VIPKID网络架构演进2019
大规模实时流媒体服务网络架构演进
大规模实时流媒体服务网络架构演进2016-08-02卜赫InfoQ InfoQinfoqchina有内容的技术社区媒体“本文根据七牛资深布道师卜赫在KVM 社群里针对「大规模实时流媒体服务网络架构演进」做的分享内容整理而成。
从CDN 到LiveNet随着基础设施的升级，我们从文字时代演进到读图时代，又从读图时代演进到微视频时代。
人们对媒体载体的实时性，交互性的要求越来越高。
今年是Live 时代的元年，直播App 如雨后春笋，像极了几年前的千团大战、O2O 大战、P2P 金融大战，成为互联网的又一场战役。
•什么是内容分发网络•内容分发网络的链路路由•内容分发网络的扩容•内容分发网络的安全•回归本质：LiveNet•LiveNet VS P2P 网络为什么要有内容分发网络，其由来是？互联网起源于美国军方的一个内部网络，Tim Berners-Lee 是互联网发明者之一，他很早就预见到在不久的将来网络拥塞将成为互联网发展的最大障碍，于是他提出了一个学术难题，要发明一种全新的、从根本上解决问题的方法来实现互联网内容的无拥塞分发，这项学术难题最终催生出一种革新性的互联网服务-- CDN 。
当时Berners-Lee 博士隔壁是Tom Leighton 教授的办公室，一位麻省理工学院应用数学教授，他被Berners-Lee 的挑战激起了兴趣。
Letghton 最终解决了这个难题并开始自己的商业计划，成立了Akamai 公司，成为世界上第一家CDN 公司。
内容分发网络的架构上图是一个典型的CDN 系统的三级部署示意图，节点是CDN 系统中的最基本部署单元，分为三级部署，中心节点、区域节点和边缘节点，最上面一级是中心节点，中间一级是区域节点，边缘节点地理位置分散，为用户提供就近的内容访问服务。
下面介绍一下CDN 节点的分类，主要分成两大类，骨干节点和POP 节点，骨干节点又分为中心节点和区域节点：•骨干节点▪中心节点▪区域节点•POP节点▪边缘节点逻辑上来讲，骨干节点主要负责内容分发和边缘节点未命中时进行回源，POP 节点主要负责提供给用户就近的内容访问服务。
数据中心网络架构和底层协议演进
中兴通讯技术 2021 年 6 月 第 27 卷第 3 期 Jun. 2021 Vol. 27 No. 3
51
企业视界
数据中心网络架构和底层协议演进 ZTE TECHNOLOGY JOURNAL
魏月华 等
记 录 宿 主 机 的 IP/MAC 信息，还需要 记 录 所 有 虚 拟 机 的 IP/MAC 信息，以 便支持虚拟机全网可迁移。
3 基 于 Clos 的 Spine-and-Leaf 结构演进
东西向流量的增加使三层数据中
心架构中的带宽成为瓶颈。此外，服 务器到服务器的延迟会随着流量路径 的不同而不同。为了解决这两个问题， 基 于 Clos 网 络 的 Spine-and-Leaf 架 构 被提出。
在如图 2 所示的三级 Clos 架构中， 每个低层级的 leaf 交换机都与所有高 层级的 spine 交换机相连，并形成全网 状连接拓扑。leaf 交换机用于连接服 务器等设备，spine 层则负责将所有的 leaf 连接起来。当 leaf 层的接入端口和 上行链路都没有瓶颈时，这个架构就 实现了无阻塞连接。
（3）相比于其他内部网关路由协 议，BGP 具有较高的可扩展性；
（4）BGP 协议有诸多前缀过滤、 路由标记和流量工程的能力选项，在 过滤、修改路由参数和控制流量方面 具有优势；
（5）BGP 可 以 同 时 用 于 底 层 （underlay）网络和叠加（overlay）网络。 通常在这种情况下，底层网络使用外 部 BGP（eBGP）对等体，叠加网络使 用内部 BGP（iBGP）对等体。这使得 网络的整体配置变得更简单。
网络架构中的“接入层 - 汇聚层”。 如果采用二层交换技术，则生成树协 议（STP）生成的无环树形结构会大大 减少活跃可用的链路。
