कम विलंबता और ट्रांसकोडिंग के साथ वेबआरटीसी स्ट्रीमिंग के लिए गतिशील सीडीएन

पहले भाग में, हमने WebRTC धाराओं को दो महाद्वीपों में प्रसारित करने के लिए एक सरल गतिशील CDN तैनात किया और यह सुनिश्चित किया कि ऐसे CDN में देरी वास्तव में कम है, उदाहरण के लिए उलटी गिनती टाइमर का उपयोग करना।

हालांकि, कम विलंबता के अलावा, दर्शकों को एक अच्छी प्रसारण गुणवत्ता प्रदान करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि वे इसके लिए भुगतान करते हैं। वास्तविक जीवन में, एज सर्वर और सब्सक्राइबर के बीच के चैनल बैंडविड्थ और गुणवत्ता में भिन्न हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, हम 2 एमबीपीएस की एक बिटरेट के साथ 720p के एक संकल्प के साथ एक धारा प्रकाशित करते हैं, और उपयोगकर्ता इसे सिग्नल के असुरक्षित स्वागत के क्षेत्र में 3 जी कनेक्शन का उपयोग करके एंड्रॉइड स्मार्टफोन पर खेलता है, और अधिकतम रिज़ॉल्यूशन जिस पर तस्वीर चिकनी होगी, केवल 400 एमबी की बिटरेट के साथ 360 पी। ।

दर्शकों द्वारा उपयोग किए जाने वाले उपकरण और ब्राउज़र बहुत अलग हैं। उदाहरण के लिए, हम पीसी पर क्रोम ब्राउज़र से वीपी 8 कोडेक का उपयोग करके एक वेबआरटीसी स्ट्रीम प्रकाशित करते हैं, और दर्शक आईफोन पर सफारी में स्ट्रीम निभाता है, जो केवल H264 कोडेक का समर्थन करता है। या इसके विपरीत, हम OBS स्टूडियो से RTMP स्ट्रीम प्रकाशित करते हैं, H264 में वीडियो एन्कोडिंग करते हैं, और AAC में ऑडियो, और क्लाइंट क्रोमियम-आधारित ब्राउज़र का उपयोग करता है, जो केवल वीडियो के लिए VP8 या VP9 और ध्वनि के लिए opus का समर्थन करता है।

आपको मूल प्रकाशन की गुणवत्ता में सुधार करने की भी आवश्यकता हो सकती है। उदाहरण के लिए, हम कुछ रिज़र्व में आईपी कैमरा से स्ट्रीम वितरित करते हैं, अधिकांश समय तस्वीर स्थिर होती है, कैमरा इसे 1 फ्रेम प्रति सेकंड की आवृत्ति पर देता है। साथ ही, हम चाहते हैं कि दर्शक प्रति सेकंड 24 फ्रेम बजाए। क्या होगा अगर कैमरे को बदलना या इसकी सेटिंग्स को बदलना असंभव है?

इन सभी मामलों में, सर्वर पर स्ट्रीम के ट्रांसकोडिंग की आवश्यकता होगी, अर्थात, प्रत्येक प्राप्त फ्रेम को डिकोड करना और नए मापदंडों के बाद एन्कोडिंग। इसके अलावा, जिन मापदंडों को बदला जाना चाहिए, वे अक्सर ग्राहक पक्ष पर ही जाने जाते हैं। आइए देखें कि सीडीएन में ट्रांसकोडिंग प्रदान करना कैसे संभव है, प्रसारण गुणवत्ता और सर्वर भार के बीच संतुलन स्थापित करना।

ट्रांसकोडिंग: कैसे, कहां और क्यों?

मान लीजिए कि हम प्रवाह मापदंडों को जानते हैं जो ग्राहक प्राप्त करना चाहता है। उदाहरण के लिए, दर्शक ने एक स्ट्रीम खेलना शुरू कर दिया, और WebRTC के आंकड़ों में फ्रेम लॉस की संख्या हमें बताती है कि रिज़ॉल्यूशन और बिट दर कम होनी चाहिए जब तक क्लाइंट ने चैनल स्विच नहीं किया है । इस स्थिति में, डिफ़ॉल्ट रूप से स्ट्रीम को एज सर्वर पर ट्रांसकोड किया जाएगा जिससे दर्शक जुड़ा हुआ है।

यदि क्लाइंट स्ट्रीम को प्रकाशित करते समय उपयोग किए गए कोडेक का समर्थन नहीं करता है, तो आप एज और ऑरिजनल सर्वर दोनों को ट्रांसकोडिंग असाइन कर सकते हैं।

दोनों, और दूसरा केवल एक अस्थायी समाधान हो सकता है, बशर्ते कि उत्पत्ति और / या एज सर्वर के कॉन्फ़िगरेशन को मार्जिन के साथ चुना गया हो। ट्रांसकोडिंग को हमेशा फ्रेम द्वारा फ्रेम किया जाता है, इसलिए यह प्रोसेसर संसाधनों पर बहुत मांग है। इसलिए, एक प्रोसेसर कोर बहुत कम संख्या में धागे को ट्रांसकोड करने में सक्षम है:

