高流量直播服務器要怎么應對？

網(wǎng)絡直播現(xiàn)在已經(jīng)成為了當代互聯(lián)網(wǎng)的一個標配，面對高流量的進入，直播平臺的服務器是怎么進行應對的呢?他們選擇的服務器架構是什么樣的?今天跟著服務器知識網(wǎng)來一起認識一下。

隨著國內網(wǎng)民數(shù)量指數(shù)級增長，網(wǎng)絡帶寬環(huán)境的不斷好轉，直播網(wǎng)站如雨后春筍般大量泉涌，中國網(wǎng)絡視頻市場規(guī)模不斷壯大。

網(wǎng)絡視頻的主要應用有視頻點播、視頻直播、視頻通話會議等。

在表現(xiàn)形式上，視頻直播包括現(xiàn)場演唱會的直播、新聞發(fā)布會的直播、奧運會的直播、電視劇的直播、個人表演show，學術論壇交流會、各類技術培訓等;在技術上，視頻直播不用像視頻點播那樣需要進行分段、轉碼、 發(fā)布等步驟，它可以做到節(jié)目播放的實時性;在播放形式上，用戶只要具有一個可以上網(wǎng)的設備，可以是電腦、手機等，無論在何處只要網(wǎng)絡環(huán)境允許，都可以及時地欣賞到正在直播的節(jié)目。

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

大型視頻直播架構

FMSS 不能作為大型直播的原因是因為它不能將一個直播流分發(fā)到多個 FMS 服務器上。即只能一臺 FMS 服務器服務直播，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 是一個匈牙利人編寫的基于 rtmp 協(xié)議的客戶端程序。通過它，可以將rtmp 的直播流下載成為一個 flv 格式的文件。架構本直播的思路是： 使用 rtmpdump 中的 rtmp 協(xié)議部分，并將程序改造為多線程的模式。 一個線程從 fms 源拉下來直播流，n-1 個線程將這個直播流分發(fā)到其他 fms server 。即實現(xiàn)直播流的代理轉發(fā)功能。這樣就可來自www.vhall.com 以通過多個 fmss server 來分擔用戶的請求壓力，完成大型直播。上面的方法雖然解決了大量用戶的請求壓力，但是還不能滿足用戶的視頻體驗。因為用戶是屬于不同地區(qū)和運營商的。比如廣東電信的用戶訪問北京聯(lián)通的 FMS Server 來觀看視頻，視頻效果會非常差。因為運營商互聯(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，不僅要解決服務器壓力問題，還要解決跨省、跨運營商的網(wǎng)絡質量問題。解決跨省、跨運營商的的方式就是采用CDN。

CDN:CDN的全稱是 Content Delivery Network，即(內容分發(fā)網(wǎng)絡)。其基本思路是盡可能避開互聯(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)，使內容傳輸?shù)母?、更穩(wěn)定。其目的是使用戶可就近取得所需內容，解決 Internet 網(wǎng)絡擁擠的狀況，提高用戶訪問網(wǎng)站的響應速度。方法就是就是在不同省、不同運行商的 IDC 中放置服務器，讓用戶就近訪問。CDN 的一個關鍵技術就是調度系統(tǒng)。

調度系統(tǒng)：根據(jù)用戶的 IP 以及節(jié)點的帶寬和服務器負載情況，將用戶的請求調度到最合適的節(jié)點，既滿足了用戶體驗，又節(jié)省了 CDN 成本。調度系統(tǒng)可以基于 nginx 模塊的方式開發(fā)。調度系統(tǒng)保存一份精確的全國的 IP 庫，并配置好一個調度策略文件。內容就是不同地區(qū)，不同運營商的用戶訪問最好節(jié)點的對應表。另外有一個各個節(jié)點的帶寬和服務器負載的上報接口，可以讓調度實時了解各個節(jié)點的情況。 當用戶來請求調度，調度根據(jù)用戶的 IP,查找 IP 庫，了解到它屬于哪個地區(qū)哪個運營商，并查找調度策略，了解到可以服務它的幾個節(jié)點，通過節(jié)點查詢接口，了解到相關幾個節(jié)點的網(wǎng)絡情況，服務器負載情況，然后將這些用戶調度到滿足條件的節(jié)點。

