近年來(lái),隨著固網(wǎng)寬帶以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,視頻直播行業(yè)迎來(lái)新的巨大商機(jī),各種視頻直播平臺(tái)如雨后春筍般的涌現(xiàn)。然而當(dāng)大量用戶同時(shí)在線訪問(wèn)時(shí),極致高清、無(wú)卡頓的視頻直播體驗(yàn)成為大家的一致訴求。

在決定直播觀看體驗(yàn)的諸多因素中,比如卡頓、首屏?xí)r間、延時(shí)、清晰度等等,卡頓是直播體驗(yàn)的最無(wú)法忍受的痛點(diǎn)。從“主播推流端”到“CDN”到“觀眾拉流端”,整個(gè)流媒體傳輸鏈路中,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)丟包都可能導(dǎo)致卡頓,尤其是主播推流端的推流流暢度更是決定了原流的質(zhì)量。

針對(duì)于此,傳統(tǒng)的做法是over TCP推拉流,但在弱網(wǎng)環(huán)境下直播的卡頓、首屏?xí)r間太長(zhǎng)等問(wèn)題成為各個(gè)直播平臺(tái)難以解決的痛點(diǎn),而這一切在金山視頻云推出QUIC+方案后變得迎刃而解。QUIC+方案可以幫助互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容服務(wù)商實(shí)現(xiàn)更快的連接建立、弱網(wǎng)環(huán)境抗丟包、切換網(wǎng)絡(luò)無(wú)需重新連接等等特性,可以幫助直播平臺(tái)輕松解決卡頓、首屏?xí)r間太長(zhǎng)等問(wèn)題。

五大特點(diǎn) QUIC優(yōu)勢(shì)盡顯

眾所周知,在互聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議中TCP和UDP“各有優(yōu)劣”,TCP可靠、穩(wěn)定,但是建連需要經(jīng)過(guò)3次握手,繁瑣、效率低且占用系統(tǒng)資源高;UDP效率高、快、輕量,占用系統(tǒng)資源少,但也是存在不可靠、無(wú)序等缺點(diǎn)。

QUIC是在UDP協(xié)議之上提供一種可靠的、可建立面向連接的服務(wù),它繼承了UDP的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)基于UDP之上加入了擁塞控制、多路復(fù)用、前向糾錯(cuò)等功能,彌補(bǔ)了UDP的缺點(diǎn),使得QUIC既提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率,也變得更加可靠。2016年11月,在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)召開(kāi)的第一次QUIC工作組會(huì)議上,QUIC一被提出便受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

相較TCP+TLS+HTTP2的策略,QUIC優(yōu)勢(shì)在于:一是極短的建連時(shí)間,QUIC的建連時(shí)間中大部分為0 RTT,極少部分是1 RTT;二是采用了BBR擁塞控制算法,由于效果很好,后來(lái)還被移植到TCP內(nèi)核中了;三是改善了HTTP/2中的隊(duì)首阻塞問(wèn)題,從而避免隊(duì)首阻塞的多路復(fù)用;四是前向糾錯(cuò)(FEC,Forward Error Correction),在弱網(wǎng)環(huán)境下出現(xiàn)丟包時(shí),可以通過(guò)未丟失的報(bào)文和FEC報(bào)文將丟包恢復(fù)出來(lái),減少了不必要的重傳,解決了在弱網(wǎng)環(huán)境下數(shù)據(jù)接收端的體驗(yàn)的問(wèn)題;五是連接轉(zhuǎn)移,QUIC通過(guò)數(shù)據(jù)包中一個(gè)64位的數(shù)值ConnectionID來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)連接,從而避免出現(xiàn)切換網(wǎng)絡(luò)需要重連的問(wèn)題。

圖:QUIC解決了HTTP/2隊(duì)首阻塞問(wèn)題

QUIC除了在推流端大有用武之地外,在拉流端也顯得異常重要。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,大量用戶是使用手機(jī)觀看直播視頻的,在不同地區(qū)、不同位置由于移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量不同,在弱網(wǎng)環(huán)境中使用傳統(tǒng)的TCP拉流體驗(yàn)很差,拉流端支持 QUIC成為重要的解決方法。

尤其在當(dāng)前移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)向5G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的過(guò)程中,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足或者用戶大范圍聚集時(shí)視頻卡頓的現(xiàn)象就會(huì)頻繁出現(xiàn),嚴(yán)重影響用戶觀看體驗(yàn)。這就對(duì)視頻平臺(tái)的穩(wěn)定性、健壯性提出了更高的要求,推拉流雙向發(fā)力成為眾平臺(tái)發(fā)力的方向,QUIC為此點(diǎn)燃了新的希望。然而,目前業(yè)界中能夠在推流端支持QUIC協(xié)議的平臺(tái)本就少之又少,在拉流端支持QUIC的更是鳳毛麟角。

