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9 月 24 日，火山引擎开发者社区第九期 Meetup 圆满闭幕，来自腾讯云、七牛云、火山引擎的技术专家从抖音同款 RTC 能力、直播零碎架构、边缘计算服务、视频云存储等方面为大家具体介绍直播翻新玩法下的技术进化与实际。火山引擎边缘计算产品负责人沈建发分享了边缘计算在视频直播场景的利用以及最佳实际。本文依据演讲内容整顿。
视频直播的倒退演进
依据 IDC 调研，2021 年下半年中国视频云市场规模达到 50.4 亿美元，IDC 预测到 2025 年视频云市场规模将达到 314 亿美元。随着短视频平台、互动娱乐直播平台的疾速倒退，以及金融、医疗等行业客户的利用落地，视频云将来将保持高速增长。
同时，CNNIC 第 49 次调查报告显示，网络视频用户达到 9.75 亿，占网民整体的 94.5%，随着网络视频的用户规模不断扩大，基于短视频、“直播 +”的数字生产场景在开释更大的社会价值。视频直播作为视频云的典型利用场景之一，也迎来了空前倒退。
从用户视角来看，随着视频直播观看习惯的造成、直播场景利用不断丰富，用户对直播一直提出更高要求，直播正在走向极致高清、极致交互、极致沉迷的演进趋势。
- 在画质上，用户对高清画质的要求越来越高，4K 800w 分辨率的高清内容能为用户提供更好的视觉体验，同时也须要更弱小的边缘算力资源来实现高清分辨率的视频编解码和传输；
- 在互动体验中，联麦、弹幕等逐步成为直播标配，须要保障端到端设施小于 150ms 的超低时延来保障实时交互体验；
- 另外，随着 AR/VR 等新业务的倒退，沉迷式直播逐渐遍及，须要通过智能调度算力保障 4K/8K 分辨率实时渲染的沉迷式体验；
综上，极致高清、极致交互、极致沉迷的体验需要对算力和时延提出了更高要求，而这背地离不开边缘计算全域分布式异构算力和智能调度的反对。
火山引擎边缘计算在视频直播场景的利用
火山引擎边缘计算
在视频直播场景中，边缘计算作为视频直播业务的算力底座，为视频直播提供极致高清、实时交互、沉迷式体验。通过优质的边缘节点、全域分布式的网络带宽以及多种异构算力资源，提供更低时延的网络接入能力、更优化的网络带宽老本、丰盛的异构算力资源和智能调度，满足视频直播业务中直播特效、互动连麦等场景对渲染算力的需要，带来更极致的观看与互动体验。
讲到边缘计算，跟大家分享一下咱们对边缘计算的定义：咱们把用户到云核心之间所有的算力层都定义为边缘计算的领域，包含现场边缘、近场边缘、云边缘三层，笼罩 1 -40ms 时延范畴，别离提供从用户现场到本地城市节点和区域核心汇聚节点等多种异构算力资源。同时，依据地理位置的散布，提供复线、多线等多种网络接入能力，确保用户就近接入，满足业务超低时延的算力调度和网络能力的需要。
基于不同边缘层，咱们还构建了新一代边缘计算云平台。边缘计算云平台整体采纳一横 N 纵的构造，一横是指基于边缘计算基础设施打造的云原生边缘平台，N 纵指具象化的服务能力，包含边缘计算节点、边缘容器、边缘函数等边缘计算资源服务，网络、平安、存储等边缘组件，为业务提供不同的场景化能力，如 VPC、LB 和防火墙，包含云盘、块存储等，如边缘渲染和边缘智能等边缘云应用服务，满足业务多种状态诉求。
目前在计算服务资源上咱们首推边缘计算节点服务，边缘计算节点是在边缘基础设施上基于边缘云原生操作系统打造的边缘计算节点服务，提供更低时延、更高性能、稳固牢靠的计算资源，实现业务利用更凑近用户的部署和服务，反对多种 CPU、GPU 等实例规格，满足视频直播、实时音视频、云游戏、AR/VR 等不同场景需要，联合不同的组件能力，提供高效的网络接入和平安防护保障。以下将具体介绍火山引擎边缘计算的几个劣势个性。
全域节点笼罩
首先，资源方面，火山引擎边缘计算实现了全域节点笼罩。通过业余团队精选全国 500+ 优质 CPU/GPU 节点，覆盖全国七大区，各省市大、小运营商，保障节点品质。同时在资源储备上有 100T+ 全网资源储备，提供短缺带宽资源，极大升高核心压力，另外边缘计算反对 1 -40ms 网络接入与算力服务，助力业务全局一致性体验，保障用户就近接入。同时边缘单实例网络 PPS 800w+ 的超高性能保障网络高效散发和高可用。
高性能边缘实例
其次，高性能边缘实例。高性能边缘实例是一种基于 VLAN 平安隔离和 SR-IOV 技术的虚构根底计算资源，能帮忙晋升虚拟机性能，甚至靠近裸金属。高性能边缘实例应用 VLAN 虚构局域网进行租户间隔离，能防止 ARP 坑骗、播送风暴等平安危险，并且通过 VF 直通、定制 Kernel /KVM/ GuestOS 能无效帮忙业务升高虚拟化损耗，将损耗管制在 5% 以内，能无效反对自建直播、RTC 等场景对高网络转发能力的需要。
高性能网络 EVS
