236 mobile optimization-cdnetworks

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Mobile Op*miza*on Oct. 2013 / Sangjoon Ahn

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Mobile  Op*miza*on  

Oct.  2013  /  Sangjoon  Ahn  

Page 2: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  1  

Agenda §  Introduc9on  

§  Market  trend  

§  Mobile  Op9miza9on  Technologies  §  TCP  op9miza9on  §  FEO  §  Image  Op9miza9on  §  Performance  Test  of  FEO  &  Image  Op9miza9on  

§  Mobile  CDN  §  Considera9on  of  Mobile  Delivery  

§  Conclusion  

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Page  2  

Introduc9on  -­‐  Market  Trend  -­‐  LTE  Status

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Mobile  Trend §  According  to  Cisco's  Visual  Network  Index  report  from  Feb.  2013  

§  Two-­‐thirds  of  the  world's  mobile  data  traffic  will  be  video  by  2017.    §  Global  mobile  data  traffic  will  increase  13-­‐fold  between  2012  and  2017  §  In  2017,  4G  will  be  10  percent  of  connec9ons,  but  45  percent  of  total  traffic  §  Cisco  Visual  Networking  Index:  Global  Mobile  Data  Traffic  Forecast  Update,  2012-­‐201

7  :  h[p://www.cisco.com/en/US/solu9ons/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/white_paper_c11-­‐520862.html  

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Page  4  

MNO  Status

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Page  5  

Web  Performance  And  User  Expecta9on

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Page  6  

Impact  of  1  second  delay

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Page  7  

Web  Accelera9on How  web  site  page  load  9me  breaks  down  

First-­‐mile

l  Database  calls  l  HTML  page  genera9on

Middle-­‐mile

l  Retrieving  page  contents,  including  HTML,    images,  Javascript,  etc.,  from  origin  server,  across  the  internet

l  Delivering  content  over  cable  modem,  Cellular  network,  etc.,  to  end-­‐user  

l  Rendering  page  in  the  browser

Front-­‐end  10  ~  20  % 80  ~  90%

Problem  Addressed How  it  works

Contents  Delivery  Network    (CDN) Network  Latency Files  cache  in  mul9ple  edge  caches  tha

t  are  geographically  dispersed

Dynamic  Web  Accelera9on  (DWA)

Network  Latency(especially  dynamic  content)

Op9mize  rou9ng    TCP  op9miza9on  Compression

Front-­‐end  Op9miza9on  (FEO)

Reduce  HTTP  Requests,  page  size  and  browser  bo[lenecks

Op9mize  HTML  code  and  page  resources

Internet Internet

Backend  

Last-­‐mile

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Page  8  

Mobile  Op9miza9on QoE  improvement  for  mobile  user

Improve    Latency

Improve    Transfer  rate

Improve    Responsibility  &  Reduce  Traffic

Improve    QoE

QoE

[L4  improvement]  TCP  (Transport-­‐level)Op*miza*on

[L5  improvement]  Adopt  SPDY/RE  Technology  HTTP  (Session-­‐level)  op*miza*on  

[L6  improvement]  Adopt  FEO  Technology  HTML  (Presenta*on-­‐level)  Op*miza*on  

[L7  improvement]  Content  Op*miza*on  Video  Pacing,  Image  Op*miza*on  and  etc.

[L1-­‐L3  improvement]  Adopt  CDN  (beZer  performance  than  ISP  N/W)

Today  Topic

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Page  9  

TCP  Op9miza9on  

Page 11: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  10  

§  TCP    §  Designed  to  probe  available  bandwidth  §  Does  not  use  full  bandwidth  from  start    

TCP  conges9on  control  &  avoidance

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Page  11  

§  Don’t  know  characteris9cs  of  cellular  network  §  Bufferbloat  by  large  queue  in  mobile  network    §  Interference  by  middlebox  deployed  inside  mobile  network  

§  Don’t  consider  about  TCP  characteris9cs  §  overshoo9ng  by  TCP  slow  start    

§  Limited  Slow  start,  hystart  

§  can  detect  conges9on  by  packet  loss    §  Delay-­‐based  conges9on  control  :  vegas,  westwood  

§  Traffic  control  of  heavy  users  §  Too  much  retransmit  overhead  on  bandwidth  limited  network  and  congested

 area  network  

TCP  performance  on  mobile  network  is  poor?  

Page 13: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  12  

Performance  Bo[leneck  

PGW  eNB  

SGW  NAT  Mobile  Device

Candidate : DRWA (Dynamic Receiver Window Adjustment)

Issues Bufferbloat  by  middle  boxes

Limit  bandwidth  of  heavy  users

Issue  of  latency  and  available  bandwidth

How  to  solve  performance  issues

DRWA  (Dynamic  Receiver  Window  Adjustment)

Traffic  control  at  applica*on-­‐level.

