Facebook是如何支持80万并发视频流直播的

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2015年的Super Bowl(美国国家美式足球联盟年度冠军赛)有1亿1千4百万观众,其中大概有238万观看的是视频直播。在2015年的E3游戏展期间,Twitch直播系统高峰期用户达到84万。9月16日的共和党辩论在高峰时有92万1千人一并在线观看直播。

主播在亲们的手机上发起好几次 视频直播。 手机把RTMP流发送到Live Stream服务器上。 Live Stream服务器对视频流进行编码并转成多种比特率。 服务器为每种比特率持续地生成MPEG-DASH分段。 分段被存储在数据中心的缓存里。 分段从数据中心的缓存转发到PoP的缓存里。 观众端接收直播流。 观众端设备上的播放器以一定的数率从PoP缓存里获取分段。

要怎样横向扩展

使用推送机制代替轮询机制,在发送分片请求前,使用HTTP/2把分片推送到PoP上。

在数据中心缓存和PoP缓存之间处于好几次 多路分发点。用户访问的是PoP缓存,而也有数据中心缓存,其他有其他其他PoP缓存分布在世界各地。 在每个PoP里也有多路分发机制。   PoP外部被分为两层:一层是HTTP代理,一层是缓存。 用户向HTTP代理请求分段,代理检查分段有无肯能在缓存里,肯能是,就返回分段,其他请求会被发送到数据中心。 不同的分段被存储在不同的缓存里,原先能够在多个缓存主机间进行负载均衡。

解决数据中心出现惊群效应

没人 看来,Facebook也肯能是名列前茅了。这里要注意的是,Facebook在同一时间前要解决其它大量的视频流。

最初的故事

肯能你身处广告行业,还有哪哪几次比获得源源不断的可作为广告载体的内容更能激动人心?哪哪几次内容不拘一格地出现,持续增长,永不停息。谷歌在这上端打起了如意算盘,开使英文英文把广告业务的重心压在呈指数级增涨的Web上。

实时上传视频是好几次 挑战。 举个使用50Kbps到50Kbps的网络数率上传视频的例子。 音频前要64Kbps的吞吐量。 标准分辨率的视频前要50Kbps的吞吐量。 手机的自适应码率用于协调视频跟音频之间的吞吐量差值。视频的码率根据实际可用的网络数率进行调整。 手机根据已通过RTMP上传的字节数和上好几次 间隔的平均权重来决定上传的码率。

未来的方向

Live是好几次 后能 让亲们实八时享视频的新项目。 Live在2015年4月份启动,当时没人通过Mentions使用,作为少数高端人士与亲们粉丝之间的互动工具。 在原先的一年里,产品不断改进,协议也在迭代更新。   亲们开使英文英文使用HLS,也其他其他HTTP Live Streaming。苹果75手机开使英文英文支持Live,并允许亲们使用现有的CDN架构。 一并对RTMP(Real-Time Messaging Protocol)进行调研,RTMP是好几次 基于TCP的协议。手机端分别有好几次 视频流和音频流被发送到Live Stream服务器。     优点:RTMP缩短了从广播者到观看者之间的延迟,这俩对广播来说意义重大。减少几秒钟的延迟,从用户体验方面来说其他其他好几次 很大的改进。 缺点:前要全新的架构,肯能它也有基于HTTP的。前要开发新的RTMP代理,原先不后能 大规模使用。 一并调研了MPEG-DASH(基于HTTP的动态自适应流)。     优点:相比HLS,它后能 节省15%的空间。 缺点:它支持自适应比特率,编码质量取决于网络的吞吐量。 2015年12月,在多个国家启动了该项目。

不同的直播视频引起的现象报告

不不后能 体现Facebook在流视频方面具有强大能力的例子,当属那个两人使用橡皮圈撬开好几次 小米蕉的视频。这俩视频时长45分钟,高峰八时有50万人一并在线观看,哪哪几次观众还给出了50万份评论。对于好几次 拥有15亿用户的社交网络来说,原先的并发量后能 说肯能达到了病毒级规模。

想最好的办法 让PoP过载。 构建好几次 负载测试服务,为PoP模拟直播流量。 模拟10倍于真实数据的负载。 模拟每次请求好几次 分片的客户端。 这俩测试系统能够发现和修补负载评估器的漏洞,用以调整配置参数,并验证用于解决惊群现象报告 的缓存层有无工作正常。

上传的可靠性

视频直播流从主播端到观众端的流程是原先的:

肯能所有用户一并对同好几次 分段发起请求会出现哪哪几次情况表? 肯能分段不出缓存里,所有请求也有被发送到数据中心。 合并请求。在PoP缓存里使用合并请求后能 减少发送请求的数量,原先没人好几次 请求会被发送给数据中心。其它请求会等待图片第好几次 请求返回的响应,其他把数据返回给用户。 增加好几次 新的缓存层,解决出现热点服务现象报告 。   所有用户向的请求都发给同好几次 主肯能造成该主机过载。 在代理里增加缓存层。没人第好几次 请求会访问到缓存,代理会解决剩下的请求。

