在國內錯綜複雜的網路情況下，如何構建一個高併發、穩定、低延時的直播系統？在12月21日，網心科技直播技術負責人李浩做客CSDN網路公開課，為數百名技術人員現場解答關於直播系統搭建方面的一系列問題。

李浩總結，要搭建一個能夠為使用者穩定提供優秀觀看體驗的直播系統，一定要注意三大關鍵指標，即卡頓、延時和首屏開啟速度。而針對目前如火如荼的直播市場，李浩認為，無論內容和運營手段如何花樣翻新，如果沒有核心技術作為保障，不能保證這三大指標的合格，直播平臺依然很難取得市場競爭的勝利。

以下為李浩的課程內容整理：

一.不同直播業態對應不同的技術要求

直播平臺細分為各種不同的業態。目前主流的幾種業態，分別是秀場類、遊戲類、生活類這三種直播。此外事件類、互動類、教育類、監控類直播這幾種業態也較為常見。

儘管這些業態裡基本上都有10億級獨角獸公司產生，但每一種業態對系統的核心要求卻是完全不一樣的：

• 秀場和生活類直播：主播和觀眾網路環境相對更復雜，因此核心體驗是流暢度，可以犧牲位元速率來提高流暢度，自適應位元速率、幀率等都是常見的優化手段；
• 遊戲類直播：為了保證體驗效果，要求的是高清晰度和高流暢度，端到端延時可以做出一些讓步來換取壓縮率更高的編碼引數，容納更高幀率和清晰度的內容；
• 事件類直播：核心要求是穩定性，包括高可靠上行；
• 互動類直播：核心要求則是端到端的延時，為此網路波動時丟棄視訊幀等是可以接受的。

因此需要注意不同的業務形態，後端所用的技術是完全不一樣的。如互動類的直播的超低延時方案，4K和VR這種對使用者頻寬滿載利用率的直播場景，通用CDN技術可能無法做到覆蓋。

儘管如此，李浩還是認為現在搭建一個直播系統要遠比之前來的容易，因為大量工作已經被CDN和終端服務商幫忙解決了，需要自己動手的地方少了很多。

二.直播系統的核心業務需求

那麼搭建直播系統時，需要重點關注的核心功能都有哪些？李浩對此一一進行了解析。

A.採集和播放
目前視訊的採集已經相對容易許多，因為手機功能相對完整，不像PC時代需要面對不同的攝像頭驅動，所以需要核心處理的技術點是網路適配。技術人員需要根據自身的網路條件去調整編碼引數，以及多協議的拉流、軟硬體的解碼、多解析度追幀等基礎需求。如果在此基礎之上，還能解決好對快取的管理、資料同步等高階需求的話，那直播的整體播放體驗就比較流暢了。

B.分發和媒體處理

C.功能系統
需要直播平臺自身核心打造的，是功能系統。除去賬戶系統，還有如人氣、道具、打賞、支付、抽獎等功能系統都是必備的。特別是彈幕功能，是對直播平臺最核心的技術挑戰。主要是彈幕的傳送量會很大，直播線上人數動輒幾十萬，彈幕的傳送頻率又很高，1、2秒就會發一條訊息，巨大的廣播量對系統壓力很大。所以一般直播平臺都會採取分割槽的方式來加以解決，而如何分割槽，又在什麼情況下合併分割槽，以維持合適的人氣，這裡面還是有很多邏輯上的問題是要去解決的。

D.運營系統
運營系統也非常核心。視訊的黃反審查，聊天內容的稽核，還有一鍵斷播、資料統計、質量監控這些都必不可少，因為一要面對內容監管審查的壓力，其次是要能監測到全國不同區域的質量效果。

不過李浩指出，即便是把上述功能都實現了，也只能說搭建出一個基本可以跑的一個直播產品而已，需要提升的地方還很多。

三.直播的關鍵性技術知識

接下來，李浩對直播的一些關鍵性知識進行了詳細的解釋：

A.視訊幀

視訊幀其實就是一個一個的視訊單元，視訊單元分成三種，分別叫I、P、B幀。I幀可以簡單的理解為就是一張圖片，體積也會比較大，B幀和P幀它是一個參考幀。對一個直播流來說，最核心的幀是I幀，由I幀引申出來的就叫GOP。通常在直播上看到的延時，其實是內部直播流快取延時，叫GOP cache。對於一個CDN系統來說，傳輸延時只是延時的一小部分，還有一部分是產生在使用者流裡面的GOP cache。所以直播平臺如果要降低延時，首先建議調一下上行流的編碼引數，調低I幀間隔。

