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在2014年4月11日的騰訊分享日活動上， 來自騰訊MIG的移動互聯網事業群運營總監/T4專家，負責運營QQ手機瀏覽器、騰訊PC瀏覽器、騰訊手機安全管家、騰訊電腦管家產品的劉昕介紹了移動無線產品研發中的“一秒鐘法則”。本文根據該演講內容整理形成。

移動互聯網的一個很大問題在于無線網絡跟以前的有線網絡不一樣，無論是網絡的組織形態、架構、通訊機制，跟有線網絡都有很大差異，這帶來很多挑戰。今天介紹的“一秒鐘法則”就是根據我們在移動互聯網研發、運營過程中總結出來的一條解決的原則。

手機接入服務器的流程

首先，手機要通過無線網絡協議，從基站獲得無線鏈路分配，才能跟網絡進行通訊。

無線網絡基站、基站控制器這方面，會給手機進行信號的分配，已完成手機連接和交互。

獲得無線鏈路后，會進行網絡附著、加密、鑒權，核心網絡會檢查你是不是可以連接在這個網絡上，是否開通套餐，是不是漫游等。核心網絡有SGSN和GGSN，在這一步完成無線網絡協議和有線以太網的協議轉換。

再下一步，核心網絡會給你進行APN選擇、IP分配、啟動計費。

再往下面，才是傳統網絡的步驟：DNS查詢、響應，建立TCP鏈接，HTTP GET，RTTP RESPONSE 200 OK，HTTP RESPONSE DATA，LAST HTTP RESPONSE DATA，開始UI展現。

這是手機通過無線網絡接入服務器的全過程。整個過程當中有幾個困擾開發者的問題：
1.無線網絡是怎么給手機分配到無線鏈路的？

2.核心網絡有接入點（APN），這里的CMNET和CMWAP有什么區別，僅僅是協議不同嗎嗎？數據轉發又有什么區別？一個數據 包在不同網絡上傳輸有不同嗎？

3.用戶怎么最快的找到正確的服務器？內容怎么快速有效的加載，在第一時間顯示出來？

這幾個問題的重點在于其中的幾個連接點：

1.無線鏈路分配。這是一個物理實連接。

2.IP層鏈接。這是一個邏輯虛連接。

3.TCP層鏈接。這是一個邏輯虛連接。

4.HTTP層鏈接。這是一個邏輯虛連接。

5.用戶在線。這是一個邏輯虛連接。

即使TCP連接建立，看到用戶在線，也必須在手機獲得無線鏈路分配的情況下，一個完整的通信才能真正完成，上行下行數據才能發送。這是移動互聯網非常重要的特性。在現實中，手機已經分配ip也可能是沒有無線鏈路，為什么？無線網絡的資源是有限的，必須有效利用，這里由無線網絡的信令機制完成無線網絡資源的分配與釋放。

以用手機打電話的場景示例：用戶在手機上撥號出去后，手機會跟網絡申請無線鏈路，呼叫申請會發給電路域的核心網，通過電話交換機找尋被叫電話，被叫方接通電話，無線鏈路建立；完成通話，掛斷的時候，手機給網絡發送指令，表示服務使用結束，把已經分配的無線鏈路釋放。

上網的情況就比較復雜一些了。什么時候決定無線鏈路的分配？什么時候決定通訊完成？對于這兩個時間點，不同的網絡制式、不同的運營商都是不同的，不過大致上有幾個區間值：

在2G Edge網絡下，差不多是1秒鐘不傳數據，就釋放物理連接，回收給其他人備用。3G網絡會延長幾秒鐘。

這樣的設定是有原因的。比如現在我們這個會場里有200人，那么我們200人同時上網的前提是共享同一個基站的資源，共享資源必須要有規則，比如要有排序，根據資源情況、用戶鏈接活躍決定分配還是回收，這都是通過無線網絡信令控制的。

給一個手機分配無線信道的信令又有好幾個情況，比如基站跟手機，基站跟基站控制器、核心網。舉個例子，服務器從后臺發送push消息，移動網絡可能不知道這個手機是否活躍，不知道在哪個小區，移動網絡就會發一個尋呼，在各個小區找這個手機，當然這個不能基于IP，而是其他的網絡標識。找到了之后，這個手機再去申請信道資源，然后才能接受push。所以，這種場景下信令的消耗可能會在很多小區產生。

