2018 年俄羅斯世界杯如期而至，世界杯首戰(zhàn)俄羅斯 5:0 大勝沙特阿拉伯。

與酣暢淋漓的比賽相反，不少觀眾反應(yīng)世界杯揭幕戰(zhàn)的網(wǎng)絡(luò)直播出現(xiàn)了嚴(yán)重卡頓，畫質(zhì)模糊不清等問題。

究竟是什么原因?qū)е铝酥辈タD與畫質(zhì)模糊呢？

體育賽事直播流程

本屆世界杯獲得網(wǎng)絡(luò)直播版權(quán)的有優(yōu)酷、咪咕以及央視網(wǎng)。因?yàn)楸緦檬澜绫膰?guó)內(nèi)直播版權(quán)是央視獨(dú)家所有，所以不管我們?cè)谀膫€(gè)平臺(tái)看世界杯比賽，視頻左上角都會(huì)有“CCTV”這個(gè)標(biāo)志。

當(dāng)央視從世界杯現(xiàn)場(chǎng)收到轉(zhuǎn)播信號(hào)后，會(huì)分發(fā)給優(yōu)酷、咪咕以及央視網(wǎng)。

△ 一般體育直播流程

優(yōu)酷、咪咕等收到視頻后會(huì)在云端對(duì)視頻進(jìn)行轉(zhuǎn)碼、壓縮、打水印等操作。上述這些步驟都屬于視頻轉(zhuǎn)碼的常規(guī)步驟，屬于每天都在跑的流程，基本上是不會(huì)出什么大問題。

把常規(guī)的體育直播流程套入世界杯，整合世界杯比賽的直播流程：

從數(shù)據(jù)分發(fā)的角度來看，各個(gè)環(huán)節(jié)都正常的話，前面三個(gè)環(huán)節(jié)都不大會(huì)出現(xiàn)問題，因?yàn)檫@幾個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)流量并沒有非常大；但在 CDN 分發(fā)到終端觀眾的這一環(huán)節(jié)，高并發(fā)加上高碼率的視頻，很容易出現(xiàn)高負(fù)載的情況。

CDN 節(jié)點(diǎn)數(shù)、帶寬受限

CDN 具有提升網(wǎng)站訪問速度、降低視頻延遲、減少視頻卡頓等諸多功能。但是當(dāng)天問題也極有可能是出在了 CDN 上。

據(jù)媒體報(bào)道，6 月 14 日，中國(guó)大陸通過在線直播觀看世界杯開幕式、揭幕戰(zhàn)的觀眾，僅優(yōu)酷就高達(dá) 1280 萬人，央視旗下電視、新媒體、央視影音App等所有渠道的觀眾更是高達(dá) 1.28 億人。數(shù)量巨大的觀看人數(shù)對(duì) CDN 節(jié)點(diǎn)并發(fā)能力要求極高，CDN 節(jié)點(diǎn)的數(shù)量與帶寬直接關(guān)系到直播是否會(huì)卡頓。因此直播平臺(tái)一般會(huì)選用多家 CDN 廠商，以應(yīng)對(duì)巨大的觀看人數(shù)。

不過從揭幕戰(zhàn)的直播質(zhì)量看，顯然再多的 CDN 節(jié)點(diǎn)也抵不住全國(guó)過億觀眾的熱情。

利用閑置資源，解決世界杯直播卡頓

類似于世界杯這類大型直播，并發(fā)量巨大、容易卡頓、延遲高是比較容易出現(xiàn)的問題。 CDN 網(wǎng)絡(luò)受限于節(jié)點(diǎn)數(shù)量、帶寬流量，難以為數(shù)億次的請(qǐng)求提供服務(wù)。路由器、光貓、電視盒子、智能電視已經(jīng)頗為普遍，百兆的家用帶寬也已步入尋常百姓家。日常使用中有大量閑置帶寬資源，利用這些資源進(jìn)行內(nèi)容分發(fā)已經(jīng)成為可能。又拍云 PrismCDN 網(wǎng)絡(luò)在 300 多個(gè) CDN 節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，部署了超過 150 萬個(gè)的霧節(jié)點(diǎn)，結(jié)合了 CDN+P2P 的優(yōu)勢(shì)。霧節(jié)點(diǎn)比 CDN 節(jié)點(diǎn)更靠近終端用戶，在傳輸速度方面有著天然的優(yōu)勢(shì)。

