汽車之家「直播無線（4G）背包」獲七牛云「2019年度創(chuàng)意硬件產(chǎn)品獎(jiǎng)」

近日，七牛云「 2019 年度創(chuàng)意硬件產(chǎn)品獎(jiǎng)」在上海揭曉，來自汽車之家的「直播無線(4G)背包」項(xiàng)目，憑借其出色的創(chuàng)意和優(yōu)秀的設(shè)計(jì)實(shí)踐，榮膺此項(xiàng)大獎(jiǎng)。

汽車之家「直播無線(4G)背包」通過 4G 多卡聚合技術(shù)，避免了卡頓失真，可達(dá)到專業(yè)廣播級(jí)視頻傳輸，無需復(fù)雜操作便可輕松開啟直播，滿足拍攝現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜情況。與傳統(tǒng)的解決方案相比，具有成本低、續(xù)航長、操作建議、便攜性佳等優(yōu)勢(shì)。目前產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于戶外高清直播傳輸、無人機(jī)高清直播傳輸、馬拉松直播傳輸、新聞采編直播傳輸，車展直播傳輸、旅行家直播活動(dòng)傳輸、會(huì)展直播傳輸、企業(yè)年會(huì)直播傳輸?shù)葓?chǎng)景，并獲廣泛好評(píng)。

「直播無線(4G)背包」項(xiàng)目起源于汽車之家黑客馬拉松技術(shù)創(chuàng)新文化下的產(chǎn)物，后續(xù)得到研發(fā)工程師們的持續(xù)創(chuàng)新、優(yōu)化和改進(jìn)，使得產(chǎn)品能最終落地投入生產(chǎn)使用，充分體現(xiàn)了智慧賦能、持續(xù)創(chuàng)新的競(jìng)賽精神。

(圖1：黑客馬拉松封面圖)

據(jù)悉，黑客馬拉松概念源于美國Google、Facebook、微軟有舉辦內(nèi)部編程傳統(tǒng)的公司。汽車之家黑客馬拉松用其概念結(jié)合公司自身特色，為員工提供平臺(tái)，讓想法成為現(xiàn)實(shí)。其精髓是工程師用自己喜歡的方式，去做想做的事情，編程過程自由，沒有限制。汽車之家黑馬文化就是 “營造創(chuàng)新研發(fā)的氛圍、激發(fā)員工的創(chuàng)造力、塑造極客文化” 。世界各地的黑客馬拉松活動(dòng)已經(jīng)成為溝通、學(xué)習(xí)、創(chuàng)新及吸引風(fēng)投機(jī)構(gòu)的新型方式。

(圖2：無人機(jī)航拍效果圖)

(圖3：無人機(jī)遙控視角)

「直播無線(4G)背包」使用視頻傳輸聚合技術(shù)，將多張運(yùn)營商 4G 卡的網(wǎng)絡(luò)疊加來進(jìn)行視頻傳輸，能保證在某個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不佳的情況下，通過多卡疊加的方式增加網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。通過這樣的方式，將高質(zhì)量實(shí)時(shí)視頻傳輸至七牛云進(jìn)行處理，七牛云提供的智能多媒體服務(wù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)素材的視頻抽幀、內(nèi)容安全審核、封面合成，生成回放等功能，再通過七牛云 CDN ，推送到新媒體直播平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)高清無卡頓的隨時(shí)隨地直播。

(圖4：4G背包網(wǎng)絡(luò)示意圖)

關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)如下：

1. 網(wǎng)絡(luò)傳輸采用UDP傳輸協(xié)議;摒棄TCP是因?yàn)榻⑦B接的握手延遲大，弱網(wǎng)閃斷無法快速感知與重連，如：三次握手導(dǎo)致的 TCP 連接建立的延遲、TLS 完全握手需要至少2個(gè)RTT才能建立，簡(jiǎn)化握手需要 1 個(gè) RTT 的握手延遲。對(duì)于很多短連接場(chǎng)景，這樣的握手延遲影響很大，且無法消除。