根據以上情況，就形成無線網絡的一大特點：秒級狀態管理，秒級狀態轉換。這兩個操作都在幾百ms到幾秒之間進行，對于維持連接來說時間太短，對于從無連接到有連接的轉換來說時間又太長。

相比之下，有線網絡的狀態管理如ip分配、tcp連接釋放，都是分鐘級，而狀態轉換則是毫秒級。

這些通訊機制，同時加上無線網絡的高延遲、高丟包。如何保證移動互聯網的產品提供穩定的、可預期的服務質量，成為非常大的挑戰：

?2G網絡上無線部分數據傳輸的延遲有幾百ms，4G網絡上無線部分傳輸延遲減少到幾十ms，核心網狀態轉換、協議轉換30~100ms，IP骨干網上的延遲又跟物理距離以及運營商互聯互通質量有關，跨運營商50-400ms，同運營商5-80ms，這個還要取決于網絡擁塞的情況。

?無線網絡誤碼率比有線高兩個數量級，在不同時間段的波動也非常巨大。

怎么基于移動網絡的特性去優化服務？這就是我們總結的一秒鐘法則：在一秒內要完成的規定動作。

?2g網絡：1秒內完成dns查詢、和后臺服務器建立連接

?3g網絡：1秒內完成首字顯示（首字時間）

?wifi網絡：1秒內完成首屏顯示（首屏時間）

這些指標需要在終端度量，必須跟用戶體驗相關：首字時間、首屏時間都必須是用戶可以直觀感受到的。

優化思路

接入調度優化

接入調度優化首先要考慮的是減少DNS的影響。移動網絡的DNS有如下特點：

1.骨干網無法識別移動用戶在哪個城市，東西南北各個地方的調度沒有充分調用。目前有一部分全國范圍的DNS承載了超過40%的全網用戶

2.很多山寨機的終端local dns設置是錯誤的

另外還有一些有線網絡也一樣會遇到的問題，如終端DNS解析濫用、域名劫持、DNS污染、老化、脆弱等。不過對于這些問題，桌面的自愈性會比較好，而在手機上則比較難以解決。

對于DNS的問題，有兩條主要的解決思路：

1.減少DNS的請求、查詢、更新，也就是做DNS緩存

2.在終端配置server list，直接訪問IP，不用DNS

但僅僅這么做還不夠，因為用戶可能來自國內外不同的運營商，還需要進一步優化調度策略：

1.DNS緩存需要多建立接入點，用不同域名區分

2.IP列表需要更新以適應不同網絡情況，要做到主動調度。好比最早我們只服務好移動用戶就行，保證移動用戶的接入質量優先，因為絕大多數用戶集中在移動；現在國內有三個運營商，用戶分布的比例在慢慢接近，要區分清楚；智能手機會用wifi，接入的是電信、聯通還是哪個運營商，不知道，所以你不可能預先設置場景再if then，必須通過后臺調度能力來解決。

再進一步優化，就產生一種融合的方式：

1.先做域名解析，客戶端直接連接解析的IP，可以用http協議，也可以用tcp socket

2.多端口、多協議組合：不同協議有不同的限制，有些只能http，有些只能tcp socket，各種環境都要適應，客戶端不能只支持一種協議

3.終端測速：接入點越來越多，接入哪個合適，要選擇，可以通過終端測速來選擇最快的。你當然可以每一次新建連接都做測速，但是這樣建立連接時間可能會很長；我們可以給用戶先建立連接后，在后臺根據長期速度監控、當前測速的結果，來做動態調度。也就是說，第一次連接可能不是最優，連接建立后動態測速，再轉移到最快接入點。更進一步就是建立網絡profile，終端學習的思路。

測速采樣的粒度我也說一下，移動互聯網取IP段是沒用的，比較好的粒度是到網元級別，比如廣東有20多個wap網關，每一個網關的情況都不一樣，這就是一個比較合適的粒度。

