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# 爱奇艺海外App的网络优化实践

# 背景

做海外市场，特别是目标面向全球的用户，网络的重要性不言而喻。试想打开App首页需要10s的时间，恐怕会让一半的用户流失。

此篇文章根据爱奇艺海外版做过的一系列优化实践，总结分享我们的一些做法和优化思路，希望对你有所帮助。

优化实践的几个核心：

能不请求网络就不请求，请求的链接目标0-RTT，请求的内容越小越好。

整个工作分为三个阶段：

  • 调研当地的网络环境
  • 对基础链路技术性优化
  • 业务层技术改进

# 调研当地的网络情况

在App初期版本内增加请求链路的采样。样本数足够的情况下，可以清楚你要推广的市场是怎样的环境。样本数据让我们清楚发现了各个国家、地区网络的问题，在大规模宣传和投入前，做好App的基础工作非常重要。

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一个HTTPS在第一请求会有5个RTT

1RTT(DNS) + 1RTT（TCP握手）+ 2RTT（TLS1.2）+ 1RTT（HTTP链接）

如果以50ms的延迟为例， 一个HTTPS的接口延迟 = 350ms = 50*5+ 100ms(服务端)

如果目标是一个美国用户，打开首页需要 1.1s

让我们把下面这些拦路虎解决掉：

  • 运营商劫持严重，DNS劫持、HTTP劫持。
  • 移动端网络复杂 东南亚的网络基础建设还待改善。
  • 低端Android机有一定的占比，数量级别影响决策。
  • 国际网络用户端到服务器的延迟高

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因为接口大部分为HTTP，就开始围绕HTTPS进行针对性改进。

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1.DNS的解析改为HTTPDNS

  • 解决域名劫持问题 （东南亚地区回传的数据显示有不少劫持）
  • 解决LocalDNS非就近分配问题
  • 结合业务可以做解析预热。

DNS的改进上线后观察初始连接请求提升17%的效率

# 传输层的优化调整

MTU的问题 （最严重的情况：部分网络封杀ICMP协议，导致MTU无法自动协商）

  • Client端和Server端不同的MTU值会导致丢包率过高。AWS某些场景实例默认巨型帧：MTU是9001，但接收端默认1500，这时候就会出现一些丢包的现象。
  • 如果你用了多个云商服务，用VPN组网，IP隧道封装的数据临界1500，又会造成丢包、包重传问题。
  1. TCP拥塞控制优化

拥塞窗口 CongWin是未接收到接收端确认情况下连续发送的字节数; CongWin是动态调整，取决于带宽和延迟的积，比如 100MB的带宽 100ms的延迟环境。

时延带宽积 = 100Mbps*100ms = (100/8)*(100/1000) = 1.25MB

理论上CongWin窗口可以上调到1.25MB。Centos 默认CongWin = 20*MSS， 在29KB左右，离上限1.26MB差太多了，默认值上调TCP的启动会更快。

  1. TCP快速打开 (Tcp Fast Open TFO)

TCP的keepalive下依然会有链接断掉重建的情况，TFO是针对这种情况的优化。

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# 应用层的改进

  1. HTTP的优化

HTTP1.1 有个keep-alive作用是复用TCP链接，减少新建的消耗，对于浏览器的业务比较适用，但对于移动端这种时间分散的请求，大部分请求还是新建连接。HTTP1.1 的串行机制有头部阻塞的问题

  1. SSL层优化

尽量升级到TLS1.3，利用Pre-shared Key机制，开启ssl_early_data，可以进一步优化 0-RTT

如果无法升级TLS版本，优化密钥算法为ECDHE，运算速度快，握手的消息往返由 2-RTT 减少到 1-RTT，能达到与 TLS1.3 类似的效果。

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  1. 升级HTTP2.0

几个重要的改进点：分帧传输、多路复用、头部压缩。

  1. 边缘节点动态加速⭐️，这个是非常有效的方式

尽可能离用户最近，利用边缘节点对路由、链路进行优化，提高动态服务的效率。相较于直连模式，使用动态加速后，P90的接口延迟效率提升了60%。 iqiyi-017

# 传输内容的优化

  1. 应用Brotli

因为预置了字典，在同等级别的压缩率下，对比gzip至少提升了17%的压缩比，接口平均的Content-Size由30KB，降至18KB。

  1. 接口由JSON改为Google Protobuf

应用protobuf的重要原因是解析效率比JSON至少高四五倍，在节点深度和数据量大的情况下更明显。 但注意Protobuf内部的varint压缩，只对小于128的数字进行可变长压缩。实际效果不大，生产环境如果数据量大，外层的压缩如gzip不可少。

  1. 图片格式升级为Webp

在应用webp的同时，降低海报图片的质量，实践看海报的quality设置为85%肉眼难以分辨，相对同质量的jpeg或者png，可以最大减小45%的体积。 应用效果明显。App打开首页图片的加载提升肉眼可见。

# 业务层面的优化改进

  1. 减少不必要请求：

一些通用内容，如导航、频道，通常由运营人员主动更新。如下图，增加一个启动阶段请求的接口，里面放入内容更新的时间戳，与本地cache的时间戳有差异，则异步请求更新。

  1. 区别用户网络，适应不同的策略。

对于视频，非Wifi默认启播码率为360P。 对于海报，后端接口提供两种质量的Url，wifi高质，4G低质。

  1. 更多的业务优化：

增加请求重试、调整HTTP的超时时间，请求缓存等等 这些可以根据业务的需求进行调整

# 参考

  1. 爱奇艺海外App的网络优化实践 (opens new window)

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