2. 隊(duì)頭非阻塞;隊(duì)頭阻塞主要是 TCP 協(xié)議的可靠性機(jī)制引入的。TCP 使用序列號(hào)來標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的順序，數(shù)據(jù)必須按照順序處理，如果前面的數(shù)據(jù)丟失，后面的數(shù)據(jù)就算到達(dá)了也不會(huì)通知應(yīng)用層來處理。因?yàn)?UDP 本身沒有連接的概念，不需要三次握手，優(yōu)化了連接建立的握手延遲，同時(shí)在應(yīng)用程序?qū)用?私有傳輸層)實(shí)現(xiàn)了類 TCP 的可靠性，TLS 的安全性和 HTTP2 的并發(fā)性，完全避開了操作系統(tǒng)和中間設(shè)備的限制。

3. 改進(jìn)的擁塞控制;采用應(yīng)用程序級(jí)別擁塞控制可插拔;TCP 為了保證可靠性，使用了基于字節(jié)序號(hào)的 Sequence Number 及 Ack 來確認(rèn)消息的有序到達(dá)。私有協(xié)議同樣是一個(gè)可靠的協(xié)議，它使用 Packet Number 代替了 TCP 的 Sequence Number，并且每個(gè) Packet Number 都嚴(yán)格遞增，也就是說就算 Packet N 丟失了，重傳的 Packet N 的 Packet Number 已經(jīng)不是 N，而是一個(gè)比 N 大的值。而 TCP 呢，重傳 Segment 的 Sequence Number 和原始的 Segment 的 Sequence Number 保持不變，也正是由于這個(gè)特性，引入了 Tcp 重傳的歧義問題。

4. 更多的 Ack 塊;私有協(xié)議緩沖池可以同時(shí)提供多個(gè)Ack Block，在丟包率比較高的網(wǎng)絡(luò)下，更多的 Sack Block 可以提升網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)速度，減少重傳量。

5. Ack Delay 時(shí)間;私有協(xié)議的RTT等于接收時(shí)間-發(fā)送時(shí)間-ACK延遲時(shí)間;流量控制和 TCP 有點(diǎn)區(qū)別，TCP 為了保證可靠性，窗口左邊沿向右滑動(dòng)時(shí)的長度取決于已經(jīng)確認(rèn)的字節(jié)數(shù)。如果中間出現(xiàn)丟包，就算接收到了更大序號(hào)的 Segment，窗口也無法超過這個(gè)序列號(hào)。但私有協(xié)議不同，就算此前有些 packet 沒有接收到，它的滑動(dòng)只取決于接收到的最大偏移字節(jié)數(shù)。

6. FEC前向冗余糾錯(cuò);為了進(jìn)一步提高傳輸速度，下層協(xié)議使用了前向糾錯(cuò)技術(shù)FEC(全稱：Forward Error Correction)，是增加數(shù)據(jù)通訊可信度的方法。在單向通訊信道中，一旦錯(cuò)誤被發(fā)現(xiàn)，其接收器將無權(quán)再請(qǐng)求傳輸。FEC 是利用數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸冗余信息的方法，當(dāng)傳輸中出現(xiàn)錯(cuò)誤，將允許接 收器再建數(shù)據(jù)。

7. 在接入層采用虛擬WIFI設(shè)備，使用網(wǎng)絡(luò)透明接入方式，在不改變用戶數(shù)據(jù)的同時(shí)把所有流量請(qǐng)求通過sockets5隧道技術(shù)二次封裝，基于開源路由openwrt在底層三層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用iptable路由技術(shù)把流程轉(zhuǎn)發(fā)到應(yīng)用模塊層，然后高速的傳輸?shù)皆贫?，最后解析隧道?shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，下行同理。

8. 與之配套的他們還提供了云導(dǎo)播臺(tái)(如圖)的功能，皆為打造更加豐富直播體驗(yàn)，云導(dǎo)播臺(tái)可以把本地的多路直播流通過iPad等移動(dòng)設(shè)備操作，進(jìn)行切畫面、聲音以及畫中畫等功能。

(圖5：iPad導(dǎo)播臺(tái)操作界面)

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