在Akamai云平台上为UGC流媒体进行实时转码

实时流媒体已成为社交网络、视频会议、游戏和体育转播等许多重要互联网服务的主要功能。这些服务依靠视频流的实时转码能力，以适合不同网络和设备的格式，高效地分发内容。视频转码是一种计算密集型操作，因此最大限度地提高硬件可转码的视频流数量，已成为服务商降低成本的首要考虑因素。

不同基础设施提供商所提供的计算服务可能会影响转码效率，因此在选择云基础设施平台时，不可避免需要评估转码性能。许多直播流媒体服务对延迟也很敏感，转码服务的地理位置会影响流媒体延迟。选择更靠近流媒体受众的位置可以降低延迟，因此在靠近受众的计算区域运行服务是一种稳妥的选择。

本文将介绍一种直播流媒体平台直播转码架构。该架构由Akamai的一位客户实施并验证。这位客户运营着一个面向全球受众的UGC（用户生成内容）直播流媒体平台。该客户以前使用内部转码服务，但随着新业务区域流量的增长，他们遇到了限制。为了支持业务增长，他们在原有的内部解决方案基础上，建立了基于云的全新实时转码服务。云实时转码服务提供了更具竞争力的转码效率，可以部署到地理位置最适合的区域，并显著降低了数据出口费用。

实时流媒体转码工作流

1.直播平台用户将视频流上传到平台的直播源服务。

2.直播源服务将视频流导向直播转码服务。

3.直播转码服务将视频流转码为所需视频格式。

4.内容交付网络接受转码后的视频，并将其分发给平台受众。

克服挑战

· 成本敏感性

通过提高转码效率，使用可扩展的基础设施以及消除数据出口费用来降低成本。

由于视频转码是一种计算密集型操作，因此计算资源是直播流媒体服务基础设施的主要成本来源。为实时转码服务运行的软件选择性能良好的计算硬件，这一点非常重要。但同时也不能忘了在相互竞争的云基础设施平台上，通过测试来对比和衡量每个平台的转码效率。例如，可以在不同平台上选择成本相当的计算实例，并测量每个平台在各自实例上可以转码的并行数据流数量。在使用Akamai计算服务进行的测试中，下文参考架构所描述的直播流媒体平台，其转码效率比另一个进行测试的超大规模公有云平台高出33%。

直播流媒体流量通常以不可预测的突发流量形式流动，提前预留计算实例的做法并不能为这类转码工作负载带来成本优势。相反，我们可以利用构成实时转码服务的计算实例自带的扩展机制来应对突发流量。

实时转码服务对视频流进行转码后，需要将其分发到CDN。如果直播转码服务平台和CDN之间存在数据出口费用，这也会成为一个重要的成本来源。通过为实时转码服务选择Akamai计算产品并使用Akamai的CDN，该流量的数据出口费用可减少100%！

· 延迟敏感性

利用靠近客户的云基础设施最大限度降低延迟。

低延迟对实时流媒体服务至关重要。对于视频会议，低延迟有助于模拟实时对话；对于体育转播，低延迟可在重要事件发生时进行转播；对于UGC平台，低延迟有助于推动用户参与，因为用户可以与受众互动并作出回应。

为实现低延迟，直播转码服务应部署在受众附近。通过与能够在不同地区提供多种区域选择的云基础架构平台合作，当业务扩展到新地区时，就可以就近部署实时转码服务。Akamai的计算区域遍布全球，便于客户快速扩展。

实时流媒体转码架构示意图

该解决方案在Akamai云计算平台上创建了一个直播视频转码服务，同时保留了原有的本地直播源服务和本地直播转码服务。本地直播源的负载均衡器可根据视频流的受众在本地转码服务和新的云转码服务之间引导流量。云转码服务由多个并行工作的计算实例和块存储卷组成，以处理转码负载。转码后的视频流由Akamai CDN分发给受众。

1.平台从位于美国的用户那里摄取视频流。这些视频流被摄取到本地直播源服务中。

2.直播源服务将流媒体导向直播转码服务。这些视频流会根据受众地区进行定向。对于美国受众，视频流会被发送到本地直播转码服务；对于美国之外的受众，视频流会被定向到云直播转码服务。

3.云直播转码服务从直播源摄取视频流。

4.源视频流由转码集群中的计算实例转码为所需的输出格式。连接到每个计算实例的块存储卷存储在转码过程中创建的临时文件。直播流媒体流量有时会以不可预测的爆发式增长，因此可以为计算实例的数量配置扩展机制。

5.转码后的视频流上传到对象存储。对象存储是实时流媒体传输网络的内容源。

6.内容分发网络将视频流从对象存储内容源分发给美国以外的受众。

系统和组件

· 本地直播源

• 接收来自平台用户的视频流，并通过本地负载均衡器将其导向转码服务。这些视频流会根据受众的地理位置进行定向：
  • 地理位置1：平台的本地转码服务。
  • 地理位置2：云实时转码服务。

· 云直播转码服务

• 直播转码集群
  • 实时转码计算实例：接受视频流并将其转码为所需格式以便分发。
  • 块存储：每个转码实例都有一个块存储卷，用于临时存储正在处理的视频文件。
  • 转码输出存储/分发源：实时转码实例将转码后的视频上传到对象存储。该对象存储位置是直播流媒体传输网络的内容源。
• 分发：内容分发网络从对象存储分发源检索已转码的视频，并将其发送给受众。

围绕Akamai云平台搭建这样的云转码平台，并借助Akamai CDN将转码后的内容交付给受众，即可在尽可能降低成本的同时，从更靠近最终受众的位置为其提供转码后的内容。