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　　 [ 核心提示 ] 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的組織形態(tài)、架構(gòu)、通訊機(jī)制等等與有線網(wǎng)絡(luò)都有著巨大的差異，騰訊在處理這種差異的時(shí)候都有哪些經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀?br>　　編者注：本文轉(zhuǎn)自騰訊大講堂。在 2014 年 4 月 11 日的騰訊分享日活動(dòng)上，來自騰訊 MIG 的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)群運(yùn)營(yíng)總監(jiān) /T4 專家，負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng) QQ 手機(jī)瀏覽器、騰訊 PC 瀏覽器、騰訊手機(jī)安全管家、騰訊電腦管家產(chǎn)品的劉昕介紹了移動(dòng)無線產(chǎn)品研發(fā)中的 " 一秒鐘法則 "。
　　移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)很大問題在于無線網(wǎng)絡(luò)跟以前的有線網(wǎng)絡(luò)不一樣，無論是網(wǎng)絡(luò)的組織形態(tài)、架構(gòu)、通訊機(jī)制，跟有線網(wǎng)絡(luò)都有很大差異，這帶來很多挑戰(zhàn)。今天介紹的 " 一秒鐘法則 " 就是根據(jù)我們?cè)谝苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)、運(yùn)營(yíng)過程中總結(jié)出來的一條解決的原則。
　　手機(jī)接入服務(wù)器的流程
　　首先，手機(jī)要通過無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，從基站獲得無線鏈路分配，才能跟網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。無線網(wǎng)絡(luò)基站、基站控制器這方面，會(huì)給手機(jī)進(jìn)行信號(hào)的分配，已完成手機(jī)連接和交互。
　　獲得無線鏈路后，會(huì)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)附著、加密、鑒權(quán)，核心網(wǎng)絡(luò)會(huì)檢查你是不是可以連接在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，是否開通套餐，是不是漫游等。核心網(wǎng)絡(luò)有 SGSN 和 GGSN，在這一步完成無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和有線以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換。
　　再下一步，核心網(wǎng)絡(luò)會(huì)給你進(jìn)行 APN 選擇、IP 分配、啟動(dòng)計(jì)費(fèi)。
　　再往下面，才是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的步驟：DNS 查詢、響應(yīng)，建立 TCP 鏈接，HTTP GET，RTTP RESPONSE 200 OK，HTTP RESPONSE DATA，LAST HTTP RESPONSE DATA，開始 UI 展現(xiàn)。
　　這是手機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器的全過程。整個(gè)過程當(dāng)中有幾個(gè)困擾開發(fā)者的問題：
　　無線網(wǎng)絡(luò)是怎么給手機(jī)分配到無線鏈路的？
　　核心網(wǎng)絡(luò)有接入點(diǎn)（APN），這里的 CMNET 和 CMWAP 有什么區(qū)別，僅僅是協(xié)議不同嗎嗎？數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)又有什么區(qū)別？一個(gè)數(shù)據(jù)包在不同網(wǎng)絡(luò)上傳輸有不同嗎？
　　用戶怎么最快的找到正確的服務(wù)器？?jī)?nèi)容怎么快速有效的加載，在第一時(shí)間顯示出來？
　　這幾個(gè)問題的重點(diǎn)在于其中的幾個(gè)連接點(diǎn)：
　　無線鏈路分配（物理實(shí)連接）；
　　IP 層鏈接（邏輯虛連接）；
　　TCP 層鏈接（邏輯虛連接）；
　　HTTP 層鏈接（邏輯虛連接）；
　　用戶在線（邏輯虛連接）。
　　即使 TCP 連接建立，看到用戶在線，也必須在手機(jī)獲得無線鏈路分配的情況下，一個(gè)完整的通信才能真正完成，上行下行數(shù)據(jù)才能發(fā)送。這是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)非常重要的特性。在現(xiàn)實(shí)中，手機(jī)已經(jīng)分配 IP 也可能是沒有無線鏈路，為什么？無線網(wǎng)絡(luò)的資源是有限的，必須有效利用，這里由無線網(wǎng)絡(luò)的信令機(jī)制完成無線網(wǎng)絡(luò)資源的分配與釋放。