上述方案實現(xiàn)了一個不僅可以使直播視頻畫質更加清晰、畫面更加流暢，同時使用CDN網(wǎng)絡增強了用戶的良好體驗，不同地區(qū)的用戶會被轉到就近到本地的服務器上，實現(xiàn)了智能調度。從而為大用戶量、高并發(fā)的實時視頻直播提供了技術上的保障。

視頻直播流媒體技術

以前視頻網(wǎng)站大多采用Microsoft的Media Server產品進行直播，并通過在網(wǎng)站頁面里嵌入 Media Player進行播放。編碼格式則多采用 wmv 文件。但是在實際應用中，人們發(fā)現(xiàn)采用該技術處理的流媒體視頻畫面模糊，視頻延時大，用戶體驗不令人滿意。隨著 FMS 軟件的技術的成熟，視頻網(wǎng)站開始向FMS流媒體技術轉移。 FMS 的全稱是 Flash Media Server,它是 Adobe 公司的產品。隨著人們對在線視頻的需求激增，Adobe 公司的 Flash Media Server 系列產品已成為流視頻和實時通信領域業(yè)界的解決方案。尤其當 FMS Server版本升級到3.5后，其性能和穩(wěn)定性得到大幅提升。采用FMS流媒體技術的視頻直播畫質較之以前更清晰，畫面更流暢，從而得到了大多數(shù)用戶的認可和好評。視頻在進行網(wǎng)絡直播時需要經(jīng)過信號采集、轉碼和 Flash Media Server 等過程，最后呈現(xiàn)在用戶面前。

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

(2)轉碼：轉碼系統(tǒng)將接受的信號轉碼為 FLV 格式， 然后通過 RTMP 協(xié)議推流到 FMS。

轉碼系統(tǒng)目前常用的有兩種方式：

a.軟件方式：如Ffmpeg，F(xiàn)MLE,

Ffmpeg 是一個開源免費跨平臺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、轉換以及流化音視頻的完整的解決方案。它包含了非常先進的音頻、視頻編解碼庫 libavcodec。由于其提供了非常清晰的畫質，但是由于其安裝在 Linux 服務器上，不方便移動，所以適合直播固定的節(jié)目，例如網(wǎng)絡視頻、有線電視的直播等。

FMLE 為 Adobe 公司提供的一個免費的實時視頻和音頻捕捉軟件。它是一個媒體編碼器，它可以將音頻和視頻實時流式傳送到 Adobe Flash Media Server 軟件中。軟件安裝使用非常簡單，只需要一個筆記本電腦和一個 USB 攝像頭，通過此軟件就可以進行非常清晰的直播，非常適合不同形式的音樂會、發(fā)布會等實時活動。

b.硬件方式: 由視頻轉碼公司設計的硬件轉碼。

解碼市場：H.264解碼產品，主要有：支持H.264標準的解碼集成電路，含專用解碼芯片和系統(tǒng)芯片SoC，支持H.264標準的解碼軟件，用于各類電子產品。

編碼市場：由于H.264出色的編碼效率，使其很快就被以視頻監(jiān)控設備為主體的編碼設備市場所接受。中國是世界上最早采用H.264進入視頻監(jiān)控市場的國家之一。隨著視頻監(jiān)控設備向高清網(wǎng)絡攝像機的轉移，H.264技術將在未來多年里在該市場占據(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用到了直播領域，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，相當于在保證清晰度的情況下提高壓縮效率、提高魯棒性和錯誤恢復能力、減少實時的時延、減少信道獲取時間和隨機接入時延、降低復雜度。但就目前來說，大部分編解碼產品大部分還是基于264進行工作的，普及265需要一點時間，不過隨著5G的發(fā)展以及265編碼帶來的好處，應該不需要多長時間就會全面應用。

不得不說，隨著5G的到來，將來視頻行業(yè)如這類直播平臺會更加流行，對云服務器的要求也會更加高。

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