UCloud開源網絡探測SDK,開放雲平臺助力突破非洲想象

內容提要

UCloud 自主研發的終端鏈路探測SDK正式開源發佈,開放雲平臺的專業網絡運營、數據分析能力幫助出海企業以

尊重用戶隱私、數據安全加密的方式,探測終端訪問APP的網絡鏈路質量,定向優化移動端網絡體驗 。

背景

快步解鎖非洲大陸

2017年9月25日,UCloud 拉各斯數據中心落地。第一步解鎖尼日利亞後,非洲業務板塊愈加清晰:西非以尼日利亞、加納為主;東非以肯尼亞、坦桑尼亞、埃塞俄比亞為主;北非埃及、摩洛哥;南非。但是,我們的用戶目標覆蓋非洲全大陸,現實瓶頸卻是跨國互聯訪問體驗差,甚至有的鄰國訪問繞行歐洲倫敦或阿姆斯特丹。

UCloud开源网络探测SDK,开放云平台助力突破非洲想象

UCloud 尼日利亞數據中心外景

為了加快對非洲這片大陸的探索,我們正在積極籌備南非、肯尼亞新節點。

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非洲區域業務板塊分佈

落地產品

終端鏈路探測SDK

在我們接觸到的用戶中,大家普遍對海外複雜的網絡環境以及APP終端網絡故障定位有深刻的體驗和訴求。為了解決用戶實際問題,UCloud 正式開源發佈終端鏈路探測SDK,開放雲平臺資源幫助出海企業以尊重用戶隱私、數據安全加密的方式,主動探測終端訪問APP的網絡鏈路質量,定向優化移動端網絡體驗。

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Android系統終端網絡探測開源地址 https://github.com/ucloud/netanalysis-sdk-android

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iOS系統終端網絡探測開源地址

https://github.com/ucloud/netanalysis-sdk-ios

研發的過程中,我們主要遇到3個技術問題:上報的數據獲取不到外網IP而無法定位地理位置,不同終端的上報外網IP卻一樣,以及如何有效分析網絡質量數據。

產品特性

開放雲平臺能力

專業網絡運營能力,後臺海量數據分析

無法獲取終端外網IP或外網IP雷同的情形,這與不同國家、城市、運營商NAT網關的組網結構有關。NAT網關是因為IPv4公網地址數量不足而採用的地址翻譯技術。在IPv6技術應用前,運營商可以通過代理轉發相對無限地擴容終端服務能力。但是,也有觀點提出,NAT技術是阻礙了IPv6推廣應用的因素之一。

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IPv6流量超過5%的國家或地區,信息來源:https://www.internetsociety.org/resources/2018/state-of-ipv6-deployment-2018/

為解決獲取終端有效的外網IP,我們在探測網絡質量的同時,向後臺發送一個HTTP請求,從header剝出外網IP,並查詢歸屬地、運營商等信息。網絡探測數據蒐集後,非對稱加密上報到後臺與相應的外網IP匹配,完成驗證存儲。

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原始測試數據查詢

為了方便通過開放接口查詢、分析網絡數據,對外網IP、質量數據等反覆斟酌數據結構定義,儘可能直觀暴露最相關的網絡數據。

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後臺Grafana監控示範

我們將從數據中心、運營商維度分析,利用自身商務資源、專線、Anycast流量調度技術,調優移動終端網絡,以此實現用戶訪問體驗的提升。

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Anycast 公網就近選路訪問尼日利亞可用區

開放API查詢接口,數據加密、權限管理

SDK探測的網絡數據,全部採用非對稱加密後上報後臺進行驗證、解密和存儲,公網傳輸時全程加密。我們為開發者提供接口,匹配APP_ID、加密公私鑰,驗證通過後可查詢、下載應用APP的終端網絡數據。

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後臺數據存儲業務流程

UCloud 已經推出KMS(密鑰管理服務),為用戶提供創建、控制加密數據的密鑰。我們將持續探討終端鏈路探測與KMS服務結合的應用場景,用戶可以直接通過控制檯管理主密鑰CMK狀態,啟用或禁用後臺對網絡質量數據的解密。如果用戶刪除CMK,則通過CMK加密後的數據將永遠無法恢復,以此達到用戶自主管理數據的效果。

SDK原始數據

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終端Traceroute網絡質量原始數據,部分顯示

非對稱加密

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外網IP查詢到的信息非對稱加密,部分顯示

base64 encode SDK上報

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SDK上報網絡質量數據

後臺API網關收到上報數據請求後,根據app_id查詢後端匹配密鑰對的私鑰對加密數據進行驗證。若公、私鑰不匹配,即驗證失敗。驗證通過後,操作私鑰解密,完成數據上報存儲。

後臺接收存儲數據

數據接收解密,部分顯示

隱私安全

終端SDK數據脫敏

技術不僅極大提高人類的效率,同時我們也看到潛在的傷害。為了讓開發者充分、透明瞭解網絡鏈路探測獲取的終端信息,我們選擇開源代碼。通過不斷優化核心代碼,著重提升ping、trace-route發送包效率、網絡數據加密以及後臺為應對代碼開源後的高併發處理、解密驗證等功能。

除了通過PING & Traceroute 兩種方式探測獲取終端與APP業務之間的網絡延遲、丟包數據,以及一般IP數據庫查詢返回的location等信息外,SDK不獲取任何用戶數據,尤其不獲取敏感的終端IMEI(國際移動設備識別碼)。

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終端IMEI示例

UCloud 終端鏈路探測SDK支持iOS、Android 兩款主流終端環境,用戶隱私、安全加密等標準要求向iOS系統靠攏。我們正將核心的探測服務拆分為網絡測試工具,提交APP Store獨立審核,以下為Demo版本,歡迎安裝試用。

終端鏈路探測工具Demo

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如果你對終端鏈路探測工具的使用場景有更多的想法,歡迎留言分享給我們。留言點贊數最多的前3位,將獲贈《三體》小說。

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