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网心科技陈磊:星域CDN四大技术破直播核心挑战

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CDN技术正在快速更新。5月10日,网心科技面向视频直播场景发布了新的星域CDN产品,网心科技CEO陈磊接受记者采访,解读了在直播场景下的技术挑战、星域CDN在调度、链路、协议、编码、容错等方面的最新技术进展,以及他对CDN行业发展和技术趋势的理解。

陈磊表示,CDN行业正在快速增长,而代表高流量需求的直播是视频领域很大的机会,同时直播的技术还在初期的阶段,相比点播、下载问题更为突出,无论PC端还是手机端,延迟、网络抖动带来的卡顿等,都在影响直播的体验,有很大的提升空间,星域CDN就是要解决直播的核心需求,把行业技术做到更好。

直播跟点播在最后一公里没有太大区别。直场整个过程中要从现场一直推到边缘节点,整个链路不管哪一级别的节点,只要有一点问题,最后都会看到卡顿。点播是事先部署到边缘节点,不会涉及到上游的节点,问题就简单了一半(另一半问题是存储,因为大量的内容要预先存储在边缘节点上)。并不是说点播比直播容易,而是它们处在不同行业的技术阶段,直播的技术远远没有点播成熟。

面向直播的CDN技术突破

熟悉CDN或陈磊的人都知道陈磊对CDN技术的执着,他推崇以技术高速迭代和商业模式创新相结合,从体验、成本多方面改善CDN的应用,以无限节点的布局和成本结构,提供更好的性价比,质量、功能和价格。这一次,星域CDN针对视频直播实现了全网探测、智能组网、并行传输和直播版弱网加速等四大技术创新,这些创新的基础,是此前公布的无限节点、星域调度、弱网加速和动态防御技术。

全网探测

在点播场景下,核心把内容存储到边缘节点上,用户只需要访问边缘节点就OK了。但直播不一样,需要在整个过程中推流,从内容源、采集源推到所有的边缘节点,这对路径的选择提出了更高的要求。基于赚钱宝真实用户的海量节点和星域调度技术,星域CDN可实时探测全局网络,建立一张百万节点的全局路由表,实现了精准动态链路。

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(百万级节点)有很多的技术问题要解决,核心的问题是数据量很大,如果这些数据分析特别到位,就能够很好地优化最后提供给用户的质量。问题是这个数据非常复杂,并且五分钟之前的数据已经意义不大,而实时采集是很困难的。从采集到处理,到处理完了之后形成动作,都要做到实时、高效,这是很大的问题。

智慧组网

传统CDN是一个树状的结构,最底端是用户,用户一旦接入某一个边缘节点,该节点的质量就决定了他收看直播节目的质量。星域CDN采用了一个网状的结构,基于星域调度智能组网去找到最优推流路径(离用户最近的路径)。

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链路智能变化还需要对源流断点续传的支持,即多个节点协共同为一个用户服务时,如果需要从一个节点跳到另外一个节点,星域CDN能够找到断掉的那个点,让用户的体验不受影响。陈磊认为,这是有效的解决卡顿比问题的一种方法。

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保定的机房如果有网络波动,传统CDN也不会把我调度到开封去,它要解决很多技术问题,而且它的节点冗余度不会那么高。我们有百万级节点,组网的时候从原站到节点的路径选择有更大的余地,所以有机会选择更好的连接。

并行传输

通过无限节点,星域CDN还把原来的串行传输变成并行传输。过去一个用户跟一个服务器,一个边缘节点建立连接,之后他就依赖这条连接。这条连接里面的传输基本是串行的方式,保证整个传播的次序、准确性。比这个方式略好的方式,是一个客户端可以跟多个服务器连接,在连接的时候每一个服务器给他传一块数据,但陈磊认为,这在本质上仍然是串行的,只是加了并行的元素。

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星域CDN的并行传输,则支持多个服务器同时向这个客户端传递,任何一个服务端如果出现问题或者变慢都不会影响客户端的体验,因为他们传的是同一款数据的不同的编码。在后端进行解码,在客户端进行解码,能够真正的把串行传输变成并行传输,从而整个的传输体验更稳定和更顺滑。

协议/编码

迅雷下载技术最核心的,是P2P节点之间传输用的不是TCP协议,而是自有的传输协议。该协议能够在网络环境不好的时候保持很高的速度,同时保证网络的利用率更高(重传这些包占整个内容的比例很小)。陈磊介绍,该协议可以做到在典型的WiFI环境下,用迅雷的下载技术仍然能够做到很高的传输速率和90%以上的网络利用率。

陈磊的演示,弱网环境下的直播,该协议首屏打开时间和终端率的数据都能够保持非常好。在2兆的带宽下影响的延迟和丢包率,该协议跟原生的协议是并驾齐驱的。但随着延迟的增大和丢包率的增加,原生协议的首屏打开时间和卡顿都高速增长,该协议可将直播视频播放中断率降低50%。

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双边加速用的弱网加速的协议,串行传输变并行传输,它需要在旗舰版的环境下,在客户端有一个SDK才能做。传统的http连接就是两个节点之间的点对点连接,今天有一些技术去做这个一对多的连接,但是这些技术都不成熟,也都不能广泛应用。

此外,通过与迅雷近期投资的VR公司insta360的联合研发,星域CDN还引入了一项叫做锥形编码的技术。VR是360度全景图像,高码率的VR视频,实际上在360度全景模式下分辨率粗糙,且图像像素比严重失调。陈磊认为,用锥形的编码去编其中的一部分图像,可以有效地节省带宽。他希望借此技术将30兆到50兆码率的全景直播带宽能够降低8倍。

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陈磊介绍了这些技术在泛娱乐直播、教育直播、事件直播、移动户外直播和VR/全景直播等不同场景的应用。例如,教育直播考虑慢同步和音视频分离,移动户外直播注重码率和分辨率自适应采集的能力和弱网加速技术,VR/全景直播采用锥形编码算法和星域CDN H.265实时转码集群。

未来

对于未来的技术发展,陈磊表示,首先要解决的是直播和传输领域的VR技术问题,这两块领域都是很复杂,很有挑战。比如直播的实时互动问题,再如未来VR动辄就要到50兆码率的传输问题(对于VR来说这还只是初级的保证),这些问题目前在行业里面还没有人解决。

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