　　以用手機(jī)打電話的場(chǎng)景示例：用戶在手機(jī)上撥號(hào)出去后，手機(jī)會(huì)跟網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)無線鏈路，呼叫申請(qǐng)會(huì)發(fā)給電路域的核心網(wǎng)，通過電話交換機(jī)找尋被叫電話，被叫方接通電話，無線鏈路建立；完成通話，掛斷的時(shí)候，手機(jī)給網(wǎng)絡(luò)發(fā)送指令，表示服務(wù)使用結(jié)束，把已經(jīng)分配的無線鏈路釋放。
　　上網(wǎng)的情況就比較復(fù)雜一些了。什么時(shí)候決定無線鏈路的分配？什么時(shí)候決定通訊完成？對(duì)于這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)，不同的網(wǎng)絡(luò)制式、不同的運(yùn)營(yíng)商都是不同的，不過大致上有幾個(gè)區(qū)間值：
　　在 2G Edge 網(wǎng)絡(luò)下，差不多是 1 秒鐘不傳數(shù)據(jù)，就釋放物理連接，回收給其他人備用。3G 網(wǎng)絡(luò)會(huì)延長(zhǎng)幾秒鐘。
　　這樣的設(shè)定是有原因的。比如現(xiàn)在我們這個(gè)會(huì)場(chǎng)里有 200 人，那么我們 200 人同時(shí)上網(wǎng)的前提是共享同一個(gè)基站的資源，共享資源必須要有規(guī)則，比如要有排序，根據(jù)資源情況、用戶鏈接活躍決定分配還是回收，這都是通過無線網(wǎng)絡(luò)信令控制的。
　　給一個(gè)手機(jī)分配無線信道的信令又有好幾個(gè)情況，比如基站跟手機(jī)，基站跟基站控制器、核心網(wǎng)。舉個(gè)例子，服務(wù)器從后臺(tái)發(fā)送 push 消息，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可能不知道這個(gè)手機(jī)是否活躍，不知道在哪個(gè)小區(qū)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)就會(huì)發(fā)一個(gè)尋呼，在各個(gè)小區(qū)找這個(gè)手機(jī)，當(dāng)然這個(gè)不能基于 IP，而是其他的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)。找到了之后，這個(gè)手機(jī)再去申請(qǐng)信道資源，然后才能接受 push。所以，這種場(chǎng)景下信令的消耗可能會(huì)在很多小區(qū)產(chǎn)生。
　　根據(jù)以上情況，就形成無線網(wǎng)絡(luò)的一大特點(diǎn)：秒級(jí)狀態(tài)管理，秒級(jí)狀態(tài)轉(zhuǎn)換。這兩個(gè)操作都在幾百毫秒到幾秒之間進(jìn)行，對(duì)于維持連接來說時(shí)間太短，對(duì)于從無連接到有連接的轉(zhuǎn)換來說時(shí)間又太長(zhǎng)。
　　相比之下，有線網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)管理如 IP 分配、TCP 連接釋放，都是分鐘級(jí)，而狀態(tài)轉(zhuǎn)換則是毫秒級(jí)。
　　這些通訊機(jī)制，同時(shí)加上無線網(wǎng)絡(luò)的高延遲、高丟包。如何保證移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品提供穩(wěn)定的、可預(yù)期的服務(wù)質(zhì)量，成為非常大的挑戰(zhàn)： ??2G 網(wǎng)絡(luò)上無線部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t有幾百 ms，4G 網(wǎng)絡(luò)上無線部分傳輸延遲減少到幾十 ms，核心網(wǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換、協(xié)議轉(zhuǎn)換 30~100ms，IP 骨干網(wǎng)上的延遲又跟物理距離以及運(yùn)營(yíng)商互聯(lián)互通質(zhì)量有關(guān)，跨運(yùn)營(yíng)商 50-400ms，同運(yùn)營(yíng)商 5-80ms，這個(gè)還要取決于網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況。 ?? 無線網(wǎng)絡(luò)誤碼率比有線高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，在不同時(shí)間段的波動(dòng)也非常巨大。
　　怎么基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的特性去優(yōu)化服務(wù)？這就是我們總結(jié)的一秒鐘法則：在一秒內(nèi)要完成的規(guī)定動(dòng)作。
　　2G 網(wǎng)絡(luò)：1 秒內(nèi)完成 DNS 查詢、和后臺(tái)服務(wù)器建立連接；
　　3G 網(wǎng)絡(luò)：1 秒內(nèi)完成首字顯示（首字時(shí)間）；
　　WiFi 網(wǎng)絡(luò)：1 秒內(nèi)完成首屏顯示（首屏?xí)r間）。
