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DAY 22
1

黑色好看版 - 傳送門


正文開始

前面文章中咱們簡單了可以動的點播 ( like KKTV )直播 ( like 17 )的功能,那接下來這篇文章主題要探討的目問題為:

這兩篇文章實際上應用會有什麼問題 ?

30-20之如何建立像 KKTV 一樣的點播功能呢 ?
30-21之如何建立的像 17 一樣的直播功能呢 ?

點播可動版架構

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20181104/200893585CaXOeE2zc.png

直播可動版架構

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20181105/20089358nqLraVoW8t.png

本篇文章分根據問題分成以下幾個章節:

  • 人多時連線數限制問題。
  • 人多時頻寬問題。
  • 人多時效能消耗問題。
  • 遠距離看片卡頓的問題。

人多時連線數限制問題


咱們都知道,每當 Client 要和 Server 要資料時,如果是以 TCP 傳輸為基礎的,那就一定要建立一條連線,那對 Server 而言連線是啥了 ?

在 unix 中每一個 TCP 連線都要占用一個 file descriptor,而它有一定的限制數量,當使用完後,新的 TCP 連線到來就會發生錯誤以下的錯誤訊息 :

Socket/File: Can't open so many files。

那一個 process 我們可以開啟幾個檔案呢 ? 我們可以用以下的指令來看看 :

ulimit -n

那這個最大值為多少呢 ? 這個我不確定,像我家用的 Aws Elasticsearch 就有 128000。

這個東東傳統上如果真的碰到這個貧頸,那就是開多機器,然後用 Load Balance 來處理。

那這東東在 Media Server 上會很吃重嗎 ?

這個我覺得要看協議。

首先 RTSP 應該是不會影響太大,因為它主要還是使用 RTP base UDP 這東東不太需要建立連線,所以應該是不會吃到 file descriptor。

在來以 RTMP 來看,它本身的傳輸是用 RTMP 封包,然後使用 TCP 來進行傳輸,正常來說應該是使用 TCP 長連接來建立連線,所以他在傳輸影片時,應該都是用同一個 TCP 來傳輸,所以不會很吃 file descriptor。

接下來是使用 HTTP 的 HLS,不知道為啥它本身是使用 HTTP 短連接,所以它會比較消耗 file descriptor,而且如果又把每個 ts 切的很細 ( ex. 1 ~ 2 秒 ),那就真的會吃很多囉。

而 HTTP-FLV 則是使用長連接,所以不耗太多 file descriptor。

最後是 MPEG-DASH 找不太到是用長還短連接。

簡單的結論,如果是使用 HLS 那就要注意你的 file descriptor 限制囉。

人多時頻寬問題


這裡我想問個問題。

假設我們都是直接從 Media Server 用 HLS 來看影片的話,那一台 Server 可以有幾個人,同時的在線上看片呢 ?

假設 Server 頻寬為 1G/600M HiNet 光世代的方案。

這裡先聊聊頻寬為 1G/600M 。

首先 1 G 代表下載頻寬,它實際上是指你每秒中的總下載量限制為 125 MB (計算如下),但事實上還要扣一些系統內部使用的控制封包或啥的,所以你大約能使用的頻寬,簡單的算為 100 MB。這也代表你下載東西時的總限制量。

1 G = 1000 Mbps (bits per second) = 125 MB (byte per second)

而 600 M 為上傳頻寬,它實際上代表每秒中的總上傳量限制為 75 MB,但咱們實際上能用的算 60 MB 好了 (請別算太細)。

那 60 MB 的上傳量,咱們的 Server 可以支援幾個人同時看人 ?

以看 FHD (1080 P) 這種高畫質的影片來看,基本上 10 分鐘的片子大約就需要 150 MB 左右,所以 1 分鐘大約需要 15 MB,而 1 秒鐘為 0.25 MB。

那就代表每秒鐘 Server 每位用戶看片我需要花 0.25 MB,因此以 60 MB 的上傳量,我一台大概可以承受約為 240 位使用者,這只是簡單的計算不過誤差應該不太離太遠。

嗯就 240 位。

如果超果了就會開始發生有人會非常的卡的在看片,然後就怒關了。

人多時效能消耗問題


以現階段原始的架構,在直播時 Media Server 要做的事情就是接受直播主的 RTMP 串流,並且將之轉換成 client 所要求的協議內容,例如 Server 如果有提供 HLS 觀看,那就需要轉換成 .m3u8 與 .ts 檔,而 Http-FLV 也要轉換成.flv 流容器格式。

另外如果聽眾人多時,這台 Server 還要一直的計算要發出去的串流封包,那這樣他遲早會 hold 不住的。

遠距離看片卡頓的問題


在點播中,如果有一位使用者馬克人在國外例如美國,然後咱們的 Server 架設在台灣,那這時馬克要看片時會發生什麼事情呢 ?

馬克會發現卡卡 der。

基本上最主要的原因就在於距離,距離遠了就代表你傳輸資料時間需要比較久,然後傳輸時間久了就代表發生問題的機率增加了,例如封包掉了或是封包順序不對,這些都需要花費時間來處理,這也是為啥會卡頓的原因之一。

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20181106/200893589MbEQJgfGa.png

總結問題與解法


總結以下的問題:

  1. 人多時連線數限制問題。
  2. 人多時頻寬問題。
  3. 人多時效能消耗問題。
  4. 遠距離看片卡頓的問題。

那這些要如何解決呢 ?

基本上傳統面對人多的時後,咱們可以將架構改成如下,就是基本的增加機台 Server,然後外面來個 Load Balance ,這樣基本上可以解決掉 1、3 的問題。

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20181106/20089358VuSkqmyJZx.png

但是如果是在 Media Server 這種類型的應用那就無法解決 2、4 。

因此接下來一篇文章,咱們要先介紹一個可以解決 2、4 問題的技術,那就是CDN

參考資料



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