यहां तक ​​कि अगर हम एक ही मीडिया स्ट्रीम मापदंडों की आवश्यकता वाले सभी ग्राहकों के लिए एक ट्रांसकोडिंग प्रक्रिया शुरू करते हैं, तो संभावना है कि विभिन्न मापदंडों वाले कई दर्शक सर्वर के सभी संसाधनों का चयन करेंगे।

इस प्रकार, सही समाधान सीडीएन में ट्रांसकोडिंग कार्यों के लिए विशेष सर्वर का चयन करना होगा, और इन कार्यों के आधार पर सर्वर कॉन्फ़िगरेशन का चयन करना होगा।

सीडीएन में ट्रांसकोडर नोड्स जोड़ें

इसलिए, हम अपने सीडीएन में एक सर्वर को यूरोपीय और अमेरिकी डेटा केंद्रों में ट्रांसकोडर की भूमिका में तैनात करेंगे

ट्रांसकोडर सर्वर का विन्यास:

• ट्रांसकोडर 1 ईयू

cdn_enabled=true cdn_ip=t-eu1.flashphoner.com cdn_point_of_entry=o-eu1.flashponer.com cdn_nodes_resolve_ip=false cdn_role=transcoder 

• ट्रांसकोडर 1 यू.एस.

 cdn_enabled=true cdn_ip=t-us1.flashphoner.com cdn_point_of_entry=o-eu1.flashponer.com cdn_nodes_resolve_ip=false cdn_role=transcoder 

स्ट्रीम ट्रांसकोडिंग मापदंडों को एज सर्वर पर cdn_profiles.yml फ़ाइल में विशेष प्रोफाइल के रूप में वर्णित किया जाना चाहिए। एक उदाहरण के रूप में, तीन डिफ़ॉल्ट प्रोफाइल पर विचार करें:

• 640x360 रिज़ॉल्यूशन पर ट्रांसकोडिंग, प्रति सेकंड 30 फ़्रेम, प्रत्येक 90 फ़्रेम्स के लिए एक कुंजी फ़्रेम प्रेषित होती है, H264 वीडियो कोडेक OpenH264 एनकोडर, ओपस ऑडियो कोडेक 48 kHz का उपयोग कर

 -640x360: audio: codec : opus rate : 48000 video: width : 640 height : 360 gop : 90 fps : 30 codec : h264 codecImpl : OPENH264 

• 1280x720 रिज़ॉल्यूशन के लिए ट्रांसकोडिंग, ऑडियो ट्रांसकोडिंग के बिना OpenH264 एनकोडर का उपयोग करके H264 वीडियो कोडेक

  -720p: video: height : 720 codec : h264 codecImpl : OPENH264 

• 1280x720, 30 फ्रेम प्रति सेकंड के रिज़ॉल्यूशन के लिए ट्रांसकोडिंग, प्रत्येक 90 फ़्रेम्स के लिए एक कुंजी फ़्रेम प्रसारित किया जाता है, ऑडियो 2 कोडिंग के बिना OpenH264 एनकोडर का उपयोग करके 2 Mbit / s, H264 वीडियो कोडेक बिटरेट करें

  -720p-2Mbps: video: height : 720 bitrate : 2000 gop : 90 fps : 30 codec : h264 codecImpl : OPENH264 

हम o-eu1 पर 720p के रिज़ॉल्यूशन के साथ test स्ट्रीम प्रकाशित करते हैं और इस स्ट्रीम को e-eu1 पर खेलते हैं, स्ट्रीम नाम में प्रोफ़ाइल निर्दिष्ट करते हैं, उदाहरण के लिए, test-640x360 e-eu1

धारा ट्रांसकोड है!

अब हम एज सर्वर पर कई प्रोफाइलों का वर्णन कर सकते हैं, उदाहरण के लिए -240 पी, -360 पी, -480 पी, और अगर क्लाइंट की तरफ, वेबआरटीसी के आंकड़ों के अनुसार, बड़ी संख्या में खोए हुए फ्रेम का निदान किया जाता है, स्वचालित रूप से कम रिज़ॉल्यूशन के साथ स्ट्रीम का पुन: अनुरोध करता है।

महाद्वीप द्वारा समूह CDN नोड्स

अब हमारे ट्रांसकोडर सर्वर बराबर हैं। लेकिन क्या होगा अगर हम भूगोल द्वारा धाराओं को ट्रांसकोड करना चाहते हैं: अमेरिका में अमेरिकी दर्शकों के लिए, यूरोप में यूरोपीय दर्शकों के लिए? यह, वैसे, ट्रांसअटलांटिक चैनलों पर लोड को कम कर देगा, क्योंकि इस मामले में केवल मूल धाराएं मूल यूरोपीय संघ के सर्वर से अमेरिका और इसके विपरीत जाएंगे, और सभी ट्रांसकोड किए गए संस्करण नहीं।

