6月9日，“新十年 無畏前行”2021亞太內(nèi)容分發(fā)大會(huì)暨CDN峰會(huì)在北京盛大開幕，亞太CDN產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合來自中國移動(dòng)、阿里云、騰訊云、網(wǎng)宿科技、安邁云、中興通訊等中國CDN產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈頂層企業(yè)國內(nèi)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)生態(tài)的頂尖技術(shù)專家、知名企業(yè)領(lǐng)袖、數(shù)字營銷專家，攜高尖端技術(shù)、優(yōu)秀實(shí)踐案例、未來趨勢(shì)洞悉等高質(zhì)量硬核內(nèi)容悉數(shù)亮相，共同打造具備里程碑意義的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)盛會(huì)，面向新十年，無畏前行，擴(kuò)張CDN產(chǎn)業(yè)覆蓋，推動(dòng)CDN與RTC互動(dòng)直播、PCDN邊緣計(jì)算、內(nèi)容出海、對(duì)象存儲(chǔ)、運(yùn)營商5G等領(lǐng)域融合、創(chuàng)新與升級(jí)，賦予CDN全新價(jià)值！

在6月9日下午舉辦的【互動(dòng)直播論壇】上，阿里云智能邊緣云技術(shù)專家李松林發(fā)表了題為《全球?qū)崟r(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)GRTN在互動(dòng)直播中技術(shù)實(shí)踐》的精彩演講。

當(dāng)前，主流的直播技術(shù)應(yīng)用架構(gòu)主要有兩種：直推和回源拉流 ，產(chǎn)生這兩種架構(gòu)的原因也比較簡單：一是業(yè)務(wù)場(chǎng)景需要連麥，需要低延遲云合流；二是基于UDP的私有協(xié)議推流。為保障主播在弱網(wǎng)情況下能有較好的推流效果，而最重要的原因是目前主流云廠商還沒有通用成熟的低延遲互動(dòng)場(chǎng)景大規(guī)模應(yīng)用的服務(wù)，這就導(dǎo)致了他們需要自建源站。只使用云廠商通用的分發(fā)能力。支持 HTTPFLV 、RTMP 、HLS 大規(guī)模分發(fā)。

視頻直播服務(wù)自建面臨的挑戰(zhàn)

隨著直播場(chǎng)景和內(nèi)容越來越豐富和專業(yè)，互動(dòng)的需求也越來越多，交互的延遲要求也越來越高。原有的這套架構(gòu)就很難滿足需求了。由于無法滿足自己的業(yè)務(wù)需求，許多企業(yè)客戶紛紛開始嘗試自建源站，做協(xié)議優(yōu)化， 但是由于直播技術(shù)門檻相對(duì)較高，不僅需要投入資源，還需要專業(yè)的研發(fā)能力，同時(shí)后續(xù)還要長期持續(xù)運(yùn)維和管理。

阿里云GRTN的定位

為了能夠降低直播的端到端延時(shí)，阿里云從直播、短延時(shí)直播、RTC等應(yīng)用場(chǎng)景出發(fā)，構(gòu)建了GRTN（Global Realtime Transport Network）全球?qū)崟r(shí)傳輸網(wǎng)。李松林介紹，阿里云GRTN的定位是基于公共云中心Region和邊緣云節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建超低延時(shí)、全分布式下沉的通信級(jí)流媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)。GRTN目前融合了互聯(lián)網(wǎng)直播和RTC等多種業(yè)務(wù)場(chǎng)景的音視頻流傳輸和交換?；贕RTN的短延時(shí)直播RTS可以支持標(biāo)準(zhǔn)H5 WebRTC推播，在千萬級(jí)并發(fā)情況下延時(shí)可以控制在1s以內(nèi)；RTC端到端延時(shí)可以控制在250ms左右。GRTN可提供三大原子能力：流的發(fā)布、訂閱、切換，用戶可以基于這些能力構(gòu)建通話場(chǎng)景、直播場(chǎng)景、連麥場(chǎng)景等等。

阿里云GRTN的架構(gòu)

阿里云GRTN 的整體架構(gòu)是由原來的直播體系進(jìn)化而來。該架構(gòu)具有控制和數(shù)據(jù)分離、混合組網(wǎng)、多路徑傳輸、自學(xué)習(xí)Qos等技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)外可以支持多種接入?yún)f(xié)議(rtc /rtmp / hls/ httpflv/ srt/ quic)。GRTN帶來的核心價(jià)值有：

