圖為：芒果TV CDN研發總監劉維
 

芒果TV CDN研發主要負責芒果TV點播、直播CDN的建設。現在主流的直播平臺主要包括互動性平臺，對業務的要求是低延時和流暢性，在保障這兩個前提的基礎上再去強調清晰度。芒果TV主要有兩大需求方向：一個是對于電視臺類的傳統節目類的頻道直播，還有一個就是大型的活動性直播，包括綜藝、晚會等。
 

目前直播平臺面臨很多技術挑戰，首先是視頻編碼，264是為了覆蓋兼容性，265各個平臺基本也都在使用，265主要是為了解決清晰度和節約帶寬的問題，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的問題，因為像《歌手》類唱歌型比賽對音頻的要求比較高，封裝一般主流網站是FLV流和HLS，但是芒果TV多了一個MPEG-TS，因此負載比較大，從視頻編碼格式、音頻編碼格式再乘以封裝格式，所輸出的并發流的路數非常多，終端覆蓋，基本上移動端、網頁端，PC端，芒果TV多一個重點的就是電視端，電視端帶來的問題，就是它有很多的7×24頻道直播，頻道直播會對保障要求更過，頻道直播還要求時移和回看功能，在直播平臺，包括點播功能，從上面來看，整體的技術需求還是比較復雜的。
 

面對這些技術需求，芒果TV實行一些關鍵技術，來解決這些問題，一是高可用網站，還有無縫切流，最后一個是邊緣同步切片。高可用源站，整個信號的流程是從信源開始，信源包括衛星，主要用衛星接收，用網絡來做備份，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源站，分發源站用組播的方式有一個好處，就是可以平滑地、無縫地去擴容分發源站，但是這個好處也帶來一個問題，分發源站有很多的服務器，這些服務器如何同步地執行切換流的指令是目前需要面對的問題。針對這個問題引入了Redis元數據的概念，通過控制所有源站的控制指令，通過后臺對Redis元數據控制，實現所有源站在發現信源或者是編碼器組故障，或者有業務需求要切流的時候，一致性地推動所有的分發源站做切換動作。
 

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導致全網故障，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行切換，這就帶來了一個技術挑戰。一個是用戶的體驗(流暢性)，一個是競品網站的清晰度，產品和運營PK最后的結論就是讓技術解決。
 

編碼器1、編碼器2是相互備份的關系，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，如果產品要求拼播，會把第二檔的清晰度作為默認清晰度下發，當發現用戶卡頓比較高、流暢性比較差的情況下，把默認清晰度動態切換到碼流比較低的狀態，用戶體驗可以比較高，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勢。
 

這是技術細節，視頻編碼分三類幀，一類是I幀、關鍵幀，還有就是B幀，是通過I幀的相對運算集散出來的，壓縮比可以達到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，壓縮率會更高，因為極度壓縮，里面產生了很多片斷的狀態，有些B幀需要前后幀結算，所以在切流的時候，從第一路流切到第二路流，第一路流沒有到關鍵幀就切的話，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一些問題，切到第二路流的時候，只追求了一個時效性，非常快速地切過去，但是因為編碼器之間時效性、準確性對得不是很齊，會產生不能解析的問題，因為它是P幀，缺少前面的關鍵幀，所以導致P幀不能解析，甚至B幀也不能解析，所以這塊會產生一個花屏，時間非常短，用戶會發現突然花一下，后面等I幀到了以后會繼續流暢地往下播。目前芒果TV的改進方案就是解決這個問題。
 

最后是全網邊緣的同步切片，芒果TV目前封裝方式很多，編碼器到分發源之間是用RTMT組播，組播之后進行封裝，因為需要HLS格式，如果同時把這些路往下傳，以后可能還有更多路，剛才說264、265、AAC等等這么多路同時往下傳的話，會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，通過調度到邊緣B站，到邊緣B站再獲取同樣時間點片的時候，由于每個邊緣到源站的時延是不一樣的，包括跳過幾級路由也不一樣，可能經過其他中間層的傳輸，所以它到邊緣的時候時延是不一樣的，雖然系統時間一樣，但是流的時間是不一樣的，中間就產生了差，因為播放器都是有緩存的，播放器緩存如果網突然有問題了，拿不到緩存，去后臺做重試，去邊緣B站，去繼續拿流，但是因為兩邊產生的內容差，就發現拿流的時候，會出現重復情況，有的時候時延情況更嚴重，給用戶帶來的體驗比較差，要解決這個問題必須在內容上去做標記，來實現切片的時候是內容對齊的，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流做封裝的時候，讀到這些信息的時候就知道在什么位置做切片，這樣全網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。