关于网络:应用传送网络ADN率先架起东数西算的高速公路

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摘要：云原生 ADN 网络的将来，是私有云 Internet 接入降老本的伎俩，以及对自建光纤骨干网的补充，无力地撑持“东数西算”国家新基建布局。

本文分享自华为云社区《华为云顾炯炯：利用传送网络(ADN)，从新定义云原生时代的媒体网络》，作者：技术火炬手。

随同媒体内容逐步的丰富多彩、引人入胜，媒体内容的生产制作从本地工作室上移至云端成为了必然趋势。媒体内容从生产到生产的全流程，离不开媒体内容的生产者、云端数字内容制作基础设施、平台零碎和媒体内容消费者。而连贯这些角色的背地，是一张高质量的精品媒体网络。

9 月 24 日，华为云举办了主题为“数字内容云上生产，共创影视产业新高地”的主题论坛，华为云首席架构师顾炯炯 为大家带来了往年华为云在云原生媒体及网络畛域的重磅级翻新服务：利用传送网络（Application Delivery Network），简称 ADN 服务。

ADN 为云原生媒体服务，乃至更狭义的云上互联网利用提供了多级 QoS，高牢靠，高弹性的网络基石，相比基于“尽力而为”传送 IP 网络路由机制的 Internet 互联网，ADN 网络是一张叠加在 Internet 互联网，以及华为云遍布寰球的云端及分布式边缘基础设施和专线网络之上的 overlay 网络。

该网络彻底解决了互联网不足 QoS 保障，部分路由拥塞收敛慢，以及专线老本高，笼罩区域受限的问题，具备软件定义的可编程能力，无需降级改变存量运营商网络，即可反对分钟级新增路由节点及路由变更，使得媒体网络具备了云的“弹性麻利”的外围特色。从而为媒体业务提供了兼具互联网全域笼罩、低成本及专线的确定性 QoS 保障劣势的根底网络传送服务，并且可反对利用驱动的 SLA 与 QoS。

整体来看，云原生利用传送网络 ADN 与内容传送网络 CDN 的命名绝对应，CDN 的定位是通过检测 Web 与视频内容的热点局部，以及进一步通过热点内容的缓存及存储实现带宽老本的升高，以及用户接入时延体验的晋升。

ADN 的适用范围则相比 CDN 更为宽泛，简直可笼罩所有分布式互联网利用，冲破 CDN 无奈减速动静生产 Web 内容的 Web 网页的局限，这也正是 ADN 名称的来由。

ADN 的整体技术架构划分为 3 层，物理层、逻辑层，以及应用层，物理层对应华为云存量的寰球云骨干网及各电信运营商的 Internet 互联网，而 ADN 网络的外围正是叠加在这 2 张物理承载网络之上的一张对立的逻辑 Overlay 网络，也即逻辑层 ADN 网络内任意 2 个节点之间的路由，对应物理层节点之间的中转 Internet 或专线物理路由，或者通过若干跳 ADN 节点中继转发的多段 Internet 路由及物理专线路由的拼接组合。

ADN 网络内特定任意 2 节点之间最优路由之所以可能对应非中转的、多段曲折转发的物理路由，起因在于传统物理路由机制，如 OSPF、BGP 等，采纳的是街坊发现算法，因而在遇到局部物理节点拥塞的状况下，无奈实现物理层路由的及时疾速调整，此时基于 ADN Overlay 转发节点的物理路由组合，则可能躲避该部分拥塞点，给出更优的门路抉择。

ADN 的应用层即包含上文提到的云原生媒体服务，也即媒体生产、媒体散发，以及媒体利用，也包含运行在云上的泛互联网 App，比方游戏、娱乐，办公，甚至通过 REST API 近程交互协同的各类分布式应用，逻辑层的 ADN 利用传送网络服务通过契约化定义的 AND API，与应用层的云原生媒体服务及互联网 App 进行交互，输出参数包含由应用层指定的 ADN 路由的起始、终结节点，以及心愿起始到终结节点之间路由必须满足的应用层、传输层、网络层的 QoS/SLA 指标，而 API 的返回输入参数，则包含含了从 ADN 终点到起点之间的路由节点的最终序列。

广覆盖、高敏捷、全互联的网络拓扑。 通过无所不在、彼此互联互通，超过 2500 个 ADN 节点的寰球宽泛笼罩，ADN 网络实现了最终用户的一跳入网；同时，通过反对 ADN 节点的分布式容器化部署，实现了分钟级节点增删与网络拓扑更新的高弹性、高敏捷；通过逻辑、物理分层解耦，通过任意 ADN 节点之间基于 Full Mesh 的点到点测量，为任意 2 个 ADN 节点之间动静最优门路的抉择提供了根据和保障。