降成本，GRTN是一個(gè)多業(yè)務(wù)融合的網(wǎng)絡(luò)，可以支持直播、RTC和視頻上云等多種場(chǎng)景，業(yè)務(wù)復(fù)用率高，另外GRTN內(nèi)部鏈路更短，節(jié)點(diǎn)內(nèi)的成本也更低。

提質(zhì)量，GRTN內(nèi)部組網(wǎng)支持采用動(dòng)態(tài)選路的方式來構(gòu)建的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部鏈路延時(shí)可以做到20ms左右，并且內(nèi)部鏈路采用了私有協(xié)議來進(jìn)行高效傳輸。另外客戶端的推流和分發(fā)都是基于WebRTC來構(gòu)建的，QoS擁塞控制是專門針對(duì)流媒體特性來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，并且還在基于線上數(shù)據(jù)建設(shè)進(jìn)行持續(xù)迭代和打磨。

易擴(kuò)展，GRTN支持了WebRTC協(xié)議，可以在單個(gè)連接通道上進(jìn)行全雙工的通信，從而可以很自由的進(jìn)行發(fā)布和訂閱媒體流，在業(yè)務(wù)的擴(kuò)展性上帶來了更大的想象空間。

GRTN關(guān)鍵技術(shù)-分布式異構(gòu)部署

在談到GRTN部署時(shí)，李松林指出，GRTN 的數(shù)據(jù)面可以在不同的資源上部署，實(shí)現(xiàn)一份代碼，多種資源部署， 滿足了低延遲全球覆蓋的需求。不僅擁有了CDN原有的節(jié)點(diǎn)覆蓋資源 ，而且還支持中心Region和 MEC 等資源，讓業(yè)務(wù)體驗(yàn)更優(yōu)。

GRTN 的關(guān)鍵技術(shù)-對(duì)等組網(wǎng)和動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃

針對(duì)豐富的資源實(shí)現(xiàn)高效利用是核心。傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃主要關(guān)注質(zhì)量 ，對(duì)節(jié)點(diǎn)的屬性和水位等情況考慮較少，同時(shí)由于流媒體的復(fù)用性，當(dāng)一個(gè)流已經(jīng)出現(xiàn)在某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，整個(gè)路徑選擇就面臨新的調(diào)整。目前的策略是通過探測(cè)選路尋找優(yōu)質(zhì)的節(jié)點(diǎn)和路徑集合。建立節(jié)點(diǎn)路徑狀態(tài)表。對(duì)每條路徑的不同維度進(jìn)行量化打分。綜合權(quán)重和策略得到一個(gè)新的最優(yōu)解。

GRTN采用了混合組網(wǎng)方式，即層級(jí)結(jié)構(gòu)和對(duì)等圖形方式相結(jié)合的組網(wǎng)的方式。選路中心會(huì)周期性收集內(nèi)部鏈路探測(cè)的結(jié)果，為了配合動(dòng)態(tài)組網(wǎng)，流媒體大腦模塊需要對(duì)流信息進(jìn)行管理，同時(shí)還需要支持路徑切換、容量規(guī)劃以及在成本和質(zhì)量之間做綜合的調(diào)度。

GRTN的關(guān)鍵技術(shù)-雙向?qū)崟r(shí)消息網(wǎng)

有了控制面的路徑規(guī)劃和策略控制，如何快速準(zhǔn)確的下發(fā)到數(shù)據(jù)面的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)機(jī)器也是挑戰(zhàn)。在RTC場(chǎng)景下有一個(gè)比較常用的功能是客戶端網(wǎng)絡(luò)的Mobility，比如用戶在開會(huì)的過程中回家或是離開家的時(shí)候手機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要在4G和wifi之間切換，另外考慮客戶端接入的CDN節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)異常的時(shí)候，這兩種情況都會(huì)造成客戶端在和GRTN通信過程中切換接入節(jié)點(diǎn)，GRTN構(gòu)建的雙向的實(shí)時(shí)信令網(wǎng)能夠做到切網(wǎng)消息的毫秒級(jí)傳遞，當(dāng)有一個(gè)發(fā)布端的媒體流發(fā)生網(wǎng)絡(luò)切換后，訂閱的客戶端對(duì)GRTN內(nèi)部發(fā)生的切換行為是完全無感知的。

