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后，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 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。
非洲區域業務板塊分布
落地產品
在我們接觸到的用戶中，大家普遍對海外復雜的網絡環境以及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 正式開源發布終端鏈路探測SDK，開放云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。
Android系統終端網絡探測開源地址 https://github.com/ucloud/netanalysis-sdk-android
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
開放云平臺能力
專業網絡運營能力，后臺海量數據分析
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采用的地址翻譯技術。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。
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，向后臺發送一個HTTP請求，從header剝出外網IP，并查詢歸屬地、運營商等信息。網絡探測數據搜集后，非對稱加密上報到后臺與相應的外網IP匹配，完成驗證存儲。
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、質量數據等反復斟酌數據結構定義，盡可能直觀暴露最相關的網絡數據。
后臺Grafana監控示范
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。
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，全部采用非對稱加密后上報后臺進行驗證、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，驗證通過后可查詢、下載應用APP的終端網絡數據。
后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臺管理主密鑰CMK狀態，啟用或禁用后臺對網絡質量數據的解密。如果用戶刪除CMK，則通過CMK加密后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
終端Traceroute網絡質量原始數據，部分顯示
非對稱加密
外網IP查詢到的信息非對稱加密，部分顯示
base64 encode SDK上報
SDK上報網絡質量數據
后臺API網關收到上報數據請求后，根據app_id查詢后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。驗證通過后，操作私鑰解密，完成數據上報存儲。
后臺接收存儲數據
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、透明了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、網絡數據加密以及后臺為應對代碼開源后的高并發處理、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）。
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。
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