直播中那幾秒延時到底來自哪？

簡介： 7月16日，亞太內容分發大會上，阿里雲高級產品運營專家俞翔受邀出席，並分享了基於CDN網絡構建超低延時直播的場景實踐。如下爲演講原文。

7月16日，亞太內容分發大會上，阿里雲高級產品運營專家俞翔受邀出席，並分享了基於CDN網絡構建超低延時直播的場景實踐。如下爲演講原文。

近幾年，直播帶貨已經逐漸走進大衆視野。在今年上半年受疫情緣由影響，直播營銷市場被加速催熟，這倒逼着企業探索線上業務。傳統高度依賴線下場景的行業也紛紛經過直播進行自救。「直播+」成爲了趨勢，很多商家利用直播平臺與廣大消費者互動，創造了新的服務與經營模式。

在這個過程當中，不管是旅遊、餐飲或者傳統消費業，各行各業都會把直播做爲新的營銷手段觸達最後的消費者。然而，與原來的秀場直播不一樣，電商直播過程當中會面臨更多挑戰，如何把直播互動的環節作好，將觀衆和主播或者後臺的管理人員、運營人員串聯在一塊兒，相當重要。

延遲讓直播互動效果大打折扣

從最初的秀場直播開始到今天爲止，整個直播的鏈路基本上已經實現標準化。主播在線下不管使用PC仍是移動手機，都是在本地經過客戶端實現採集編碼，並經過推流的形式到直播中心，再通過轉碼等媒體處理，經過雲廠商CDN網絡，再通過RTMP實時的方案或者用FLV、HLS的方案，最終傳遞到觀衆側。

這個流程是單向的過程，直接從主播到觀衆。過程當中的互動好比評論，是在音視頻流之外的旁路實現的。

不少觀衆但願跟主播有進一步的互動，好比音視頻層面互動，延時就成了關鍵的制約因素。

咱們如今推流都是用到RTMP，拉流觀看有用到RTMP、HLS或FLV，這三種協議延時的效果都是不一樣的。效果最好的是RTMP協議，也每每會由於各類緣由會產生3-5秒鐘的延遲。這種體驗對於直播帶貨來講能夠是一種災難，當主播介紹一個商品或者介紹某一項專門特性的時候，觀衆想提出問題，等到他提出問題，主播看到的時候，往返10秒鐘了，這會嚴重打亂主播的思路與其餘觀衆的體驗感，甚至會下降成交率。

延時到底發生在哪裏？

在標準化的直播過程當中，咱們來分析整個鏈路的延時因素，從而尋找優化方案。

從最初的鏈路來看，採集、上行推流、CDN分發、下行拉流、解碼渲染，都存在必定的延時，並且比例不一樣。真正跟延時相關的從CDN分發開始日後到拉流到播放這段，這部份內容是真正影響到觀衆體驗的部分。根據咱們對整個環節的延時緣由的分析，RTMP是基於TCP的協議包，抗卡頓是產生延時的主要緣由。隨着5G時代到來，視頻分辨率上升到4K、8K的時候，高帶寬要求可能會形成更大的延時。假設當前720P視頻直播過程中延時3-5秒，4K、8K的話也許延時更大。

阿里雲CDN團隊對底層基礎設施能力，包括對當下主流新協議進行分析，但願可以經過新技術棧應用來實現變道超車的做用。

阿里雲對業界主流的WEBRTC、QUIC、SRT進行了多維度的技術預研及應用分析。

下圖是各個協議的說明：

阿里雲最終選擇結合WEBRTC技術進行了低延時直播的探索實踐，但願可以將用戶帶入到低延時的時代。

如何進入低延時直播時代？

以下圖所示，視頻直播的基礎設施是覆蓋全球的CDN基礎設施與CDN智能調度系統。左邊部分是技術現狀，右側是咱們但願達到的效果。從通信協議再到上面流媒體層面作一些改進，從TCP協議直接遷移到UDP，UDP在卡頓方面有很大的提高，進一步確保實時交互體驗。阿里雲CDN但願可以把如今RTMP、FLV、HLS協議轉化爲WEBRTC協議，從而更好地知足主播和觀衆互動的需求。