GRTN的關(guān)鍵技術(shù)-流媒體孿生

李松林介紹：GRTN借鑒數(shù)字孿生的思想設(shè)計(jì)了一個(gè)流媒體孿生(Streamimg Media Digital Twin)系統(tǒng)，用于容量評(píng)估、算法訓(xùn)練、事件復(fù)盤和模擬壓測(cè)等。通過將系統(tǒng)分成現(xiàn)實(shí)和虛擬兩個(gè)環(huán)境?，F(xiàn)實(shí)環(huán)境復(fù)雜收集真實(shí)的場(chǎng)景和數(shù)據(jù)，虛擬環(huán)境負(fù)責(zé)做容量評(píng)估和算法訓(xùn)練。當(dāng)修改了新的策略之后可以通過現(xiàn)實(shí)的歷史數(shù)據(jù)輸入到虛擬環(huán)境中應(yīng)用新的算法。通過數(shù)據(jù)處理，生成數(shù)據(jù)報(bào)表對(duì)比之前這些數(shù)據(jù)在真實(shí)環(huán)境中的情況。這樣就可以指導(dǎo)新的算法調(diào)優(yōu)，也可以評(píng)估新算法是否有效。

GRTN的關(guān)鍵技術(shù)-可編程

媒體技術(shù)的上層業(yè)務(wù)場(chǎng)景非常豐富，比如電商直播、視頻會(huì)議、在線教育、企業(yè)直播、新零售等，因此有很多定制化開發(fā)的需求?？删幊袒脑焓荊RTN在提升系統(tǒng)穩(wěn)定性上的一次嘗試，目前GRTN的中心流媒體大腦，節(jié)點(diǎn)側(cè)的業(yè)務(wù)模塊，媒體數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、媒體信令處理模塊等都已經(jīng)進(jìn)行了可編程化改造，大部分情況下都可以避免二進(jìn)制的發(fā)布。

GRTN的關(guān)鍵技術(shù)-全鏈路可視化監(jiān)測(cè)

李松林認(rèn)為，可觀測(cè)性是評(píng)估一個(gè)系統(tǒng)是否可以對(duì)外服務(wù)的基礎(chǔ)。當(dāng)線上出現(xiàn)問題可以及時(shí)快速的定位和處理，避免影響擴(kuò)大。同時(shí)也可以通過觀測(cè)系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化系統(tǒng)。

基于GRTN打造超低延時(shí)直播RTS

為了更加方便客戶和行業(yè)擁抱GRTN，阿里云基于GRTN打造了超低延時(shí)直播服務(wù)RTS，其有四個(gè)技術(shù)特性：

秒級(jí)延時(shí)和卓越的抗弱網(wǎng)能力，在相同卡頓率下延時(shí)可以降低80%，相比于傳統(tǒng)的RTMP和FLV的5-10s延時(shí)，RTS的延時(shí)可以達(dá)到1s以內(nèi)，并且還在基于線上的大數(shù)據(jù)，在自我學(xué)習(xí)和持續(xù)迭代中。

成熟穩(wěn)定，RTS歷經(jīng)2年多時(shí)間的潛心研發(fā)，并經(jīng)歷了淘寶直播618大促的線上考驗(yàn)，目前已經(jīng)在淘寶直播上線。

開放標(biāo)準(zhǔn)，為了能夠方便自研播放器的客戶使用我們的RTS服務(wù)，阿里云的WebRTC接入的信令協(xié)議的完全開放的、透明的。

廣覆蓋和高并發(fā)，RTS服務(wù)是構(gòu)建在阿里云2800+邊緣節(jié)點(diǎn)之上，可以支持千萬級(jí)并發(fā)播放。

李松林還分享了具體案例：淘寶直播在2020年雙11首次大規(guī)模使用全球?qū)崟r(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)GRTN的技術(shù)，交互體驗(yàn)得到了極大的改善，成交轉(zhuǎn)化率得到提高，直播帶貨GMV提升了5%。

面向未來，越來越多的直播應(yīng)用到人們的生活中，阿里云將持續(xù)加碼直播領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新，打通直播的最后一公里，依托遍布全球2800+邊緣云節(jié)點(diǎn)，提供穩(wěn)定、可靠、安全的直播服務(wù)，面向用戶打造更接近真實(shí)場(chǎng)景的直播體驗(yàn)。