年貨節來了，你女朋友下單了嗎？
觀看直播已經成爲人們日常上網的習慣之一，直播購物作爲其中的重要項目，銷售額屢創新高。最近，天貓年貨節剛剛開幕，淘寶直播中就湧入了不少的用戶前來搶購，畢竟足不出戶就可以買到全國甚至全球的年貨，對熱衷買買買的消費者們來說實在太方便了。
那麼，直播搶購背後到底蘊藏着哪些技術？平臺在開發網絡直播系統時爲什麼如此看重CDN？在高併發直播的當下，CDN的技術人員都需要關注什麼？阿里雲Edge Plus的第3期雲話題，邊緣醬將爲你講講關於直播搶購與CDN的那些事。
你關心的，就是雲話題
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雲話題 | 第3期 關於直播搶購與CDN的那些事
特邀專家：盧日 阿里雲高級技術專家，GRTN網絡總設計和佈道師，目前負責阿里雲視頻直播產品和流媒體實時加速平臺研發。
一、互聯網直播最關鍵的技術指標是什麼？
想必大家都知道，“直播”已經是非常普遍的一種娛樂形式了，直播的及時性和互動性成爲信息觸達、互動溝通的新媒介。隨着5G、超高清、VR等技術的發展，主播與觀衆的互動需要更加實時，“延時”這個指標愈發的重要。
高延時影響了直播互動體驗，阻礙了直播在一些場景的落地，特別在電商直播，直播間的評論提問是觀衆和主播互動的一個重要手段，主播的實時互動反饋對直播間的活躍度和交易達成至關重要。
二、直播中的那幾秒延時都分佈在哪裏？
我們剖析直播延時的分佈，在直播全鏈路可以分爲7個步驟：分別是採集、編碼、發送、分發、接收、解碼和渲染。其中採集+編碼，解碼+渲染總體延時比較固定，共100ms左右，變動比較大的部分是分發和接收，從數十毫秒到數秒不等，主要取決鏈路時延抖動、協議棧的優化情況，以及CDN資源的覆蓋情況。
所以，互聯網上的直播的“延時”，主要是受限於不同地域、複雜的網絡情況、傳輸速度等以上的原因。
三、技術人員如何才能在延時上有所突破？
爲了幫助直播系統打破瓶頸，技術人員通常需要深入以上7個環節中進行優化。比如，編碼器需要考慮發送時的擁塞情況，來實時調整碼率進而緩解擁塞，從而降低延時；再比如傳統的流媒體傳輸中媒體數據發送和底層的傳輸是相互獨立的，底層TCP傳輸的擁塞控制算法是個通用算法，不會考慮媒體的特性，這樣的分層結構是很難形成即時反饋系統的，爲了保障流暢度，緩存區的大小設計會相對保守，從而犧牲了端到端的時延，如果傳輸層和應用層是一體化的，QoS控制針對媒體特性來專門設計，同時配合編碼側的碼率控制，就能通過組合拳的方式，大大地降低延時。
在傳統的架構裏，這個7個環節相互獨立，這樣做的好處是團隊分工比較明確，但問題就是優化手段很難做到跨界融合，導致無法做到系統級優化。
目前，國內常見的直播場景包括1對N廣播式直播和N對N互動式直播，其中1對N廣播式直播大部分採用RTMP、HLS或FLV協議，雖然具備集成方便、兼容性較好、支持大規模併發等優點，但延時最低也需要3-6秒；而N對N互動直播一般採用WebRTC/RTC協議，延時可以控制在800毫秒之內，但是無法支持大規模併發直播。所以，作爲開放視頻雲服務的雲計算廠商，阿里雲推出了超低延時直播方案RTS（Real-time Streaming）。這個低延時直播方案是通過嵌入直播推流端與播放端SDK，或集成阿里雲基於WebRTC的開放的自研協議，最終實現端到端毫秒級直播能力。
四、直播系統開發人員爲什麼如此看重CDN？
很多人會把CDN的存在比喻成網絡系統中的“快遞小哥”，其實它的工作原理就是在複雜的互聯網傳輸鏈路上，首先確保大量的邊緣節點覆蓋，複用節點和網絡資源，在接入成本、資源覆蓋、承載能力上實現了最優平衡；然後，再通過一系列的負載均衡、分佈式存儲、智能調度、抗弱網優化、緩衝策略、網絡請求的重定向和內容管理等技術優化手段，爲終端請求的內容尋找一條最快、最優的傳輸路徑。
所以，對於直播系統來說，CDN作爲基礎設施的資源儲備十分重要。尤其是在大型活動期間業務流量突發，彈性、靈活的CDN可以在系統平穩方面發揮關鍵作用。
五、直播延時，還能進一步降低嗎？
想要進一步降低直播延時，是流媒體開發人員的共同目標。盧日所帶領的團隊聯合手淘技術、達摩院XG實驗室在先後從直播、短延時直播拓展到RTC領域，並在QoS和AAA方面發力，最終成功構建了GRTN全球實時傳輸網。它的定位是基於中心雲和邊緣雲的異構節點，構建超低延時、全分佈式下沉的通信級流媒體傳輸網絡。
目前，GRTN融合了互聯網直播和RTC等多種業務場景的音視頻流傳輸和交換。基於GRTN的短延時直播RTS可以支持標準H5 WebRTC推播，在千萬級併發情況下延時可以控制在1s以內；RTC端到端延時可以控制在250ms左右。在2020雙十一期間，淘寶首次啓用了GRTN全球實時傳輸網絡。數據顯示，在啓用了GRTN後，直播端到端的延時相較於傳統的HTTPFLV/RTMP方式，降低了83%。未來GRTN會在節點資源覆蓋和QoS上繼續大力投入，在超大規模直播場景下將時延進一步壓縮20%。
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