高流量直播服務(wù)器要怎么應(yīng)對(duì)？

網(wǎng)絡(luò)直播現(xiàn)在已經(jīng)成為了當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)標(biāo)配，面對(duì)高流量的進(jìn)入，直播平臺(tái)的服務(wù)器是怎么進(jìn)行應(yīng)對(duì)的呢?他們選擇的服務(wù)器架構(gòu)是什么樣的?今天跟著服務(wù)器知識(shí)網(wǎng)來(lái)一起認(rèn)識(shí)一下。

隨著國(guó)內(nèi)網(wǎng)民數(shù)量指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)帶寬環(huán)境的不斷好轉(zhuǎn)，直播網(wǎng)站如雨后春筍般大量泉涌，中國(guó)網(wǎng)絡(luò)視頻市場(chǎng)規(guī)模不斷壯大。

網(wǎng)絡(luò)視頻的主要應(yīng)用有視頻點(diǎn)播、視頻直播、視頻通話會(huì)議等。

在表現(xiàn)形式上，視頻直播包括現(xiàn)場(chǎng)演唱會(huì)的直播、新聞發(fā)布會(huì)的直播、奧運(yùn)會(huì)的直播、電視劇的直播、個(gè)人表演show，學(xué)術(shù)論壇交流會(huì)、各類技術(shù)培訓(xùn)等;在技術(shù)上，視頻直播不用像視頻點(diǎn)播那樣需要進(jìn)行分段、轉(zhuǎn)碼、 發(fā)布等步驟，它可以做到節(jié)目播放的實(shí)時(shí)性;在播放形式上，用戶只要具有一個(gè)可以上網(wǎng)的設(shè)備，可以是電腦、手機(jī)等，無(wú)論在何處只要網(wǎng)絡(luò)環(huán)境允許，都可以及時(shí)地欣賞到正在直播的節(jié)目。

由此可見(jiàn)，視頻直播以其具有的豐富性、時(shí)效性和 自由性等特點(diǎn)吸引著大批網(wǎng)絡(luò)用戶，它具有著傳統(tǒng)媒體和視頻點(diǎn)播所沒(méi)有的優(yōu)秀品質(zhì)。因此，業(yè)內(nèi)網(wǎng)站紛紛加大視頻在清晰度、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、流暢度等方面的研究，并投入資源大力發(fā)展?？梢哉f(shuō)，視頻直播技術(shù)的架構(gòu)直接決定著平臺(tái)的整體的可用性、穩(wěn)定性，也可以說(shuō)架構(gòu)是平臺(tái)的基石。

大型視頻直播架構(gòu)

FMSS 不能作為大型直播的原因是因?yàn)樗荒軐⒁粋€(gè)直播流分發(fā)到多個(gè) FMS 服務(wù)器上。即只能一臺(tái) FMS 服務(wù)器服務(wù)直播，同事并發(fā)的用戶就是有限的，只能抗住上千左右的用戶量。 Rtmpdump 是一個(gè)匈牙利人編寫(xiě)的基于 rtmp 協(xié)議的客戶端程序。通過(guò)它，可以將rtmp 的直播流下載成為一個(gè) flv 格式的文件。架構(gòu)本直播的思路是： 使用 rtmpdump 中的 rtmp 協(xié)議部分，并將程序改造為多線程的模式。 一個(gè)線程從 fms 源拉下來(lái)直播流，n-1 個(gè)線程將這個(gè)直播流分發(fā)到其他 fms server 。即實(shí)現(xiàn)直播流的代理轉(zhuǎn)發(fā)功能。這樣就可來(lái)自www.vhall.com 以通過(guò)多個(gè) fmss server 來(lái)分擔(dān)用戶的請(qǐng)求壓力，完成大型直播。上面的方法雖然解決了大量用戶的請(qǐng)求壓力，但是還不能滿足用戶的視頻體驗(yàn)。因?yàn)橛脩羰菍儆诓煌貐^(qū)和運(yùn)營(yíng)商的。比如廣東電信的用戶訪問(wèn)北京聯(lián)通的 FMS Server 來(lái)觀看視頻，視頻效果會(huì)非常差。因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商互聯(lián)的帶寬非常少，經(jīng)常在堵塞狀態(tài)。因此如果要滿足用戶的視頻體驗(yàn)，不僅要解決服務(wù)器壓力問(wèn)題，還要解決跨省、跨運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問(wèn)題。解決跨省、跨運(yùn)營(yíng)商的的方式就是采用CDN。

