「今年 1 月到現在，淘寶直播的用戶超過了 5 億，到 8 月份流量也增長了 59%，在最核心的商家 GMV 上增長了 55%。雙 11 是從 10 月 20 日晚開始的，我們希望淘寶直播作為主場去承接這件事情。」日前，淘寶事業群直播事業部負責人程道放在接受 21 世紀經濟報道記者採訪時透露，過去一年的直播可謂熱鬧，今年會更加專業化。如此大的用戶體量下，直播類應用給後端服務帶來了一些什麼不一樣的挑戰呢？我們今天來介紹一些直播的架構，以及針對這個架構，給我們的應用架構帶來的挑戰。直播的架構
1. 單人直播，例如淘寶直播,通常伴隨着秒殺，彈幕，送火箭等業務邏輯；3. 錄播，對於部分直播場景如培訓、會議等，需要將現場直播視頻保存以進行傳播、留存等使用，有對直播進行錄製的需求。這種往往對實時性要求不高。
而當用戶觀看直播時，如果服務接入了 CDN，若接入 CDN，播放端選擇就近的 CDN 節點進行拉流播放，此時拉流壓力在 CDN；若未接入 CDN，播放端從直播源站進行拉流。
1. 推流端：主要的作用在於採集主播的音視頻數據推送到流媒體服務端；2. 流媒體服務端：主要作用在於把推流端傳遞過來的數據轉換成指定格式，同時推送到播放端方便不同播放端用戶觀看，當然目前雲產商也流媒體服務端的一整套解決方案；3. 業務服務端：主要處理一些常見的業務邏輯，如秒殺，彈幕等等；4. 播放端：播放端簡而言之就是拉取音視頻進行播放，把相應的內容呈現給用戶。
四個關鍵的模塊的協議其實就是流媒體傳輸協議。大部分直播的結構都採取上圖的格式，較大的區別是是否引入 CDN。一般來說，我們建議客戶引入 CDN 來減少直播流量對服務器的衝擊。四個模塊之間的協議並不着重強調一致性。
接下來，我們沿着這個架構來討論一下，在這其中比較脆弱的風險有哪些，以及我們如何提早通過壓測來排查這些風險點。
直播中的挑戰
在這個推拉的邏輯中，由於涉及視頻的流量較大，經過的路線較長，對流媒體服務器都會造成衝擊；通場的做法是引入 CDN，當用戶開始收看視頻的時候，會先就近去 CDN 拉取流，如果這個時候視頻內容還沒有緩存在 CDN 的時候，CDN 就回源到流媒體服務端。
但是，風險就存在在瞬間大量用戶同時收看 CDN，CDN 大量回源的時候；這種脈衝流量，會給流服務端帶來不可預計的效果。
我們通常通過壓測來提前驗證鏈路的有效性，甚至可以通過壓測，提前把視頻在 CDN 預熱。然而，傳統的 HTTP 請求協議是無法支持這種場景的，因為：
1. 即使開源軟件 srs_bench，以及 JMeter 都提供了一些插件來使用。但是這些開源軟件需要用戶對視頻協議有比較深入的理解，使用門檻會略微偏高；2. 視頻壓測本身對帶寬的要求非常高，這就意味壓測機器成本比較高；
針對以上問題，PTS 加入了 RTMP/HLS 協議，並且結合壓測場景做了抽象，讓用戶可以界面化的使用不同協議的壓測。
除此以外，PTS 還提供豐富的編排模式，可以方便自如的對場景進行編排；更重要的是，還可以利用 PTS 全國定製的模式，模擬客戶從不同的地方發起請求，更快捷的探測出問題。
和傳統的大促不一樣，直播往往追求和線下客戶的互動。例如彈幕，評論，聊天，秒殺等等。主持人聊的 熱火朝天，用戶毫無反應，這就是一次失敗的直播了。而普通的 HTTP 請求無法滿足對時效的需求；因此，通常這些功能用WebSocket來實現的。因為 HTTP 是一種無狀態的、無連接的協議，WebSocket 則通過服務端/客戶端建立長鏈，來保證消息的實時性、以及降低性能開銷。
每建立一個 WebSocket 連接時，在握手階段都會發起 HTTP 請求。通過 HTTP 協議協定好 WebSocket 支持的版本號、協議的字版本號、原始地址，主機地址等內容給服務端。報文的關鍵地方在於 Upgrade 的首部，用於告訴服務端把當前的 HTTP 請求升級到 WebSocket 協議，如果服務端支持，則返回的狀態碼必須是 101：
HTTP/1.1 101 Switching ProtocolsUpgrade: websocketConnection: UpgradeSec-WebSocket-Accept:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
有了上述返回，Websocket 連接才建立成功，接下來就是完全按照 Websocket 協議進行了數據傳輸了。
針對 WebSocket 的通信過程，JMeter 提供了插件來模擬整個過程，但是它也需要用戶理解協議的玩法，使用起來相對晦澀。PTS 通過抽象業務含義，用戶通過場景配置和施壓配置，僅需要配置壓測 url 等基本配置、出參設置、檢查點設置等幾個簡單參數，就能夠把複雜協議玩起來。
除了在直播中使用，Websocket 也廣泛應用於在線遊戲、股票基金、體育實況更新、聊天室、彈幕、在線教育等實時性要求非常高的場景。
不同於普通應用，直播類應用的使用時間段非常的集中，因此在這短短几小時之間，會湧入大量的用戶，一次大 V 的直播通常就會造成百萬級的用戶登錄，故直播系統對應脈衝流量的能力要求也變得很高。而且在搶貨的時候，和傳統的秒殺不同，往往是主播進行到某個時間突然發起秒殺的--這個時間往往無法非常精確--同時脈衝流量對系統的要求極高，很多平時不會出現的問題，例如懶加載，jit 預熱，冷熱數據切換等傳統大流量不會出現的問題，都會出現。
這兩點特性，要求壓測工具能夠瞬間發起大流量。這除了需要較多的機器引擎，還需要對流量的有精準控制--滿足流量快速攀升的訴求。而這兩點，正是阿里雲 PTS 的強項。阿里雲 PTS 站在雙 11 巨人的肩膀上，是阿里全鏈路壓測的延伸。PTS 通過伸縮彈性，輕鬆發起用戶百萬級別的流量，免去機器、人力成本；PTS 對流量的控制，能夠實時脈衝，精準控制；是應對視頻直播快速攀升的流量脈衝的優秀方案。最後
PTS 針對視頻、直播行業的變化，對 PTS 支持的協議做了全面升級。它不光支持傳統的 HTTP 請求，更是引入了 HTTP 2、流媒體、MQTT 等多種協議，讓用戶可以 Test Anywhere！
另外，PTS 推出了新的資源包售價，以及更低價格的 JMeter 專屬資源包，現在正值雙十一優惠中，全場 88 折起，最低可到 0.99 元，關於 PTS 的更多問題和產品建議，歡迎大家掃碼進群溝通。
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