金山云直播率先實(shí)現(xiàn)推拉流over QUIC倍受行業(yè)認(rèn)可

目前,金山云直播是行業(yè)內(nèi)率先全面實(shí)現(xiàn)over QUIC推流和拉流的CDN廠商,并于2019年10月正式上線。金山云直播over QUIC推拉流后,通過(guò)內(nèi)測(cè)期間長(zhǎng)期的線上驗(yàn)證,得到了頭部客戶的高度認(rèn)可。

在弱網(wǎng)的環(huán)境中,視頻平臺(tái)的服務(wù)質(zhì)量如何,在某種程度上也成為衡量一個(gè)企業(yè)背后技術(shù)實(shí)力強(qiáng)弱的重要因素。目前，金山云直播QUIC方案在推流和拉流上都實(shí)現(xiàn)了BBR算法,并且經(jīng)過(guò)對(duì)BBR算法的適配和優(yōu)化,能保證在弱網(wǎng)環(huán)境下丟包30%時(shí)仍然能流暢推流和拉流。

金山云視頻云QUIC+方案實(shí)測(cè)效果

在相同的測(cè)試環(huán)境中,同一個(gè)媒資,推流分辨率640x480、碼率800 Kb/s、編碼格式H.264都相同情形下,使用ATC工具模擬弱網(wǎng)環(huán)境,分別采用RTMP over TCP和RTMP over QUIC推拉流,用srs播放器持續(xù)播放5 mins,記錄流暢度和卡頓次數(shù),金山云直播over QUIC推拉流后優(yōu)勢(shì)明顯。

1、在延時(shí) 200ms,丟包率10%的弱網(wǎng)環(huán)境下,RTMP over TCP推流非常卡,播放器拉流35秒后被斷開(kāi)連接;而RTMP over QUIC推流和播放都很流暢,在持續(xù)5分鐘的播放過(guò)程中0次卡頓,流暢度100%,效果非常好。

1)RTMP over TCP測(cè)試截圖:

2)RTMP over QUIC測(cè)試截圖:

2、當(dāng)丟包率上升至20%,RTMP over TCP推流非常卡無(wú)法正常推流,播放器拉流馬上就被斷開(kāi);而RTMP over QUIC推流和播放都很流暢,在持續(xù)5分鐘的播放過(guò)程中0次卡頓,流暢度100%,效果非常好。

RTMP over QUIC測(cè)試截圖:

3、在延時(shí) 500ms,丟包率 30%的弱網(wǎng)環(huán)境下,RTMP over TCP直接無(wú)法推流,而RTMP over QUIC推流和播放仍然還是流暢的,在持續(xù)5分鐘的播放過(guò)程中只出現(xiàn)7次卡頓,流暢度96.51%,大多數(shù)觀眾仍能接受。

RTMP over QUIC測(cè)試截圖:

通過(guò)QUIC與TCP性能測(cè)試對(duì)比,金山云直播QUIC解決方案實(shí)現(xiàn)了視頻性能的大幅提升。

目前市場(chǎng)上,部分廠商的直播產(chǎn)品仍不支持QUIC,少數(shù)廠商雖支持over QUIC推流,但無(wú)法支持端到端流暢體驗(yàn)。雖然部分廠商通過(guò)部署推流SDK,但造成SDK對(duì)接繁瑣,頭部客戶甚至因有所顧慮而選擇自研的SDK。

同時(shí)從各企業(yè)公布測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看,在弱網(wǎng)環(huán)境下,直播QUIC方案因沒(méi)有集成BBR擁塞控制算法的廠商,抗丟包的能力遠(yuǎn)不及采用BBR算法的金山視頻云直播QUIC+解決方案。當(dāng)丟包率上升至20%時(shí),流暢度只有30-40%,RTMP over TCP推流非?？o(wú)法正常推流。而金山視頻云直播QUIC+解決方案在丟包率達(dá)到30%時(shí)流暢度還有96.51%,成為業(yè)內(nèi)率先真正完美支持直播推拉流over QUIC的云廠商。

作為行業(yè)內(nèi)的旗艦產(chǎn)品,目前金山云云直播產(chǎn)品現(xiàn)已率先支持rtmp over quic推流,rtmp over quic / http-flv over quic / hls over quic拉流功能。

追求無(wú)止境,除了在直播場(chǎng)景下率先實(shí)現(xiàn)推拉流over QUIC,金山云CDN還支持直播多流擇優(yōu)方案,通過(guò)穩(wěn)定的性能、透明的數(shù)據(jù)服務(wù)體制,金山云成功保障“國(guó)慶70周年慶典”“建軍90周年閱兵”“十九大”“全國(guó)兩會(huì)”“香港回歸20周年”“G20峰會(huì)”“金磚國(guó)家峰會(huì)”“央視春晚”“世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)”“世界杯”“亞運(yùn)會(huì)”等大型活動(dòng)和體育賽事直播。作為云計(jì)算行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,金山云將致力于為用戶打造高品質(zhì)的直播體驗(yàn)而保駕護(hù)航。選用視頻云,就選金山云!選用CDN,就選金山云!