圖為：芒果TV CDN研發(fā)總監(jiān)劉維
 

芒果TV CDN研發(fā)主要負(fù)責(zé)芒果TV點(diǎn)播、直播CDN的建設(shè)。現(xiàn)在主流的直播平臺主要包括互動(dòng)性平臺，對業(yè)務(wù)的要求是低延時(shí)和流暢性，在保障這兩個(gè)前提的基礎(chǔ)上再去強(qiáng)調(diào)清晰度。芒果TV主要有兩大需求方向：一個(gè)是對于電視臺類的傳統(tǒng)節(jié)目類的頻道直播，還有一個(gè)就是大型的活動(dòng)性直播，包括綜藝、晚會(huì)等。
 

目前直播平臺面臨很多技術(shù)挑戰(zhàn)，首先是視頻編碼，264是為了覆蓋兼容性，265各個(gè)平臺基本也都在使用，265主要是為了解決清晰度和節(jié)約帶寬的問題，在音頻上AAC是比較主流的，芒果TV也使用了EAC3，是為了解決多聲道和高品質(zhì)的問題，因?yàn)橄瘛陡枋帧奉惓栊捅荣悓σ纛l的要求比較高，封裝一般主流網(wǎng)站是FLV流和HLS，但是芒果TV多了一個(gè)MPEG-TS，因此負(fù)載比較大，從視頻編碼格式、音頻編碼格式再乘以封裝格式，所輸出的并發(fā)流的路數(shù)非常多，終端覆蓋，基本上移動(dòng)端、網(wǎng)頁端，PC端，芒果TV多一個(gè)重點(diǎn)的就是電視端，電視端帶來的問題，就是它有很多的7×24頻道直播，頻道直播會(huì)對保障要求更過，頻道直播還要求時(shí)移和回看功能，在直播平臺，包括點(diǎn)播功能，從上面來看，整體的技術(shù)需求還是比較復(fù)雜的。
 

面對這些技術(shù)需求，芒果TV實(shí)行一些關(guān)鍵技術(shù)，來解決這些問題，一是高可用網(wǎng)站，還有無縫切流，最后一個(gè)是邊緣同步切片。高可用源站，整個(gè)信號的流程是從信源開始，信源包括衛(wèi)星，主要用衛(wèi)星接收，用網(wǎng)絡(luò)來做備份，不同的信源下面接的是不同的編碼器組，通過組播的方式把信源編碼以后傳遞給下面的分發(fā)源站，分發(fā)源站用組播的方式有一個(gè)好處，就是可以平滑地、無縫地去擴(kuò)容分發(fā)源站，但是這個(gè)好處也帶來一個(gè)問題，分發(fā)源站有很多的服務(wù)器，這些服務(wù)器如何同步地執(zhí)行切換流的指令是目前需要面對的問題。針對這個(gè)問題引入了Redis元數(shù)據(jù)的概念，通過控制所有源站的控制指令，通過后臺對Redis元數(shù)據(jù)控制，實(shí)現(xiàn)所有源站在發(fā)現(xiàn)信源或者是編碼器組故障，或者有業(yè)務(wù)需求要切流的時(shí)候，一致性地推動(dòng)所有的分發(fā)源站做切換動(dòng)作。
 

接下來是無縫切流，做過CDN的人都有所了解，如果源站出了問題可能會(huì)導(dǎo)致全網(wǎng)故障，所以保障源站的可用性是比較大的問題。源站從信源到編碼器，一直到分發(fā)源站都是多備份的，在多備份的情況下如何平滑地在多備份之間進(jìn)行切換，這就帶來了一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)。一個(gè)是用戶的體驗(yàn)(流暢性)，一個(gè)是競品網(wǎng)站的清晰度，產(chǎn)品和運(yùn)營PK最后的結(jié)論就是讓技術(shù)解決。
 

