億級直播平臺的技術優(yōu)化

1、億級直播平臺的技術優(yōu)化技術創(chuàng)新 變革未來Agenda1案例背景2項目落地3技術優(yōu)化4案例總結關于QQ空間國內最大的SNS社區(qū)分享生活，留住感動主流是95后年輕人直播，一種新的生活方式內容消費進化。手機硬件升級。流量費用下降。1997視頻3G圖片2G文字4G直播2005Nokia、iPhone1VR201020152016 iPhone4 iPhone7獨特定位社交網紅普通用戶明星精品直播+項目目標一個月內構建QQ空間的直播能力。1、保證直播場景（1人發(fā)起直播，N人觀看直播）和錄播場景（N人觀看錄像）的體驗；2、方案成熟，支持android，ios，h5多平臺；3、快速上線。一個月內構建直播能力

2、。項目落地直播技術拓撲面臨的問題項目工期緊張直播技術積累不夠技術選型合作研發(fā)合作共贏技術積累研發(fā)模式閉環(huán)快速上線完成產品需求，并完善監(jiān)控灰度驗證灰度一部分用戶驗證優(yōu)化效果優(yōu)化工作跟進數據，專項優(yōu)化查看監(jiān)控數據分析數據1234監(jiān)控統(tǒng)計先行版本成果1個月上線登陸2個應用至今迭代12個版本 數千萬次觀看數億次互動案例啟示合作共贏，開源模式快速迭代，小步快跑監(jiān)控驅動優(yōu)化什么是視頻什么是視頻MetadataAudioImageContainer視頻是一種結構化數據。編碼即壓縮冗余去除H.264為例H.264是目前使用頻率較高的一種視頻編碼標準。劃分序列。把一段內容差異不太大的幾幀圖像分為一組，即為序列

3、GOP(Group Of Picture)定義幀。將GOP內各幀為三種類型，即I幀、B幀和P幀預測幀。以I幀做為基礎幀，以I幀預測P幀，再由I幀和P幀預測B幀1I2B3B4B5P6B7B8B1IP幀前向預測編碼圖像幀(Forward Prediction)B幀雙向預測編碼圖像幀(Bidirectional Prediction)編碼序列(GOP)劃分序列幀類型獨立解碼依賴碼流量I 幀可以無大P 幀不可以I幀小B 幀不可以I幀和P幀小定義幀H.264視頻模型把GOP比作一列拉貨的火車。一段視頻就是N輛貨車組成的貨運車隊。I幀B幀B幀P幀B幀B幀什么是直播直播就是視頻數據的流動主播觀眾邊拍攝，邊傳

4、輸，邊播放的數據流動過程?；疖囆枰{度，視頻流也一樣。協(xié)議控制視頻有序的傳輸到觀眾。主播觀眾協(xié)議傳輸協(xié)議原理延時HLS HTTP累積轉發(fā)10S+RT M PTCP立刻轉發(fā)3S+AVSDKUDP簡化協(xié)議13S視頻流協(xié)議直播模型主播觀眾服務器觀眾觀眾視頻流視頻流視頻流視頻流協(xié)議視頻房間直播業(yè)務模型主播觀眾視頻 服務器觀眾觀眾視頻流視頻流視頻流視頻流協(xié)議視頻房間業(yè)務房間主播觀眾業(yè)務 服務器 觀眾觀眾QQ空間的直播架構消息房間空間服務器主播端觀眾端房間狀態(tài)、禁言、贊打賞、贊、評論等Camera采集美容、濾鏡、動效音視頻房間渲染編碼HLS流錄播觀眾互動直播AVSDK騰訊云流媒體服 務器RTMP推流HLS

5、推流互動直播SDKH5觀眾iOS手Q觀眾native觀眾上行音視頻數據緩存HLS流推流server觀眾2觀眾1后背的技術優(yōu)化1秒開優(yōu)化耗時類優(yōu)化實踐3卡頓優(yōu)化問題分析類實踐4回放優(yōu)化成本類優(yōu)化實踐2性能優(yōu)化性能優(yōu)化實踐“為什么不能秒開，競品都比我們快！” 所有人1秒開優(yōu)化耗時類優(yōu)化實踐秒開目標觀看直播達到秒開體驗（從點擊直播，到看到畫面，耗時在1秒以內）5%定義為卡頓用戶2、卡頓率卡頓用戶/總用戶3、主播卡頓點定義：上行大畫面編碼后幀率5的點數4、觀眾卡頓點定義：解碼后幀率5的點數卡頓分析主播服務器觀眾上行上行發(fā)生卡頓，造成全局卡頓。主播服務器觀眾下行下行發(fā)生卡頓，造成個體卡頓?？D分析卡頓分