इस मामले में, ट्रांसकोडर नोड्स की सेटिंग्स में, आपको समूह को निर्दिष्ट करना होगा

• ट्रांसकोडर 1 ईयू

 cdn_enabled=true cdn_ip=t-eu1.flashphoner.com cdn_point_of_entry=o-eu1.flashponer.com cdn_nodes_resolve_ip=false cdn_role=transcoder cdn_groups=EU 

• ट्रांसकोडर 1 यू.एस.

 cdn_enabled=true cdn_ip=t-us1.flashphoner.com cdn_point_of_entry=o-eu1.flashponer.com cdn_nodes_resolve_ip=false cdn_role=transcoder cdn_groups=US 

इसके अलावा, एज को एज सर्वर की सेटिंग में जोड़ा जाना चाहिए।

• एज 1-2 ईयू

 cdn_groups=EU 

• एज 1-2 यू.एस.

 cdn_groups=US 

नई सेटिंग्स के साथ नोड्स को पुनरारंभ करें। हम o-eu1 पर 720p के रिज़ॉल्यूशन के साथ test स्ट्रीम प्रकाशित करते हैं, हम इस स्ट्रीम को e-eu1 पर ट्रांसकोडिंग के साथ e-eu1

सुनिश्चित करें कि स्ट्रीम को t-eu ट्रांसकोड किया गया t-eu , इसके लिए हम आँकड़े पृष्ठ http://t-eu1.flashphoner.com:8081/?action=stat खोलते हैं और Native resources अनुभाग में वीडियो एनकोडर और डिकोडर देखते हैं

इसी समय, आँकड़ों में t-us1 पर कोई वीडियो एन्कोडर नहीं हैं

अधिक ट्रांसकोडर्स: लोड संतुलन

मान लीजिए कि दर्शकों की संख्या लगातार बढ़ रही है, और महाद्वीप पर एक ट्रांसकोडर सर्वर की क्षमता पहले से ही पर्याप्त नहीं है। ठीक है, एक और सर्वर जोड़ें

• ट्रांसकोडर 2 ईयू

 cdn_enabled=true cdn_ip=t-eu2.flashphoner.com cdn_point_of_entry=o-eu1.flashponer.com cdn_nodes_resolve_ip=false cdn_role=transcoder cdn_groups=EU 

• ट्रांसकोडर 2 यू.एस.

 cdn_enabled=true cdn_ip=t-us2.flashphoner.com cdn_point_of_entry=o-eu1.flashponer.com cdn_nodes_resolve_ip=false cdn_role=transcoder cdn_groups=US 

हालाँकि, अब हम दो ट्रांसकोडर्स के बीच लोड संतुलन की समस्या का सामना कर रहे हैं। एक सर्वर के माध्यम से सभी थ्रेड्स की अनुमति नहीं देने के लिए, हम ट्रांसकोडर नोड्स पर अधिकतम स्वीकार्य औसत प्रोसेसर लोड को सीमित करेंगे

 cdn_node_load_average_threshold=0.95 

जब उपलब्ध प्रोसेसर की संख्या से विभाजित औसत प्रोसेसर लोड, इस मूल्य पर पहुंचता है, तो सर्वर नए धागे ट्रांसकोडिंग के लिए अनुरोध स्वीकार करना बंद कर देगा।

आप एक साथ चलने वाले वीडियो एन्कोडर की अधिकतम संख्या को भी सीमित कर सकते हैं

 cdn_transcoder_video_encoders_threshold=10000 

जब यह राशि समाप्त हो जाती है, तो सर्वर ट्रांसकोडिंग धाराओं के अनुरोधों को स्वीकार करना बंद कर देगा, भले ही प्रोसेसर लोड करना अभी भी अनुमति देता है।

किसी भी स्थिति में, ट्रांसकोडर सर्वर एज सर्वर को वितरित करना जारी रखेगा उन धाराओं को जो पहले से ही उस पर ट्रांसकोड किए गए हैं।

अंत के बाद

इसलिए, हमने अपने CDN में मीडिया स्ट्रीम ट्रांसकोडिंग के लिए समर्पित सर्वरों को तैनात किया है और इस प्रकार, हम अपने दर्शकों को उनके उपकरणों की क्षमताओं और चैनलों की गुणवत्ता के आधार पर प्रसारण गुणवत्ता प्रदान कर सकते हैं। हालांकि, हमने अभी भी थ्रेड्स तक पहुंच को प्रतिबंधित करने के मुद्दे को संबोधित नहीं किया है। हम इसे अंतिम भाग में विचार करेंगे।

संदर्भ

कम विलंबता WebRTC स्ट्रीमिंग CDN एक वेब कॉल सर्वर-आधारित सामग्री वितरण नेटवर्क है।