　　這些指標(biāo)需要在終端度量，必須跟用戶體驗(yàn)相關(guān)：首字時(shí)間、首屏?xí)r間都必須是用戶可以直觀感受到的。
　　優(yōu)化思路 接入調(diào)度優(yōu)化
　　接入調(diào)度優(yōu)化首先要考慮的是減少 DNS 的影響。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的 DNS 有如下特點(diǎn)：
　　骨干網(wǎng)無法識(shí)別移動(dòng)用戶在哪個(gè)城市，東西南北各個(gè)地方的調(diào)度沒有充分調(diào)用，目前有一部分全國(guó)范圍的 DNS 承載了超過 40% 的全網(wǎng)用戶；
　　很多山寨機(jī)的終端 Local DNS 設(shè)置是錯(cuò)誤的。
　　另外還有一些有線網(wǎng)絡(luò)也一樣會(huì)遇到的問題，如終端 DNS 解析濫用、域名劫持、DNS 污染、老化、脆弱等。不過對(duì)于這些問題，桌面的自愈性會(huì)比較好，而在手機(jī)上則比較難以解決。
　　對(duì)于 DNS 的問題，有兩條主要的解決思路：
　　減少 DNS 的請(qǐng)求、查詢、更新，也就是做 DNS 緩存；
　　在終端配置 server list，直接訪問 IP，不用 DNS。
　　但僅僅這么做還不夠，因?yàn)橛脩艨赡軄碜試?guó)內(nèi)外不同的運(yùn)營(yíng)商，還需要進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)度策略：
　　DNS 緩存需要多建立接入點(diǎn)，用不同域名區(qū)分；
　　IP 列表需要更新以適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)情況，要做到主動(dòng)調(diào)度。好比最早我們只服務(wù)好移動(dòng)用戶就行，保證移動(dòng)用戶的接入質(zhì)量?jī)?yōu)先，因?yàn)榻^大多數(shù)用戶集中在移動(dòng)；現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有三個(gè)運(yùn)營(yíng)商，用戶分布的比例在慢慢接近，要區(qū)分清楚；智能手機(jī)會(huì)用 WiFi，接入的是電信、聯(lián)通還是哪個(gè)運(yùn)營(yíng)商，不知道，所以你不可能預(yù)先設(shè)置場(chǎng)景再 if then，必須通過后臺(tái)調(diào)度能力來解決。
　　再進(jìn)一步優(yōu)化，就產(chǎn)生一種融合的方式：
　　先做域名解析，客戶端直接連接解析的 IP，可以用 http 協(xié)議，也可以用 tcp socket；
　　多端口、多協(xié)議組合：不同協(xié)議有不同的限制，有些只能 http，有些只能 tcp socket，各種環(huán)境都要適應(yīng)，客戶端不能只支持一種協(xié)議；
　　終端測(cè)速：接入點(diǎn)越來越多，接入哪個(gè)合適，要選擇，可以通過終端測(cè)速來選擇最快的。你當(dāng)然可以每一次新建連接都做測(cè)速，但是這樣建立連接時(shí)間可能會(huì)很長(zhǎng)；我們可以給用戶先建立連接后，在后臺(tái)根據(jù)長(zhǎng)期速度監(jiān)控、當(dāng)前測(cè)速的結(jié)果，來做動(dòng)態(tài)調(diào)度。也就是說，第一次連接可能不是最優(yōu)，連接建立后動(dòng)態(tài)測(cè)速，再轉(zhuǎn)移到最快接入點(diǎn)。更進(jìn)一步就是建立網(wǎng)絡(luò) profile，終端學(xué)習(xí)的思路。
　　測(cè)速采樣的粒度我也說一下，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)取 IP 段是沒用的，比較好的粒度是到網(wǎng)元級(jí)別，比如廣東有 20 多個(gè) wap 網(wǎng)關(guān)，每一個(gè)網(wǎng)關(guān)的情況都不一樣，這就是一個(gè)比較合適的粒度。
　　另外我們后面還有一個(gè) SET 模型，可以就近提供服務(wù)。
　　最后想強(qiáng)調(diào)一個(gè)所有的接入調(diào)度原則：不要把調(diào)度邏輯寫死在客戶端，一定要由后臺(tái)完成。
　　協(xié)議優(yōu)化
　　協(xié)議參數(shù)優(yōu)化這塊就簡(jiǎn)單列一下，是我們長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過程中總結(jié)的一些經(jīng)驗(yàn)，在啟動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)時(shí)作為運(yùn)營(yíng)的規(guī)范，可以少走很多彎路：
　　關(guān)閉 TCP 快速回收；
　　Init RTO 不低于 3 秒；
　　初始擁塞控制窗口不小于 10。因?yàn)榇蟛糠猪撁嬖?nbsp;10kB 以下，很多請(qǐng)求在慢啟動(dòng)階段已經(jīng)結(jié)束，改為 10 可以降低小頁面資源傳輸時(shí)延。內(nèi)容越大，這個(gè)選項(xiàng)的效果就比較不明顯；
　　Socket buffer > 64k；
　　TCP 滑動(dòng)窗口可變；
