC 全球網絡部署完全是去中心化的，部署的每一個邊緣節點，都無需通知任何一個狀态服務器。訂閱關系基于發布時産生的地址，通過 IM 推送給對端用戶。對于邊緣節點而言， MediaServer 是整個音視頻通信的核心，除此之外的附加服務還包括 MCU，用于合流服務、錄像服務、審核服務、以及直播類向 CDN 的推流服務等。

　　在動态鍊路調度上，分為客戶端的節點選擇策略和服務端的級聯策略。

　　從客戶端看，如果是海外用戶，就近節點則優先選擇 BGP Anycast，其特點在于用戶在全網 IP ，可基于 IP 直接訪問距離最近的節點;中國國内和禁運國的用戶，由于 Anycast IP 無法在運營商預撥，因此就近節點優先選擇 SmartDNS 接入。此外，為确保用戶的體驗，融雲會對所有終端用戶下發多條鍊路，讓客戶可以智能探測，從中選擇一條質量的鍊路。

　　從服務端看，首先是内網級聯優先，即多個數據中心通過專線網絡進行級聯。其次是公網級聯，一旦内網發生故障，則自動降級到公網，通過現有的互聯網完成級聯。第三是多級級聯，倘若内網、公網都出現問題，融雲會選擇架構中的一個中繼節點進行服務器的再次轉發。

　　李淼從實踐的角度建議，多以硬件或網絡的方式來解決問題而不是通過算法，可使網絡質量更加穩定、可靠。

　　融雲第三代IM全球網絡的四大特點

　　為了确保全球用戶可以正常地使用融雲的 IM 即時通訊服務，融雲自2015年起就自建了 IM 全球網絡，至2020年已疊代到第三代。第三代IM全球通信網絡是基于 Anycast 的一體化加速網絡，具備多協議支持、支持接入多數據中心、分配策略基于 SmartDNS & Anycast 方式、全球網絡鍊路優化等四大特點。

　　李淼重點介紹了多協議支持和支持接入多數據中心這兩個特點。其中，多協議支持除了融雲自有 IM 協議，還包括 http、https、websocket 等其它協議;支持接入多數據中心，是指融雲在國内和海外擁有多個數據中心的情況下，客戶先将消息彙聚到路由節點，根據就近分配原則接入最近的數據中心，進行信息的流轉。

　　通過質量監控為用戶體驗保駕護航

　　“目前，融雲全球通信網絡承載的日均消息在200億左右，每天實際處理的峰值超過2000億，每小時處理的峰值超過900億。要保證如此大體量的平台穩定運行，質量監控手段至關重要。”李淼介紹說。

　　融雲 RTC 全球網絡的質量監控手段包括客戶端日志及實時業務數據、服務端日志及實時業務數據、實時數據運算和監控報警。以客戶端日志的收集策略為例，李淼介紹，為了保證日志收集成功率，一旦客戶端打開服務，每10秒就自動向服務器上傳錯誤數據，這樣有利于提高日志收集的準确性和完整度，有了日志做基礎，才能對客戶端的網絡質量進行持續優化。

　　除了監控手段外，在監控質量上，融雲RTC全球網絡關注 QoS (服務質量)和 QoE (體驗質量)兩方面的質量。QoS 涉及網絡延遲、終端帶寬、網絡丢包率、終端誤碼率和網絡抖動五個維度;QoE 僅體現在音視頻質量中，包括環境、用戶和服務，主要是以人為本進行的評估。

　　而對IM全球網絡的質量監控而言，融雲更關注 QoS 而非 QoE 。QoS 包括網絡連接成功率、數據傳輸延時、網絡抖動和網絡覆蓋率等。其中重點要監控網絡連接成功率，這主要以時間維度+地理維度+應用維度+終端類型維度進行綜合分析，從而快速定位終端所出現的SDK問題，快速解決問題。

　　結語

　　全球通信網持續優化無止境。未來，融雲将持續加大網絡建設的投入，一方面部署更多邊緣節點，提升網絡覆蓋率;另一方面，在不斷疊代的 SDK 中，增加新的數據埋點，豐富質量數據監控類型及收集手段，提升 SDK 質量和網絡質量。此外，融雲還将嘗試 AI 網絡預測和無人值守運維，通過大數據方式提前預判網絡峰值，确保網絡穩定運行。

　　WICC 2021上，李淼揭秘的融雲RTC和IM全球通信網絡，覆蓋全球233個國家和地區，擁有數千個加速節點和多個海外數據中心，能夠讓世界上每一個用戶都獲得的通信體驗。