基于全球加速GA的跨境业务加速方案

2024-08-01

我们国内的产品需要分销到海外，因此有不少位于美国的用户会访问使用我们的接口。经过测试，美国用户请求我们的接口（我们的服务器部署在国内）会有高达3秒的延时，这对于产品的使用来说完全不能接受。为了解决这个问题，我们提出了两个方案来解决：

• 使用AWS在美国重新搭建一套服务器集群，美国的用户的请求都会请求到AWS的服务器。这个方案的好处是请求时延很低，坏处是多部署了一套服务器集群，维护成本大大增大。
• 使用全球加速代理，即使用云服务商提供的高速专线转发请求，提升请求速度。这个方案的好处是不需要额外部署服务器，全球只有一套服务器集群，处理来自全球的请求，维护成本低，坏处是时延最低也会有150ms的延迟，这是由地理位置距离决定的，无法克服。

考虑到我们业务场景不需要很低的请求延时，基本请求能在1秒内返回即可，所以使用全球加速代理的效果我们可以接受。另外我们全球加速代理我们不需要额外再购买云服务和部署服务，因此部署成本维护成本都很低，十分适合我们快速上线国外市场来验证产品。

什么是全球加速？

全球加速 GA（Global Accelerator）一款覆盖全球的网络加速服务，实现全球网络就近接入，可以减少延迟、抖动、丢包等网络问题对服务质量的影响，为全球用户提供高可用和高性能的网络加速服务。

根据调研，只有少量的云服务商有提供GA产品，国内比较大的云服务商只有：

• 阿里云
• 华为云（很可惜，不支持美国区域的加速）
• ucloud

GA的应用场景很多，主要就是为了支持跨境业务。

比如全球游戏业务，我们玩国际网络游戏时都会很卡，几乎无法进行游戏，此时我们都开启游戏加速器来降低游戏延迟。针对游戏服务器加速、全球游戏同服的典型场景，GA就可以提供这样的服务，加速游戏内的网络请求速度，降低时延，提供端到端优质游戏用户体验。

第二个是跨境业务，我们的服务器部署在国内，而海外用户要访问国内网站时，一般都很慢，此时要提升全球访问体验。

为什么能降低时延？

GA的核心就是建立专用网络和加速节点来提升请求速度。我们先了解下为什么美国用户访问中国网站会很慢：

• 运营商线路差异：比如电信的线路是优于联通、移动
• 路由差异：请求从美国到中国需要经过多级路由器转发，如果跳转次数多，时间自然长。而且路由不同决定光在光缆中走的路程也不同，也会影响访问时间。附上一幅海底光缆地图（如下图所示），可以看到走不同的光缆路径路程差异巨大：https://cablemap.info/_default.aspx
• 拥挤：高峰期运营商的流量大，出现了拥挤的情况，大概原理就是一条马路原来行使100辆车正常，在高峰的时候有150辆车在并驾齐驱，自然就会出现拥堵了。

所以GA的根本原理是将请求转发到GA运营商的服务器上，然后通过优化过的专线线路（解决路由、拥堵等问题）将请求转发到国内服务器上，这样能降访问延时、降低丢包率等问题。举个生活的例子就是，GA就是一个专线直达的高速公路，而普通请求走的是绕来绕去的城市道路（路程长、车道少、容易拥堵），所以请求到达的时间自然不一样。但必须注意的是，GA无法克服地理位置距离带来的时延。

举个例子说明这个问题，广州市和洛杉矶之间直线距离为11631 km，光速的传播速度时3.00×10^8 m/s，假设我们在洛杉矶请求广州的服务器，请求来回时间至少是11641km*2 / 3.00×10^5 km/s =77.6ms。因为广州市和洛杉矶之间的光缆不是直线，且光在光缆中走的路程也不是直线（折射），所以我们算光走的距离为直线距离的1.5倍，那么请求来回时间为116.4ms。根据此看出，光在光缆中的传播时间已经达到100ms+，如果还考虑请求在路由跳转的消耗，那时间会更长一些。所以如果客户端和服务器距离过大，时延肯定会有变大，像美国用户请求广州的服务器，延时达到150ms+是很正常的事情，也无法克服。如果不能容忍这个时延，那就不要使用GA。