　　控制發(fā)包大小在 1400 字節(jié)以下，避免分片。
　　協(xié)議優(yōu)化的原則總結(jié)下來是這么幾條：
　　連接重用；
　　并發(fā)連接控制；
　　超時(shí)控制；
　　包頭精簡(jiǎn)；
　　內(nèi)容壓縮；
　　選擇更高效率的協(xié)議。無論是 TCP、HTTP、UDP、長(zhǎng)連接、GZIP、SPDY、WUP 還是 WebP，每一種協(xié)議、方案都有其道理，沒有最優(yōu)，只有是否適合你的產(chǎn)品和服務(wù)特點(diǎn)，需要大家在運(yùn)營(yíng)過程驗(yàn)證和取舍。
　　WAP 接入點(diǎn)優(yōu)化
　　關(guān)于 WAP 接入點(diǎn)優(yōu)化，可能有些人會(huì)說，我們的 App 是高端大氣上檔次的應(yīng)用，是不是就不用做 WAP 優(yōu)化？實(shí)際上我們的統(tǒng)計(jì)顯示，目前有 5%-20% 的用戶選擇的接入點(diǎn)是＊WAP（CMWAP、3GWAP、CTWAP），這甚至包括一些 iPhone 終端。實(shí)際上，WAP 網(wǎng)關(guān)本質(zhì)是個(gè)代理，不完全是落后的東西，隨著技術(shù)的進(jìn)步也在演進(jìn)，以后在組網(wǎng)架構(gòu)中可能有綜合網(wǎng)關(guān)、內(nèi)容計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)來取代目前的 WAP 網(wǎng)關(guān)，所以建議也要一并考慮。以下是做 WAP 優(yōu)化需要注意的一些問題：
　　資費(fèi)提醒頁面；
　　302 跳轉(zhuǎn)處理；
　　X-Online-Host 使用與處理；
　　包大小限制；
　　劫持與緩存；
　　正確獲取資源包大小。
　　業(yè)務(wù)邏輯優(yōu)化
　　簡(jiǎn)化邏輯：交互繁瑣的內(nèi)容盡量用標(biāo)識(shí)更新。舉一個(gè)例子，我們?cè)诶习娴氖謾C(jī) QQ 上做過一個(gè)測(cè)試：假如我有 100 個(gè)好友，用手機(jī) QQ 完成登陸，完成好友列表更新一遍，需要 3.5 分鐘。這肯定是不合理的。建議用信令狀態(tài)來通知是否需要更新，同時(shí)合理利用緩存。在比如玩游戲，好友給你送了很多星星，是讓用戶一次一次點(diǎn)還是批量點(diǎn)？從優(yōu)化的角度肯定是批量點(diǎn)，從用戶體驗(yàn)的角度這也更加舒服。
　　另一方面，延長(zhǎng)域名圖標(biāo)的緩存時(shí)間也可以有效地優(yōu)化訪問次數(shù)。我們把手機(jī)騰訊網(wǎng)圖標(biāo)的緩存時(shí)長(zhǎng)從 120 分鐘延長(zhǎng)到 2 天后，訪問次數(shù)優(yōu)化了差不多 35%。
　　柔性可用：這個(gè)意思就是在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量好的時(shí)候給高清大圖，不好的時(shí)候先給用戶看小圖，點(diǎn)一下再拉取原圖。舉一個(gè)極端的例子，比如萬一地震了，基站毀掉 20%，用戶要給家人報(bào)平安，這時(shí)候產(chǎn)品上就必須優(yōu)化，比如只發(fā)送文字，合理降低網(wǎng)絡(luò)消耗。另外在響應(yīng)很慢的時(shí)候，需要給用戶一些合理的頁面提示，比如提示用戶再過 5 秒會(huì)發(fā)送，所以你不要一直刷屏，這也可以減少訪問對(duì)后臺(tái)服務(wù)、對(duì)網(wǎng)絡(luò)的沖擊。
　　最后談?wù)剬?duì)優(yōu)化方法的實(shí)踐和結(jié)果的評(píng)估。QQ 手機(jī)瀏覽器從 4.5 版本、5.0 版本到 5.1 版本，我們對(duì) 2G 網(wǎng)絡(luò)下的連接時(shí)間、3G 網(wǎng)絡(luò)下的首字耗時(shí)、wifi 網(wǎng)絡(luò)下的首屏耗時(shí)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，耗時(shí)降到一秒鐘以下還在不斷的改進(jìn)，每個(gè)新的版本平均值均有所壓縮。這個(gè)結(jié)果是從每天用戶實(shí)際使用的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中得到的，覆蓋到絕大多數(shù)的手機(jī)終端和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
　　不過平均值只是一方面，我們另一方面還要看 " 有多少比例的數(shù)據(jù)滿足了一秒鐘法則 " 這個(gè)維度，因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)尾數(shù)據(jù)波動(dòng)很大，這一個(gè)維度也非常重要。目前現(xiàn)狀是我們 2G 網(wǎng)絡(luò)做到 79%，3G 網(wǎng)絡(luò)做到 73%，WiFi 網(wǎng)絡(luò)做到 69%。目前我們的目標(biāo)是達(dá)到 80%，實(shí)現(xiàn)之后，再進(jìn)一步挑戰(zhàn) 90% 的比例，不斷追求極致。
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