云原生時(shí)代，華為云音視頻質(zhì)量監(jiān)控與優(yōu)化實(shí)踐

“分布式云”啟動(dòng)新商業(yè)引擎，“云原生”引爆億萬級(jí)蒼穹，“分布式數(shù)據(jù)及存儲(chǔ)”開創(chuàng)未來新篇。

2020年12月17日至18日，“Distributed Cloud|2020全球分布式云大會(huì)”在深圳正式拉開帷幕。大會(huì)邀請(qǐng)到華為云、騰訊云、阿里云、金山云、浪潮云、螞蟻集團(tuán)、政府主管部門、標(biāo)準(zhǔn)制訂方、以及深圳TOP200流量主級(jí)運(yùn)營(yíng)商等云原生、邊緣云開發(fā)者相關(guān)企業(yè)共同參與，以推動(dòng)技術(shù)變革，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展。

在12月18日上午的“華為|X-Meetup音視頻技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力論壇”上，華為云音視頻大數(shù)據(jù)研發(fā)負(fù)責(zé)人康永紅帶來主題為《云原生時(shí)代，華為云音視頻質(zhì)量監(jiān)控與優(yōu)化實(shí)踐》的精彩演講。

康永紅表示，將從四個(gè)方面來分享華為云在音視頻領(lǐng)域所做的一些工作和思考。第一，看云原生時(shí)代如何快速構(gòu)建音視頻數(shù)據(jù)服務(wù)體系；第二，華為云直播、RTC音視頻服務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量?jī)?yōu)化實(shí)踐；第三，音視頻服務(wù)全流程質(zhì)量監(jiān)控平臺(tái)；第四，對(duì)目前的總結(jié)，以及對(duì)未來的展望。

在音視頻體驗(yàn)發(fā)展趨勢(shì)中分為三代，第一代是直播，第二代是RTC，第三代是云游戲。發(fā)展過程是趨向于越來越真實(shí)，有更大的數(shù)據(jù)量，越來越互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更低的延時(shí)的。在這期間，體驗(yàn)質(zhì)量面臨的挑戰(zhàn)有以下幾點(diǎn)，常見的體驗(yàn)問題如“出圖慢”“延時(shí)”“卡頓”等，技術(shù)問題則是“算力不夠”“數(shù)據(jù)孤島”等。

為了解決此類問題，康永紅介紹，華為云基于端計(jì)算、邊緣計(jì)算和云計(jì)算，構(gòu)建了一個(gè)基于數(shù)據(jù)湖服務(wù)的6層云原生系統(tǒng)框架，通過這個(gè)框架，解決了以直播、RTC、VR為代表的三代音視頻業(yè)務(wù)之間的差異性以及市場(chǎng)發(fā)展的不確定性。

基于大數(shù)據(jù)計(jì)算智能云服務(wù)，構(gòu)建云視頻統(tǒng)一數(shù)據(jù)湖和從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算到數(shù)據(jù)消費(fèi)的端到端數(shù)據(jù)價(jià)值鏈，通過數(shù)據(jù)湖和數(shù)據(jù)價(jià)值鏈，同時(shí)支撐三代業(yè)務(wù)在線。在面向內(nèi)部運(yùn)維運(yùn)營(yíng)和外部客戶方面，設(shè)計(jì)了3大場(chǎng)景，7個(gè)子場(chǎng)景，服務(wù)十幾個(gè)場(chǎng)景的QoC、QoE、QoS的需求，比如用戶畫像、數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)、智能調(diào)度等等。

其次，康永紅認(rèn)為，音視頻服務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量?jī)?yōu)化不僅僅是技術(shù)問題，還是管理性的問題，需要在業(yè)務(wù)上做一些設(shè)計(jì)。

在媒體體驗(yàn)診斷上，從立體實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障分析、體驗(yàn)診斷能力、體驗(yàn)提升三方面進(jìn)行規(guī)劃。在媒體體驗(yàn)提升方面，第一，是最佳邊緣節(jié)點(diǎn)智能調(diào)度能力，第二，依靠人工經(jīng)驗(yàn)做優(yōu)化。

華為云在視頻直播體驗(yàn)優(yōu)化實(shí)踐上，首先，采用直播流全鏈路監(jiān)控?；诰W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)+端數(shù)據(jù)的流全鏈路監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)音視頻幀率、碼率秒級(jí)監(jiān)控，結(jié)合卡頓、黑屏、秒開等QoS指標(biāo)診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)主播側(cè)推流異常、最后一公里拉流異常。及時(shí)反饋給客戶調(diào)整優(yōu)化；發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、節(jié)點(diǎn)故障，反饋給運(yùn)維實(shí)現(xiàn)故障恢復(fù)與調(diào)度。

其次，基于端、邊、云數(shù)據(jù)協(xié)同的智能調(diào)度提升視頻體驗(yàn)和優(yōu)化成本。傳輸面向千行百業(yè)，不同的行業(yè)、不同的租戶對(duì)于傳輸有不同的質(zhì)量和成本訴求，基于差異化訴求選擇最優(yōu)邊緣節(jié)點(diǎn)、傳輸鏈路和最佳碼率。

