阿里雲邊緣節點ENS助力淘寶構建音視頻通訊網絡

摘要： 淘寶的音視頻通信基礎團隊與阿里雲邊緣計算技術團隊合做，經過邊緣節點收流、合流、構建低延時音視頻通訊鏈路，完美地解決因爲地域分佈普遍、網絡質量不穩定帶來的體驗問題和延時問題。

前言

淘寶在2016年推出直播平臺，和娛樂直播性質不一樣，電商直播的主角多爲網紅店鋪及網紅達人，以直播帶動產品售賣。在淘寶的雙11流量加持之下，淘寶直播平臺關注度持續攀升，一般的網紅店主一場直播帶來的收益不亞於一場大型促銷。

直播的觀看體驗和互動效果，會直接影響到店主的收益，這也是淘寶直播技術小二很是關心的技術指標。在上線之初，淘寶直播採用中心式架構，業務集中部署位於一線城市的雲中心。隨着業務發展，在線主播量大、地區分佈普遍、網絡質量良莠不齊、鏈路複雜等狀況帶來的問題不斷涌現。首次推流不成功、推流中斷、推流質量不穩定、連麥卡頓與高延時、觀看端播放卡頓，是技術小二們亟待解決的問題。

本次雙11，淘寶直播基於淘寶技術部基礎平臺音視頻通信基礎團隊提供的ARTC解決方案，採用阿里雲邊緣節點服務（ENS），用中心-邊緣-終端的新架構，升級替代了傳統中心-終端架構，解決上述問題。淘寶的音視頻通信基礎團隊與阿里雲邊緣計算技術團隊合做，經過邊緣節點收流、合流、構建低延時音視頻通訊鏈路，完美地解決因爲地域分佈普遍、網絡質量不穩定帶來的體驗問題和延時問題。

技術架構及優化

升級後的淘寶直播技術架構以下圖所示，其中紅色框內的模塊部署在邊緣節點服務ENS之上。

淘寶直播基於ENS重點優化兩個問題：

1. 網絡鏈路

基於ENS提供的全國各地區、運營商以及海外的邊緣覆蓋能力，在距離主播或粉絲最近的網絡邊緣，智能接入時延和質量等指標最優的節點。節點中部署的音視頻流轉發模塊，快速並穩定地接收主播的推流或者粉絲連麥的數據流，同時基於對覆蓋節點間實時網絡質量的評估，尋找最優網絡鏈路，轉發到直播中心進行處理。

這樣的網絡鏈路方案可以有效避免不可預知的網絡抖動及網絡擁塞，而且具有足夠的動態能力，大大提高主播推流的穩定性，下降網絡延時，尤爲對主播和粉絲連麥的體驗有很是好的保障。目前淘寶直播已經在全端、全場景覆蓋了基於邊緣計算ENS服務的新架構，包括海外的部署和覆蓋能力，爲全球淘寶用戶提供更高質量的直播服務。

2. 業務邏輯邊緣下沉

淘寶直播還將部分適合在邊緣處理的業務邏輯進行了改造和下沉，來得到更好的性價比。

好比將不一樣主播或粉絲的流推到某個邊緣核心節點後，由該節點內的合成推流模塊進行多流的合併、打包轉發等處理，造成音視頻流的多級聚合架構，有效提高了資源利用率，減輕了單點壓力，在帶寬等成本節省方面也有很好的效果。

把部分中心模塊下沉到邊緣，是技術架構上的重要演進，是中心架構到分佈式架構的變化，可以得到分佈式系統的諸多優點，好比提高系統對業務容量的支撐，具有更靈活的彈性能力，增強系統的可用性及可擴展性等。固然分佈式架構方案的複雜度也會提高，這對業務團隊的開發和運維能力都提出了很高的要求，ENS在DevOps層面也具有了很是豐富的PaaS形態服務能力及配套運維體系，能方便地支撐業務方快速構建邊緣業務架構。

業務指標優化

1. 直播卡頓率下降40-60%，端到端的音頻時延50ms之內

採用邊緣節點可明顯下降業務方端到接入點的時延，平都可優化50ms，帶來的優點是對於網絡丟包能夠作快速補償。線上數據代表，採用邊緣節點後直播卡頓率國內下降40%，海外下降60%。
音視頻通話和視頻會議是去中心化應用，經過邊緣節點可實現調度的局部收斂。例如天貓精靈的音視頻通話的使用者都是親朋好友，他們大多在同一個城市，這時全部的數據分發都收斂在一個城市內部節點。相比中心化的調度方式，這種調度可將端到端的音頻時延最低壓制50ms之內。

2. 彈性擴容，1分鐘完成資源建立

依託ENS在全國各地區和運營商的完整覆蓋，以及節點豐富的計算和帶寬資源能力，可以支撐大型賽事或活動的直播的資源彈性需求。ENS具有應用和鏡像下發能力，資源建立能夠在1分鐘左右完成，極大提高資源擴縮容的效率。

3. 零運維，下降管理成本

ENS將一些自建設施的問題封裝到底層，業務方不可見也不需關心，使業務啓動或擴容的資金大大減小，也省去很大的管理成本。

邊緣節點服務場景延伸

除淘寶直播外，阿里雲ENS還支持了衆多的互動直播、在線教育、SD-WAN等行業客戶，這些客戶有着全網覆蓋類場景的共性特色：用戶量大、分佈普遍、數據量大、體驗要求高。他們或是從發展初期就採用邊緣·中心架構，或是隨業務發展要變動爲邊緣·中心架構。以某在線教育巨頭爲例，從2013年開始採用邊緣·中心架構，到2018年在全球範圍內運行業務的邊緣節點已經數以百計。

邊緣計算與物流管理、倉儲監控、無人售賣管理、電商直播、智能推薦等衆多新零售相關場景的深度融合應用，可以助力客戶得到技術、體驗、成本優點，贏得競爭。

隨着雙11用戶場景的不斷升級，需求和業務邏輯愈來愈複雜，而購物體驗的要求卻愈來愈高，對產品技術提出更極致的要求。邊緣計算技術做爲中心雲的能力拓展，將與中心協同支撐更復雜的業務架構。可預見在將來十年，在新零售的大背景下，企業以互聯網、物聯網、人工智能、邊緣計算等衆多先進技術手段，將對商品的生產、流通與銷售過程進行全面升級、融合與重塑。

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