CDN:CDN的全稱是 Content Delivery Network，即(內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))。其基本思路是盡可能避開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)上有可能影響數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性的瓶頸和環(huán)節(jié)，使內(nèi)容傳輸?shù)母?、更穩(wěn)定。其目的是使用戶可就近取得所需內(nèi)容，解決 Internet 網(wǎng)絡(luò)擁擠的狀況，提高用戶訪問(wèn)網(wǎng)站的響應(yīng)速度。方法就是就是在不同省、不同運(yùn)行商的 IDC 中放置服務(wù)器，讓用戶就近訪問(wèn)。CDN 的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是調(diào)度系統(tǒng)。

調(diào)度系統(tǒng)：根據(jù)用戶的 IP 以及節(jié)點(diǎn)的帶寬和服務(wù)器負(fù)載情況，將用戶的請(qǐng)求調(diào)度到最合適的節(jié)點(diǎn)，既滿足了用戶體驗(yàn)，又節(jié)省了 CDN 成本。調(diào)度系統(tǒng)可以基于 nginx 模塊的方式開(kāi)發(fā)。調(diào)度系統(tǒng)保存一份精確的全國(guó)的 IP 庫(kù)，并配置好一個(gè)調(diào)度策略文件。內(nèi)容就是不同地區(qū)，不同運(yùn)營(yíng)商的用戶訪問(wèn)最好節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)表。另外有一個(gè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的帶寬和服務(wù)器負(fù)載的上報(bào)接口，可以讓調(diào)度實(shí)時(shí)了解各個(gè)節(jié)點(diǎn)的情況。 當(dāng)用戶來(lái)請(qǐng)求調(diào)度，調(diào)度根據(jù)用戶的 IP,查找 IP 庫(kù)，了解到它屬于哪個(gè)地區(qū)哪個(gè)運(yùn)營(yíng)商，并查找調(diào)度策略，了解到可以服務(wù)它的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)節(jié)點(diǎn)查詢接口，了解到相關(guān)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)情況，服務(wù)器負(fù)載情況，然后將這些用戶調(diào)度到滿足條件的節(jié)點(diǎn)。

上述方案實(shí)現(xiàn)了一個(gè)不僅可以使直播視頻畫(huà)質(zhì)更加清晰、畫(huà)面更加流暢，同時(shí)使用CDN網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)了用戶的良好體驗(yàn)，不同地區(qū)的用戶會(huì)被轉(zhuǎn)到就近到本地的服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)了智能調(diào)度。從而為大用戶量、高并發(fā)的實(shí)時(shí)視頻直播提供了技術(shù)上的保障。

視頻直播流媒體技術(shù)

以前視頻網(wǎng)站大多采用Microsoft的Media Server產(chǎn)品進(jìn)行直播，并通過(guò)在網(wǎng)站頁(yè)面里嵌入 Media Player進(jìn)行播放。編碼格式則多采用 wmv 文件。但是在實(shí)際應(yīng)用中，人們發(fā)現(xiàn)采用該技術(shù)處理的流媒體視頻畫(huà)面模糊，視頻延時(shí)大，用戶體驗(yàn)不令人滿意。隨著 FMS 軟件的技術(shù)的成熟，視頻網(wǎng)站開(kāi)始向FMS流媒體技術(shù)轉(zhuǎn)移。 FMS 的全稱是 Flash Media Server,它是 Adobe 公司的產(chǎn)品。隨著人們對(duì)在線視頻的需求激增，Adobe 公司的 Flash Media Server 系列產(chǎn)品已成為流視頻和實(shí)時(shí)通信領(lǐng)域業(yè)界的解決方案。尤其當(dāng) FMS Server版本升級(jí)到3.5后，其性能和穩(wěn)定性得到大幅提升。采用FMS流媒體技術(shù)的視頻直播畫(huà)質(zhì)較之以前更清晰，畫(huà)面更流暢，從而得到了大多數(shù)用戶的認(rèn)可和好評(píng)。視頻在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)直播時(shí)需要經(jīng)過(guò)信號(hào)采集、轉(zhuǎn)碼和 Flash Media Server 等過(guò)程，最后呈現(xiàn)在用戶面前。

