基于家庭智能加速网络的智能选路解决方案

一、引言

家庭智能加速网络是由中国移动智慧家庭运营中心推出的一款针对教育、超高清视频、游戏、VR等家庭业务进行加速的产品。依托于中国移动覆盖全球的网络资源，智家中心借助承载网提供的底层线路能力与SD-WAN技术，构建了具备超低时延、超低丢包等特征的家庭骨干加速网络，实现了传输网络-虚拟网络-应用层三段拉通，提供了业界一流的专属化、智能化加速服务。截止到目前，家庭智能加速网络累计签约用户90W+，整网每日平均转发流量达1.9TB。

二、家庭智能加速网络介绍

智家中心推出的家庭智能加速网络业务，旨在提升全千兆业务端到端业务体验，提供高品质的家庭骨干网络，构建端到端的智能加速系统，实现加速能力按需供给和重点业务体验不断超越。

图1 家庭智能加速网络

智家中心推出的家庭智能加速网络及系统，具备如下三个特点:

#61656;精细运营编排:支持业务自动开通，网络灵活调度与网络切片编排，实现了家庭网络的自服务和业务隔离。

#61656;全网资源整合:充分发挥中国移动自身的网络优势，完成多方网络资源整合，部署境内外加速网络节点，搭建家庭Overlay智能加速网络。

#61656;全业务场景支持:支持多接入、多切片、协议加速等控制转发能力，支撑为不同业务划分不同的逻辑网络切片，满足云游戏、音视频通信、AR/VR等家庭业务的差异化网络需求。

三、智能选路解决方案介绍

体验质量是一种以用户为中心的评价指标，可以直观反映用户的第一体验感。以QoE为导向，可以在有限的资源内为每个用户合理的分配资源，避免出现资源过度分配的情况，在保障用户体验的同时，优化网络资源的调度与使用。本文提出一种基于QoE的家庭智能加速网络智能选路解决方案，该方案建模及主要思想介绍如下:

网络资源建模:将家庭智能加速网络记为一个无向图G,G=。其中:Na表示接入节点集合，

。N_b表示加速节点集合，。L_a表示接入节点之间的链路集合，。L_ab表示接入节点与加速节点之间的链路集合，，L_b表示加速节点之间的链路集合，。

将由接入节点、加速节点与网络链路三个元素构成的网络路径表示为P=,L_ab,(L_b),N_b)。其中:(L_a)与(L_b)表示可选链路，不一定出现在网络路径中。将路径P上当前可用的带宽资源记为B_a，每个用户已使用的平均带宽记为B_avg，将当前用户占用的平均历史带宽记为B_u，将路径P的端到端时延记为D。

基于上述网络建模，智能选路解决方案的过程分为如下三个阶段:

接入POP点筛选阶段:编排器接收到用户接入请求后，首先根据请求中携带的公网接入IP，从地址库中查询出该IP所属的城市，随后根据城市信息与接入节点集合N_a，筛选出符合要求的候选接入节点集合

加速链路筛选阶段:编排器筛选出与N'_a相关的链路集合。其中:L'_a为候选接入节点间链路集合，L'_b为候选加速节点间链路集合，L'_ab为候选接入节点与加速节点之间的链路集合。

编排器根据接入节点集合N'_a，链路集合L，确定加速节点集合N'_b，并将三者组合为网络路径集合U_p，并根据以下公式对集合中的路径进行筛选，形成候选路径池U'_p。

其中，表示每条网络路径的得分。

MOS值计算与网络路径确定:候选路径池U'_p确定后，根据如下公式计算每条线路的MOS值。其中，MOS是目前使用最广泛的主观评价方法，可以与QoE进行有效的映射，放映用户体验质量。本方案通过计算每条路径的MOS值，确定网络路径的QoE得分情况，最终筛选出最优的接入POP点与网络路径。

MOS=F，f(D))

其中，f表示路径带宽得分计算函数，f(D)表示端到端路径时延得分计算函数。

四、展望

本文提出了一种服务于家庭智能加速网络业务的智能选路解决方案，有助于为每个用户提供更好的端到端业务体验，更优的调度与利用网络资源。下一步将考虑更多的端到端影响因素，如吞吐量、丢包、抖动等，对用户的主观体验进行更精确的描述，提供更加智能化的家庭业务加速服务。