万物互联时代下的网络架构变革
万物互联时代下的网络架构变革一、万物互联时代的网络架构概述随着科技的飞速发展，我们正步入一个万物互联的时代。
这个时代的网络架构，不仅仅是连接人与人、人与物的桥梁，更是实现信息共享、智能控制和高效协同的关键。
在这个时代，网络架构需要适应海量设备接入、数据爆炸性增长和应用场景多样化的特点，进行相应的变革以满足新的需求。
1.1 万物互联的核心概念万物互联（IoE, Internet of Everything）是一个将人、流程、数据和事物结合在一起的网络，使得网络连接更加广泛和深入。
它不仅包括传统的互联网连接，还涵盖了物联网（IoT）的设备连接，实现了物理世界与数字世界的无缝融合。
1.2 网络架构的发展趋势在万物互联的背景下，网络架构正朝着更加灵活、智能和安全的方向发展。
这包括了网络功能的虚拟化、服务的个性化、数据的智能化处理以及安全机制的全面升级。
二、万物互联时代网络架构的关键技术为了支撑万物互联的实现，网络架构需要融合多项关键技术，这些技术是构建高效、可靠和安全网络的基础。
2.1 软件定义网络（SDN）软件定义网络是一种网络架构的创新，它将网络控制层与数据层分离，通过软件集中管理网络设备，提高了网络的灵活性和可编程性。
2.2 网络功能虚拟化（NFV）网络功能虚拟化通过虚拟化技术，将传统的网络设备功能转化为软件实现，降低了对专用硬件的依赖，提升了资源的利用效率和网络的扩展性。
2.3 边缘计算边缘计算是一种将数据处理和分析任务从中心数据中心转移到网络边缘的技术。
它能够减少数据传输延迟，提高响应速度，尤其适合处理大量实时数据。
2.4 与机器学习和机器学习技术在网络架构中的应用，可以提高网络的智能化水平，实现自动化的故障检测、流量管理和安全防护。
2.5 安全技术在万物互联的时代，网络安全变得尤为重要。
需要通过加密技术、入侵检测系统、防火墙等手段，确保数据传输的安全性和网络的可靠性。
三、万物互联时代网络架构的变革路径网络架构的变革是一个逐步演进的过程，需要从多个维度进行考量和实施。
互联网架构的演变过程（一）
互联⽹架构的演变过程（⼀）简介web1.0时代web2.0时代互联⽹时代互联⽹+ --》智慧城市。
2012年提出。
云计算+⼤数据时代背景随着互联⽹的发展，⽹站应⽤的规模不断扩⼤，常规的垂直应⽤架构已⽆法应对，分布式服务架构以及流动计算架构势在必⾏，亟需⼀个治理系统确保架构有条不紊的演进。
1、第⼀时期单⼀应⽤架构all in one(所有的模块在⼀起，技术也不分层)⽹站的初期，也认为互联⽹发展的最早时期。
会在单机部署上所有的应⽤程序和软件。
所有的代码都是写在JSP⾥⾯，所有的代码都写在⼀起。
这种⽅式称为all in one。
特点：1、不具备代码的可维护性。
2、容错性差。
因为我们所有的代码都写在JSP页⾥。
当⽤户或某些原因发⽣异常。
（1、⽤户直接看到异常错误信息。
2、这个错误会导致服务器宕机）容错性，是指软件检测应⽤程序所运⾏的软件或硬件中发⽣的错误并从错误中恢复的能⼒，通常可以从系统的可靠性、可⽤性、可测性等⼏个⽅⾯来衡量。
单体地狱。
:只需⼀个应⽤，将所有功能都部署在⼀起，以减少部署节点和成本。
2 第⼀时期后阶段解决⽅案:1、分层开发（提⾼维护性）【解决容错性】2、MVC架构（Web应⽤程序的设计模式）3、服务器的分离部署特点：1、MVC分层开发（解决容错性问题）2、数据库和项⽬部署分离问题：随着⽤户的访问量持续增加，单台应⽤服务器已经⽆法满⾜需求。
解决⽅案：集群。
3 可能会产⽣的⼏个问题：1.1. ⾼可⽤“⾼可⽤性”（High Availability）通常来描述⼀个系统经过专门的设计，从⽽减少停⼯时间，⽽保持其服务的⾼度可⽤性。
(⼀直都能⽤)1.2. ⾼并发⾼并发（High Concurrency）是互联⽹分布式系统架构设计中必须考虑的因素之⼀，它通常是指，通过设计保证系统能够同时并⾏处理很多请求。
