阿裏雲邊緣節點ENS助力淘寶構建音視頻通信網絡
前言
淘寶在2016年推出直播平臺，和娛樂直播性質不同，電商直播的主角多為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，淘寶直播平臺關註度持續攀升，通常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非常關心的技術指標。在上線之初，淘寶直播采用中心式架構，業務集中部署位於一線城市的雲中心。隨著業務發展，在線主播量大、地區分布廣泛、網絡質量參差不齊、鏈路復雜等情況帶來的問題不斷湧現。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訊基礎團隊提供的ARTC解決方案，采用阿裏雲邊緣節點服務（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。淘寶的音視頻通訊基礎團隊與阿裏雲邊緣計算技術團隊合作，通過邊緣節點收流、合流、構建低延時音視頻通信鏈路，完美地解決由於地域分布廣泛、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如下圖所示，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：
- 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能夠有效避免不可預知的網絡抖動及網絡擁塞，並且具備足夠的動態能力，大大提升主播推流的穩定性，降低網絡延時，尤其對主播和粉絲連麥的體驗有非常好的保障。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，為全球淘寶用戶提供更高質量的直播服務。
- 業務邏輯邊緣下沈
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沈，來獲得更好的性價比。
比如將不同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並、打包轉發等處理，形成音視頻流的多級聚合架構，有效提升了資源利用率，減輕了單點壓力，在帶寬等成本節省方面也有很好的效果。
把部分中心模塊下沈到邊緣，是技術架構上的重要演進，是中心架構到分布式架構的變化，能夠獲得分布式系統的諸多優勢，比如提升系統對業務容量的支撐，具備更靈活的彈性能力，加強系統的可用性及可擴展性等。當然分布式架構方案的復雜度也會提升，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層面也具備了非常豐富的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
-
直播卡頓率降低40-60%，端到端的音頻時延50ms以內
采用邊緣節點可明顯降低業務方端到接入點的時延，平均可優化50ms，帶來的優勢是對於網絡丟包可以做快速補償。線上數據表明，采用邊緣節點後直播卡頓率國內降低40%，海外降低60%。
音視頻通話和視頻會議是去中心化應用，通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，這時所有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以內。 -
彈性擴容，1分鐘完成資源創建
依托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，能夠支撐大型賽事或活動的直播的資源彈性需求。ENS具備應用和鏡像下發能力，資源創建可以在1分鐘左右完成，極大提升資源擴縮容的效率。 - 零運維，降低管理成本
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，使業務啟動或擴容的資金大大減少，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，阿裏雲ENS還支持了眾多的互動直播、在線教育、SD-WAN等行業客戶，這些客戶有著全網覆蓋類場景的共性特點：用戶量大、分布廣泛、數據量大、體驗要求高。他們或是從發展初期就采用邊緣·中心架構，或是隨業務發展要變更為邊緣·中心架構。以某在線教育巨頭為例，從2013年開始采用邊緣·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、智能推薦等眾多新零售相關場景的深度融合應用，能夠助力客戶獲得技術、體驗、成本優勢，贏得競爭。
隨著雙11用戶場景的不斷升級，需求和業務邏輯越來越復雜，而購物體驗的要求卻越來越高，對產品技術提出更極致的要求。邊緣計算技術作為中心雲的能力拓展，將與中心協同支撐更復雜的業務架構。可預見在未來十年，在新零售的大背景下，企業以互聯網、物聯網、人工智能、邊緣計算等眾多先進技術手段，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。
阿裏雲邊緣節點ENS助力淘寶構建音視頻通信網絡