多指标驱动智能路由，多样化接入协定传输。 反对分钟级端到端路由图优化算法，实现智能路由计算；反对单流分多流、多流合并单流，具备多优先级门路的实时抉择能力；具备抗弱网协定加强、具备高牢靠的传输能力，实现智能拥塞管制；通过华为自研设计的 nStack 协定栈，DPDK/用户态驱动转发的技术，实现近线速的 Overlay 转发能力；提供了 TCP/UDP/ 域名解析，以及 SDK 模式等灵便多样化的 ADN 网络接入协定选项。

利用驱动、软件定义的 SLA，租户和业务感知的流量调度。 在 ADN 的 API 定义中，通过利用驱动、软件定义的网络层 / 传输层 / 应用层 QoS/SLA 指标，比方网络层的时延、丢包，以及媒体应用层的抖动、音视频 MOS 等，形容下层利用 App 心愿 ADN 网络达成的品质保障程度及指标；在利用感知方面，基于云服务类型感知的网络流量预测，及基于 AI、大数据统计的租户利用流量画像 ADN 网络进一步反对业务流量的分时错峰调度，以及跨端边云的利用与数据迁徙同步能力。

总体而言，ADN 服务的最终客户价值体现在 2 方面：面向互联网利用、媒体内容体验晋升与保障的全门路网络减速的能力；面向云租户提供极致麻利牢靠的云接入、云互联服务。

ADN 服务撑持企业租户以最优的性价比及麻利可靠性，从本地 IDC 数据中心或办公地点接入最近的云数据中心 Region 或边缘站点，以及解决不同云服务区域之间，云服务区域与边缘站点之间，不同终端用户 / 边缘站点之间的互联网减速能力问题。

基于 ADN 网络的测试统计后果来看，对于大于 1000 公里的长距离连贯，ADN 网络相比原生 Internet 物理网络的均匀优化幅度达到 20% 到 40% 以上，比方“约翰内斯堡 — 新加坡”，以及“墨西哥城 —上海”的近程连贯场景，优化门路别离调整为“约翰内斯堡—香港—新加坡”，以及“墨西哥城—硅谷—上海”，优化幅度别离达到了 42.5% 和 36.7%，而丢包率方面，ADN 即使在基于 Internet 物理承载的前提下，仍然可打消短途 Internet 网络连接，特地是 TCP/HTTP 连贯协定下，因为丢包所带来的吞吐率的影响，根本可达到与物理专线所持平的零丢包率程度（带宽非瓶颈前提下）。而“墨西哥—昆明”的缺省 Internet 路由门路，在 ADN 网络的优化作用下，将其路由调整为“墨西哥—上海—昆明”，从而无效绕过了“墨西哥—昆明”之间缺省 Internet 物理路由的部分拥塞点，将丢包率从 15% 降到 0，而“东京—北京”的缺省 Internet 门路，也动静调整为“东京—郑州—北京”，从而将 42% 丢包率升高到 0。

而通过 ADN 外部的多路径实时冗余能力、网络与华为云自建的物理 HBN（华为骨干网络）之间多立体实时冗余的能力，以及 ADN 故障后切换到 Internet 的韧性爱护的能力，更是进一步将华为云的广域连贯可靠性、鲁棒性晋升了 1 个数量级。

ADN 网络的接入及转发节点，可灵便部署在电信运营商城域网，被多租户共享接入；或者部署在企业外部网络，为单个租户提供独占服务；ADN 通过基于 CCE 集群容器及 IEF 边缘容器部署模式，实现了分钟级的网络拓扑变更，以及转发节点容量的主动按需弹性伸缩；ADN 的多指标线性规划的高性能路由算法，则反对分钟级的路由收敛及最优 / 次优门路抉择。

通过将面向云服务、云主机、云容器的弹性 IP 从核心 Region 下沉到边缘节点，ADN 使得云租户可从各运营商的城域网经由动态 BGP 就近接入到分布式边缘站点，再通过分布式边缘站点经由物理专线连贯到主 Region 服务区的云服务、云主机、云容器实例，因为动静 BGP 与动态 BGP 在国内定价差价达近 10 倍，加之 ADN 接入节点与 CDN 共享上下行带宽，使得 CDN 非忙时阶段的闲置带宽资源得以更为充沛的利用，从而进一步大幅升高了租户的总体弹性 IP 接入老本，使得私有云的网络接入总成本升高达 40% 以上。

云原生 ADN 网络的将来，其对于华为云的意义将远不止于一张麻利、弹性、智能的寰球精品媒体网络，是私有云 Internet 接入降老本的伎俩，以及对自建光纤骨干网的补充。

随着 ADN 网络建设的日益齐备，及其在云网协同方面的经营与运维数据的极大丰富与积攒，必将推动其成长为华为分布式云原生架构的“大动脉”与“高速公路”, 使得逾越不同 Region 云服务区，逾越云边端、逾越遍布寰球的华为云、搭档云及 HCS 的对立资源调度与对立利用编排部署成为可能，从而无力地撑持 “东数西算”国家新基建布局，以及华为云“寰球一朵云”、“寰球一张网”策略的达成。

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