天下武功,無(wú)堅(jiān)不破,唯快不破。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)成為生活的必需品,當(dāng)“互聯(lián)網(wǎng)+”與各行各業(yè)深度融合,能否快速響應(yīng)是用戶體驗(yàn)的第一感知,某些新興行業(yè)和新興業(yè)務(wù)甚至對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延提出了近乎苛刻的需求:一筆慢了10ms(毫秒)的電子期貨交易損失將達(dá)10%、一次虛擬機(jī)的熱遷移時(shí)延不能高于10ms、一筆云支付業(yè)務(wù)的支付時(shí)延需低于10ms、一次云桌面業(yè)務(wù)的最佳體驗(yàn)需要時(shí)延低于20ms……
“互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,對(duì)時(shí)延的追求永無(wú)止境。”公司副總工程師張軍告訴記者,上海電信本地低時(shí)延專線網(wǎng)絡(luò)中的技術(shù)創(chuàng)新,在全球范圍內(nèi)尚未看到有哪家運(yùn)營(yíng)商這樣做過(guò)。
最近,上海某期貨公司便利用此創(chuàng)新成果,將時(shí)延從4.6ms(環(huán)回)降至0.63ms,客戶極其滿意的同時(shí),公司收入較之前有了大幅增長(zhǎng),“時(shí)延就是競(jìng)爭(zhēng)力,時(shí)延就是用戶感知,時(shí)延就是經(jīng)濟(jì)效益。”張軍如是總結(jié)。
■記者郝俊慧
半個(gè)月網(wǎng)絡(luò)時(shí)延降低近九成
信息不對(duì)稱是交易盈利的不二法則,而網(wǎng)絡(luò)時(shí)延則是現(xiàn)代交易時(shí)代實(shí)現(xiàn)信息不對(duì)稱必要的技術(shù)手段,尤其是在高頻交易(HFT:HighFrequencyTrading,交易品覆蓋期貨、股票、外匯等多個(gè)領(lǐng)域)中,時(shí)間就是金錢這句古語(yǔ)有著頗為現(xiàn)實(shí)的意義。
2008年,美國(guó)咨詢公司TABBGroup給出的題為《TheValueofaMillisecond:FindingtheOptimalSpeedofaTradingInfrastructure(毫秒的價(jià)值:尋找交易基礎(chǔ)設(shè)施的最佳速度)》的研究報(bào)告中就指出,對(duì)于一個(gè)在美國(guó)電子交易市場(chǎng)的交易公司而言,如果其交易系統(tǒng)處理時(shí)間(包括傳輸時(shí)延)比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手慢5ms,它將損失1%的利潤(rùn),如果慢10ms,則損失擴(kuò)大到10%。
強(qiáng)烈的需求刺激了市場(chǎng),高價(jià)值的金融專線市場(chǎng)成為運(yùn)營(yíng)商爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。全球電信運(yùn)營(yíng)商積極尋求低時(shí)延的方案,并以此獲得更高的業(yè)務(wù)收入。2011年底,美國(guó)運(yùn)營(yíng)商Level3提取一條從紐約到洛杉磯的低時(shí)延10G電路(該電路時(shí)延比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手低350微秒,大約降低1.5%),雖然為此付出了2.5倍建設(shè)成本的代價(jià),但拍賣價(jià)格是普通電路的50倍。
同樣的案例發(fā)生在上海浦東。最近,上海某交易所上線了一條低時(shí)延專線,時(shí)延從原先的4.6ms下降至0.63ms,降幅為86.3%,遠(yuǎn)高于客戶最初提出的3ms目標(biāo),公司收入因此大幅增加。
發(fā)揮自身資源優(yōu)勢(shì)
如此驚人的本地時(shí)延降幅源自上海電信在傳輸專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域持之以恒的創(chuàng)新。
早在2012年,張軍便提出傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新的四大目標(biāo):更高的帶寬、更低的時(shí)延、更快的業(yè)務(wù)響應(yīng)和更好地服務(wù)于數(shù)據(jù)中心。2015年,隨著整個(gè)上海電信網(wǎng)絡(luò)向百兆、千兆升級(jí)的同時(shí),張軍組織專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)了專題科研項(xiàng)目:如何向用戶提供可承諾的低時(shí)延傳輸專線。