編碼器1、編碼器2是相互備份的關(guān)系，提供同樣的清晰度，編碼器1提供三檔清晰度，編碼器2也提供同樣三檔清晰度，源站集群向一級、二級邊緣下發(fā)，如果產(chǎn)品要求拼播，會(huì)把第二檔的清晰度作為默認(rèn)清晰度下發(fā)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)用戶卡頓比較高、流暢性比較差的情況下，把默認(rèn)清晰度動(dòng)態(tài)切換到碼流比較低的狀態(tài)，用戶體驗(yàn)可以比較高，編碼器第一組掛了，可以快速地切換到編碼器第二組，用了清晰度3，如果流暢性比較好，嘗試讓用戶切換到更清晰的程度，在同平臺的競爭中我們也有一定的優(yōu)勢。
 

這是技術(shù)細(xì)節(jié)，視頻編碼分三類幀，一類是I幀、關(guān)鍵幀，還有就是B幀，是通過I幀的相對運(yùn)算集散出來的，壓縮比可以達(dá)到50%左右，壓縮效率更高。還有B幀，B幀要通過P幀或者I幀做演算，壓縮率會(huì)更高，因?yàn)闃O度壓縮，里面產(chǎn)生了很多片斷的狀態(tài)，有些B幀需要前后幀結(jié)算，所以在切流的時(shí)候，從第一路流切到第二路流，第一路流沒有到關(guān)鍵幀就切的話，前面的幀是解析不了的，所以必須在第一路流的I幀播放完以后馬上切到第二路流，第一套方案上線后出現(xiàn)一些問題，切到第二路流的時(shí)候，只追求了一個(gè)時(shí)效性，非常快速地切過去，但是因?yàn)榫幋a器之間時(shí)效性、準(zhǔn)確性對得不是很齊，會(huì)產(chǎn)生不能解析的問題，因?yàn)樗荘幀，缺少前面的關(guān)鍵幀，所以導(dǎo)致P幀不能解析，甚至B幀也不能解析，所以這塊會(huì)產(chǎn)生一個(gè)花屏，時(shí)間非常短，用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)突然花一下，后面等I幀到了以后會(huì)繼續(xù)流暢地往下播。目前芒果TV的改進(jìn)方案就是解決這個(gè)問題。
 

最后是全網(wǎng)邊緣的同步切片，芒果TV目前封裝方式很多，編碼器到分發(fā)源之間是用RTMT組播，組播之后進(jìn)行封裝，因?yàn)樾枰狧LS格式，如果同時(shí)把這些路往下傳，以后可能還有更多路，剛才說264、265、AAC等等這么多路同時(shí)往下傳的話，會(huì)員帶寬和成本是扛不住的。因此采用一路流直接傳到邊緣，在邊緣做轉(zhuǎn)封裝，這樣的好處是成本可以大幅下降，而且壓力比較輕。
 

但是碰到邊緣A站看直播流的時(shí)候，突然邊緣A站宕掉或者有什么意外的情況需要重試，通過調(diào)度到邊緣B站，到邊緣B站再獲取同樣時(shí)間點(diǎn)片的時(shí)候，由于每個(gè)邊緣到源站的時(shí)延是不一樣的，包括跳過幾級路由也不一樣，可能經(jīng)過其他中間層的傳輸，所以它到邊緣的時(shí)候時(shí)延是不一樣的，雖然系統(tǒng)時(shí)間一樣，但是流的時(shí)間是不一樣的，中間就產(chǎn)生了差，因?yàn)椴シ牌鞫际怯芯彺娴模シ牌骶彺嫒绻W(wǎng)突然有問題了，拿不到緩存，去后臺做重試，去邊緣B站，去繼續(xù)拿流，但是因?yàn)閮蛇叜a(chǎn)生的內(nèi)容差，就發(fā)現(xiàn)拿流的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)重復(fù)情況，有的時(shí)候時(shí)延情況更嚴(yán)重，給用戶帶來的體驗(yàn)比較差，要解決這個(gè)問題必須在內(nèi)容上去做標(biāo)記，來實(shí)現(xiàn)切片的時(shí)候是內(nèi)容對齊的，所以就考慮了在剛才說的I幀、P幀、B幀中間插一些注示幀、SEI幀，自定義一些信息，把拿到FLV流做封裝的時(shí)候，讀到這些信息的時(shí)候就知道在什么位置做切片，這樣全網(wǎng)所有的切片都是一致的，從A邊緣跳到B邊緣、C邊緣中間都是非常流暢的。