1.万人直播架构与CDN网络

￡神魔★判官ぃ 2023-08-17 17:46 78阅读 0赞

慕课网课程地址：[https://www.imooc.com/learn/959][https_www.imooc.com_learn_959]

**1-1 万人直播架构与CDN网络**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0FuZHk3MTA2NjA1NDE_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

实时互动直播延迟通常在400毫秒以内

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0FuZHk3MTA2NjA1NDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

泛娱乐化直播主要由4部分组成，第一部分为主播端，发起信令，到第二部分信令服务器，信令服务器处理这些信令，做相应的逻辑处理， 比如常见的创建房间，聊天，发送礼物，都是以信令的形式进行处理的。第三部分为流媒体云部分，也就是通常我们说的CDN网络， 它的作用是对音视频流进行转发，CDN网络是我们泛娱乐化直播架构中最重要的一部分， 第四部分就是观看端，也就是收看主播端端。

泛娱乐化直播的流程如下，首先主播端发送一个信令到信令服务器，说创建一个房间，信令服务器收到信令之后， 在服务端将房间创建好，之后返回给共享端一个流媒体云端地址，共享端采集自己的音视频数据，形成rtmp流，推送到CDN网络。如果此时一个用户想要观看主播端节目，此时客户端（手机端）也会发一个信令到信令服务器， 信令服务器将这个用户加入到该美女主播的房间，给他返回他想看的的那个主播的流媒体云的地址，第四步观众就可以到CDN网络去拉取这个流，从而看到他想看的节目。对于其他用户，也是这个步骤。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0FuZHk3MTA2NjA1NDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

实时互动直播结构，右边的CDN网络的部分， 它其实我们泛娱乐化直播的架构。首先看我们的实时网络，为什么在我们的实时互动部分需要有自有网络呢？主要还是与传输协议有关，我我们在网络传输时主要用两种协议，一种是UDP协议，一种是TCP协议，TCP协议是可靠的流式传输协议，即A想B发送数据，B肯定是收到的，而且是有序的，机制就是 发送，确认，超时，重发。根据TCP协议，如果网络不好的话，那么发送之后的等待时间将会非常长，因此TCP是不可能达到实时效果的，所以我们必须使用UDP网络，UDP网络的优点是有包就发，不管收到收不到，因为音视频业务对时效性要求比较高，所以更适合使用UDP协议。因为实时互动协议是基于UDP协议，所以必须要自己建设网络，而不是像TCP的CND网络一样，已经很成熟了。第二点主要又业务原因造成的，就是在我们需求的服务端有多个节点， 为什么要有多个节点呢？比如像我们的音视频会议，一般都是ToB的产品，要求服务可靠，健壮，可以提供24小时服务。如何保证可以提供24小时的服务呢？就是在我们的服务端给它设成多个节点， 一旦某个节点出现问题，可以将这个节点的业务切换到另一个节点继续为 用户提供服务。对用户来说是无感知到，服务是一直通畅的，这样也可以保证每个节点都可以负载均衡，降低我们的风险。有了多节点。就要有我们的控制中心，控制中心与节点之间是通过心跳来实时保持通信的。每个节点都要定期的想控制中心报告自己的健康指数，比如自己的CPU，内存，IO，网络的占用情况。控制中心会根据这些数据进行相应的决策。第4点就是我们的内总线，内总线的好处是我的数据可以保证安全，可以有很高的吞吐量， 可以更好的控制，如果我们没有这个内总线，而是使用普通的web网络，这个可靠性是无法达到我们的要求的。这4点构成了整个实时互动的框架。

