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[25232] 2016-07-11_七牛直播云服务技术揭秘

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2016-07-11_七牛直播云服务技术揭秘 七 牛 直 播 云 服 务 技 术 揭 秘 何 李 石   L i n u x 中 国   2 0 1 6 - 0 7 - 1 1 导 读 ： L i v e N e t 实 时 流 网 络 是 七 牛 直 播 云 的 基 础 支 撑 ， 其 自 组 织 网 络 、 智 能 调 度 、 流 式 传 输 数 据 的 特 性 可 以 更 好 的 应 对 直 播 产 品 的 低 延 时 、 极 速 秒 开 、 流 畅 不 卡 顿 等 方 面 的 诉 求 。 那 么 ， 七 牛 直 播 云 在   S D K   方 面 的 表 现 如 何 ？ 在   6 . 3 0   七 牛 直 播 云 发 布 会 上 ， 七 牛 云 首 席 布 道 师 何 李 石 对 七 牛 直 播 云 服 务 的 关 键 技 术 点 进 行 了 详 细 解 读 。 以 下 根 据 七 牛 云 首 席 布 道 师 何 李 石 现 场 演 讲 内 容 整 理 。 直 播 模 型 及 其 实 现 直 播 模 型 及 其 实 现 一 个 通 用 的 直 播 模 型 一 般 包 括 三 个 模 块 ： 主 播 方 、 服 务 器 端 和 播 放 端 主 播 方 、 服 务 器 端 和 播 放 端 。 首 先 是 主 播 方 ， 它 是 产 生 视 频 流 的 源 头 ， 由 一 系 列 流 程 组 成 ： 第 一 ， 通 过 一 定 的 设 备 来 采 集 数 据 ； 第 二 ， 将 采 集 的 这 些 视 频 进 行 一 系 列 的 处 理 ， 比 如 水 印 、 美 颜 和 特 效 滤 镜 等 处 理 ； 第 三 ， 将 处 理 后 的 结 果 视 频 编 码 压 缩 成 可 观 看 可 传 输 的 视 频 流 ； 第 四 ， 分 发 推 流 ， 即 将 压 缩 后 的 视 频 流 通 过 网 络 通 道 传 输 出 去 。 其 次 是 播 放 端 ， 播 放 端 功 能 有 两 个 层 面 ， 第 一 个 层 面 是 关 键 性 的 需 求 ； 另 一 层 面 是 业 务 层 面 的 。
先 看 第 一 个 层 面 ， 它 涉 及 到 一 些 非 常 关 键 的 指 标 ， 比 如 秒 开 ， 在 很 多 场 景 当 中 都 有 这 样 的 要 求 ， 然 后 是 对 于 一 些 重 要 内 容 的 版 权 保 护 。 为 了 达 到 更 好 的 效 果 ， 我 们 还 需 要 配 合 服 务 端 做 智 能 解 析 ， 这 在 某 些 场 景 下 也 是 关 键 性 需 求 。 再 来 看 第 二 个 层 面 也 即 业 务 层 面 的 功 能 ， 对 于 一 个 社 交 直 播 产 品 来 说 ， 在 播 放 端 ， 观 众 希 望 能 够 实 时 的 看 到 主 播 端 推 过 来 的 视 频 流 ， 并 且 和 主 播 以 及 其 他 观 众 产 生 一 定 的 互 动 ， 因 此 它 可 能 包 含 一 些 像 点 赞 、 聊 天 和 弹 幕 这 样 的 功 能 ， 以 及 礼 物 这 样 更 高 级 的 道 具 。 我 们 知 道 ， 内 容 产 生 方 和 消 费 方 一 般 都 不 是 一 一 对 应 的 。 对 于 一 个 直 播 产 品 来 讲 ， 最 直 观 的 体 现 就 是 一 个 主 播 可 能 会 有 很 多 粉 丝 。 因 此 ， 我 们 不 能 直 接 让 主 播 端 和 所 有 播 放 端 进 行 点 对 点 通 信 ， 这 在 技 术 上 是 做 不 到 或 者 很 有 难 度 。 主 播 方 播 出 的 视 频 到 达 播 放 端 之 前 ， 需 要 经 过 一 系 列 的 中 间 环 节 ， 也 就 是 我 们 这 里 讲 的 直 播 服 务 器 端 。 直 播 服 务 器 端 提 供 的 最 核 心 功 能 是 收 集 主 播 端 的 视 频 推 流 ， 并 将 其 放 大 后 推 送 给 所 有 观 众 端 收 集 主 播 端 的 视 频 推 流 ， 并 将 其 放 大 后 推 送 给 所 有 观 众 端 。 