2021年6月9日，亞太内容分發大會暨CDN峰會在北京舉行，阿裡雲智能邊緣雲技術專家李松林受邀參加互動直播論壇，分享基于阿裡雲邊緣雲節點打造的全球實時傳輸網絡GRTN的設計思路、技術原理、特質與應用實踐，以及面向直播應用客戶提供穩定可靠的業務體驗。
目前，主流的直播技術應用架構主要有兩種：直推和回源拉流 ，産生這兩種架構的原因也比較簡單：一是業務場景需要連麥，需要低延遲雲合流；二是基于UDP的私有協定推流。為保障主播在弱網情況下能有較好的推流效果，而最重要的原因是目前主流雲廠商還沒有通用成熟的低延遲互動場景大規模應用的服務，這就導緻了他們需要自建源站。隻使用雲廠商通用的分發能力。支援 HTTPFLV 、RTMP 、HLS 大規模分發。
視訊直播服務自建面臨的挑戰
随着直播場景和内容越來越豐富和專業，互動的需求也越來越多，互動的延遲要求也越來越高。原有的這套架構就很難滿足需求了。由于無法滿足自己的業務需求，許多企業客戶紛紛開始嘗試自建源站，做協定優化， 但是由于直播技術門檻相對較高，不僅需要投入資源，還需要專業的研發能力，同時後續還要長期持續運維和管理。
阿裡雲GRTN的定位
為了能夠降低直播的端到端延時，阿裡雲從直播、短延時直播、RTC等應用場景出發，建構了GRTN（Global Realtime Transport Network）全球實時傳輸網。李松林介紹，阿裡雲GRTN的定位是基于公共雲中心Region和邊緣雲節點，建構超低延時、全分布式下沉的通信級流媒體傳輸網絡。GRTN目前融合了網際網路直播和RTC等多種業務場景的音視訊流傳輸和交換。基于GRTN的短延時直播RTS可以支援标準H5 WebRTC推播，在千萬級并發情況下延時可以控制在1s以内；RTC端到端延時可以控制在250ms左右。GRTN可提供三大原子能力：流的釋出、訂閱、切換，使用者可以基于這些能力建構通話場景、直播場景、連麥場景等等。
阿裡雲GRTN的架構
阿裡雲GRTN 的整體架構是由原來的直播體系進化而來。該架構具有控制和資料分離、混合組網、多路徑傳輸、自學習Qos等技術特點，對外可以支援多種接入協定(rtc /rtmp / hls/ httpflv/ srt/ quic)。GRTN帶來的核心價值有：
降成本，GRTN是一個多業務融合的網絡，可以支援直播、RTC和視訊上雲等多種場景，業務複用率高，另外GRTN内部鍊路更短，節點内的成本也更低。
提品質，GRTN内部組網支援采用動态選路的方式來建構的網狀結構，内部鍊路延時可以做到20ms左右，并且内部鍊路采用了私有協定來進行高效傳輸。另外用戶端的推流和分發都是基于WebRTC來建構的，QoS擁塞控制是專門針對流媒體特性來進行設計的，并且還在基于線上資料建設進行持續疊代和打磨。
易擴充，GRTN支援了WebRTC協定，可以在單個連接配接通道上進行全雙工的通信，進而可以很自由的進行釋出和訂閱媒體流，在業務的擴充性上帶來了更大的想象空間。
GRTN關鍵技術-分布式異構部署
在談到GRTN部署時，李松林指出，GRTN 的資料面可以在不同的資源上部署，實作一份代碼，多種資源部署， 滿足了低延遲全球覆寫的需求。不僅擁有了CDN原有的節點覆寫資源 ，而且還支援中心Region和 MEC 等資源，讓業務體驗更優。
GRTN 的關鍵技術-對等組網和動态路徑規劃
針對豐富的資源實作高效利用是核心。傳統的路徑規劃主要關注品質 ，對節點的屬性和水位等情況考慮較少，同時由于流媒體的複用性，當一個流已經出現在某一個節點的時候，整個路徑選擇就面臨新的調整。目前的政策是通過探測選路尋找優質的節點和路徑集合。建立節點路徑狀态表。對每條路徑的不同次元進行量化打分。綜合權重和政策得到一個新的最優解。
