2016移动支付年缘由

【尖端干货】星域CDN直播旗舰版三大黑科技浅析

2016年5月，星域CDN推出了旗舰版和极速版两款直播新品，截止笔者撰文，星域CDN的这两款新品已经服务了百余家企业的直播业务，并且得到了小米、爱奇艺、熊猫直播、bilibili、陌陌、触手、战旗直播、大朋VR、GoGal够格等多个直播行业大佬的公开点赞。单从量级来看，星域CDN目前可以说已承担了直播行业1/3的流量。

当然，业界更为关注的还是使用了无穷节点技术的旗舰版方案，而作为星域CDN直播旗舰版的技术研发工程师，笔者也接到了很多圈内朋友的询问，海量的节点如何调度?直播数据流如何分发到离用户更近、络质量更好的节点?星域直播SDK如何智能选取多个优良节点进行并行传输?星域CDN的直播流畅度是否是真的能到达99%?

在这里，笔者就简单介绍一下星域CDN直播旗舰版的几个技术要点，希望能帮助大家更好的了解星域CDN的直播技术：

一 传统直播流分发由单路变成多路

目前大多数CDN厂商，包括传统CDN厂商和云厂商，提供的直播直播CDN分发基本都基于树状结构，由源节点，中继节点和边缘节点三层组成，当播放客户端观看发起拉流要求时，通过RTMP或HTTP-FLV协议向边缘节点要求直播流数据时，边沿节点如果没有该路直播流的数据，就会实时回源到中继节点，同理中继节点最后会回源到源节点拉取该路主播流。如下(图1 左)所示：

图1

使用传统的分发结构(图1 左)会造成：

1 卡顿率高

抗抖动能力差，回源都是基于TCP，这要这条链路不断开，链路的抖动会影响分发速率，这样终究会影响这条链路下面的所有观看用户的卡顿;

2 高码率直播稳定性差

单条链路分发速率，对于5Mbps内码率的TCP分发能满足，但对于10Mpbs，20Mpbs乃至更高的码率的直播流单条链路的稳定性肯定是不足的;

星域CDN多路分发的优势

为了提高CDN内部分发链路的稳定性，星域CDN(图1右)会将直播流进行chunk分片，同时在一层分发传输中将chunk片打成碎片，分发给下一层节点，例如在中继服务器1这层，源服务器1和2同时分发碎片数据，中继服务器1只要收到足够的碎片就能够解码出chunk片，如此一来，一台源服务器的波动对这层直播流分发来说影响就大大的减少了 。

二 播放端单路定阅变成多路订阅

我们都知道，当前用户播放端拉流都是基于TCP协议(图2)：

图2

而用户播放端到边沿服务器之间的抗抖动性相比机房节点分发更弱，单条链路的拉取速率更加有限。

星域CDN多路订阅的特点：

1 完整、可靠、可扩大的私有协议

星域CDN直播旗舰版在处理播放端拉流的时候，采用SDK向边沿端拉取碎片数据，而SDK拉取数据的协议与CDN内部分发协议是保持一致的，使得SDK在多终端上如PC端flashsdk，Mobile端的androidsdk和iossdk都能很容易移植底层私有协议传输;

2 扛络抖动性强

星域CDN直播旗舰版SDK可以向多个边缘服务器拉取数据，而多源拉取的核心优势就是单点抖动容错能力强，部份边沿服务器无法拉取，其它服务器仍可以保障数据拉取成功;

3 首屏秒开

为了保证首屏时长和可用性，星域CDN直播旗舰版SDK保存了传统CDN播放的线路，即在启动播放的时候直接通过DNS或者302方式去拉取flv流，保证秒级首屏时长，一旦出现碎片数据分发过慢或延时过高时，则回退到单点线路，保证的直播流的低延时。

三 通过迅雷赚钱宝实现无限节点

众所周知，CDN的服务能力与节点数量是正相关的，而几近所有的CDN厂商都以建多少机房节点，覆盖多运营商来说明自家CDN的分发实力(+本站networkworldweixin)，与业内其他所有CDN服务不同，星域CDN首创了无限节点模式，可通过迅雷赚钱宝构建百万量级甚至无限的节点络，从而将CDN服务能力进行数量级的扩大。

具体到星域CDN直播旗舰版，用户在收看直播时，播放器不但可以从边缘服务器拉取数据，同时也可以向赚钱宝节点拉取数据(图3 右)。

图3

迅雷赚钱宝是一款TOC的智能硬件产品，普通家庭用户购买后接入路由器就可以将自己空闲的带宽、存储等资源贡献出来，而心科技将这些资源再进行整合加工，就成为了星域CDN服务。由于迅雷赚钱宝遍布千家万户，所以当某个用户收看星域CDN支持的直播活动时，他的直播数据可能就来自于其邻居的迅雷赚钱宝节点。只要播放端近的赚钱宝数量足够多，SDK就能就近实时拉取碎片数据完成解码组装，提高给播放器近实时的直播流数据。

实例

如下图所示，直播客户对直播延迟和视频流质量要求不尽相同，各家采用的视频编码器不同或者编码器采取的参数不同，致使源流的gop结构不尽相同，从CDN厂商的角度，源流的gop结构是难以从程序的角度判断的，对各家客户做差异化处理也存在较大的困难，而统一用相同的编码参数做转码则破坏了源流的gop结构，使得转码以后的水印流在延时数据上产生改变，有可能达不到客户的要求。 如图4、5、6所示，是一路直播流(1080P，4Mpbs码率)从开播到当天23:59:59秒的通过赚钱宝的全流量带宽占比(70~80%)，卡顿率均值在1%左右，首屏时长平均在400ms 。

图4：一直播流房间赚钱宝分发带宽占比

图5：一直播流房间高峰期时段5分钟粒度卡顿率(%)

图6：1直播流房间高峰期时段5分钟粒度统计首屏时长(ms)

图4、5、6从首屏时长，卡顿率，赚钱宝流量占比三个数据反映了当前直播旗舰版的服务质量情况。如图所示，用户开播时首屏时长与直播流延时可以达到业内较高水准;在卡顿率方面平均控制在1%，远优于传统CDN的3~4%的水平;赚钱宝流量的占比的稳定曲线可以看出直播旗舰版的基于无限节点的模式效果是明显的。

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