Limited  Slow  Start  Tuning  TCP  parameter  and  Conges*on  Control  Algorithm  

GGSN   SGSN  NB   Mobile  Device

Origin  3G

LTE

3G 4G

Network  Latency 100  ~  200  ms 50  ~  100  ms

Available  Bandwidth 2  ~  7  Mbps 70  ~  150  Mbps

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Page  13  

Analysis  of  packet  loss §  Download  200KB  on  bandwidth-­‐limit  of  heavy  user  :  300Kbps  

§  Rxt  overhead  :  32.89  %,  Download  9me  :  4.58  sec  

Page 15: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  14  

Analysis  of  packet  loss  (cont’d) §  Download  2MB  on  bandwidth-­‐limit  of  heavy  user  :  300Kbps  

§  Rxt  overhead  :  16.5  %,  Download  9me  :  57.41  sec  

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Page  15  

TCP  op9miza9on

§  Tuning  §  Limited  slow  start  for  preven9ng  overshoo9ng  §  Tune  Ini9al  CWND  

§  2.6.39+  defaults  to  10  §  2.6.19+  can  be  configured  via  IP  ROUTE  

§  ip  route  change  default  via  gateway_ipaddr  dev  eth0  initcwnd  10  

§  Tune  CA  (Conges9on  Avoidance)  for  sending  less  aggressively  data  

§  Tune  backoff  when  detected  packet  loss  

§  Improve  rxt  rate  of  bandwidth-­‐limited  user  (heavy  user)  §  not  easy  to  improve  with  current  TCP    §  Shape  bandwidth  by  force.  

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Page  16  

Result  of  rxt  rate  of  BW-­‐limited  user No  Busy  area  :  10:00:00  ~  15:30:00  Model   200K   Num   300K   Num   2M   Num   50M   Num  

IS12S   Normal  TCP   157.7     10   142.1     10   117.2     10  Tuned  TCP   100.3     10   103.0     10   108.5     10  

ISW11SC   Normal  TCP   138.7     19   128.9     10   111.0     10  Tuned  TCP   100.2     10   104.9     10   108.3     10  

Busy  area  =  15:56:00  ~  23:30:00  Model   200K   Num   300K   Num   2M   Num   50M   Num  

IS12S   Normal  TCP   117.5     10   111.0     10   101.9     3  Tuned  TCP   100.2     10   100.3     10   102.2     3  

ISW11SC   Normal  TCP   116.7     11   120.0     10   110.6     10  Tuned  TCP   100.2     11   102.2     10   106.2     10  

B/W-­‐limited  phone

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Page  17  

Field  test  with  tuned  TCP

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Page  18  

FEO  

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Page  19  

FEO §  FEO  technologies  help  to  reduce  the  number  of  page  resources  required  to  down

load  a  given  page  and  makes  the  browser  process  the  page  faster.  §  mod_pagespeed(MPS)  is  an  Open  Source  FEO  solu9on  from  Google.  As  Google  d

efined  it  :  Apache  module  for  rewri9ng  web  pages  to  reduce  latency  and  bandwidth  

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Page  20  

Mod_pagespeed  features §  Op9mize  caching  

§  Extend  Cache,  Local  storage  cache  §  Outline  CSS/javascript  

§  Minimize  Round  Trip  Times  §  Combine  and  Inline  CSS/Javascript  §  Inline  images,  Sprite  Images  §  Fla[en  CSS  @imports  §  Sharding  domains  

§  Minimize  Payload  sizes  §  Op9mize  image  (PNG/JPG/GIF/WebP)  :  remove  metadata  of  Image,  resize  image  §  Minify  CSS/Javascript  §  Deduplicate  inlined  images  

§  Op9mize  browser  rendering  §  Defer  Javascript  §  Move  CSS  to  Head  §  Lazily  load  images  §  Convert  JPEG  to  Progressive  

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Page  21  

Web  Request

§  DNS  lookup  to  resolve  the  hostname  to  IP  address  §  New  TCP  connec9on  requiring  a  full  roundtrip  to  the  server  §  HTTP  request  requiring  a  full  roundtrip  to  the  server  §  Server  processing  9me  

§  Network  latency  on  mobile  network  is  longer  than  that  on  wired  network.  

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Page  22  

Mobile  site  performance  challenges §  Remove  network  latency  overhead.  