(1)采集：視頻直播的數(shù)據(jù)源一般來(lái)網(wǎng)絡(luò)和攝像頭的視頻流。 通過(guò)采集系統(tǒng)將視頻采集下來(lái)，然后通 TS OVER IP 方式推送所采集的信息到轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)

(2)轉(zhuǎn)碼：轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)將接受的信號(hào)轉(zhuǎn)碼為 FLV 格式， 然后通過(guò) RTMP 協(xié)議推流到 FMS。

轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)目前常用的有兩種方式：

a.軟件方式：如Ffmpeg，F(xiàn)MLE,

Ffmpeg 是一個(gè)開(kāi)源免費(fèi)跨平臺(tái)的視頻和音頻流方案，屬于自由軟件，采用 LGPL 或 GPL 許可證(依據(jù)你選擇的組件)。它提供了錄制、轉(zhuǎn)換以及流化音視頻的完整的解決方案。它包含了非常先進(jìn)的音頻、視頻編解碼庫(kù) libavcodec。由于其提供了非常清晰的畫(huà)質(zhì)，但是由于其安裝在 Linux 服務(wù)器上，不方便移動(dòng)，所以適合直播固定的節(jié)目，例如網(wǎng)絡(luò)視頻、有線電視的直播等。

FMLE 為 Adobe 公司提供的一個(gè)免費(fèi)的實(shí)時(shí)視頻和音頻捕捉軟件。它是一個(gè)媒體編碼器，它可以將音頻和視頻實(shí)時(shí)流式傳送到 Adobe Flash Media Server 軟件中。軟件安裝使用非常簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)筆記本電腦和一個(gè) USB 攝像頭，通過(guò)此軟件就可以進(jìn)行非常清晰的直播，非常適合不同形式的音樂(lè)會(huì)、發(fā)布會(huì)等實(shí)時(shí)活動(dòng)。

b.硬件方式: 由視頻轉(zhuǎn)碼公司設(shè)計(jì)的硬件轉(zhuǎn)碼。

解碼市場(chǎng)：H.264解碼產(chǎn)品，主要有：支持H.264標(biāo)準(zhǔn)的解碼集成電路，含專用解碼芯片和系統(tǒng)芯片SoC，支持H.264標(biāo)準(zhǔn)的解碼軟件，用于各類電子產(chǎn)品。

編碼市場(chǎng)：由于H.264出色的編碼效率，使其很快就被以視頻監(jiān)控設(shè)備為主體的編碼設(shè)備市場(chǎng)所接受。中國(guó)是世界上最早采用H.264進(jìn)入視頻監(jiān)控市場(chǎng)的國(guó)家之一。隨著視頻監(jiān)控設(shè)備向高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的轉(zhuǎn)移，H.264技術(shù)將在未來(lái)多年里在該市場(chǎng)占據(jù)統(tǒng)治地位。

H.265編解碼：目前由于2K甚至4K/8K的視頻清晰度的演變，類似清晰度的視頻也應(yīng)用到了直播領(lǐng)域，但是由于2K以上清晰度體積較大，直播又是需要大帶寬才能支撐，所以才有了H.265的編碼格式，相當(dāng)于在保證清晰度的情況下提高壓縮效率、提高魯棒性和錯(cuò)誤恢復(fù)能力、減少實(shí)時(shí)的時(shí)延、減少信道獲取時(shí)間和隨機(jī)接入時(shí)延、降低復(fù)雜度。但就目前來(lái)說(shuō)，大部分編解碼產(chǎn)品大部分還是基于264進(jìn)行工作的，普及265需要一點(diǎn)時(shí)間，不過(guò)隨著5G的發(fā)展以及265編碼帶來(lái)的好處，應(yīng)該不需要多長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)全面應(yīng)用。

不得不說(shuō)，隨著5G的到來(lái)，將來(lái)視頻行業(yè)如這類直播平臺(tái)會(huì)更加流行，對(duì)云服務(wù)器的要求也會(huì)更加高。

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