一、引言
家庭智能加速網(wǎng)絡是由中國移動智慧家庭運營中心（以下簡稱智家中心）推出的一款針對教育、超高清視頻、游戲、VR等家庭業(yè)務進行加速的產品。依托于中國移動覆蓋全球的網(wǎng)絡資源，智家中心借助承載網(wǎng)提供的底層線路能力與SD-WAN技術，構建了具備超低時延、超低丟包等特征的家庭骨干加速網(wǎng)絡，實現(xiàn)了傳輸網(wǎng)絡-虛擬網(wǎng)絡-應用層三段拉通，提供了業(yè)界一流的專屬化、智能化加速服務。截止到目前，家庭智能加速網(wǎng)絡累計簽約用戶90W+，整網(wǎng)每日平均轉發(fā)流量達1.9TB。
二、家庭智能加速網(wǎng)絡介紹
智家中心推出的家庭智能加速網(wǎng)絡業(yè)務，旨在提升全千兆業(yè)務端到端業(yè)務體驗，提供高品質的家庭骨干網(wǎng)絡，構建端到端的智能加速系統(tǒng)，實現(xiàn)加速能力按需供給和重點業(yè)務體驗不斷超越。
圖1 家庭智能加速網(wǎng)絡
智家中心推出的家庭智能加速網(wǎng)絡及系統(tǒng)，具備如下三個特點：
精細運營編排：支持業(yè)務自動開通，網(wǎng)絡靈活調度與網(wǎng)絡切片編排，實現(xiàn)了家庭網(wǎng)絡的自服務和業(yè)務隔離。
全網(wǎng)資源整合：充分發(fā)揮中國移動自身的網(wǎng)絡優(yōu)勢，完成多方網(wǎng)絡資源整合，部署境內外加速網(wǎng)絡節(jié)點，搭建家庭Overlay智能加速網(wǎng)絡。
全業(yè)務場景支持：支持多接入、多切片、協(xié)議加速等控制轉發(fā)能力，支撐為不同業(yè)務劃分不同的邏輯網(wǎng)絡切片，滿足云游戲、音視頻通信、AR/VR等家庭業(yè)務的差異化網(wǎng)絡需求。
三、智能選路解決方案介紹
體驗質量（Quality of Experience，QoE）是一種以用戶為中心的評價指標，可以直觀反映用戶的第一體驗感。以QoE為導向，可以在有限的資源內為每個用戶合理的分配資源，避免出現(xiàn)資源過度分配的情況，在保障用戶體驗的同時，優(yōu)化網(wǎng)絡資源的調度與使用。本文提出一種基于QoE的家庭智能加速網(wǎng)絡智能選路解決方案，該方案建模及主要思想介紹如下：
網(wǎng)絡資源建模：將家庭智能加速網(wǎng)絡記為一個無向圖G,G=(Na,Nb,La,Lab，Lb）。其中：Na表示接入節(jié)點集合，
。Nb表示加速節(jié)點集合，
。La表示接入節(jié)點之間的鏈路集合，
。Lab表示接入節(jié)點與加速節(jié)點之間的鏈路集合，
，Lb表示加速節(jié)點之間的鏈路集合，
。
將由接入節(jié)點、加速節(jié)點與網(wǎng)絡鏈路三個元素構成的網(wǎng)絡路徑表示為P=(Va，[La],Lab,[Lb],Nb)。其中：[La]與[Lb]表示可選鏈路，不一定出現(xiàn)在網(wǎng)絡路徑中。將路徑P上當前可用的帶寬資源記為Ba，每個用戶已使用的平均帶寬記為Bavg，將當前用戶占用的平均歷史帶寬記為Bu，將路徑P的端到端時延記為D。
基于上述網(wǎng)絡建模，智能選路解決方案的過程分為如下三個階段：
接入POP點篩選階段：編排器接收到用戶接入請求后，首先根據(jù)請求中攜帶的公網(wǎng)接入IP，從地址庫中查詢出該IP所屬的城市，隨后根據(jù)城市信息與接入節(jié)點集合Na，篩選出符合要求的候選接入節(jié)點集合
加速鏈路篩選階段：編排器篩選出與N'a相關的鏈路集合
。其中：L'a為候選接入節(jié)點間鏈路集合，L'b為候選加速節(jié)點間鏈路集合，L'ab為候選接入節(jié)點與加速節(jié)點之間的鏈路集合。
編排器根據(jù)接入節(jié)點集合N'a，鏈路集合L，確定加速節(jié)點集合N'b，并將三者組合為網(wǎng)絡路徑集合Up，并根據(jù)以下公式對集合中的路徑進行篩選，形成候選路徑池U'p。
其中，表示每條網(wǎng)絡路徑的得分。
MOS值計算與網(wǎng)絡路徑確定：候選路徑池U'p確定后，根據(jù)如下公式計算每條線路的MOS值。其中，MOS（平均意見評分，Mean Opinion Score）是目前使用最廣泛的主觀評價方法，可以與QoE進行有效的映射，放映用戶體驗質量。本方案通過計算每條路徑的MOS值，確定網(wǎng)絡路徑的QoE得分情況，最終篩選出最優(yōu)的接入POP點與網(wǎng)絡路徑。
MOS=F[f(Ba，Bavg，Bu)，f(D)]
其中，f(Ba，Bavg，Bu)表示路徑帶寬得分計算函數(shù)，f(D)表示端到端路徑時延得分計算函數(shù)。
四、展望
本文提出了一種服務于家庭智能加速網(wǎng)絡業(yè)務的智能選路解決方案，有助于為每個用戶提供更好的端到端業(yè)務體驗，更優(yōu)的調度與利用網(wǎng)絡資源。下一步將考慮更多的端到端影響因素，如吞吐量、丟包、抖動等，對用戶的主觀體驗進行更精確的描述，提供更加智能化的家庭業(yè)務加速服務。