除 了 这 个 核 心 功 能 ， 还 有 很 多 运 营 级 别 的 诉 求 ， 比 如 鉴 权 认 证 ， 视 频 连 线 和 实 时 转 码 ， 自 动 鉴 黄 ， 多 屏 合 一 ， 以 及 云 端 录 制 存 储 等 功 能 。 另 外 ， 对 于 一 个 主 播 端 推 出 的 视 频 流 ， 中 间 需 要 经 过 一 些 环 节 才 能 到 达 播 放 端 ， 因 此 对 中 间 环 节 的 质 量 进 行 监 控 ， 以 及 根 据 这 些 监 控 来 进 行 智 能 调 度 ， 也 是 非 常 重 要 的 诉 求 。   实 际 上 无 论 是 主 播 端 还 是 播 放 端 ， 他 们 的 诉 求 都 不 会 仅 仅 是 拍 摄 视 频 和 播 放 视 频 这 么 简 单 。 在 这 个 核 心 诉 求 被 满 足 之 后 ， 还 有 很 多 关 键 诉 求 需 要 被 满 足 。 比 如 ， 对 于 一 个 消 费 级 的 直 播 产 品 来 说 ， 除 了 这 三 大 模 块 之 外 ， 还 需 要 实 现 一 个 业 务 服 务 端 来 进 行 推 流 和 播 放 控 制 ， 以 及 所 有 用 户 状 态 的 维 持 。 如 此 ， 就 构 成 了 一 个 消 费 级 可 用 的 直 播 产 品 。 但 是 正 如 刚 才 所 说 的 直 播 通 用 模 型 一 样 ， 实 际 上 这 里 很 多 功 能 都 可 以 抽 象 成 一 个 通 用 功 能 ， 也 就 是 说 各 家 直 播 产 品 的 需 求 和 实 现 方 式 都 类 似 。 我 们 再 来 看 ， 如 果 把 这 些 抽 象 出 来 的 需 求 交 给 七 牛 这 样 的 第 三 方 去 实 现 ， 会 有 多 大 的 差 异 。 七 牛 直 播 云 解 决 方 案 七 牛 直 播 云 解 决 方 案 首 先 ， 对 于 推 流 端 的 功 能 ， 我 们 可 以 用 一 个   S D K   去 覆 盖 所 有 功 能 点 ， 包 括 采 集 、 处 理 、 编 码 和 推 流 等 工 作 ， 若 有 一 些 功 能 无 法 通 过 官 方 提 供 的   S D K   来 满 足 ， 可 以 通 过 自 定 义 扩 展 的 形 式 来 实 现 。 其 次 ， 对 于 播 放 端 ， 我 们 可 以 将 其 功 能 分 类 ， 和 视 频 播 放 相 关 的 功 能 可 以 通 过 一 个 播 放 器   S D K   去 实 现 。 而 其 它 功 能 如 实 时 聊 天 ， 可 以 直 接 使 用 其 它 第 三 方 服 务 。   在 直 播 服 务 器 端 ， 几 乎 所 有 的 工 作 都 集 中 于 如 何 更 好 的 处 理 、 分 发 视 频 流 ， 比 如 出 于 审 核 的 目 的 对 视 频 进 行 自 动 鉴 黄 ， 为 了 更 好 的 适 配 客 户 端 的 网 络 需 要 对 视 频 进 行 实 时 转 码 。   我 们 发 现 ， 对 于 这 三 个 模 块 ， 几 乎 所 有 直 播 产 品 的 诉 求 都 是 类 似 的 。 因 此 七 牛 提 供 了 一 个 这 样 覆 盖 主 播 端 到 播 放 端 的 直 播 云 解 决 方 案 ， 它 包 括 推 流 端   S D K   和 播 放 端   S D K ， 以 及 一 个 强 大 的 直 播 网 络 ， 它 既 能 满 足 推 流 端 和 播 放 端 在 拍 摄 和 播 放 方 面 的 体 验 诉 求 ， 也 能 够 通 过 定 制 化 的 方 式 来 满 足 在 产 品 运 营 方 面 的 诉 求 ， 比 如 给 播 放 器 加 上 弹 幕 和 点 赞 等 功 能 。 七 牛 直 播 云 平 台 主 要 包 含 直 播 云   A P I 、 推 流 端   S D K   和 播 放 端   S D K   等 三 大 模 块 。 接 下 来 重 点 介 绍 七 牛 在 推 流 端 和 播 放 端   S D K   方 面 的 功 能 特