§  Careful  about  using  Domain  sharding  §  Don’t  use  redirect  

§  Op9mize  Cri9cal  Rendering  path  §  Inline  cri9cal  CSS  §  Remove  blocking  JavaScript  §  Defer  non-­‐cri9cal  assets  

§  Reduce  HTTP  requests  §  Image  spri9ng  §  Inline  small  image/CSS/JS  

§  Reduce  image  size  §  Op9mize  Image  

§  Load  “above  the  fold”,  not  load  en9re  page.  §  Lazy-­‐load  images  

§  Watch  out  for  extra  round-­‐trips  §  Especially  new  connec9ons  

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Lab  Experiment

§  Test  with  mod_pagespeed  as  an  open  source  FEO  solu9on  from  Google  

§  Test  scenario  §  choose  5  sample  sites  :  each  web  site  for  PC  &  mobile  user  §  Simulate  mobile  network  environment  using  TC  tool  

 

naver  

daum  

gmarket  

samsung  

auone  

Origin

mod_pagespeed

Latency  :  0,  50,  100ms

TC  

TC  

Page 25: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  24  

w/o  MPS   naver   daum   gmarket   samsung   auone  

First   Second(Cache)   First   Second(Cache)   First   Second(Cache)   First   Second(Cache)   First   Second(Cache)  

Request  Count   75.8   0.1   112.3   2   256   22   199   1   43   8  Sent  Kb   24.8   0.0   35.7   0.9   90.6   9.8   62.0   0.3   13.1   2.9  Receive  Kb   393.5   0.6   553.1   0.8   5,434.1   7.8   1,079.2   18.5   231.3   10.6  HTML  count/size(Kb)   7   51.0   0   0.0   14   55.3   1   0.3   12   39.4   0   0.0   3   48.7   1   18.5   2   17.8   1   8.3  JS  count/size(Kb)   7   28.2   0   0.0   6   49.9   0   0.0   30   195.7   0   0.0   11   104.5   0   0.0   9   46.7   0   0.0  CSS  count/size(Kb)   6   28.8   0   0.0   0   0.0   0   0.0   2   10.3   0   0.0   3   23.8   0   0.0   1   4.7   0   0.0  

GIF  count/size(Kb)   23.9  15.3   0   0.0  

2  8.1   1   0.4  

94  103.2   22   7.8  

77  102.6   0   0.0  

24  70.0   7   2.3  

JPG  count/size(Kb)   25   154.2   0   0.0   40   135.7   0   0.0   83   4,859.4   0   0.0   40   739.9   0   0.0   7   92.1   0   0.0  PNG  count/size(Kb)   5.9   79.6   0.1   0.6   42   253.7   0   0.0   30   216.4   0   0.0   65   59.6   0   0.0   0   0.0   0   0.0  Loading  Time  (0ms  delay)   1.0     0.3     1.4     0.8     2.6     1.1     1.3     0.2     0.7     0.3    Loading  Time  (50ms  delay)   2.2     0.4     2.6     0.8     5.7     1.1     3.8     0.4     1.4     0.5    Loading  Time  (100ms  delay)   3.5     0.3     4.6     0.7     10.1     1.3     6.9     0.6     2.3     0.7    

 w MPS naver   daum   gmarket   samsung   auone  

First   Second(Cache)   First   Second(Cache)   First   Second(Cache)   First   Second(Cache)   First   Second(Cache)  

Request  Count   45   9   78.6   21.4   178.9   62   41   5   23   5  Sent  Kb   15.5   2.9   26.6   7.7   66.5   25.5   13.5   1.5   7.2   1.6  Receive  Kb   373.7   61.3   512.2   132.8   1,546.1   88.5   702.3   144.5   219.0   31.7  HTML  count/size(Kb)   7   60.9   7   61.0   13   98.2   12   94.5   9   74.0   9   74.0   3   144.2   3   144.2   2   31.5   2   31.2  JS  count/size(Kb)   7   27.5   0   0.0   6   49.4   0   0.0   26   184.3   3   0.6   10   95.2   1   0.2   5   42.9   0   0.0  CSS  count/size(Kb)   5   34.1   0   0.0   0   0.0   0   0.0   2   10.5   0   0.0   3   41.0   1   0.2   1   4.9   0   0.0  GIF  count/size(Kb)   0   0.0   0   0.0   1.3   7.9   1.2   0.3   34   31.0   31   10.7   0   0.0   0   0.0   3   6.0   3   0.5  JPG  count/size(Kb)   19   139.2   1   0.2   12   69.7   0   0.0   80.9   1,016.8   8   1.4   19   396.0   0   0.0   7   92.6   0   0.0  PNG  count/size(Kb)   6   75.6   0   0.0   37.3   240.3   3.2   37.2   19   218.1   6   1.0   6   25.8   0   0.0   5   41.1   0   0.0  Loading  Time  (0ms  delay)   1.0     0.5     1.5     0.9     2.7     1.5     1.9     0.8     0.7     0.4    Loading  Time  (50ms  delay)   1.9     0.8     2.6     1.4     4.0     3.7     2.7     1.1     1.5     1.0    Loading  Time  (100ms  delay)   3.0     1.3     4.5     1.8     6.8     2.4     4.0     1.8     2.5     1.6    

Req  No.  