⾼并发相关常⽤的⼀些指标有响应时间（Response Time），吞吐量（Throughput），每秒查询率QPS（Query Per Second），并发⽤户数等。
vipkid行业报告
vipkid行业报告VIPKID行业报告。
VIPKID是一家专注于线上教育的公司，致力于为全球儿童提供优质的英语教育服务。
作为中国领先的在线教育平台，VIPKID拥有庞大的教师团队和学生群体，为教育行业带来了全新的变革。
本报告将对VIPKID行业进行深入分析，从市场规模、发展趋势、竞争格局等方面进行全面解读。
一、市场规模。
随着中国经济的快速发展和人民生活水平的提高，家长们对于孩子教育的投入也越来越大。
英语教育作为一项重要的学科，备受家长们的关注。
根据统计数据显示，中国的英语教育市场规模已经达到数千亿元，而在线教育市场更是呈现出爆发式增长的态势。
VIPKID作为在线英语教育行业的领军企业，积极抓住市场机遇，不断扩大自身的市场份额。
二、发展趋势。
随着互联网技术的不断发展和普及，教育行业也在迎来新的发展机遇。
在线教育作为一种全新的教学模式，受到了越来越多家长和学生的青睐。
尤其是在疫情期间，线上教育更是成为了家长和学生们的首选。
VIPKID凭借其优质的教学资源和先进的教学理念，成为了家长们的信赖之选。
未来，随着在线教育市场的不断扩大，VIPKID有望进一步提升自身的市场地位。
三、竞争格局。
与VIPKID竞争的对手主要包括国内外的在线教育平台以及传统的线下教育机构。
国内的在线教育平台主要有新东方在线、51Talk等，而国外的在线教育巨头则包括iTutorGroup、EF Education First等。
这些竞争对手在教学资源、师资力量、技术研发等方面都具有一定的优势。
然而，VIPKID凭借其独特的教学模式和优质的师资团队，成功地在激烈的市场竞争中脱颖而出。
未来，VIPKID将继续加大研发投入，提升教学质量，进一步巩固自身的市场地位。
四、发展前景。
随着国内外在线教育市场的不断扩大，VIPKID的发展前景十分广阔。
未来，VIPKID将继续加大对教学资源的整合和优化，提升教学质量，满足家长和学生的需求。
同时，VIPKID还将加强与国内外教育机构的合作，拓展国际市场。
超融合：架构演变和技术发展
超融合：架构演变和技术发展1、超融合：软件定义一切趋势下的诱人组合超融合是以虚拟化为核心，将计算、存储、网络等虚拟资源融合到一台标准x86服务器中形成基本架构单元，通过一整套虚拟化软件，实现存储、计算、网络等基础功能的虚拟化，从而使购买者到手不需要进行任何硬件的配置就可以直接使用。
“超”特指虚拟化，对应虚拟化计算架构。
这一概念最早源自Nutanix等存储初创厂商将Google/Facebook等互联网厂商采用的计算存储融合架构用于虚拟化环境，为企业客户提供一种基于X86硬件平台的计算存储融合产品或解决方案。
超融合架构中最根本的变化是存储，由原先的集中共享式存储（SAN、NAS）转向软件定义存储，特别是分布式存储（如Object、Block、File存储）。
“融合”是指计算和存储部署在同一个节点上，相当于多个组件部署在一个系统中，同时提供计算和存储能力。
物理融合系统中，计算和存储仍然可以是两个独立的组件，没有直接的相互依赖关系。
超融合则重点以虚拟化计算为中心，计算和存储紧密相关，存储由虚拟机而非物理机CVM(ControllerVM)来控制并将分散的存储资源形成统一的存储池，而后再提供给Hypervisor用于创建应用虚拟机。
超融合已从1.0阶段发展至3.0阶段，服务云平台化趋势明显，应用场景不断丰富。
超融合1.0，特点是简单的硬件堆砌，将服务器、存储、网络设备打包进一个“盒子”中；超融合2.0，其特点则是软件堆砌，一般是机架式服务器+分布式文件系统+第三方虚拟化+第三方云平台，具有更多的软件功能。
在1.0和2.0阶段，超融合和云之间仍旧有着“一步之遥”，并不能称之为“开箱即用”的云就绪系统，超融合步入3.0阶段，呈现以下两个特点：服务的云平台化。