性 ， 以 及 它 们 在 性 能 方 面 的 表 现 。 S D K   功 能 特 性 功 能 特 性 1 ） ） S D K   处 理 流 程 处 理 流 程 如 果 把 一 个 完 整 的 直 播 流 程 用 一 个 流 水 线 来 表 达 ， 它 应 该 是 这 样 子 的 ， 如 下 图 所 示 。 七 牛   S D K   的 开 放 性 表 现 为 两 点 ： 1 .   数 据 采 集 源 的 开 放 性 。 我 们 提 供 了 一 个 开 放 式 的 采 集 接 口 来 进 行 视 频 内 容 的 采 集 ， 目 前 主 要 的 采 集 源 有 手 机 屏 幕 采 集 和 摄 像 头 采 集 。 2 .   可 插 拔 的 数 据 处 理 模 块 。 对 于 视 频 内 容 的 处 理 ， 目 前 我 们 提 供 了 美 颜 、 水 印 和 基 本 的 滤 镜 功 能 ， 但 它 其 实 也 提 供 了 一 个 开 放 式 的 处 理 接 口 。   除 了 开 放 性 ， 七 牛 也 支 持 了   H . 2 6 4   和   H . 2 6 5   等 多 种 编 码 标 准 。 H . 2 6 5   是 一 种 更 为 高 效 的 编 码 标 准 ， 能 够 在 同 等 画 质 效 果 下 将 内 容 的 体 积 压 缩 得 更 小 ， 传 输 时 更 快 更 省 带 宽 。   视 频 流 编 码 完 成 后 ， 则 进 入 另 一 个 常 规 的 流 程 ， 进 行 推 流 、 分 发 和 播 放 。 这 样 ， 我 们 就 完 成 了 一 个 完 整 的 直 播 流 程 ， 它 包 含 采 集 、 处 理 、 编 码 、 推 流 、 分 发 和 播 放 等 子 流 程 。 其 中 每 一 个 子 流 程 都 是 可 插 拔 可 替 换 的 ， 而 所 有 流 程 的 子 模 块 也 都 具 有 灵 活 开 放 的 输 入 输 出 接 口 ， 子 模 块 可 以 被 任 意 的 扩 展 或 者 替 换 。 2 ） ） S D K   功 能 点 对 比 功 能 点 对 比 直 播 流 程 里 面 的 模 块 化 处 理 方 式 中 ， 每 个 子 流 程 都 包 含 一 系 列 开 放 可 扩 展 的 子 模 块 ， 这 些 子 模 块 对 应 多 组 不 同 的 功 能 ， 以 满 足 各 阶 段 的 需 求 。 我 们 汇 总 了 一 些 当 前 主 播 、 观 众 以 及   A p p   实 现 者 最 关 注 的 功 能 ， 大 概 有   3 6   种 。 从 这 张 图 可 以 看 出 ， 目 前 七 牛 的 推 流 端 和 直 播 端   S D K 中 实 现 了 多 达   3 2   种 功 能 。
3 ） ） S D K   包 大 小 对 比 包 大 小 对 比 但 是 ， 对 于 七 牛 直 播 服 务 来 说 ， 要 做 到 这 么 开 放 ， 又 具 备 这 么 多 功 能 点 ， 需 要 一 个 多 大 的   S D K   呢 ？   我 们 统 计 了 一 下 ， i O S   端 的 推 流 和 播 放 S D K   加 起 来 ， 大 概 需 要   5 M B   左 右 ， 而 业 界 的 平 均 值 则 是   1 1 M B 。 A n d r o i d   端 由 于 需 要 适 配 的 硬 件 设 备 和 软 件 系 统 太 多 ， S D K   的 大 小 大 概 在 1 8 M B   左 右 ， 业 界 的 均 值 则 在   4 2 M B 。 S D K   性 能 对 比 性 能 对 比 我 们 提 供 了 一 个 开 放 的   S D K   处 理 流 程 ， 在 这 个 流 程 中 每 个 环 节 都 提 供 了 非 常 丰 富 的 关 键 功 能 ， 能 够 满 足 大 部 分 场 景 下 的 需 求 ， 同 时 又 保 证 了 包 含 所 有 这 些 功 能 特 性 的   S D K   不 会 太 大 。 那 么 ， 它 在 性 能 方 面 的 表 现 如 何 呢 ？   1 ） 资 源 占 比 ） 资 源 占 比   除 了 程 序   B u g   导 致 的 主 动 崩 溃 之 外 ， 一 个   A p p   的 稳 定 性 主 要 由 两 方 面 影 响 ： 内 存 和   C P U ， 因 此 第 三 方   S D K   在 这 两 方 面 的 表 现 将 直 接 影 响 A p p   的 稳 定 性 。 而 对 于 一 个 视 频 推 流 和 播 放   A p p   来 说 ， C P U   是 其 最 重 要 的 资 源 之 一 。