 30.1%  Sent  Size  

26.7%  Receive  Size  

71.5%    Loading  Time    

37.6%    

Req  No.  

79.4%  Sent  Size  

78.3%    

Receive  Size  

35.0%    Loading  Time    

42.4%    

Req  No.  

 40.6%  Sent  Size  

37.3%  Receive  Size  

5.0%    Loading  Time    

15.0%    

Req  No.  

 30.0%  Sent  Size  

25.5%  Receive  Size  

7.4%    Loading  Time    

3.3%    

Req  No.  

 46.5%  Sent  Size  

45.1%  Receive  Size  

5.3%    Loading  Time    

7.3%    

Test  result  of  PC  website

Page 26: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  25  

w/o  MPS   M_naver   M_daum   M-­‐gmarket   M_samsung   auone  

First   Second(Cache)   First   Second(Cache)   First   Second(Cache)   First   Second(Cache)   First   Second(Cache)  

Request  Count   30   1   31.9   1   68.8   3   47   46   59   0  Sent  Kb   9.7   0.4   10.2   0.4   22.4   1.3   15.6   18.6   18.6   0.0  Receive  Kb   209.2   0.3   146.6   0.3   565.2   1.1   340.0   8.5   195.5   0.0  HTML  count/size(Kb)   2   20.8   0   0.0   4   19.1   0   0.0   1   4.0   0   0.0   2   5.1   1   0.2   1   9.1   0   0.0  JS  count/size(Kb)   6   39.0   0   0.0   5   40.8   0   0.0   4   29.9   0   0.0   2   27.9   2   0.3   5   46.9   0   0.0  CSS  count/size(Kb)   1   9.4   0   0.0   1   7.4   0   0.0   9   23.0   0   0.0   3   12.2   3   0.5   2   5.7   0   0.0  GIF  count/size(Kb)   1   1.9   0   0.0   0   0.0   0   0.0   38.8   103.9   3   1.1   12   8.7   12   2.9   0   0.0   0   0.0  JPG  count/size(Kb)   10   99.2   0   0.0   8.9   33.7   0   0.0   12   385.8   0   0.0   14   265.9   14   2.0   1   2.2   0   0.0  PNG  count/size(Kb)   8   35.4   0   0.0   10   42.9   1   0.3   3   6.7   0   0.0   14   20.1   14   2.6   44   117.5   0   0.0  Loading  Time  (0ms  delay)   1.0     0.6     0.5     0.1     0.5     0.1     0.5     0.2     0.7     0.2    Loading  Time  (50ms  delay)   1.9     0.7     1.4     0.2     1.5     0.2     1.4     0.8     1.6     0.2    Loading  Time  (100ms  delay)   2.8     0.8     2.4     0.3     3.0     0.3     2.3     1.4     2.7     0.2    

       

 w MPS M_naver   M_daum   M-­‐gmarket   M_samsung   auone  

First   Second(Cache)   First   Second(Cache)   First   Second(Cache)   First   Second(Cache)   First   Second(Cache)  

Request  Count   28   15   28   5   36   30   18   18   40   28  Sent  Kb   9.4   5.8   9.7   1.9   11.8   12.0   5.9   7.0   13.1   11.4  Receive  Kb   156.4   17.2   143.0   22.5   506.4   43.1   219.4   12.8   187.1   29.8  HTML  count/size(Kb)   2   14.9   2   14.7   4   22.2   3   21.8   1   37.2   1   37.2   2   11.1   2   11.0   1   25.2   1   25.2  JS  count/size(Kb)   6   39.2   2   0.4   5   40.5   0   0.0   3   30.1   0   0.0   2   27.0   2   0.2   4   44.2   0   0.0  CSS  count/size(Kb)   1   9.5   0   0.0   1   7.4   0   0.0   8   23.1   8   1.5   3   36.7   3   0.4   1   9.5   0   0.0  GIF  count/size(Kb)   1   1.9   1   0.2   0   0.0   0   0.0   10   22.0   9   2.3   0   0.0   0   0.0   0   0.0   0   0.0  JPG  count/size(Kb)   9   56.1   1   0.2   5   17.3   0   0.0   12   386.7   12   2.0   10   142.0   10   1.1   1   4.5   0   0.0  PNG  count/size(Kb)   7   33.3   7   1.2   11   54.7   0   0.0   2   7.3   0   0.0   1   2.6   1   0.1   27   89.2   21   3.5  Loading  Time  (0ms  delay)   1.1     0.7     0.6     20.0     0.5     0.2     0.3     0.2     0.7     0.3    Loading  Time  (50ms  delay)   1.9     1.2     1.3     0.7     1.5     0.8     1.4     0.8     1.7     0.8    Loading  Time  (100ms  delay)   2.8     1.7     2.3     1.3     2.6     1.5     2.3     1.4     2.7     1.4    

Req  No.  

