郭卓惺:互动课堂的搭建实例及相关领域应用 (2)

我们使用的是UDP的协议,它有没有弊端?必然有的。TCP是最稳定的协议,丢包之后会大量重传,而UDP并没有这个机制,丢包就丢包了。所以如果没有QoS质量保证,音视频没有办法听,丢了大量的数据,对面收的数据是不完整的。我们在腾讯云内部做了很多事情,首先我们做了FECW前置校准,也就是在发送端先冗余了一些包,如果接收端发现丢包了,可以通过冗余的包,通过差分算法,将丢失的包补出来,我不需要重新请请求一次,让他把包发过来,这样避免重传。为了质量稳定性。所以我们在UDP的基础上,补做了丢包重传的机制。

然后是信源的保证。一个音视频的帧是由I帧和P帧构成的,它送到编码器之后,是从I帧、P帧送给编码器,形成一系列的视频动作。传统的做法有一个巨大的弊端,其中一个P帧丢了,后面的P帧没有办法用了,因为这个P帧是参考前面的P帧。如果这一帧丢了,后面所有帧都没有用。我们做了一下改进,做了好几个SP帧,所以单纯的一个SP帧是参考前置的SP帧。如果一个SP帧丢了,是没有影响的。后面是参考新的SP帧。所以这个对抗丢包性,做了大大的加强。

当你在网络不好的情况下,服务器会自动降低帧率,调整自己的发动策略。通过我们的流动策略,通过RDT协议,上传到CDN。接收端也一样,通过CDN扩到最近的一个节点,传到的学生端,做延迟修正,做编码解码和渲染。

为了保证客户端达到足够快的策略,我们做了很多工作。我们最核心突出的是目前快。但其他方面我们还做了自适应网络抖动,当您的下行丢包率超过65%的时候,我们保证声音是基本稳定的。上行丢包35%也同样如此。我们支持25fps、720p的配置。我们有首帧秒开功能,是指我们在最近的服务器上面缓存了上次的数据,你再进的时候,会拉到上次的画面,让你感觉到第一画面不是黑屏。

我们还做了一些避免拥塞的策略,可以保证自己的流能够稳定地向外输出。我们做了很多跟质量相关的监控,可以实时看到当前用户的音频质量、视频质量、丢包率、CPU等信息。现在我们来讲讲的是我们搭建的核心节点的框架。腾讯云这边的音视频是按照两种结构走的,DC代表核心节点,OC是边缘节点。所以DC一般部署在离三大运营商近的地方,它的连通率是4个9,而OC差一点,一般只有2个9。所以标准的直播链路是这样走,先走最近OC,然后再走DC,然后通过跟相关的DC值连,然后再通过边缘节点扩散。这样的话链路非常长。我们现在做的加速链路,上行的UDP的包,直接找到最近的OC,然后直通光纤,这样速度会节省很多。在互动课堂这块最重要的就是互动的延时比较多,很多在做在线教育的时候,传统的问题延迟太大了。讲课都讲了两三秒了,你才能看到,很难做互动。视频和白板数据是挺快的,你给学生说,答一下现在白板的题。你的声音还没有过去,白板的数据已经过去,完全不同步,他可能还没想到问题,这是一个完全不同步的状态。

在视频互动这块,A的主播刚刚通过保证上行流量的情况下直联到B,B的连麦用户,也是直联到A。但是B是连麦观众,优先级并没有B这么高,仅仅能保证音频。为了兼容分发,如果你是观众,你看他们两个聊天,同时去拉这两路流过来,这样你的带宽成本很高。所以我们做了云端混流,我们腾讯云内部实时把这两路流混成一个标准协议,你可以拉出来,只有一路流的方式。所有观众就可以通过一路流来看他们两个人的聊天。

这是一个老师通过学生端,在腾讯云互动课堂上的解决方案。老师推流到腾讯云,腾讯云首先做了一个Upload集群,转码,转成标准协议,然后再CDN扩散。若不走转码,可以直接走点播系统。为了简化设置,我们开发了一套web配置页面,比如你要配置它的码率、分辨率、帧率,都可以控制。这就是实时音视频的解决方案。

郭卓惺:互动课堂的搭建实例及相关领域应用

小程序 vs WebRTC

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