我 们 先 来 看 一 下 七 牛   S D K   在   C P U   占 比 方 面 的 情 况 。 上 下 两 张 图 分 别 是 推 流 和 播 放   S D K   在 经 过 多 次 反 复 测 试 后 得 出 的   C P U   占 比 均 值 曲 线 图 。 从 图 中 可 以 看 出 ， 无 论 是 推 流 端 还 是 播 放 端 ， 七 牛   S D K   在   C P U   使 用 率 方 面 都 占 比 最 少 。 我 们 再 来 看 一 下 内 存 占 比 ， 上 下 两 图 也 分 别 给 出 了 推 流 和 播 放   S D K   在 多 次 反 复 测 试 后 得 出 的 内 存 占 比 均 值 曲 线 图 ， 从 图 中 可 以 看 出 ， 我 们 S D K   在 推 流 和 播 放 的 时 候 内 存 使 用 情 况 表 现 非 常 平 稳 ， 而 内 存 的 使 用 量 也 在 业 界 均 值 之 下 ， 接 近 于 最 好 的 值 。 这 个 数 据 之 所 以 没 有 达 到 最 好 值 ， 是 因 为 我 们 经 过 反 复 测 试 发 现 频 繁 的 对 内 存 进 行 回 收 （ A n d r o i d ） 会 导 致 编 码 的 不 稳 定 ， 实 际 上 这 个 指 标 确 实 可 以 优 化 到 最 好 ， 只 不 过 可 能 会 导 致 内 存 和   C P U   波 动 较 大 ， 进 而 影 响 整 个 过 程 的 编 码 效 率 。 对 于 这 样 的 权 衡 ， 我 们 大 多 数 客 户 也 非 常 认 可 ， 这 也 是 他 们 选 择 我 们 的   S D K   原 因 之 一 ， 这 点 从 我 们   G i t h u b   库 上 的 关 注 度 就 可 以 看 出 。 2 ） 耗 电 量 对 比 ） 耗 电 量 对 比 最 后 ， 我 们 再 来 看 下 在 保 证 较 好 的 推 流 效 果 和   A p p   稳 定 性 情 况 下 ， 它 需 要 消 耗 多 少 电 量 。 这 两 张 图 是 推 流 和 播 放   1 0   分 钟 得 到 的 平 均 电 量 消 耗 对 比 ， 从 图 中 可 以 看 出 ， 七 牛   S D K   在 推 流 和 播 放 情 况 下 所 需 电 量 都 是 最 小 的 ， 推 流 和 播 放 分 别 只 需 要 占 用   A p p   总 电 量 的   1 . 7 %   左 右 （ 三 星   S 6   手 机 ） 。 总 结 总 结 前 面 分 享 了 这 么 多 功 能 和 性 能 的 对 比 ， 我 们 再 来 回 顾 一 下 所 有 这 些 对 比 到 底 说 明 了 什 么 ：   首 先 ， 我 们 提 供 开 放 可 插 拔 的 模 块 化 组 件 ， 整 个 采 集 、 处 理 和 编 码 过 程 都 是 非 常 开 放 的 ， 每 个 模 块 都 可 以 非 常 方 便 的 替 换 或 者 扩 展 。   其 次 ， S D K   是 开 放 性 的 ， 能 够 方 便 地 整 合 所 有 推 流 设 备 。 我 们 认 为 所 有 端 都 应 该 平 等 地 享 受 七 牛 的 直 播 云 服 务 ， 因 此 帮 助 所 有 端 接 入 也 是 我 们 的 服 务 宗 旨 之 一 。   最 后 ， 可 量 化 的 指 标 才 有 改 善 的 空 间 ， 我 们 将 几 乎 所 有 指 标 都 量 化 成 指 导   S D K   性 能 优 化 的 数 据 ， 准 确 跟 踪 服 务 客 户 的 质 量 ， 长 期 坚 持 不 懈 的 改 进   S D K   易 用 性 、 性 能 以 及 后 端 支 撑 网 络 的 效 率 。 也 即 ， 优 化 到 极 致 的 推 流 播 放 性 能 和 编 解 码 控 制 。 （ 题 图 来 自 ： t e l s t r a . c o m . a u ）
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