 6.7%  Sent  Size  

2.6%  Receive  Size  

25.2%    Loading  Time    

0%    

Req  No.  

 12.2%  Sent  Size  

4.9%  Receive  Size  

2.5%    Loading  Time    

5.0%    

Req  No.  

 47.7%  Sent  Size  

47.5%  Receive  Size  

10.4%    Loading  Time    

14.0%    

Req  No.  

 61.7%  Sent  Size  

62.1%  Receive  Size  

35.5%    Loading  Time    

0%    

Req  No.  

 32.2%  Sent  Size  

29.3%  Receive  Size  

4.3%    Loading  Time    

0%    

Test  result  of  Mobile  website

Page 27: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  26  

Default  tuning   Aggressive  tuning  inline  more  js  :  2048  -­‐>  20480  

 inline  more  image  :  2048  -­‐>    6000  Req  No.  

 32.2%  Sent  Size  

29.3%  Receive  Size  

4.3%    Loading  Time    

0%    

Req  No.  

 47.5%  Sent  Size  

46.3%  Receive  Size  

5.4%    Loading  Time    

28.6%    

Mobile  site

Experiment  by  tuning

Page 28: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  27  

Default  tuning  

Aggressive  tuning  fla[en_css_imports  :    

JpegRecompressionQuality:    100%  -­‐>  75%  

Req  No.  

 61.7%  Sent  Size  

62.1%  Receive  Size  

35.5%    Loading  Time    

0%     Req  No.

66.1% Sent  Size

66.1% Receive Size

66.0% Loading  Time  

33.7%  

Experiment  by  tuning  (Cont’d)

Mobile  site

w/o  MPS   M_samsung  

First   Second(Cache)  

Request  Count   47   46  Sent  Kb   15.6   18.6  Receive  Kb   340.0   8.5  HTML  count/size(Kb)   2   5.1   1   0.2  JS  count/size(Kb)   2   27.9   2   0.3  CSS  count/size(Kb)   3   12.2   3   0.5  GIF  count/size(Kb)   12   8.7   12   2.9  JPG  count/size(Kb)   14   265.9   14   2.0  PNG  count/size(Kb)   14   20.1   14   2.6  Loading  Time  (0ms  delay)   0.5     0.2    Loading  Time  (50ms  delay)   1.4     0.8    Loading  Time  (100ms  delay)   2.3     1.4     118K

Page 29: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  28  

Image  Op9miza9on  

Page 30: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  29  

Background

Image  is  61.8%  of  total  size.

Mar  2013  Source  :  HTTP  Archive §  The  average  web  page  will  hit  2  MB  by  201

5.  §  Image  is  already  a  significant  por9on  of  we

b  page.  §  61.8%  of  total  web  size  is  image  at  Mar  201

3.  (826KB/1335KB)  §  62.5%  at  Mar  2012.  (630KB/1008KB)  §  57.4%  at  Mar  2011.  (445KB/775KB)  

Page 31: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  30  

How  to  op9mize  image §  Op9mize  image  formats  §  Op9mize  image  delivery  

§  U9lize  Browser  cache  §  Use  CDN  

§  Op9mize  image  loading  process  §  Lazy  loading  

§  Op9mize  image  for  mobile  §  Responsive  Images  :  RWD  (Responsive  Web  Design)  

Page 32: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  31  

Op9mize  image  formats §  GIF  §  PNG  

§  Convert  from  PNG  24  -­‐>  8  §  PNG  Op9miza9on  tools  :  PNGCrush,  Op9PNG  

§  JPEG  §  Control  Quality  §  Remove  metadata  §  Op9miza9on  Tools  :  jpegtran,  ImageMagick  

§  WebP  §  a  new  image  format  that  provides  lossless  and  lossy  compression  for  images  

on  the  web  §  Lossless  WebP  26%  smaller  than  PNG  §  Lossy  WebP  25%  ~  34%  smaller  than  JPEG  §  Support  browser  (~26%):  Chrome  9+,  Android  4+,  Opera  12+,  Opera  Mobile  1