一个位于美国加州的终端ping广州服务器，rtt如下，跟我们的计算差不多。

TCP三次握手建立连接的时间：

使用阿里云的GA进行跨境业务加速实践

首先我们使用阿里云提供的网络拨测工具，它在有全球200+网络拨测节点，可以模拟用户访问域名/IP，我们看一看全球各个区域访问指定域名/IP所要耗费的时间，提前做好记录，用于后续GA加速后的效果对比。

从上图看出，美国加州GET访问指定域名（位于广州的服务器）也要550ms的耗时，后续我们再观察使用GA加速后该域名的访问速度。

购买相关服务和相关申请

阿里云的GA不要求源服务器是否位于阿里云，也就是说，你的业务不管部署到阿里云还是在其他云或者是自建机房，都可以使用。另外DNS域名也不要求必须是阿里云购买的域名，在其他供应商购买的域名一样可以使用GA。

要使用阿里云的GA，需要额外购买以下产品服务：

• 购买公网流量资源包
• 购买跨境流量资源包

这里特别注意的是，购买跨境流量资源包需要先完成跨境合规认证。在联通跨境云专线在线申请页面提交资料，申请联通跨境业务资质。这里提交的资料还不少，需要提前准备，而且审核需要时间，一般是2到5天，所以注意时间上的安排，这里会有时间的额外消耗，我这里直接加急催促审核。

使用GA流程

这里我们购买的的是标准型全球加速，因为我们需要进行基于域名的加速，如果只是基于IP的加速，可以选择更为便宜的基础型全球加速。

比如我们的业务服务器在广州， 国外目标客户位于美国，我们需要对某些域名进行加速，流程上我们这样操作：

1. 被加速的应用域名已进行ICP备案
2. 购买标准型GA、购买国内流量包、申请跨境专线、购买跨境流量包。
3. 绑定带宽包，添加加速区域为【北美洲】。
4. 监听指定域名。比如部署在广州机房的web服务通过域名www.example.com对外提供服务，转发端口为80，我们需要在GA配置页面上添加监听www.example.com
5. 配置终端节点，因为我们的业务服务器部署在广州，因此终端节点选择【华南】
6. 配置CNAME解析。添加CNAME记录将域名www.example.com指向全球加速实例分配的CNAME地址。此步骤在你买域名的云服务商控制台上操作。

这里介绍下CNAME的作用。

在DNS解析过程中，CNAME记录和A记录是比较常见的两种记录类型。

A记录：它用于将域名指向对应的IP地址空间，通过添加A记录相当于告诉DNS系统，当用户输入域名时将其导向A记录所设置的服务器IP地址。如我们需要将www.example.com这个域名指向1.1.1.1这个IP地址，就需要添加一条A记录，即可完成域名与IP地址之间的绑定关系。

CNAME：当我们想将域名指向另一个域名，而不是一个IP地址时，这时候就需要添加一条CNAME记录。比如，我们需要将www.example.com这个域名指向另外一个域名test.example.com，这时候就需要添加CNAME记录，而非A记录。

A记录和CNAME记录最终都是为了实现域名与服务器IP地之间的映射关系，但区别在于A记录直接将域名解析到一个IP地址，而CNAME记录则需要将域名解析到另外一个域名，然后由另外一个域名解析到IP地址。

看回我们这个GA部署的第五个步骤，需要配置CNAME。首先我们创建配置好GA实例后，会生成一个加速域名的CNAME，例如叫做fast.example.com，此时我们需要在DNS控制台上配置CNAME，选择加速区域【北美洲】。即当北美洲的用户访问www.example.com时，会被指向fast.example.com域名，此时再解析出具体IP进行路由。

测试加速效果

我们测试下建立三次握手所需要的时间：

直接请求IP地址（无加速）

请求加速域名

加速前是0.404s，加速后是0.202秒，提升约为100%。

再从另一个角度来观察加速效果。

我们观察浏览器请求所用的时间，这个是不用全球加速时的响应时间，可以看出三次握手消耗的时间很长。

这是全球加速后的响应时间，优化了连接建立的时间，非加速时请求耗时900ms，GA加速后基本可以优化到200ms。