6、析服務器攝像頭編碼發(fā)送器圖像處理接收器解碼顯示主播端網絡用戶端攝像頭采集幀率不夠圖像處理單幀耗時較長，送編幀率不夠 編碼幀率不夠解碼能力不足帶寬不足、連接質量差 服務器分發(fā)不穩(wěn)定完善統(tǒng)計上報問題分解通過統(tǒng)計數據分析發(fā)現：圖像處理單幀耗時較長 50%編碼幀率不夠 30%網絡質量差 20%網絡質量影響50%圖像處理單幀耗時較長30%編碼幀率不夠20%問題解決編碼優(yōu)化啟用硬件編碼機型兼容性測試問題解決網絡質量優(yōu)化問題解決網絡上行自適應編碼跳幀邏輯發(fā)送緩存發(fā)送器接口機回復ACK 擁塞檢測定時檢查 UNSEND 流控問題解決網絡下行自適應接口機申請重傳分發(fā)數據接收緩沖定時檢查 丟包解碼顯示均勻出包優(yōu)化成

7、果復合場景QQ空間映客Me限600kbits200ms延時穩(wěn)定之后，碼率在550-600kbits之間 波動，幀率為25fps基本卡住不動，但是會流暢 1-2s卡住不動限600kbits10%丟包穩(wěn)定之后，碼率在450-525之間波 動，幀率為15fps基本卡住不動，但是會流暢 1-2s卡住不動8%丟包200ms延時正常直播基本卡住不動，但是會流暢 1-2s正常直播限600kbits8%丟包200ms延時穩(wěn)定之后碼率為550kbits、幀率為 15fps基本卡住不動，但是會流暢 1-2s卡住不動“直播回放是用戶重要的內容，要保證質量！” 用戶4回放優(yōu)化成本類優(yōu)化實踐回放存在的問題主播服務器視頻

8、流協(xié)議編碼視頻流回放觀眾直播觀眾視頻流協(xié)議旁路HLSMP4服務器成本：旁路兩路流， 服務器轉碼成本高、存儲成 本高回放視頻質量：因為是服務 器端保存，回看視頻質量因 主播端網絡影響較大MP4播放方案成熟，速度快，用戶體驗佳HLS系統(tǒng)支持差，用戶等待時間長服務器成本優(yōu)化HLS優(yōu)化數據會很快的返回給播放器，這樣就實現了我們降低首幀耗啟動播放獲取 下載 下載 下載 M3U8TS1TS2TS3 開始播放4.5秒啟動 播放代理獲取 M3U8 下載TS1 下載TS2 開始 播放主要耗時點下載和緩存邏輯自己來實 現下載串行還并行下載TS3 2秒HLS優(yōu)化模式預加載緩存策略備注Live模式支持(時機要把握好，

9、避 免無效緩存)m3u8不緩存、ts緩存前3片m3u8動態(tài)變化不能緩存。ts緩存 前三片可提高首幀可見速度。Vod模式支持m3u8緩存、ts全部緩存m3u8不變化可完全緩存。ts可完 全緩存。Event模式支持m3u8是否緩存取決于event是否結 束、ts全部緩存m3u8沒有endlist標簽時不緩存， 有endlist標簽時可緩存。ts可完全 緩存。HLS的緩存業(yè)界目前還沒有成熟方案。我們實現了對上述三種模式的自動偵測與支持，使用方完 全不需要關心底層的緩存與下載邏輯?；胤乓曨l質量優(yōu)化主播服務器視頻流協(xié)議編碼視頻流回放HLS觀眾直播觀眾視頻流協(xié)議旁路保存本地編碼上傳替換主播直播時將音視頻流保 存在本地直播完編碼成HLS上傳服務器替換之前的回放優(yōu)化成果節(jié)省了50%的回放存儲，用戶的回放都是流暢的?？偨Y解決方法和實踐小結模式優(yōu)化思路速度類理清時序，統(tǒng)計各階段耗時，各個擊破性能類通過Trace，明確性能損耗點，各個擊破問題解決類建立模型，初步分析，統(tǒng)計上報，確認問題，各個擊破成本類確認優(yōu)化方向，重