1.1+  

Page 33: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  32  

Image  Op9miza9on Item   Descrip9on  

§  Recompress  

§  Recompress  JPEG(lossy),  PNG,  WEBP(lossy)  images  §  compression  quality  0~100,  -­‐1(lossless)  (re-­‐compressing  jpeg  and  webp  images)  §  Strip  color  profile  informa9on  §  Strip  unnecessary  meta-­‐data  (such  as  thumbnails)  §  Reduc9on  the  color  sampling  of  jpeg  images  

§  Transforma9on  

§  Op9mize  GIF  image  by  conver9ng(lossless)  to  a  PNG(except  animated  gifs)  §  Conver9ng  GIF  or  PNG  image  to  a  jpeg  (When  it  hasn’t  alpha  channel  or  transparent  pixels)  

§  Conver9ng  JPEG  to  WEBP  §  Transforma9on  larger  non-­‐progressive  jpeg  images  into  progressive(fade-­‐in)  jpegs  

§  Image  Resizing   §  image  resizing  depending  on  screen  size  

Page 34: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  33  

Difference  between  FEO  and  Image  Opt.

Request  h[p://www.foo.com/index.html

Origin FEO  (mod_pagespeed)

Request  h[p://image.foo.com/a.gif.pagespeed.ic.4f4XMOxRCY.png

Response  h[p://image.foo.com/index.html

Origin Image  Opt. Request  h[p://image.foo.com/a.gif

Response  h[p://image.foo.com/a.gif    

-­‐  MIME  TYPE  :  image/PNG

Request  h[p://image.foo.com/a.gif

<html>  <script  src="js/jquery.js"  type="text/javascript"></script>  <img  src=“a.gif"  alt=""  width="45"  height="44">  </html>  <html>  

<script  src="js/jquery.js.pagespeed.jm.LQy2C9DQIS.js"  type="text/javascript"></script>  <img  src=“a.gif.pagespeed.ic.4f4XMOxRCY.png"  alt=""  width="45"  height="44">  </html>  

Response  h[p://image.foo.com/a.gif.pagespeed.ic.4f4XMOxRCY.png

HTML  Reforma*ng  

Content  transfo

rma*on

Image  transforma*on

Image  re-­‐encoding  from  gif  to  png

Page 35: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  34  

Difference  between  FEO  and  Image  Opt.(Cont’d)

Sta9c  Image

JS  /  CSS

Traffic  Reduc*on  

HTML

Dynamic  Image

Sta9c  Image

JS  /  CSS

HTML

Dynamic  Image

Sta9c  Image

JS  /  CSS

HTML

Dynamic  Image

Traffic  Reduc*on  

Traffic  Reduc*on  

Origin’s  Web  Content By  FEO(mod_pagespeed) By  Image  Op9miza9on

Image  op9miza9on

Content  Minifica9on

Image  op9miza9on

Image  op9miza9on

Traffic  Reduc*on  

Page 36: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  35  

Experiment  of  Image  Opt.  in  the  field §  Experiment  of  image  op9miza9on  using  mod_pagespeed  on  real  sit

e  Origin  Data Image  Op*miza*on  by  mod_pagespeed

Total  Data  Size(Kbyte)

Total  Image  Size(Kbyte)

Total  Data  Size(Kbyte)

Total  Image  Size(Kbyte)

Total  Opt.  ra9o

Image  Opt.  ra9o

Processed  Image  ra9o

PC Naver 1,329.9 346.6 1,262.0 263.6 5.1% 23.9% 50.6%

Daum 1,382.1 278.3 1,309.6 225.6 5.2% 18.9% 26.0%

Gmarket 3,264.8 2,989.5 3,176.9 2,923.9 2.7% 2.2% 10.2%

Samsung 1,125.6 1,003.6 453.1 341.8 59.8% 65.9% 96.6%

Auone 279.5 131.6 228.1 86.4 18.4% 34.4% 95.2%

Mobile Naver 453.9 302.8 456.8 307.4 0.0% -­‐1.5% 3.1%

Daum 409.4 314.9 365.8 285.0 10.7% 9.5% 19.0%

Gmarket 869.5 802.7 497.7 439.7 42.8% 45.2% 99.9%

Samsung 368.1 314.7 117.5 64.9 68.1% 79.4% 99.7%

Auone 213.4 132.3 172.9 98.4 19.0% 25.7% 90.5%

§  Processed  Image  Ra9o  =  (Processed  Image  size  /  Total  origin  image  size)  §  We  can  know  how  much  image  data  can  be  op9mized.  

We  can  know  how  much  image  is  op9mized

If  op9mize  dynamic  image,  we  can  reduce  more  image  traffic.