基於這樣的架構，阿里雲已經推出了一個產品——低延時直播RTS（Real-time Streaming），它是在視頻直播的基礎上，提供具有CDN高性價比，又能知足大規模併發的低延時直播。

做爲視頻雲基礎設施，阿里雲可以爲企業提供一套完整的端到端直播解決方案，下圖就是總體架構：

第一，改進推流端及拉流端SDK，知足雲端協議棧的升級優化。

第二，複用雲端基礎設施能力。將視頻直播過程當中所需的編解碼、錄製等功能延續複用。

第三， 與原有的普通直播結合。方案能夠支持用戶很輕鬆地把低延時直播和基礎直播、互動直播、視頻AI能力有機結合起來。

在此架構基礎上，阿里雲CDN針對直播互動場景，進行了一些優化：

第一，優化網絡架構。CDN是一種邊緣節點的形態，將阿里雲的CDN網絡從以前支持RTMP協議升級成爲WEBRTC，從傳統的流媒體協議變成了實時傳輸協議，實現CDN網絡部分的升級。

第二，提供一種推流兩種拉流組合方案。方案容許用戶開啓兩個模式：一是很方便把之前RTMP協議繼續兼容下去。二是直接開通WEBRTC低延時能力，對於用戶來說不須要作不少工做，集成一個SDK就能享受這個能力。優點是能夠直接兼容現有的推流方式，尤爲是專業設備。

第三，全鏈路低延時監控工具。可以對實時的網絡鏈路進行監控，並提供針對性優化方案，這對直播體驗的保障十分關鍵。從整個效果來看，播放延時基本緩衝在1秒鐘左右，有很大的改進。

第四，開放的協議信令。爲便於客戶自行開發拉流播放器，阿里雲CDN也開放了下行節點支持WEBRTC協議將直播流從阿里雲直播系統拉取，客戶端讓用戶自主可控，快速搭建自身業務形態。

阿里雲低延時直播產品的特性及應用案例

總結起來，阿里雲CDN基於現有網絡進行優化改良，對於整個低延時直播場景具備如下六個特性：

第一，低延時。具備毫秒級延時，抗弱網能力。通過測試驗證，相同卡頓率下延時下降80%；

第二，無縫遷移。延續直播RTMP推流，不改變原有架構，僅需端上更新SDK；

第三，簡單易用。功能豐富易接入，直播、點播、轉碼、截圖、錄製、安全審覈等多場景功能；

第四，大規模高併發。阿里雲CDN具備遍及全球的2800+邊緣節點優點，離主播和觀衆更近，能夠支持百萬級推流，千萬級併發拉流播放；

第五，成熟穩定。經受電商業務大規模線上檢驗的真正能落地的產品，電信級QoS；

第六，開放標準。開放WebRTC信令協議對接，客戶端用戶自研自可控。

俞翔認爲：雖然低延時直播可能會帶來少量成本增長，可是好鋼用在刀刃上。尤爲是在特定的場景中，低延時直播的價值會被有效放大，好比電商直播、教育直播、體育或者拍賣直播。

阿里雲低延時直播產品已經圍繞電商和教育兩個直播場景有了較好的落地。

第一是淘寶直播，基於超低延時直播產品，淘寶直播端到端的延遲下降85%，卡頓率下降20%，更好的互動體驗也讓支付UV和GMV獲得了相應的提高。第二個是在疫情期間的在線教育課堂，在線教育平臺上存在一個場景，當100個學生在線觀看，而只有3-4個學生提問互動，若是純用WEBRTC技術的話，首先資費比較高，其次技術架構比較複雜。在採用了阿里雲低延時直播產品以後，就能夠解決以上問題，實現少部分學生的流暢互動的同時，也把互動課堂在線上面向於成百上千的學生進行播放，對於整個在線教育機構成本節約，給教育課型轉型帶來了很大的幫助。

點擊瞭解阿里雲直播產品