GRTN采用了混合組網方式，即層級結構和對等圖形方式相結合的組網的方式。選路中心會周期性收集内部鍊路探測的結果，為了配合動态組網，流媒體大腦子產品需要對流資訊進行管理，同時還需要支援路徑切換、容量規劃以及在成本和品質之間做綜合的排程。
GRTN的關鍵技術-雙向實時消息網
有了控制面的路徑規劃和政策控制，如何快速準确的下發到資料面的每一個節點，每一個機器也是挑戰。在RTC場景下有一個比較常用的功能是用戶端網絡的Mobility，比如使用者在開會的過程中回家或是離開家的時候手機網絡需要在4G和wifi之間切換，另外考慮用戶端接入的CDN節點出現異常的時候，這兩種情況都會造成用戶端在和GRTN通信過程中切換接入節點，GRTN建構的雙向的實時信令網能夠做到切網消息的毫秒級傳遞，當有一個釋出端的媒體流發生網絡切換後，訂閱的用戶端對GRTN内部發生的切換行為是完全無感覺的。
GRTN的關鍵技術-流媒體孿生
李松林介紹：GRTN借鑒數字孿生的思想設計了一個流媒體孿生(Streamimg Media Digital Twin)系統，用于容量評估、算法訓練、事件複盤和模拟壓測等。通過将系統分成現實和虛拟兩個環境。現實環境複雜收集真實的場景和資料，虛拟環境負責做容量評估和算法訓練。當修改了新的政策之後可以通過現實的曆史資料輸入到虛拟環境中應用新的算法。通過資料處理，生成資料報表對比之前這些資料在真實環境中的情況。這樣就可以指導新的算法調優，也可以評估新算法是否有效。
GRTN的關鍵技術-可程式設計
媒體技術的上層業務場景非常豐富，比如電商直播、視訊會議、線上教育、企業直播、新零售等，是以有很多定制化開發的需求。可程式設計化改造是GRTN在提升系統穩定性上的一次嘗試，目前GRTN的中心流媒體大腦，節點側的業務子產品，媒體資料發送子產品、媒體信令處理子產品等都已經進行了可程式設計化改造，大部分情況下都可以避免二進制的釋出。
GRTN的關鍵技術-全鍊路可視化監測
李松林認為，可觀測性是評估一個系統是否可以對外服務的基礎。當線上出現問題可以及時快速的定位和處理，避免影響擴大。同時也可以通過觀測系統收集資料，不斷優化系統。
基于GRTN打造超低延時直播RTS
為了更加友善客戶和行業擁抱GRTN，阿裡雲基于GRTN打造了超低延時直播服務RTS，其有四個技術特性：
秒級延時和卓越的抗弱網能力，在相同卡頓率下延時可以降低80%，相比于傳統的RTMP和FLV的5-10s延時，RTS的延時可以達到1s以内，并且還在基于線上的大資料，在自我學習和持續疊代中。
成熟穩定，RTS曆經2年多時間的潛心研發，并經曆了淘寶直播618大促的線上考驗，目前已經在淘寶直播上線。
開放标準，為了能夠友善自研播放器的客戶使用我們的RTS服務，阿裡雲的WebRTC接入的信令協定的完全開放的、透明的。
廣覆寫和高并發，RTS服務是建構在阿裡雲2800+邊緣節點之上，可以支援千萬級并發播放。
李松林還分享了具體案例：淘寶直播在2020年雙11首次大規模使用全球實時傳輸網絡GRTN的技術，互動體驗得到了極大的改善，成交轉化率得到提高，直播帶貨GMV提升了5%。
面向未來，越來越多的直播應用到人們的生活中，阿裡雲将持續加碼直播領域技術創新，打通直播的最後一公裡，依托遍布全球2800+邊緣雲節點，提供穩定、可靠、安全的直播服務，面向使用者打造更接近真實場景的直播體驗。