6月9日，“新十年 無畏前行”2021亞太內(nèi)容分發(fā)大會暨CDN峰會在北京盛大開幕，亞太CDN產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合來自中國移動、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)秀實踐案例、未來趨勢洞悉等高質(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，面向新十年，無畏前行，擴張CDN產(chǎn)業(yè)覆蓋，推動CDN與RTC互動直播、PCDN邊緣計算、內(nèi)容出海、對象存儲、運營商5G等領(lǐng)域融合、創(chuàng)新與升級，賦予CDN全新價值！

在6月9日下午舉辦的【互動直播論壇】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傳輸網(wǎng)絡(luò)GRTN在互動直播中技術(shù)實踐》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場景大規(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)

隨著直播場景和內(nèi)容越來越豐富和專業(yè)，互動的需求也越來越多，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)門檻相對較高，不僅需要投入資源，還需要專業(yè)的研發(fā)能力，同時后續(xù)還要長期持續(xù)運維和管理。

阿里云GRTN的定位

為了能夠降低直播的端到端延時，阿里云從直播、短延時直播、RTC等應(yīng)用場景出發(fā)，構(gòu)建了GRTN（Global Realtime Transport Network）全球?qū)崟r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，構(gòu)建超低延時、全分布式下沉的通信級流媒體傳輸網(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)場景的音視頻流傳輸和交換。基于GRTN的短延時直播RTS可以支持標(biāo)準(zhǔn)H5 WebRTC推播，在千萬級并發(fā)情況下延時可以控制在1s以內(nèi)；RTC端到端延時可以控制在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)建通話場景、直播場景、連麥場景等等。

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，對外可以支持多種接入?yún)f(xié)議(rtc /rtmp / hls/ httpflv/ srt/ quic)。GRTN帶來的核心價值有：

降成本，GRTN是一個多業(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景，業(yè)務(wù)復(fù)用率高，另外GRTN內(nèi)部鏈路更短，節(jié)點內(nèi)的成本也更低。

提質(zhì)量，GRTN內(nèi)部組網(wǎng)支持采用動態(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流媒體特性來進(jìn)行設(shè)計的，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。

易擴展，GRTN支持了WebRTC協(xié)議，可以在單個連接通道上進(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，李松林指出，GRTN 的數(shù)據(jù)面可以在不同的資源上部署，實現(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)點覆蓋資源 ，而且還支持中心Region和 MEC 等資源，讓業(yè)務(wù)體驗更優(yōu)。

GRTN 的關(guān)鍵技術(shù)-對等組網(wǎng)和動態(tài)路徑規(guī)劃

針對豐富的資源實現(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 ，對節(jié)點的屬性和水位等情況考慮較少，同時由于流媒體的復(fù)用性，當(dāng)一個流已經(jīng)出現(xiàn)在某一個節(jié)點的時候，整個路徑選擇就面臨新的調(diào)整。目前的策略是通過探測選路尋找優(yōu)質(zhì)的節(jié)點和路徑集合。建立節(jié)點路徑狀態(tài)表。對每條路徑的不同維度進(jìn)行量化打分。綜合權(quán)重和策略得到一個新的最優(yōu)解。

GRTN采用了混合組網(wǎng)方式，即層級結(jié)構(gòu)和對等圖形方式相結(jié)合的組網(wǎng)的方式。選路中心會周期性收集內(nèi)部鏈路探測的結(jié)果，為了配合動態(tài)組網(wǎng)，流媒體大腦模塊需要對流信息進(jìn)行管理，同時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)面的每一個節(jié)點，每一個機器也是挑戰(zhàn)。在RTC場景下有一個比較常用的功能是客戶端網(wǎng)絡(luò)的Mobility，比如用戶在開會的過程中回家或是離開家的時候手機網(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)點出現(xiàn)異常的時候，這兩種情況都會造成客戶端在和GRTN通信過程中切換接入節(jié)點，GRTN構(gòu)建的雙向的實時信令網(wǎng)能夠做到切網(wǎng)消息的毫秒級傳遞，當(dāng)有一個發(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)計了一個流媒體孿生(Streamimg Media Digital Twin)系統(tǒng)，用于容量評估、算法訓(xùn)練、事件復(fù)盤和模擬壓測等。通過將系統(tǒng)分成現(xiàn)實和虛擬兩個環(huán)境。現(xiàn)實環(huán)境復(fù)雜收集真實的場景和數(shù)據(jù)，虛擬環(huán)境負(fù)責(zé)做容量評估和算法訓(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)報表對比之前這些數(shù)據(jù)在真實環(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)場景非常豐富，比如電商直播、視頻會議、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。可編程化改造是GRTN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

李松林認(rèn)為，可觀測性是評估一個系統(tǒng)是否可以對外服務(wù)的基礎(chǔ)。當(dāng)線上出現(xiàn)問題可以及時快速的定位和處理，避免影響擴大。同時也可以通過觀測系統(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打造了超低延時直播服務(wù)RTS，其有四個技術(shù)特性：

秒級延時和卓越的抗弱網(wǎng)能力，在相同卡頓率下延時可以降低80%，相比于傳統(tǒng)的RTMP和FLV的5-10s延時，RTS的延時可以達(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年多時間的潛心研發(fā)，并經(jīng)歷了淘寶直播618大促的線上考驗，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)點之上，可以支持千萬級并發(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傳輸網(wǎng)絡(luò)GRTN的技術(shù)，交互體驗得到了極大的改善，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，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場景的直播體驗。