華為云在實(shí)時(shí)音視頻RTC體驗(yàn)優(yōu)化實(shí)踐上，基于RTC業(yè)務(wù)特點(diǎn)構(gòu)建了三類體驗(yàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)服務(wù)。

第一類，監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù)服務(wù)。覆蓋服務(wù)端、客戶端、設(shè)備等維度，構(gòu)建了QoE、QoS、QoC指標(biāo)。第二類，網(wǎng)絡(luò)端事件數(shù)據(jù)服務(wù)。包括網(wǎng)絡(luò)控制面事件和網(wǎng)絡(luò)媒體面事件。第三類，終端側(cè)事件數(shù)據(jù)服務(wù)。比如終端側(cè)用戶行為事件和終端設(shè)備數(shù)據(jù)。

基于三類數(shù)據(jù)服務(wù)，華為云構(gòu)建了三層體驗(yàn)診斷與優(yōu)化平臺(tái)，L1是監(jiān)控QoE、QoS全局實(shí)時(shí)監(jiān)控；L2是一鍵式用戶個(gè)例通話QoS行為調(diào)查能力；L3是實(shí)時(shí)音視頻體驗(yàn)自動(dòng)診斷。

在這些實(shí)踐背后，是基于云原生的華為云億級(jí)規(guī)模音視頻質(zhì)量監(jiān)控的大數(shù)據(jù)架構(gòu)平臺(tái)。康永紅介紹，基于云上的基礎(chǔ)設(shè)備，構(gòu)建了覆蓋數(shù)據(jù)采集、傳輸、數(shù)據(jù)計(jì)算、消費(fèi)等環(huán)節(jié)的一體規(guī)模的系統(tǒng)。

具體包含了可以支持從邊緣、端、云的采集數(shù)據(jù)和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，可以支撐實(shí)時(shí)計(jì)算、離線計(jì)算以及機(jī)器學(xué)習(xí)的多模數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，以及支持實(shí)時(shí)監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)計(jì)費(fèi)和客戶服務(wù)的多層數(shù)據(jù)消費(fèi)體系。通過三層的體系，可以做到億級(jí)規(guī)模數(shù)據(jù)的處理和數(shù)據(jù)的消費(fèi)。

在云原生時(shí)代，如何能讓音視頻全流程質(zhì)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)計(jì)算分析做到數(shù)據(jù)不丟失與服務(wù)不降級(jí)？

康永紅介紹，質(zhì)量監(jiān)控平臺(tái)考慮的幾方面要素：第一是效率，第二是成本，第三是質(zhì)量，第四是可用性?；谂饕惑w和一站式的數(shù)據(jù)開發(fā)平臺(tái)，做到了數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率的提升。同時(shí)，采用了存儲(chǔ)分離，把存儲(chǔ)引擎和計(jì)算引擎進(jìn)行分離，存儲(chǔ)引擎用的是低成本的對(duì)象儲(chǔ)存，計(jì)算引擎采用批流一體的引擎，隨時(shí)彈性收縮，繼而做到成本的極致化。

在數(shù)據(jù)質(zhì)量保障方面，構(gòu)建數(shù)據(jù)治理體系，整個(gè)數(shù)據(jù)從采集、計(jì)算、消費(fèi)可管理、可跟蹤，以此確保數(shù)據(jù)質(zhì)量是可信的，之后基于可信數(shù)據(jù)的消費(fèi)做到業(yè)務(wù)持續(xù)創(chuàng)新。

基于這整個(gè)框架，可以支撐端、邊、云協(xié)同，數(shù)據(jù)接入進(jìn)來不丟失。同時(shí)支撐質(zhì)量監(jiān)控的OPS服務(wù)和體驗(yàn)的調(diào)度服務(wù)不降級(jí)，接口或者是任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)故障的時(shí)候，服務(wù)完全可以正常使用。

在最后的分享中，康永紅總結(jié)了音視頻體驗(yàn)質(zhì)量發(fā)展的3個(gè)特點(diǎn)，第一，用戶體驗(yàn)，越來越真實(shí)；第二，業(yè)務(wù)體驗(yàn)，越來越互動(dòng)；第三，業(yè)務(wù)環(huán)境，越來越復(fù)雜。

音視頻體驗(yàn)質(zhì)量監(jiān)控優(yōu)化的利器，一個(gè)是業(yè)務(wù)戰(zhàn)略，面向不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，構(gòu)建先監(jiān)控再診斷后提升的體驗(yàn)質(zhì)量?jī)?yōu)化體系；一個(gè)是技術(shù)之道，基于“數(shù)據(jù)湖+數(shù)據(jù)服務(wù)”的數(shù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)音視頻業(yè)務(wù)能力和統(tǒng)一大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)；在實(shí)施代價(jià)上，需要平衡成本與體驗(yàn)的關(guān)系。

對(duì)于音視頻體驗(yàn)的未來規(guī)劃，第三代XR音視頻體驗(yàn)質(zhì)量規(guī)范中，將以沉浸感為重頭戲，其次打造智能音視頻質(zhì)量評(píng)估體系，在全網(wǎng)體驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)端、邊、云數(shù)據(jù)協(xié)同，驅(qū)動(dòng)QoE、QoS、QoC優(yōu)化。