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【尖端干货】星域CDN极速高清技术详解

郑小峰2583
 郑小峰2583
发布于 2017/05/27 11:37
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5月18日下午,在小米2017年度旗舰电视发布会上,小米电视负责人王川宣布小米电视首家采用星域CDN极速高清技术,从而将丰富的高清视频内容,极致流畅地呈现在小米电视用户面前。这也意味着,凭借独特的共享经济云计算模式成为创新型专业CDN领军者的星域CDN,将用更加创新的视频传输技术,为在线视频领域带去前所未有的流畅秒播体验。

小米电视4超高清内容播放特流畅

 

以星域CDN为小米电视4的保驾护航为例,小米电视极清内容专区的视频清晰度高达2560x1440甚至4K,是目前在线视频点播中清晰度最高的。如此高码率的视频在实际传输过程中非常容易卡顿,但星域CDN的极速高清技术保证了小米电视极清内容能够稳定流畅播放。自发布会上此技术曝光以来,很多视频企业人士和圈内人都前来询问,星域CDN的极速高清技术是如何支持高码率视频的播放流畅度达到99.9%的?

 

今天,笔者就来详细解读下星域CDN极速高清技术的技术原理: 

 

智能组网:树状变网状,动态选择最优路径

众所周知,星域CDN通过共享经济的模式改变了传统的CDN技术结构,在400多个骨干节点的基础上,通过智能硬件赚钱宝布局了“无限”个家庭节点,从而让数据传输距离可近至1km。在无限节点模式的基础上,星域独创了网状拓扑机构,这与传统的CDN树状模型完全不同。树状模型下,节点传输高度依赖于既有路径上的节点好坏,星域这个全新的网状结构,则打通了星域CDN的海量节点,每个节点都可与其它节点连接互通。

星域CDN网状拓扑结构可动态选择最优路径

 

这项创新技术带来的好处也显而易见:

1.星域CDN可以在大数据平台支撑下对海量节点进行实时监控,当系统接收到数据传输请求时,能瞬间判别速度最快的传输路径并即时建立连接;

2.在遇到极端网络波动时,它摆脱了传统CDN树状结构对单个或部分节点的依赖性,可即时切换至另一最优路径;

3.所有对节点的实时监控、传输路径选择、路径智能切换,均是以用户完全感知不到的速度进行的,用户在观看视频过程中无任何波动感。

 

并行传输:单链变多链,突破传统CDN的传输稳定性和速度

目前,在数据传输上,传统CDN是一对一的,只能自1个节点上拉取全部所需数据。由于对单点和单链路的高度依赖性,这个方式面临几个难以克服的问题:

1.一旦遇到网络抖动等异常情况,整个数据传输都会受到影响,从而很容易出现卡顿现象;

2.极清视频传输速度需要稳定在至少10Mbps以上,而单链路无法满足这一指标,播放中就会出现卡顿的状况;

3.由于传统CDN使用的是TCP协议,弱网适应性差,在有丢包的网络环境下,很难流畅播放视频。

星域CDN采用多点并行传输技术

 

基于无限节点的星域CDN极速高清技术,则采用了与传统方式截然不同的多点并行传输技术,革新传输结构,实现串行变并行,降低对单节点质量的依赖。在传输过程中,星域CDN可以做到将要传输的文件切分成多个小块文件,在多条链路上传输。这个技术的优势是:

1.卡顿率极低

个别链路的网络异常抖动,不影响整体数据传输,因此卡顿率极低;

2.极清视频可高速传输

N条链路同时传输的速度相当于单条链路的N倍,所以,星域CDN可在极短时间内传输大量数据,即使是极清视频,也可以高速传输;

3.弱网应对能力极强

弱网环境下,当个别链路传输变慢甚至中断时,还可在其它链路上传输剩余数据,确保视频依然能流畅播放。

 

极速传输:基于UDP协议的全新独创传输机制

传统的CDN技术方案,均基于HTTP/TCP传输协议,有两大明显缺点:1)由于拥塞控制算法太过保守,在网络质量差时,滑动窗口很快缩小,导致传输速度下降 ;2)由于要保证传输可靠性,在有丢包的弱网环境下,会大量数据重传,大幅降低带宽利用率。对此,传统厂商通常是在Linux内核对TCP协议做部分参数优化,无法从根本上解决传输瓶颈。

 

星域CDN极速高清技术则基于UDP协议,首次完全自主研发出一套极速传输协议,简单来说,它在利用UDP协议速度快的特性基础上,打造出一套全新的拥塞控制机制,从而达到了极高的传输速度。它具备以下优点:

1.始终保证极高传输速率

有别于传统TCP的最新拥塞控制算法,让传输不受网络波动影响,任何时候均保证极高传输速率;

2.避免数据重传,提升带宽利用率

使用冗余技术,通过多条链路做到整体可靠性,从根本上避免了数据重传的瓶颈问题,提升带宽利用率。

 

冗余编码:弱网环境下依然正常解码的高性能数据编码技术

没有冗余编码的传统CDN技术的缺点显而易见:即使丢失1个字节,也会不断机械重传,直到丢失的数据被传输成功,这个过程极大降低了整体传输效率。

 

星域CDN极速高清技术则拥有独创的高性能冗余编码技术,从而保证弱网环境下仍可正常解码。它的作用原理是:在并行传输过程中,对文件做切片、算冗余,在每条链路上各传输一小部分数据,如此,只要从任意几个链路上接收到足够的数据,就能顺利解码出原始数据,且传输数量会根据网络情况设置一定的冗余量,这样即使单个链路上出现数据部分或全部缺失,也不会对原始数据产生影响。

星域CDN数据传输可靠性达99.9%

因此,星域CDN相比传统CDN,不仅传输速度更快、抗丢包性更强,数据传输可靠性也达到了99.9%。

 

正是在以上多项创新技术的基础上,星域CDN独创了极速高清技术,并被小米电视首家采用。在小米电视极清专区成功应用了智能组网和多点并行传输技术,并进行极速传输和冗余编码技术的调优和设置后,即使是高达24Mbps的高码率视频,均可在各种网络条件下以高达99.9%的流畅度稳定播放。

本文转载自:http://12810375.blog.51cto.com/12800375/1930110

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