研究團(tuán)隊(duì)做了一件全球運(yùn)營(yíng)商幾乎都沒(méi)做過(guò)的“笨事”,將傳輸網(wǎng)絡(luò)中在用的傳輸網(wǎng)板卡全部測(cè)試一遍,看看究竟是什么原因造成了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。
這是一次海量的測(cè)試,經(jīng)過(guò)近1年的測(cè)試,答案還真被他們找到了,“網(wǎng)絡(luò)傳輸之所以慢,光纜的長(zhǎng)度、映射路徑、網(wǎng)源處理時(shí)延都是重要原因,”張軍告訴記者,在沒(méi)有采用任何新技術(shù)的情況下,將原有設(shè)備和技術(shù)方案重新組合之后,映射路徑被加速,傳輸時(shí)延大大降低。
“這項(xiàng)創(chuàng)新的獨(dú)特之處在于,即使競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手知道了其中奧秘,也無(wú)法模仿。”對(duì)于上海電信網(wǎng)絡(luò)上的獨(dú)家優(yōu)勢(shì),張軍頗為自得。
2016年,上海聯(lián)通和上海移動(dòng)相繼提出了網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延的目標(biāo),但針對(duì)的主要是國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途和國(guó)際出口,而對(duì)于本地低時(shí)延網(wǎng)絡(luò),并沒(méi)有太好的解決方案。“這是因?yàn)橛焉痰幕A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)是環(huán)狀網(wǎng),而我們是網(wǎng)狀網(wǎng)。”張軍告訴記者。
所謂環(huán)狀網(wǎng)是指各站點(diǎn)之間通過(guò)環(huán)形光纜連在一條首尾相連的閉合環(huán)形通信線路中,這種做法一是光纜路由長(zhǎng)了,二是經(jīng)過(guò)的網(wǎng)元數(shù)量也多了,從而增加了傳輸時(shí)延。而上海電信早在2008年就建設(shè)了基于網(wǎng)狀網(wǎng)的ASON一平面,2012年建設(shè)了ASON二平面,改變了傳統(tǒng)SDH環(huán)網(wǎng)架構(gòu)(全國(guó)其他本地網(wǎng)至今仍采用SDH環(huán)網(wǎng)),網(wǎng)狀網(wǎng)的好處是減少了光纜長(zhǎng)度和網(wǎng)元數(shù)量,這為之后的低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)的建成打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
“上海電信的獨(dú)家優(yōu)勢(shì)在于,基礎(chǔ)設(shè)施是原先的電話局站,局站之間的光纜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎玫氖蔷W(wǎng)狀結(jié)構(gòu);而友商都是基站,基站間的光纜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本都是環(huán)形,獨(dú)特的資源決定了我們差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。”張軍告訴記者,通過(guò)一系列創(chuàng)新,2016年12月,上海電信發(fā)布了本地低時(shí)延專線產(chǎn)品,這是一張“網(wǎng)中網(wǎng)”,針對(duì)低時(shí)延,將原先的傳輸網(wǎng)元從8個(gè)降低到6個(gè),并改變了電路的映射路徑,因此內(nèi)、中、外環(huán)時(shí)延圈承諾指標(biāo)可分別做到1ms、1.5ms、2ms,即便在外環(huán)外,也只需要3ms。
除了提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)延指標(biāo)外,上海電信還提出,可以根據(jù)客戶的需求,提供時(shí)延的可承諾服務(wù),敢于立此“軍令狀”,是因?yàn)榧す庠诠饫w中的傳輸時(shí)延為常數(shù)(5微秒/公里),整個(gè)傳輸系統(tǒng)時(shí)延可預(yù)測(cè),具體做法是將光纜線路資源信息和傳輸板卡時(shí)延數(shù)據(jù)錄入到資源系統(tǒng)中,通過(guò)一定的算法便可以給出向用戶承諾的時(shí)延值。
