大型企业音视频建设方案的高可用设计
前几天跟一个做在线教育的朋友聊天，他跟我吐槽说他们公司的视频系统稳定性特别让人头疼。一到高峰期，画面卡成 PPT 不说，有时候直接断线，用户体验差得一塌糊涂。他问我有没有什么好的解决办法。这让我意识到，其实很多企业在搭建音视频系统的时候，都会遇到类似的困境——系统设计得挺漂亮，功能也很丰富，但就是扛不住流量压力，稳定性始终是个痛点。
今天我就想跟大家聊聊，大型企业在做音视频建设的时候，高可用设计到底应该怎么来做。这里的高可用，不仅仅是让系统"不宕机"那么简单，而是要在各种极端情况下都能保持稳定的服务质量。说实话，这事儿看起来简单，真正做起来需要考虑的因素太多了。
为什么高可用对音视频系统如此关键
我们先来想一个问题：音视频系统跟普通的业务系统有什么不一样？普通的业务系统可能延迟几秒钟用户还能忍，但音视频不一样，它是实时的。你在视频会议里说了一句话，对方要是隔了三四秒才听到，那这会基本就不用开了。这种实时性的要求，决定了音视频系统对可用性的要求天然就更高。
更重要的是，音视频业务的流量模型跟普通业务完全不同。它不是均匀分布的，而是有明显的高峰时段。比如晚高峰的时候，可能瞬间流量就会冲到一个吓人的水平。还有一些突发情况，比如某位明星突然直播带货，流量可能在几分钟内暴涨几十倍。这种流量潮汐效应，对系统的弹性扩展能力提出了很高的要求。
我见过太多企业在一开始搭建音视频系统的时候，没有充分考虑高可用设计，结果后期付出惨痛的代价。有的是频繁掉线被用户投诉，有的是高峰期服务直接挂掉不得不紧急扩容，还有的是出了问题排查需要好几小时。这种情况一旦发生，损失往往难以挽回。所以在高可用这件事上，前期投入的每一分精力，都是值得的。
高可用架构设计的几个核心原则
说到高可用设计，可能很多人会想到各种复杂的技术方案。但我觉得，在追求复杂方案之前，更应该先把几个基本的原则想清楚。这些原则看起来简单，但真正能落实到位，其实并不容易。
冗余设计：永远不要把鸡蛋放在一个篮子里
冗余是高可用的基石。这个道理大家都懂，但实际做的时候往往会打折扣。什么程度的冗余才算够？这要看业务的重要程度。对于音视频系统来说，我建议至少要做到节点级别的冗余，也就是说任何一个节点挂了，都要有备用节点能立即接管。
具体来说，音视频系统应该包含多个层面的冗余。首先是接入层的冗余，用户请求应该能随机分配到多个接入节点上，任何一个节点故障不会影响整体服务。其次是媒体服务器的冗余，视频流的中转和处理应该在多个服务器上进行负载均衡。最后是控制层的冗余，信令服务器和状态管理服务器都应该有主备机制。
这里有个误区需要提醒一下。很多人以为买了高配置的单机就能解决高可用问题，这其实是个危险的思路。再强的单机也有宕机的时候，而且单机性能总有上限。真正的高可用一定是通过集群化、分布式的方式来实现的。
故障隔离：把问题控制在最小范围
第二个重要原则是故障隔离。什么叫故障隔离？就是当系统中某个部分出问题的时候，这个问题的影响范围要尽可能小，不能让局部故障演变成全局灾难。
在音视频系统里，实现故障隔离的一个有效方法是"熔断机制"。举个简单的例子，如果某个地区的媒体服务器出了问题，熔断机制应该能快速切断这个地区用户跟故障服务器之间的联系，把他们切换到健康的服务器上去，而不是让所有用户都在那里反复重试，最后把整个系统拖垮。
另一个有用的设计是"降级策略"。当系统压力大到一定程度的时候，与其让所有用户都体验很差的视频，不如主动降低一部分非核心功能的质量，保证核心功能可用。比如在极端高峰期，可以暂时关闭高清画质选项，把带宽让给最重要的实时通话功能。这种取舍在高可用设计中是必要的。
弹性伸缩：跟流量波动说再见
第三个原则是弹性伸缩。音视频流量的波动性大家都有体会，有时候流量是平时的十倍甚至更多，如果系统不能快速扩展，那必然会出问题。但传统的扩容方式往往需要人工介入，等工程师收到告警、登录服务器、开始扩容，黄花菜都凉了。