另外我們后面還有一個SET模型，可以就近提供服務。

最后想強調一個所有的接入調度原則：不要把調度邏輯寫死在客戶端，一定要由后臺完成。

協議優化

協議參數優化這塊就簡單列一下，是我們長期運營過程中總結的一些經驗，在啟動移動互聯網服務時作為運營的規范，可以少走很多彎路：

?關閉TCP快速回收

?Init RTO不低于3秒

?初始擁塞控制窗口不小于10。因為大部分頁面在10kB以下，很多請求在慢啟動階段已經結束，改為10可以降低小頁面資源傳輸時延。內容越大，這個選項的效果就比較不明顯。

?Socket buffer > 64k

?TCP滑動窗口可變

?控制發包大小在1400字節以下，避免分片

協議優化的原則總結下來是這么幾條：

?連接重用

?并發連接控制

?超時控制

?包頭精簡

?內容壓縮

?選擇更高效率的協議。無論是TCP、HTTP、UDP、長連接、GZIP、SPDY、WUP還是WebP，每一種協議、方案都有其道理，沒有最優，只有是否適合你的產品和服務特點，需要大家在運營過程驗證和取舍。

WAP接入點優化

關于WAP接入點優化，可能有些人會說，我們的App是高端大氣上檔次的應用，是不是就不用做WAP優化？實際上我們的統計顯示，目前有5%-20%的用戶選擇的接入點是＊WAP（CMWAP、3GWAP、CTWAP），這甚至包括一些iPhone終端。實際上，WAP網關本質是個代理，不完全是落后的東西，隨著技術的進步也在演進，以后在組網架構中可能有綜合網關、內容計費網關來取代目前的WAP網關，所以建議也要一并考慮。以下是做WAP優化需要注意的一些問題：

?資費提醒頁面

?302跳轉處理

?X-Online-Host使用與處理

?包大小限制

?劫持與緩存

?正確獲取資源包大小

業務邏輯優化

簡化邏輯：交互繁瑣的內容盡量用標識更新。舉一個例子，我們在老版的手機QQ上做過一個測試：假如我有100個好友，用手機QQ完成登陸，完成好友列表更新一遍，需要3.5分鐘。這肯定是不合理的。建議用信令狀態來通知是否需要更新，同時合理利用緩存。在比如玩游戲，好友給你送了很多星星，是讓用戶一次一次點還是批量點？從優化的角度肯定是批量點，從用戶體驗的角度這也更加舒服。

另一方面，延長域名圖標的緩存時間也可以有效地優化訪問次數。我們把手機騰訊網圖標的緩存時長從120分鐘延長到2天后，訪問次數優化了差不多35%。

柔性可用：這個意思就是在網絡質量好的時候給高清大圖，不好的時候先給用戶看小圖，點一下再拉取原圖。舉一個極端的例子，比如萬一地震了，基站毀掉20%，用戶要給家人報平安，這時候產品上就必須優化，比如只發送文字，合理降低網絡消耗。另外在響應很慢的時候，需要給用戶一些合理的頁面提示，比如提示用戶再過5秒會發送，所以你不要一直刷屏，這也可以減少訪問對后臺服務、對網絡的沖擊。

其實騰訊公司的很多產品在業務邏輯優化，更好的適應移動互聯網場景上，有很多非常好的思路，今天由于時間關系就不再展開來。

最后談談對優化方法的實踐和結果的評估。QQ手機瀏覽器從4.5版本、5.0版本到5.1版本，我們對2G網絡下的連接時間、3G網絡下的首字耗時、wifi網絡下的首屏耗時進行持續監控，耗時降到一秒鐘以下還在不斷的改進，每個新的版本平均值均有所壓縮。這個結果是從每天用戶實際使用的運營數據中得到的，覆蓋到絕大多數的手機終端和網絡環境。不過平均值只是一方面，我們另一方面還要看“有多少比例的數據滿足了一秒鐘法則”這個維度，因為無線網絡的長尾數據波動很大，這一個維度也非常重要。目前現狀是我們2G網絡做到79%，3G網絡做到73%，wifi網絡做到69%。目前我們的目標是達到80%，實現之后，再進一步挑戰90%的比例，不斷追求極致。

本文來自騰訊大講堂