第三，在网络计划上，边缘计算采纳高性能边缘网络 EVS 架构。基于高性能 EVS 实现的虚拟化网络，可能提供标准化的 VPC 网络，包含租户网络隔离、平安组、弹性公网 IP、精准限速等能力。目前，高性能边缘网络在数据面单核心转发能力 1.5Mpps，单虚拟机反对 800w pps。
智能资源调度
第四，调度策略。业务在引入边缘计算后，能够通过边缘计算实现更多节点的本地服务部署，为更好的满足业务需要，须要更加精准的调度，通过就近接入同城、同运营商边缘节点的调度策略，让用户能接入到最近、最适宜的本地服务。整个调度过程是在创立虚机的申请创立后，调度 API 将申请下发到调度队列，启动多集群调度器，而后将下发负载发送到云边通道，由云边通道将调度后果下发到集群。集群在收到调度后果后筹备资源，落地整体的调度策略，最终实现实时、智能调度。
视频直播利用实际
网络直播
首先，在网络直播场景，在主播直播推流时，边缘计算能够反对就近推流，实现直播流的散发和就近拜访，确保直播低时延，同时升高核心带宽压力。另外，边缘节点反对高并发，实现实时弹幕的边缘散发，凑近观众侧的边缘计算节点能够高效拉流，晋升主播、观众双向的直播体验。
基于高质量的画面诉求，低时延的转码也是直播场景的关键因素，丰盛和高性能边缘算力可能满足直播中的多种算力资源需要。VF 直通能够缩小虚拟化对网卡转发能力的损耗，IPv4/ IPv6 双栈、负载平衡、镜像预热等能满足直播业务所需的次要性能和疾速全域部署的能力，为用户提供高清的直播互动和晦涩的观看体验。
互动直播
其次，在互动直播场景中。随着视频会议、在线教育等场景的遍及，其对端到端之间互动需要越来越高。实时音视频能够借助边缘节点提供就近接入，保障节点间低时延互联互通，提供高速稳固的优质通信链路。边缘算力的弹性扩容能力能保障当业务量增长时，视频会议中的长会话的通信品质。
边缘计算 GPU 实例能够满足实时音视频中的渲染需要，高性能负载平衡能够反对实时音视频在边缘节点内东西向转发。另外多线节点和 IPv4/ IPv6 双栈等也为实时音视频提供残缺的能力保障，满足多人连麦、多人视频会议的低时延场景。
实时渲染
第三，异构算力实时渲染。实时渲染宽泛的利用于直播特效、虚构穿戴、数字人、人脸特效等业务畛域，业务模型是基于物理世界人们的动作、表情、姿势叠加或转化成虚构形象。通过视频终端采集和动作设施捕获等，在保障交互实时性的同时，采纳 RTC 传输至最近的边缘计算节点。联合边缘算力实时渲染，将渲染后的视频图像散发到用户终端上显示。在实时渲染场景中，边缘计算提供了高性能、低时延、标准化的分布式计算服务，基于最靠近用户的地理位置实现实时渲染引擎的高效反馈，保障用户高质量的实时观看与交互体验。
总结与瞻望
通过长期的实际打磨，火山引擎边缘计算积淀了以下几项外围劣势：
- 首先，节点丰盛 ：基于覆盖全国各省市和运营商的边缘节点，提供更低时延、更高性能、稳固牢靠的计算资源，实现业务利用更凑近用户侧的部署和服务；同时，边缘计算节点还具备超大规模分布式算力单元，可能提供复线、多线、等多种网络状态，满足不同场景的业务诉求。
- 其次，性能齐备 ：反对高性能网络 EVS 实现如 VPC 公有网络、弹性公网 IP、高性能负载平衡、防火墙、IPv4/IPv6 双栈等多种个性，提供开关自定义限速、高性能边缘实例等满足业务的按需、弹性应用体验。另外，边缘计算节点的一键开明、镜像预热、自定义云报警、一键散发等个性性能，有助于帮忙业务缩小部署和运维老本。
- 第三，极致性能 ：在硬件上，边缘计算节点优选新一代至强系列铂金处理器，100G/25G 智能网卡，提供高效计算和网络转化能力；同时采纳 SPDK 技术优化磁盘 IO，并提供 NVMe SSD 高效云盘和本地盘；边缘计算团队自研的高性能网络套件，目前也已实现边缘单实例 PPS 超 800W 的优异性能。
- 最初，优质服务 ：在服务上，火山引擎边缘计算撑持了 2021 央视春晚抖音红包 /818 抖音新潮好物节等流量洪峰场景，积淀了大型流量业务保障体系。通过这类大规模、海量业务的流量考验，造成了欠缺的监控、运维和服务体系，为业务保驾护航。
在行业场景方面，火山引擎依靠全域笼罩的边缘计算资源和高效连贯的协同网络及海量算力资源，造成了丰盛的行业利用场景，并在泛互联网、汽车、媒体、游戏、金融行业积淀了大量的案例和场景实际。
同时随着边缘计算产品能力与翻新倒退积淀，火山引擎边缘云也取得了业界的宽泛认可。咱们先后取得了中国信通院 EC Ready 1.0 证书，以及来自信通院、亚太 CDN 联盟、边缘计算社区 4 大奖项荣誉，入选边缘计算社区“中国边缘计算 20 强”以及中国首个边缘计算产业图谱，并成为信通院可信边缘计算推动打算的首批成员单位。
除了上述来自业界的奖项外，还参加了边缘云规范、边缘计算 + 白皮书、电力行业、实时云渲染等多个规范及白皮书我的项目，推动行业倒退。
将来，咱们心愿在更宽泛的行业和畛域摸索更多的场景，包含不限于视频直播、影视特效、游戏娱乐、智慧交通、工业仿真、智慧城市、智慧税务、金融证券等，咱们诚邀大家一起，共创边缘新生态。