它所交付的不仅是软硬一体的超融合方案，更是一套完整的云平台服务：用户只需要一次性投入，就能够得到完整的云服务。
假设用户是第一次上云，只需满足最基本的IaaS服务即可；随着云化的深入，用户开始在云上部署业务，在需要开发测试，需要数据库、大数据等应用的时候，不需要增加任何节点，便可在已有的超融合部署环境里获得丰富的PaaS服务，如数据库、缓存、大数据、数据仓库、容器平台、人工智能、物联网等。
VIPKID 的数据库跨云架构设计
配置中心-VKDS
VKDS架构图1
VKDS架构图2
场景1：主库IO异常 场景2：流量的调度 场景3：从库延迟大 场景4：扩缩容数据库实例 场景5：应用连接池修改
… …
MySQL Utilities
MHA vs MySQL Utilities
布署 开发语言 开发者 生存周期 数据补齐 用户数量 节点数要求
MHA 复杂 Perl 第三方 只切换一次 对比binlog 多 3
MySQL Utilities 简单 Python 官方 可循环 对比GTID 少 2
环境要求
官方版本5.6+ 开启GTID master_info_repository = TABLE,relay_log_info_repository = TABLE 配置report_host, report_port变量 足够权限的数据库用户 建议开启半同步/增强半同步
mysqlfailover.py
通过自定义脚本实现主从差异化配置以及与其它平台的通信
切换前调用 --exec-before
切换后调用 --exec-after
命令示例
/usr/bin/mysqlrpladmin --master=admin:admin@192.168.100.128:3306 \ --slaves=admin:admin@192.168.100.129:3306,admin:admin@192.168.100.130:3306 \ --log=/data/logs/mysqlfailover/switchover.log \ --exec-before=/data/scripts/switchover_before.sh \ --exec-after=/data/scripts/switchover_after.sh -vvv --demote-master switchover
vipkid研究报告
vipkid研究报告VIPKid是一家在线英语教育平台，成立于2013年，总部位于中国北京。
该平台提供一对一的在线英语教学服务，面向中国3-15岁的孩子。
学生通过平台与来自全球的外教进行视频课堂互动，以提高他们的英语听说能力。
以下是VIPKid研究报告的主要内容：1. 公司概况：报告介绍了VIPKid的发展历程、经营模式和市场规模。
在中国迅速增长的在线教育市场中，VIPKid是一家知名且领先的公司。
2. 产品与服务：报告详细描述了VIPKid的教学内容和服务流程。
平台提供丰富的英语教材和学习资源，根据学生的英语水平和需求量身定制课程。
3. 用户群体与市场：报告分析了VIPKid的用户群体和市场规模。
平台的主要用户群体是中国家庭，特别是有一定经济实力和教育追求的家庭。
4. 收入来源与盈利模式：报告揭示了VIPKid的收入来源和盈利模式。
平台主要通过学生的付费课程和家庭的会员费用来获得收入。
5. 竞争对手与市场前景：报告分析了VIPKid的主要竞争对手，并展望了在线英语教育市场的未来发展趋势。
在竞争激烈的市场环境中，VIPKid通过其高质量的教学和品牌认可度保持着领先地位。
6. 社会影响与可持续发展：报告评估了VIPKid在教育领域的社会影响，以及公司的可持续发展策略。
VIPKid致力于提供高质量的教育资源，帮助中国孩子提高英语水平，同时也关注环境和社会责任。
通过这份VIPKid研究报告，人们可以了解到该公司的发展历程、市场地位和商业模式，以及在线教育行业的趋势和挑战。
这对于投资者、教育从业者和其他相关利益相关者来说都是有价值的参考资料。