随着业务的发展，光有实时互动是不够的， 有些课程和节目既需要实时互动又需要大量用户观看，这时候就是我们实时互动架构与泛娱乐化架构的融合。他们是如何融合的呢？最关键的一点就是我们的媒体服务器，媒体服务器主要起到一个转化的作用，我们在实时互动这个网络中使用的是UDP协议，它里面是RTP的包，一个个的包通过媒体传输到我们的内部总线，又从我们的内部总线传到媒体服务器。而我们的CDN网络使用的是RTMP协议，那么RTP协议如何转成RTMP协议进入到我们的CDN网络呢？就是通过媒体转化服务器。它主要是做RTP到RTMP转化用的。这样就将我们的实时互动直播与泛娱乐化直播进行了一次融合。第六步视频网络推送到CNDN，那么在我们CDN的用户就可以获取CDN的流，直接观看在实时互动网络中创建的这些节目。

**1-2 CDN网络讲解**

CDN网络是为了解决用户访问网络资源慢而出现的一门技术，  用户访问网络资源慢，总结起来其实就两个原因，第一个原因就是链路过长，我们可以举一个例子，假如一个用户在东北，而他想访问的服务在海南，这么长的线路，其中任何一个节点出现问题，就会造成用户整体的感觉非常差。第二点就是人文因素，我们知道，网络运营商为了留住自己的用户，就会与其他运营商进行切割和限制。 基于这两个原因，CDN网络应运而生。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0FuZHk3MTA2NjA1NDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

一个用户首先请求边缘节点，边缘节点没有，就请求主干节点，如果主干节点也没有这个数据，那么他就要回到源站节点去获取这个数据。这样就构成了我们的一个基本的CDN网络。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0FuZHk3MTA2NjA1NDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

假设我们现在有两个运营商，一个是中国联通，一个是中国电信，在每个运营商内部实际上都要建自己的网络，而且他的源节点很多，也会有主干节点和边缘节点， 用户首先是访问边缘节点，看有没有数据可以拿到，如果没有的话，才会向主干节点去请求，一层一层如果都没有的话，就会到源节点。为了解决运营商之间的互相限制，我们通常在两个网络之间会架设一个主干节点，通过光纤对接将他们链接在一起，这样的话，资源就打通了，如果我有一个服务在联通，而我有一个用户是在电信， 这样他去访问联通资源的时候就会非常快。首先一个用户，如果想访问一个资源，会通过DNS找到他就近的那个边缘节点， 请求数据，如果这个时候，没有数据，它就会到主干节点，主干节点依然没有，那它就会看这个资源是电信上的服务还是联通上的服务，如果是联通上的服务，那么它就会到联通上的主干节点，如果依然没有，那么它就会访问联通上的源节点，如果找到这个数据了，就会通过原来的路径返回到用户这里。如果你是这个资源的第一个用户，那么很有可能要走完整个路径，这个时间可能会非常长，如果很多用户都要访问这个资源，那么第一次拿数据的时候，已经缓存到了边缘节点上。拿第二个用户拿数据的时候，就可以直接从边缘节点拉到自己的本机上。 这样就达到了一个加速的效果。当然CDN网络分为传统的CDN网络和现有的音视频直播流的CDN网络。 对于这两套CDN还是有很明显的区别的，传统的CND会追求热点，而对于直播的CDN网络，一般是通过源先push到我们的主干节点，让这些数据都存在，因为他的实时性比较高，不能有太大延迟，当你从边缘节点访问的时候，如果边缘节点没有，直接从主干节点拉取，也就是它与推拉是相结合的。

[https_www.imooc.com_learn_959]: https://www.imooc.com/learn/959
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0FuZHk3MTA2NjA1NDE_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230808/46250b96cd5f402b985225763f2c2ffe.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0FuZHk3MTA2NjA1NDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230808/16fb17ce9b064fcfa1496ebbfd98710e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0FuZHk3MTA2NjA1NDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230808/3b66fbe48b244f97bba91b371d869fd4.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0FuZHk3MTA2NjA1NDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20230808/3b4e10810c3d4be1a4d3ce879b031ad0.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0FuZHk3MTA2NjA1NDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20230808/74411b08574d4c638828de84acb2cb33.png