Page 37: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  36  

Experiment  of  Image  Opt.  in  the  field §  Experiment  of  image  op9miza9on  in  the  field  

Origin  Data mod_pagespeed Image_op*mizer

Total  Data  Size(KB)

Total  Image  Size(KB)

Total  Data  Size(KB)

Total  Image  Size(KB)

Total  Opt.  ra9o

Image  Opt.  ra9o

Processed  Image  ra9o

Total  Data  Size(KB)

Total  Image  Size(KB)

Total  Opt.  ra9o

Image  Opt.  ra9o

Processed  Image  ra9o

PC Naver 1366.9   436.8   1251.9   367.2   8%   16%   73%   1216.4   313.1   11%   28%   98%  Daum 1110.6   278.5   1116.8   240.4   -­‐1%   14%   88%   1064.5   233.1   4%   16%   86%  Gmarket 8244.7   7888.8   7453.9   7124.6   10%   10%   25%   1428.4   1078.9   83%   86%   101%  Samsung 6177.1   5396.7   1408.3   627.9   77%   88%   70%   1384.5   603.5   78%   89%   89%  Auone 343.5   123.8   302   85.8   12%   31%   90%   305.1   84.7   11%   32%   100%  Mobage 606.9   337.2   574.4   314.3   5%   7%   35%   469   211.0   23%   37%   95%  Gree 417.7   326.1   420.7   319.1   -­‐1%   2%   0%   264.5   173.0   37%   47%   100%  

Mobile

Naver 340.1   209.4   321.3   200.1   6%   4%   42%   330.9   200.1   3%   4%   38%  Daum 298.9   161.2   283.6   160.9   5%   0%   0%   287.1   149.3   4%   7%   72%  Gmarket 2519.3   2368.8   1208.1   1055.3   52%   55%   85%   1183.5   1014.8   53%   57%   87%  Samsung 438.5   262.9   229.9   54.3   48%   79%   88%   227.7   52.0   48%   80%   86%  Auone 585.9   358.4   531.5   322.2   9%   10%   21%   526.8   299.4   10%   16%   93%  Mobage 298   234.6   266.7   205.9   11%   12%   21%   268.7   205.2   10%   13%   100%  Gree 387.8   249.6   296.8   173.5   23%   30%   68%   310.7   172.5   20%   31%   88%  

§  Processed  Image  Ra9o  =  (Total  no.  of  processed  image  /  Total  no.  of  origin  image)  §  We  can  know  how  much  image  data  can  be  op9mized.  

Page 38: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  37  

U9lizing  Cache  Server

origin Image  Opt. Cache client

Service  Flow

h[p://www.foo.com/a.png Cache-­‐miss h[p://www.foo.com/a.png

h[p://www.foo.com/a.png

Content-­‐Type  :  Image/PNG  :  a.png

Image  convert  :  PNG  -­‐>  JPEG

Content-­‐Type  :    Image/JPEG  :  a.png

Cache-­‐fill Content-­‐Type  :    Image/JPEG  :  a.png

h[p://www.foo.com/a.png

Content-­‐Type  :    Image/JPEG  :  a.png Cache-­‐hit

§  Image  op9miza9on  is  very  CPU-­‐intensive  job.  To  alleviate  load,  it’s  be[er  to  u9lize  cache  server  between  client  and  image  op9miza9on.  

Page 39: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  38  

Performance  of  FEO  and  Image  Op9miza9on  

Page 40: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  39  

INTERNET  

Test  Environment

Origin    Web  

Gomez  Agent  

KR  

Cdnetworks  Cache  POP  

Gomez  Agent  in  CA  

US   2.  Accelera9on  of  dynamic  content  by  CDNW  DWA  

Gomez  Agent  

UK  Singapore  

CDNW  POP  at  Dallas,  US    

Origin  loca9on  :  Dallas,  US  MIO  &  MOD  loca9on  :  Dallas,  US  CDNW  Shield  loca9on  :  Chicago,  US  