B.位元速率

位元速率也分三種，CBR、VBR、ABR。CBR是固定位元速率，可用於保證網路專線頻寬是可控的場景。VBR是可變位元速率，它不好的地方在於，畫面變化劇烈，它的位元速率跳變會特別大。所以在直播的實際應用中，ABR用的最多，即在質量和位元速率上做一個均分，控制一個平均值。

C.編碼、封裝、傳輸

封裝的功能相當於一個桶，它可以把不同編碼格式的音視訊裝在一起，好的封裝格式是能相容很多種的音視訊的編碼格式的。編碼的功能是把原始資料壓縮的更小，像視訊編碼這種原始資訊量大的，目前的編碼方式已經把資訊冗餘度做的很低，如果出現丟幀，會導致視訊的花屏。

李浩提醒直播技術人員，一定要了解這些基礎知識，否則你很難理解直播的延遲產生在哪，以及為什麼會發生卡頓。

四.直播的系統架構

對一個直播平臺來說，主播就相當於是一個數據源，各地不同的觀眾相當於是訂閱者，其實就是生產者和訂閱者模型。怎麼樣把這個生產者生產的資訊，比較高效的送到訂閱者手上，其實就是一個應用層的組播結構，需要做很多應用層層面的一些考量，比如中轉跳數、網路距離、中轉頻寬成本和匯聚效果等。

推流模式就是主播直接把流推到CDN節點，CDN節點經過自己的網頁加速，分發到真正觀看的使用者。直播所有的功能，像轉碼水印，轉存截圖、轉點播，所有的這種功能，包括資料統計對外提供一些API，都會在CDN裡面做。

一家直播廠商可能會選用多家CDN，或者是有自建的CDN。每個CDN最核心的一點，是怎麼在國內這種錯綜複雜這個網路環境內，去組一張分發比較快速、容災效能比較強，然後相對節省成本的一張虛擬網。

所以在整個CDN裡面，最核心的就是傳輸組網，其次是在於功能系統的健壯。一個CDN、一個直播系統做的好壞，成敗其實一部分在於傳輸的順暢，另外一部分在於你是否穩健。

五.直播的三大核心指標

雖然直播對技術的要求錯綜複雜，但李浩還是表示，直播的關鍵的指標其實只有三個：卡頓、延時、首屏開啟速度。做好這三大關鍵指標，直播的使用者體驗就有了保證。

A.卡頓

卡頓的解決與延時則在一定程度上是矛盾的。卡頓產生的原因有三種，第一是主播上行卡頓，所有的觀眾都會卡；第二是CDN內部網路帶來的卡頓，例如中轉網路產生了波動，節點負載沒控制好，或者是一些組網策略出問題，第三就是被排程和終端網路問題，好比DSN錯配、或者最後一跳網路抖動。要有監控手動能發現主要問題點針對性處理。

B.延時

除了前面說的視訊GOP快取，其次延遲主要來自累積，除了做跳幀等邏輯以外，還可以通過改變傳輸協議的方法來提高，對於延時控制要求高的直播業務，如互動類直播，根本不會採用TCP這樣的協議來做傳輸，而會選擇UDP協議。因為對於這種直播來說，視訊的所有資料都可以放棄，但要優先保證音訊的即時性。

C.首屏開啟速度

首屏開啟則考驗的是直播CDN的組網方式、網路覆蓋率和傳輸協議的優化程度。李浩特別提醒說，今年對首屏開啟速度的要求越來越高，秒開已經是去年的指標要求，今年要細化到幾百毫秒，做不到這個級別就沒有競爭優勢。在這一點上，選擇一個靠譜的CDN就尤為重要了。

李浩簡介：

李浩，網心科技視訊直播技術負責人，2015年加入網心科技，負責星域CDN直播平臺的構建，並獲得多項創新專利。曾任騰訊高階工程師，負責騰訊雲的遊戲和移動的技術解決方案研發，期間主導過騰訊大資料多維實時分析、信鴿移動推送、騰訊雲移動加速等專案。