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犀思云节点 XXX节点
广州黑石
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腾讯云海 外节点
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CDN
老师 家长
核心需求：①单专线通道多vpc互通，②支持黑石，③少抖动 ④覆盖点多：EC海外等 上量卡点：
跨城带宽规模：XXXXXXXXXXXXXXXxxxx
Anycast
1、底层资源（覆盖广，抖动小）
• 骨干网：全球一张大网（底层腾讯云、阿里、其它） • 公网：依赖各家做边缘接入 2、多云调度：
• 骨干网调度：腾讯云、阿里云等各家专线接入中立机房，VIPKID通过bgp路由控制（撤销路由或as-path长度）决定骨干网走哪条线路 • 公网接入选路：延时、抖动等
VIPKID网络方案演进
Sallyhe
实时互动音视频---VIPKID架构演进 2019规划（内部）
场景：师生遍布全球，要求直播平台搭建覆盖多地域的高质量互联，保证在跨地域，橘色线条为云联网的应用
传输视频和语音清晰、无延迟。
学生
边缘接入
犀思
阿里云
…
中立机房路由器 BGP路由全局控制
边缘接入
AWS 阿里云
附录： VIPKID-DB3-基础资源—2018初期
北京
伦敦
法兰克 阿姆斯 印度金
福
特丹
奈
首尔
东京
Sl专线
上海
SL香港 SoftLayer
腾 广州 讯 成都 云
香港
腾讯内网专线
Sl专线
广州黑石
Sl专线
犀思云专线
新加坡
SL香港 SoftLayer
硅谷 多伦多
圣何塞
Sl专线
达拉斯 华盛顿
悉尼巴西Βιβλιοθήκη 保罗核心 广州公有云腾讯云公网 腾讯云公网 各地跨域LB EC点主机
中转 腾讯云香港公有云
Anycast
主要演进点： 1、接入层架构收敛（跨域LB&Anycast）--核心为广州公有云，大陆边缘接入为跨域LB， 后端挂广州的RS（EC点云主机）；海外用 Anycast到香港，再通过云联网回广州核心
2、统一调度及控制：多个独立网演变统一 控制大网
AWS 阿里云
…
核心 广州公有云
老师
云联网跟进事项（2019.7.23）
1、专线接入支持BGP： • 7.30前：香港、日本 • 8.10前：美东 • 8.20前：新加坡、美西 2、ECMP：8月中 3、云联网支持跨域LB：方案设计中
腾讯云公网 腾讯云公网 各地跨域LB EC点主机
中转 腾讯云香港公有云
VIPKID全球基础资源（可放大）
多个独立（从边缘调度）
分三层统一控制和调度
VIPKID需求沟通—客户版确认版
场景：师生遍布全球，要求直播平台搭建覆盖多地域的高质量互联，保证在跨地域，橘色线条为云联网的应用 传输视频和语音清晰、无延迟。
学生
边缘接入
犀思
阿里云
…
中立机房路由器 BGP路由全局控制
边缘接入
天津
济南
武汉 犀 思
苏州 云
杭州
无锡
佛山
附录： VIPKID-全球资源--2019
THANK YOU
…
老师
基础架构 1、底层资源（覆盖广，抖动小） • 骨干网：全球一张大网（底层腾讯云、
阿里、其它） • 公网：依赖各家做边缘接入 2、多云调度： • 骨干网调度：腾讯云、阿里云等各家专
线接入中立机房，VIPKID通过bgp路由 控制（撤销路由或as-path长度）决定 骨干网走哪条线路 • 公网接入选路：延时、抖动等
主要演进点： 1、接入层架构收敛（跨域LB&Anycast）---核心为广州公有云，大陆边缘接入为跨域LB，后端挂广州的RS（EC点云主机）；海外用Anycast到香港，再通过云联网回广州核心 2、多个独立网变成统一控制大网
实时互动音视频—vipkid-2018
场景：师生遍布全球，要求直播平台搭建覆盖多地域的高质量互联，保证在跨地域，橘色线条为云联网的应用 传输视频和语音清晰、无延迟。