新型 P2P+CDN，端到端秒級(jí)延遲

P2P 技術(shù)早就應(yīng)用于直播當(dāng)中，但是傳統(tǒng) P2P 直播是樹狀、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將直播流數(shù)據(jù)推送到 CDN 服務(wù)器上，然后數(shù)據(jù)一層層地往下推：數(shù)據(jù)先往第一層節(jié)點(diǎn)發(fā)，第一層節(jié)點(diǎn)收到了之后再發(fā)給第二層節(jié)點(diǎn)，第二層節(jié)點(diǎn)再發(fā)給第三層節(jié)點(diǎn)，以此類推，逐層往下發(fā)。

△ 樹狀 P2P 直播示意圖

當(dāng)播放人數(shù)變多，P2P 直播的節(jié)點(diǎn)層級(jí)也會(huì)隨之變大，最多時(shí)會(huì)有十幾層。這導(dǎo)致直播出現(xiàn)少則 30 秒多達(dá)到幾分鐘的延遲。

這種延時(shí)水平，已經(jīng)無法滿足目前的體育直播、互動(dòng)直播等場(chǎng)景低延時(shí)的要求。

穩(wěn)定快速的 PrismCDN

又拍云 PrismCDN 采用新型的直播架構(gòu)，所有數(shù)據(jù)從 CDN 節(jié)點(diǎn)出發(fā)，只經(jīng)過霧節(jié)點(diǎn)便推送到播放終端。具體來說：CDN 服務(wù)器將數(shù)據(jù)推送到機(jī)頂盒、路由器、App、WebRTC 等在內(nèi)的霧節(jié)點(diǎn)。PrismCDN 網(wǎng)絡(luò)的 CDN 服務(wù)器會(huì)推送數(shù)據(jù)流到霧節(jié)點(diǎn)上面，再由霧節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)到各個(gè)播放端。

△ 又拍云 PrismCDN 架構(gòu)示意圖

PrismCDN 的扁平化傳輸模型，可以將端到端的延時(shí)控制在 1~3 秒，CDN 服務(wù)器把一個(gè)數(shù)據(jù)流推到很多霧節(jié)點(diǎn)，霧節(jié)點(diǎn)幾乎同時(shí)把數(shù)據(jù)推到了播放終端。整個(gè)過程中，數(shù)據(jù)路徑非常短，只是通過霧節(jié)點(diǎn)同時(shí)中轉(zhuǎn)一下，不存在多層轉(zhuǎn)發(fā)的問題，因此延遲控制得非常好。

PrismCDN 擁有 150 萬規(guī)模的霧節(jié)點(diǎn)，在實(shí)際使用中，PrismCDN 的霧節(jié)點(diǎn)分享率通常可以超過 90% 以上。高節(jié)點(diǎn)分享率保證了數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定高效，我們可以假設(shè) CDN 推送 2M 的直播流，到了霧節(jié)點(diǎn)這邊就是 100K 的數(shù)據(jù)，霧節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到 10 個(gè)播放端，這 10 個(gè)播放端就得到了 1M 的數(shù)據(jù)。這 1M 數(shù)據(jù)對(duì)于播放端來講都是有效數(shù)據(jù)，即 CDN 的 100K 寬帶，通過一個(gè)霧節(jié)點(diǎn)使播放端得到了 1M 的帶寬，這起到了放大 CDN 帶寬的作用，相當(dāng)于把 CDN 帶寬放大了 10 倍。

又拍云對(duì)霧節(jié)點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量統(tǒng)計(jì)，智能選擇高質(zhì)量的霧節(jié)點(diǎn)，啟用冗余 P2P 連接。同時(shí)根據(jù)節(jié)點(diǎn)質(zhì)量調(diào)整冗余度，減少 CDN 回源量，進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

又拍云 PrismCDN 的低延時(shí)與高穩(wěn)定，讓它可以完全勝任絕大部分高并發(fā)、高碼率的直播，真正做到流暢不卡頓。