華為開發者大會主題演講:抖音短視訊網路效能優化實踐

HMS Core發表於2021-11-15

內容來源:華為開發者大會2021 HMS Core 6 System技術論壇,主題演講《抖音短視訊網路效能優化實踐》。

 

演講嘉賓:卡濤,抖音Android架構師

 

大家好!我是來自位元組跳動抖音體驗團隊的卡濤。我的分享主題是抖音短視訊網路效能優化實踐。接下來,我將介紹短視訊應用的弱網瓶頸,以及整合HMS Core無線傳輸服務後的改變。

弱網:短視訊應用的網路瓶頸

日活躍使用者數量突破6億的抖音,面對巨量的使用者群體,迎來了巨大的網路體驗挑戰。播放視訊卡頓、視訊載入時間長、卡頓5秒以上,這些都是困擾我們的問題。抖音還有直播業務,其中的“推拉流”過程對頻寬的要求非常高,網路不行會直接導致使用者在直播搶購時“卡了”。針對這些問題,我們一般會進行區域網探測,檢視頻寬問題;診斷測試,判別哪條鏈路出現問題。

 

 

隨著抖音業務範圍的不斷擴大,安卓端側的業務需求也逐漸增多,面臨許多網路困境——

  • 視訊下載/上傳:抖音的很多使用者不僅會下載視訊分享給他人,還會自主上傳的高質量的視訊,這對網路要求很高。

  • 動態化:抖音的電商業務發展蓬勃,其中的資訊流廣告會呼叫一部分動態化資源。

  • 外掛化:除了短視訊,抖音的直播、本地生活、社交等功能外掛的終端體驗尤為重要。

  • 離線化:在春節、購物節等時間節點舉辦大型活動時,抖音會上線很多玩法、遊戲。這時要保證活動的即時性,比如春晚搶紅包的場景需要提前下發,對頻寬也有很高要求。

  • 直播:抖音的直播業務如火如荼,需要保證頻寬足、時延低、弱網環境儘量流暢等條件。“推流” 情況下,上傳的頻寬足夠即可;“拉流”則對觀看直播的實時性、時延、頻寬、弱網可用性都有非常高的要求。

  • API請求:抖音使用者量級大,若要持續拉取使用者資訊和視訊播放資訊,就對頻寬、時延、弱網和穩定性提出了挑戰。

系統能力:網路優化的突破口

那麼,抖音如何在應用側提升網路體驗呢?應用業務層網路可用性優化有動態位元速率、動態解析度、業務降級等。比如視訊可以在低網速下自動降低位元速率;用智慧心跳能力探測網路的心跳間隔。

 

網路框架層可用性優化有資料包壓縮、動態選路、DNS解析優化、複合請求、連結層優化、CDN加速、協議層優化、弱網切換。如果使用者的網路環境比較差,我們會提示使用者登入免費Wi-Fi;或是提示他們選擇免流模式。針對流量敏感的使用者,我們也會盡量讓他在較高質量的網路下瀏覽A,不對資費造成很大影響。有些業務的實時性要求不高,但對抖音的前臺流量影響很大,後臺還會對這些業務進行CDN限速,從而保證前臺的播放和直播體驗。系統層網路可用性優化則體現為更準確的使用者感知、更精準的預測、更強的三方管制、更精細的連結保護。

 

以上都是目前業界比較通用的網路優化方式。HMS Core無線傳輸服務中的系統網路增強能力,包括鏈路保護、頻寬加強、場景預測、弱網可用、訊號評估,基本做到全覆蓋。

 

針對網路卡頓,經過測試發現根本原因是關鍵鏈路的載入導致的。應用側的弱網診斷手段有限,無線傳輸服務提供了更強的弱網感知和識別能力,進而進行更精準的弱網預測。它可以幫助應用理解網路API連結的優先順序,主動控制頻寬的併發量,感知更多的網路狀態切換、更全面的使用者體驗資訊,提升使用者體驗。

 

最佳實踐:抖音弱網優化的典型案例

弱網預測,可以在弱網來臨之前讓應用有所準備。無線傳輸服務接到通知後,可以在地鐵、電梯、高鐵等不同弱網場景採取不同的雲控弱網措施。比如使用者在弱網場景下觀看點播或直播,可以智慧預載入,調整推送位元速率,並進行流量管控,提前下載流量。

 

如果預估弱網環境持續時間不長,無線傳輸服務會進行弱網的行為指引,提示想要退出應用的使用者“您的網路即將恢復,請耐心等待”。預感弱網環境變化後,它還會提前調整協議層引數。另外,針對一些對前臺影響大、耗流量的業務場景,抖音也會考慮撤掉。但在網路質量好的情況下,這些業務場景對使用者體驗是有益的,我們一般會通過實驗觀察表現後決定去留。

 

 

卡頓透傳,可以讓系統精細化決策。使用者在播放長視訊時,如果後臺請求超時,基本沒有感知;在前臺點播短視訊時,如果看到十幾秒卡住再播,體驗就會變得非常差。造成這一現象的主要原因有瞬時無網、延遲波動、頻寬受限等。如何解決呢?為了優先保證視訊載入和流媒體,無線傳輸服務可以結合卡頓事件定製策略,在預估Wi-Fi訊號、5G訊號、基站訊號後,定義網路通道優先順序並增強頻寬。

 

網路卡頓快速響應,讓隱藏的卡頓不再成為體驗瓶頸。之前,網路斷連1-2秒,應用無法及時感知。但前臺的點播或直播就會有5-6秒的卡頓。整合無線傳輸服務後,可以做到事件可預測、雙向事件通知和時常評估。在可感知的前提下,保證無網條件不傳送無效請求,有網之後立即請求,更好地服務於對實時性要求高的應用場景。

 

大資料量頻寬擴容,讓痛苦快速消失。隨著使用者視訊質量的提升,抖音面臨大幅度的頻寬消耗以及應用流量需求。比如外掛下載、大型活動離線化資源下載、動態化資源預載入、視訊上傳、直播推流、安裝包下載。首先,抖音會進行應用級優化,通過流量排程,完成錯峰下載,保證前臺流量順暢,同時在服務端限制CDN速度。整合無線傳輸服務後,Wi-Fi高優先順序發包、雙Wi-Fi功能、多網併發、頻寬管控等功能持續優化。

 

 

總的來說,基於抖音使用者的大體量,整合無線傳輸服務能力的表現很不錯。我們還有很多和華為在功耗、顯示、網路等方向的合作,希望有機會和大家再次分享,感謝!

 

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