雲話題 | 第3期 你女朋友在買買買時，程式設計師小哥在幹嘛？

年貨節來了，你女朋友下單了嗎？

觀看直播已經成為人們日常上網的習慣之一，直播購物作為其中的重要專案，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使用者前來搶購，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著哪些技術？平臺在開發網路直播系統時為什麼如此看重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，邊緣醬將為你講講關於直播搶購與CDN的那些事。

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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 阿里雲高階技術專家，GRTN網路總設計和佈道師，目前負責阿里雲影片直播產品和流媒體實時加速平臺研發。

一、網際網路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為資訊觸達、互動溝通的新媒介。隨著5G、超高畫質、VR等技術的發展，主播與觀眾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眾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裡？

我們剖析直播延時的分佈，在直播全鏈路可以分為7個步驟：分別是採集、編碼、傳送、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、協議棧的最佳化情況，以及CDN資源的覆蓋情況。

所以，網際網路上的直播的“延時”，主要是受限於不同地域、複雜的網路情況、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？

為了幫助直播系統打破瓶頸，技術人員通常需要深入以上7個環節中進行最佳化。比如，編碼器需要考慮傳送時的擁塞情況，來實時調整位元速率進而緩解擁塞，從而降低延時；再比如傳統的流媒體傳輸中媒體資料傳送和底層的傳輸是相互獨立的，底層TCP傳輸的擁塞控制演算法是個通用演算法，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，為了保障流暢度，快取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，同時配合編碼側的位元速率控制，就能透過組合拳的方式，大大地降低延時。
在傳統的架構裡，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，但問題就是最佳化手段很難做到跨界融合，導致無法做到系統級最佳化。

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，雖然具備整合方便、相容性較好、支援大規模併發等優點，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，但是無法支援大規模併發直播。所以，作為開放影片雲服務的雲端計算廠商，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透過嵌入直播推流端與播放端SDK，或整合阿里雲基於WebRTC的開放的自研協議，最終實現端到端毫秒級直播能力。

四、直播系統開發人員為什麼如此看重CDN？

很多人會把CDN的存在比喻成網路系統中的“快遞小哥”，其實它的工作原理就是在複雜的網際網路傳輸鏈路上，首先確保大量的邊緣節點覆蓋，複用節點和網路資源，在接入成本、資源覆蓋、承載能力上實現了最優平衡；然後，再透過一系列的負載均衡、分散式儲存、智慧排程、抗弱網最佳化、緩衝策略、網路請求的重定向和內容管理等技術最佳化手段，為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作為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、短延時直播擴充到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、全分散式下沉的通訊級流媒體傳輸網路。

目前，GRTN融合了網際網路直播和RTC等多種業務場景的音影片流傳輸和交換。基於GRTN的短延時直播RTS可以支援標準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，淘寶首次啟用了GRTN全球實時傳輸網路。資料顯示，在啟用了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%。歡迎大家關注“阿里雲Edge Plus”微信公眾號，後臺留言GRTN進入使用者交流群。