华为公司申请通信方法和通信装置专利，实现移动路径更新优化网络配置

金融界2024年5月8日消息，据国家知识产权局公告，华为技术有限公司申请一项名为“通信方法和通信装置“，公开号CN117998297A，申请日期为2023年4月。

专利摘要显示，本申请实施例提供了移动路径更新的方法和装置，当终端设备的移动路径发生更新时，可以及时地将移动路径发生更新的指示信息或更新后的移动路径上报给接入网设备，使得接入网设备可以及时地获取移动路径更新的信息，优化网络的配置。

本文源自金融界

移动端IM开发者必读(三)：爱奇艺移动端跨国弱网通信的优化实践

本文由爱奇艺技术团队分享，作者isno，原题“爱奇艺海外App的网络优化实践”，下文进行了排版和内容优化等。

1、引言

做海外市场，特别目标是面向全球的用户，网络的重要性不言而喻。试想一个移动端应用，比如即时通讯IM，聊天消息的本质就是人跟人在说话，一条消息从发送到接受需要10秒的时间，这恐怕会让用户崩溃，随之就是被无情地卸载，开拓海外市场那就是做梦了。

本次分享的文章内容，基于爱奇艺面向全球用户推出的国际版，在海外跨国网络环境复杂的前提下，针对性地做了一系列弱网优化实践，取得了不错的效果，在此总结分享我们的一些做法和优化思路，希望对你有所帮助。

总结下来，跨国弱网优化实践的几个核心就是：

正文内容我们将逐个技术点展开了分享。

2、系列文章

本文是系列文章中的第 3 篇，本系列文章的大纲如下：

如果您是IM开发初学者，强烈建议首先阅读《新手入门一篇就够：从零开发移动端IM》。

3、 跨国弱网样本摸底

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。

海外用户至海外数据中心的网络延迟 （这是监测节点数据，用户端延迟更高）：

海外主要国家、地区移动网络情况：

这些问题主要是：

在初期阶段，技术工作的核心是解决以上问题，为后续的运营做好基础建设。因为业务接口大部分为 HTTP 形式，就开始围绕 HTTPS 进行针对性改进。

一个HTTPS请求阶段分析：

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

如果以端到服务 50ms 延迟为例：

一个 HTTPS 的接口延迟 = 350ms = 50*5+ 100ms（服务端）

如果目标是一个非国内用户，打开首页需要 1.1s, 这个时间显然有点长。

下面开始进行技术改进的正文，以下是概括技术性优化的关键点：

4、基础链路的改进优化

4.1DNS 优化调整

DNS 的解析改为 HTTPDNS，DNS 的改进上线后观察初始连接请求提升 17% 的效率。

目的主要是：

4.2传输层的优化调整

MTU 的问题 ：

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 窗口可以最大化到 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。

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。

TFO 的原理机制：

5、应用层的改进优化

5.1HTTP 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。

5.2SSL 层优化

尽量升级到 TLS1.3（微信的TLS1.3实践：《微信新一代通信安全解决方案：基于TLS1.3的MMTLS详解》），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。

TLS 版本的区别：

5.3升级 HTTP2.0

几个重要的改进点：

多路复用：

在 HTTP/2 中，两个非常重要的概念：帧（frame）和流（stream）。帧代表着最小的数据单位，每个帧会标识出该帧属于哪个流，流也就是多个帧组成的数据流。多路复用，就是在一个 TCP 连接中可以存在多条流。这些改进可以避免 HTTP 队头阻塞问题，提高传输性能。

头部压缩：

开发人员如果不注意对 header 内容的控制，会造成 header 内容失控的现象，客户端极容易存储一个非常大的 Cookie。

HTTP2 的分帧传输机制：

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%。

爱奇艺海外动态加速的效果提升（请求时间为秒）：

对于失败的请求，启用兜底的协议 QUIC 或者 kcp。

客户端的失败率在 3% 左右，对这部分请求使用 UDP 协议兜底尝试，在我们的观察成功率提升了 45%。

6、传输内容的优化

6.1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。

6.2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。

PS： 关于Protobuf的资料，可以进一步阅读《IM通讯协议专题学习》。

6.3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。

7、业务层面的优化改进

7.1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。

7.2区别用户网络，适应不同的策略

具体作法是：

7.3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。

8、本文小结

爱奇艺海外版APP经过一系列细节优化，用户体验持续上升。用户接口延迟、客户端失败率、视频播放成功率一系列的关键指标得到很大的改善。这也助力爱奇艺在东南亚多个国家的应用市场排名升至 TOP 1。

另外 App 优化、Server 延迟优化、产品体验的改进，这一系列只有相辅相成才可以最大化提升用户体验。

9、参考资料

[1] TCP/IP详解 - 第17章·TCP：传输控制协议

[2] 网络编程懒人入门(三)：快速理解TCP协议一篇就够

[3] 新手入门一篇就够：从零开发移动端IM

[4] 现代移动端网络短连接的优化手段总结：请求速度、弱网适应、安全保障

[5] 全面了解移动端DNS域名劫持等杂症：技术原理、问题根源、解决方案等

[6] 美图App的移动端DNS优化实践：HTTPS请求耗时减小近半

[7] 百度APP移动端网络深度优化实践分享(一)：DNS优化篇

[8] 百度APP移动端网络深度优化实践分享(二)：网络连接优化篇

[9] 百度APP移动端网络深度优化实践分享(三)：移动端弱网优化篇

[10] 爱奇艺移动端网络优化实践分享：网络请求成功率优化篇

[11] 美团点评的移动端网络优化实践：大幅提升连接成功率、速度等

[12] 淘宝移动端统一网络库的架构演进和弱网优化技术实践

[13] 谈谈移动端 IM 开发中登录请求的优化

[14] 移动端IM开发需要面对的技术问题（含通信协议选择）

[15] 简述移动端IM开发的那些坑：架构设计、通信协议和客户端

[16] 微信对网络影响的技术试验及分析（论文全文）

[17] 腾讯原创分享(二)：如何大幅压缩移动网络下APP的流量消耗（上篇）

[18] IM开发者的零基础通信技术入门(十二)：上网卡顿？网络掉线？一文即懂！

[19] 微信新一代通信安全解决方案：基于TLS1.3的MMTLS详解

[20] IM通讯协议专题学习(一)：Protobuf从入门到精通，一篇就够！

技术交流：

- 移动端IM开发入门文章：《新手入门一篇就够：从零开发移动端IM》

- 开源IM框架源码：https://github.com/JackJiang2011/MobileIMSDK（备用地址点此）

（本文已同步发布于：http://www.52im.net/thread-4669-1-1.html）

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