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1、搭建视频通信服务器架构的一点总结随着移动互联网的发展，视频通信使用场景越来越多，如视频聊天、视频会议、在线直 播等。但是随之而来对前端设计的要求、对后端服务器的要求也不断增加。所以如何搭建一 个完善的服务器以适合视频通信，是每个视频通信研发人员都关注的问题。一个完善的音视频服务器需要解决高并发、低延迟、NAT穿透和扩展性负载均衡等问题， 我们关注这个方向已有一年多，下面是总结的部分经验：关于高并发在这里主要介绍了如何设计互联网分布架构以提高系统并发能力。有两种常用的方法：垂直扩展(Scale Up)与水平扩展(Scale Out)。一、采用垂直扩展来提升单机处理能力。写代码时，我们能做的优化可
2、分为三类：架构优化、算法优化和语言优化。1架构优化：如用异步IO来增加单服务器吞吐量，多线程的时候通过减少锁的使用来 提高服务器性能等。2算法优化：其在服务器中比较少见，因为服务器逻辑代码里通常没有繁琐的算法，但 是如果有能优化的空间，还是要进行优化。3语言优化：比较常见的优化方式，比如const加引用传参，比如复杂对象遍历时前置 加加与后置加加等，具体看参阅effective c+和more effective c+。当然，如果 有数据库，那么SQL语句的优化也算。现在代码已经写好了，也跑起来了，发现性能还是不满意，怎么办呢？看瓶颈！就好比医生治病，要先找病因。Linux下的gperftoo
3、ls、Windows下的vs、Mac 下的xcode都能进行集成性能分析。这些性能分析工具能帮助你大致定位到哪一行代码占用了 CPU时间。找到病因后，就是 对症下药。当然了，对于这种主要由于占用CPU、内存不够和网卡而导致的服务器性能不高，提升 硬件还是非常有效的。|Y0但是单机性能总是有极限的，会受到时代技术的限制。所以互联网分布式架构设计高 并发的解决方案还是要依靠水平扩展。二、采用水平扩展来增加服务器数量，以扩充系统性能这点与互联网的分层架构有关，在互联网的分层机构中，各层次水平扩展的实践是不同 的，比如：反向代理层通过“DNS轮询”的方式；站点层通过nginx来进行，而服务器则主 要依
4、靠服务连接池。在各层实施水平扩展后，通过增加服务器数量的方式，可以做到理论上 系统性能的无限提升。简单说就是，活太多时一个人干不完，多个人一起干。然后牵扯到多个人，必然会涉及 到调度分配管理的问题。相关的名词有：CDN，负载均衡，Hadoop，云计算等。解决完高并发的问题，现在来说一下低延时。关于低延时低延时是所有视频通信都会关注的一个点，更低的延时必将提升用户使用体验。可是如 何做到低延时呢？图鸭的产品是采用了如下的方法：服务器采用udp协议传输音视频数据、tcp协议传输 控制信令，以此来保证控制信令可靠且音视频数据传输延时低。众所周知，UDP协议与TCP协议相比：采用UDP协议传输数据可能
5、导致数据丢失，但客 户端接收信息延时低；而TCP协议有丢包重传策略，但速度不快。我们的产品在使用时，将 这二者结合，以确保UDP在接收到的包不完全时也能正常解包。在解决了高并发和低延时的问题后，我们要来考虑一下流量成本的问题。降低流量成本 是每个视频通信使用者的需求，也是每个研究视频通信的程序员们要解决的问题。在这里我简单介绍下NAT穿透。关于NAT穿透（NAT穿透）视频聊天的一大技术难点就是服务器的网络带宽占比过高。使用NAT穿透方案，客户端 在通信时可以采用P2P的方式。P2P方案能够使A客户端的视频数据不经过服务器到达B客 户端，在降低服务器带宽消耗时保证传输低延时。那么如何实现NAT穿
6、透呢？我们首先需要知道NAT的特性：NAT会拒绝陌生来源的数据 包。简单来说，如果NAT后不存在向某个NAT之外的主机发送过数据的主机，那么外部主 机就不能主动发送数据包到NAT之后的主机。一种可行的方案，是利用一个信令服务器，先获取客户端暴露在NAT上的IP： PORT信 息，再协调两个客户端，朝其NAT上暴露的IP:PORT发送信息。由于处于NAT（这里设为NATA） 后的机器向另一个NAT （这里设为NATB）后的设备发送信息了，NATA就会允许NATB后的主 机的数据。反之亦然。但是还有个要点需要注意：先发送数据的客户端的第一个数据包会被NAT丢弃，因为 对方NAT并不知道该如何分配这
7、个未知来源的数据包。NAT穿透完整的解决方案可以参考 RFC5389协议，根据协议实现。关于扩展性强，负载均衡（一种负载均衡方式）在处理完上述问题后，可以考虑怎样让整个服务器负载均衡。在这里图鸭君主要介绍主从节点集群设计：客户端从负载均衡服务器获取转发服务器地 址，负载均衡服务器根据客户端的身份以及从节点服务器的带宽流量、CPU情况等，智能分 配给客户端合适的服务器地址，在保证资源有效利用的同时又避免服务器过载。这样的设计在提高了可扩展性的同时能够在从节点无缝加入主节点。总结事实上，前文所述的都是搭建高性能服务器的基础，好的架构是基础，好的优化才能 盖高楼。对于如何更好地优化服务器？一种合理的做法是：对服务器的运行状况进行分析， 对执行频繁、资源消耗过高的部分进行特别的优化。也就是说对于具体的服务器具体分析，只有如此才能让服务器做到最优。