MIO MOD

MIO  :  mod  image  op9mizer  MOD  :  mod  page  speed  

Page 41: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  40  

Performance  Comparison

Gomez  Agent   origin  1.  between  gomez  agent  and  origin    

2.  between  gomez  agent  and  MIO  

3.  between  gomez  agent  and  CDNW  DWA  

4.  between  gomez  agent  and  CDNW  DWA  +  MOD  

5.  between  gomez  agent  and  CDNW  DWA  +  MIO

Web  Contents  for  PC  &  Mobile  

Test  scenario  Test  case  

CDNW  EDGE   CDNW  SHIELD  

MIO

MIO

MOD

Page 42: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  41  

Performance  Test  using  Gomez  PC  Agent §  Gomez  Agent  loca9ons  

§  All  :  San  Jose,  Atlanta,  New  York,  Seoul,  Tokyo,  Madrid,  London  

§  Using  Gomez  FireFox  Agent  §  1.  origin    &  4.DWA  

§  Total  Objects  :  195  §  Total  Bytes  :  1004KB  

§  6.  DWA+MOD    §  Total  Objects  :  49  §  Total  Bytes  :  652KB  

§  7.  DWA+MIO    §  Total  Objects  :  195  §  Total  Bytes  :  518KB  

§  Gomez  UA  String  §  Mozilla/5.0  (Windows  NT  6.1;  WOW64;  rv:13.0

;  GomezAgent  3.0)  Gecko/20100101  Firefox/13.0.1  

4  3  1  2  

Page 43: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  42  

Performance  Test  using  Gomez  Mobile  Agent §  Gomez  Agent  loca9ons  

§  All:  Tokyo,  Seoul,  London,  New  York,  Santa  Clara  

§  Using  Gomez  Mobile  Agent  §  1.  origin  &  4.  DWA  

§  Total  Objects  :  41  §  Total  Bytes  :  323.3KB  

§  6.  DWA+MPS(mod_pagespeed)  §  Total  Objects  :  28  §  Total  Bytes  :  188.4KB  

§  7.  DWA+MIO  §  Total  Objects  :  41  §  Total  Bytes  :  146.5KB  

§  Gomez  UA  String  §  Mozilla/5.0  (Windows  NT  6.1;  WOW6

4;  rv:13.0;  GomezRecorder  5.0)  Gecko/20100101  Firefox/13.0.1  

 

4 3  1  2    

Page 44: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  43  

Mobile  CDN  

Page 45: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  44  

Introduc9on §  Mobile  operators  needs  :  

§  Deliver  be[er  QoE  to  customers  §  Network  op9miza9on  

§  Alleviate  mobile  traffic  conges9on  

§  Reduce  traffic  and  costs  of  OTT  Content  §  Save  interna9onal  transit  traffic  

§  Generate  new  revenue  

Page 46: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  45  

What  is  Mobile  CDN §  Op9mize  the  delivery  of  content  to  end  users  on  any  type  of  wirele

ss  or  mobile  network.  §  Mobile  CDN  is  important  for  MNOs  (Mobile  Network  Operator)  as  t

hey  can  lead  to  significant  savings  and  avoid  network  conges9on.  §  Provide  be[er  UX  (User  Experience)  and  traffic  reduc9on  

Page 47: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  46  

Loca9on  of  CDN  inside  the  mobile  network §  To  get  op9mal  reduc9on  and  accelera9on,  the  CDN  is  placed  inside  

the  mobile  network  on  top  of  the  PGW  func9on.  

Internet  

PGW  

eNB  eNB   eNB   eNB  eNB   eNB   eNB  eNB   eNB  

SGW   SGW  SGW  

IP  Core  

LTE  Core  

Mail   Web   ・・・ traffic  is  reduced  to  1/10    

-­‐  Video  pacing  

-­‐  Text  Compression  

-­‐  Image  Op*miza*on  

-­‐  TCP  Accelera*on  

In  case  of  LTE  

NAT  Cache  Edge  

inside  

Mobile  NW  

*  Network  Address  Translator  

*  Primary  Gateway  

*  Secondary  Gateway  

Page 48: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  47  

Video  Pacing §  Video  pacing  controls  the  bandwidth  for  progressive  download  video.  §  This  reduces  excessive  video  download  

With Video Pacing Without Video Pacing Burst  sec*on    

Media’s  bitrate Smooth  sec*on    

Page 49: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  48  

Conclusion  

Page 50: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  49  

Conclusion

QoE

[L4  improvement]  TCP  (Transport-­‐level)Op*miza*on

[L5  improvement]  Adopt  SPDY/RE  Technology  HTTP  (Session-­‐level)  op*miza*on  

[L6  improvement]  Adopt  FEO  Technology  HTML  (Presenta*on-­‐level)  Op*miza*on  

[L7  improvement]  Content  Op*miza*on  Video  Pacing,  Image  Op*miza*on  and  etc.

[L1-­‐L3  improvement]  Adopt  CDN  (beZer  performance  than  ISP  N/W)

•  To  reduce  latency  on  mobile  network,  place  content  closer  to  end-­‐user.  To  do  so,  u9lize  CDN.  Also  can  accelerate  middle  mile.

•  Tune  TCP  depending  on  network  type  (3G/LTE/Wired).

•  FEO  provides  be[er  QoE.  And  tune  FEO  focused  on  display  9me,  not  network  download  9me.

•  Op9mize  image.  As  reducing  image  size,  can  reduce  traffic  and  provide  be[er  QoE.

The  more  QoE  is  improved,  the  more  revenue  is  increased

Page 51: 236 mobile optimization-cdnetworks

Page  50  

Q  &  A