PoP还处于风险,前要全局负载均衡来救场

本文转自d1net(转载)

原先提到的撬小米蕉视频的流量模式:   刚开使英文英文增涨减慢,在几分钟内就超过每秒50个请求,其他持续增涨,直到视频开使英文英文。 其他流量呈断崖式下降。 换句话说,流量的社会形态就像好几次 尖刺。 直播视频跟一般的视频不一样,它的流量模式呈尖刺状。   直播视频更吸引人,比一般视频会多出3倍以上的浏览量。 直播视频会出现在显眼位置,更有肯能被浏览到。 网站的忠实用户会收到通知,其他其他有更多的人肯能会看后视频。 尖刺流量模式会给缓存系统和负载均衡器带来其他现象报告 。 缓存系统现象报告 有肯能其他其他用户一并观看视频直播。原先会造成惊群(Thundering Herd)现象报告 。 尖刺流量模式会给缓存系统带来压力。 视频按秒分段存储,缓存视频分段的服务器有肯能在流量高峰时过载。 全局负载均衡现象报告 Facebook的PoP(Point of Presence)服务器分布在世界各地,流量通过全局进行分发。 要怎样解决高峰流量拖垮PoP是个具有挑战性的现象报告 。

全局架构

有超过50人一并工作在Live项目上(刚开使英文英文没人1好几次 人,现在有50多人) 希望并发直播流的服务能力后能 达到百万级别 希望后能 做到单个流支持百万并发用户,还能无缝地支持跨设备、跨地域的视频流服务

Cox说“亲们发现这是好几次 非常具有挑战性的基础设施现象报告 ”。肯能把亲们解决这俩现象报告 的细节公之于众应该会很有趣的吧?天啊!不过等等,亲们会没人 干的!

具备构建横跨全球的分布式服务能力的公司寥寥无几,甚至比拥有核武器的国家前要少。然而,Facebook其他其他原先的好几次 公司,它的视频流直播系统Facebook Live其他其他好几次 横跨世界的分布式服务。Facebook的CEO Mark Zuckerberg说:

亲们做了好几次 重大决定,把更多的精力集中在视频直播上。肯能直播是这俩新兴的最好的办法 ,跟过去五年甚至十年的哪哪几次离线视频不一样……亲们正迎来视频的新黄金时期。肯能把时间快进五年,亲们在Facebook上看后的和亲们每天分享的大每种内容也有视频,这对我来说其他其他其他惊奇。

有一篇文章引用了Facebook首席产品官Chris Cox得话,我知道你Facebook:

Federico Larumbe来自Facebook流量团队,他负责的缓存系统支撑着Facebook的CDN和全局负载均衡器。他为亲们带来了“横向扩展Facebook Live”的出色演讲,分享了Live的其他工作细节。

数据中心的惊群现象报告 得到了解决,但PoP仍然处于风险。Live处于的好几次 现象报告 是,在PoP达到负载均衡器的负载指标原先,高峰流量肯能让PoP处于过载。 每个PoP的服务器数量和连接数率也有有限的。要怎样解决PoP在高峰时处于过载? 好几次 叫Cartographer的系统把子网跟PoP映射起来,它会对每个子网和PoP之间的延时进行监测。 在知道每个PoP负载的情况表下,用户请求会被发送到距离最近的可用PoP上。代理有好几次 负载计数器记录了它们的负载情况表。通过分发哪哪几次计数器亲们就后能 知道每个PoP的负载情况表。 现在出现了对PoP解决能力的约束和最小化延迟的优化现象报告 。 控制系统在分发指标和作出反应方面处于延时。 亲们把指标分发时间从一分半钟减少到3秒,不过3秒仍然是延迟。 解决方案是对负载进行预测。 亲们实现了好几次 负载评估器,通过前好几次 负载和当前负载来推断上端的负载。   肯能当前负载是增加的,没人 评估器要怎样能推断下好几次 负载会减弱? 亲们使用了三次样条插值(Cubic Spline Interpolation)功能。 先获得第好几次 和第八个导数,肯能数率是正数,说明负载在增加。肯能加数率是负数,没人 说明数率在下降,并最终变成零。 三次样条插值后能 预测更繁杂的流量模式,不仅仅是线性模式。 解决振动。 插值功能一并解决了振动现象报告 。 指标分发和反应出现延迟说明数据肯能过时。插值会减小误差,预测更准确,一并减少振动。原先负载就后能 接近预设值。 目前的预测是基于前三次的时间间隔,每个间隔50秒,其他其他得出的结果几乎是实时的。

测试

下面是我对这次演讲做的笔记,它真的令人印象深刻。

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