直播泛在化的今天，如何快速搭建不同场景的直播系统

2021-01-22 584

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简介： 目前，不同的直播业务场景的直播需求越来越多，不同的直播需求对应着不同的技术侧重点。本篇演讲将通过介绍阿里云的直播技术架构，从客户的角度讲解如何集成阿里云的直播产品，描绘在阿里云视频云直播系统内进行快速的场景搭建效果，展示其直播系统的技术特点。

《快速搭建不同场景的直播系统》阿里云智能技术专家熊金水

直播场景需求的多样性

直播的历史悠久，出现过各种各样的直播业务场景，目前比较火爆的业务场景主要有三个：

第一个场景，直播带货。直播带货是在疫情期间出现的一个风口，大家在各种各样的直播平台上可以看到很多流量明星出来带货，成交金额非常的惊人。

直播带货的技术挑战除了不卡顿、不掉线和高并发以外，还出现了低延时的要求。低延时是从主播看到观众的文字留言，到观众看到主播的视频回复。如果这个过程非常长的话，观众可能会觉得自己被冷落了，从而降低了购买欲望。

第二个场景是主播 PK 的场景，主播 PK 的场景是主播与主播之间连麦，这是一个比较典型的 RTC 的场景，要求延时在 200 毫秒左右，对编码器和传输算法的要求是非常高的。

第三个场景是多人互动的场景。在在线游戏、在线教育等场景，有着非常广泛的应用。这个场景的主要挑战在于通过云端的合流做特效玩法。

当然，不同的直播业务场景也有通用的技术挑战。

比如说主播和观众他们都处于不同的网络下。甚至是同一个人，他在不同的时间，他的网络环境也是不一样的。这个对网络自适应的要求非常高，另外主播和观众使用的手机的能力也是不一样的，这需要做大量的适配工作。

阿里云直播技术架构

阿里云的技术架构包括三个方面。

第一个方面是主播端。主播端包括 RACE 前处理、窄带高清编码以及传输算法采集、采集的机型适配工作。特别是国内的手机厂商做了大量的安卓机型定制，导致系统碎片化特别严重。

第二个是云端。云端包括 CDN 的转发网络、云上窄带高清转码、合流服务以及智能审核等服务功能。云端的 CDN 转发网络是基于阿里云全球 2800 多个 CDN 的布点，从成本和质量的两个角度权衡，选择合适的转发网络。

云上的窄带高清转码，除了端上使用的策略以外，云上还有一个更大的自由度，那就是如何使用特定的硬件做低成本的异构解决方案。云上的合流服务主要是做特效玩法、插播广告、加水印等功能。

最后像智能审核、视频 DNA、水印、录制、时移等功能，也是阿里云视频云云上的基础能力。

观众端则主要包括两种播放器。一种是常规的普通播放器，这种播放器是大家通用的 rtmp ，flv、 hls 这些协议，通常它们的延时会在 3 秒以上。第二种是阿里云视频云特有的低延时播放器（ RTS ），可以在不损失卡顿率的情况下做到一秒左右的延时。

直播连麦场景

接下来介绍连麦场景，这个场景是主播端与连麦粉丝之间的通信，主要包括两个方面。第一个方面是基于 UDP 的传输协议。第二个方面是 SFU 与合流服务。

UDP 的传输协议。核心在于端云协同一体的网络自适应算法。网络自适应算法包括带宽估计算法。带宽估计算法是整个网络自适应的起点与核心。除了目前行业通用的解决方案，阿里云还针对性的做了大量的优化。

其次是带宽分配策略。在带宽估计的基础上，客户端以及云端都需要做带宽分配。在客户端编码端，除了编码还有冗余传输，如 FEC、Nack 等都需要在保证画质清晰的情况下，不能因为 FEC、Nack 分配到的带宽太少，而导致卡顿。另外 FEC、Nack 适用不同的网络场景，也需要根据不同的网络场景使用不同的分配比例。

当然，编码器 FEC、Nack 这些模块在分得了自己的码率以后，如何提高码率的利用率，也是各个模块需要充分考虑的。上面的自适应算法都是在给定网络条件下做的自适应。为了提高网络环境本身的质量，阿里云有具有得天独厚的全球布点的优势以及就近接入的能力。

第二个是 SFU 与合流服务。直播不同于 RTC 的场景。不仅需要全球覆盖的 SFU 的节点，它还需要高性能，具有丰富玩法的合流节点，以及端合流，云合流灵活可配置。

端合流需要考虑的是不同端具有的不同能力，包括计算能力和上行的网络能力。

云合流则需要尽可能的挖掘云服务器的计算能力。支持更多的人连麦、支持更多的特效玩法。