極致需求將帶來(lái)“高價(jià)值”
中國(guó)電信發(fā)布的《低時(shí)延光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)白皮書》中提出,光網(wǎng)絡(luò)是目前具有最低時(shí)延優(yōu)勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),進(jìn)一步研究表明,不論是非相干光網(wǎng)絡(luò)還是相干光網(wǎng)絡(luò),光纖傳輸時(shí)延都占整體時(shí)延的90%左右,是決定因素。因此,在全光網(wǎng)覆蓋、甚至快要實(shí)現(xiàn)千兆光網(wǎng)全覆蓋的上海,本地低時(shí)延專線是相當(dāng)有競(jìng)爭(zhēng)力的差異化產(chǎn)品。
需求在不斷擴(kuò)大。除了金融/交易類業(yè)務(wù)之外,一些新的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)也對(duì)低時(shí)延提出了極為苛刻的要求,比如4K/8K高清視頻/虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)等對(duì)帶寬有高要求的視頻服務(wù),時(shí)延同樣影響它們的客戶體驗(yàn)。受協(xié)議所限,TCP吞吐量受限于三個(gè)因素,帶寬、往返時(shí)延RTT和丟包率ρ,假設(shè)帶寬足夠,且良好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量可以不考慮丟包率,如果時(shí)延過(guò)大,客戶體驗(yàn)帶寬無(wú)法提升,此時(shí)僅提高帶寬無(wú)法解決問(wèn)題,業(yè)內(nèi)稱之為“帶寬黑洞”。通常計(jì)算結(jié)果是,4K高清視頻的吞吐量需求為30~45Mbps,而所能容忍的最大往返時(shí)延為12~17ms。
隨著數(shù)據(jù)中心逐漸成為網(wǎng)絡(luò)流量的核心,數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部以及數(shù)據(jù)中心之間(DCI)的遷移越來(lái)越頻繁,也即所謂的云通信業(yè)務(wù),一些云通信業(yè)務(wù)也有嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性要求。最典型的實(shí)時(shí)性云通信業(yè)務(wù)是虛擬機(jī)遷移,例如熱遷移通常要求時(shí)延低于10ms。此外,云數(shù)據(jù)熱備份、云災(zāi)備、高通量協(xié)同計(jì)算等云通信業(yè)務(wù)也有著嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性要求。
據(jù)《低時(shí)延光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)白皮書》介紹,在發(fā)達(dá)國(guó)家和國(guó)際市場(chǎng)的專線市場(chǎng)中,低時(shí)延電路已經(jīng)是一個(gè)專門的產(chǎn)品門類,時(shí)延已成為各大運(yùn)營(yíng)商專線業(yè)務(wù)的重要SLA和差異化指標(biāo)。例如隸屬澳大利亞電信(Telstra)的海纜公司PACNET就將其兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的傳輸海纜專項(xiàng)按照時(shí)延性能分成低時(shí)延(LowLatency)、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)延(StandardLatency)和盡力而為(BestEffort)三個(gè)等級(jí),并提供差異化定價(jià)。塔塔電信(TATACommunications)于2012年宣布建成全球低時(shí)延網(wǎng)絡(luò),重點(diǎn)服務(wù)于全球的金融公司和高頻交易公司。Verizon也專門成立了服務(wù)于金融公司的部門(VFN:VerizonFinancialNetwork),并于2012年推出了紐約、新澤西、芝加哥六大金融和交易數(shù)據(jù)中心之間的專用低時(shí)延網(wǎng)絡(luò),其中最具有代表意義的CME芝加哥Cermak數(shù)據(jù)中心和新澤西Carteret數(shù)據(jù)中心之間的傳輸專線雙向時(shí)延是14.5ms,比普通電路減少了40%。