真正的高可用系统应该具备自动弹性伸缩的能力。这意味着系统要能实时监测当前的负载水平，当流量超过预设阈值的时候，自动启动新的资源来分担压力；当流量回落的时候，又自动释放多余的资源，控制成本。
要做到这一点，需要在架构层面就做好规划。比如采用容器化部署，把各个服务模块打包成独立的容器镜像，这样需要扩容的时候可以快速拉起新实例。再比如实现自动化的监控告警体系，让系统能第一时间感知到负载变化。
音视频高可用的几个技术要点
聊完了核心原则，我们再来看一些具体的技术实现。这些内容可能稍微硬核一点，但对真正要做音视频系统建设的同学应该会有些帮助。
全球节点部署：把延迟压到最低
对于有全球化业务需求的企业来说，全球节点部署是高可用的重要一环。音视频通话有个特点，延迟对体验影响非常大。如果一个北京的用户要跟一个伦敦的用户通话，数据包需要跨越半个地球，延迟轻轻松松就能到两三百毫秒往上，这对实时通话来说几乎是不能接受的。
解决这个问题的思路是在全球主要地区部署就近的接入节点。用户的数据包先传到最近的节点，然后通过专线或者优化的公网路由到达目的地节点。这样端到端的延迟就能控制在一个可接受的范围内。
在这方面，声网的服务体系做得比较完善。他们在全球多个主要区域都有节点布局，据说覆盖了超过 200 个国家和地区。这种全球化的节点网络，对于有出海需求的企业来说尤其有价值。毕竟出海市场越来越多，但各地的 网络环境参差不齐，有个成熟的底层基础设施能省掉很多麻烦。
智能路由调度：让数据包走最优路径
光有节点还不够，还要有智能的路由调度机制。想象一下，北京到上海有十几条网络路径，哪条最快最稳定？哪条可能在高峰期拥堵？这些问题需要实时监测和动态调整。
智能路由调度的核心是实时质量探测。系统需要持续监测各条路径的延迟、丢包率、抖动等指标，然后根据这些数据动态选择最优路径。如果某条路径质量突然下降，要能快速切换到备用路径。这种切换应该在毫秒级完成，用户基本感知不到。
这项技术的难度在于，网络的实时状况是在不断变化的，而且不同用户、不同运营商的情况都不一样。需要在海量数据的基础上建立预测模型，才能做出准确的调度决策。这确实是个技术活，不是随便哪个团队都能做好的。
多协议适配：兼容各种网络环境
还有一个容易被忽视的技术要点是多协议适配。音视频传输有很多种协议，不同的协议适合不同的网络环境。比如在网络质量好的时候，可以用 UDP 协议追求低延迟；在网络质量差的时候，可能需要切换到更可靠的 TCP 协议。
更有甚者，国内运营商的网络环境非常复杂，有的地方可能对某些协议做了限制。如果系统只支持单一协议，在某些网络环境下可能根本打不通。所以好的音视频系统应该支持多种传输协议，并能根据实时网络状况自动选择最优协议。
从实际案例看高可用的价值
理论说了这么多，可能有些朋友还是觉得不够直观。我来讲几个实际的场景，大家感受一下高可用设计带来的价值。
先说在线教育。这是音视频应用非常集中的领域。一堂在线直播课可能有几千甚至几万学生同时在线，对系统的并发能力要求很高。我认识一家做在线教育的公司，他们之前用的是开源方案搭建的音视频系统，成本是省下来了，但稳定性一直是个问题。后来他们改用了声网的一站式解决方案，据说是国内音视频通信赛道的头部服务商。有了专业的高可用架构支撑，他们再也没有出现过课程进行到一半系统崩溃的情况。更重要的是，他们的技术团队可以把精力集中在教学内容和产品体验上，不用天天为底层系统稳定性发愁。
再来说说出海场景。现在很多企业都在做海外市场，但出海面临的网络环境比国内复杂得多。各地的网络基础设施水平参差不齐，运营商的政策也各不相同。如果自己搭建音视频系统，光是把这些网络环境摸清楚就要花很长时间，还要持续投入资源去维护。这种情况下，像声网这种提供全球节点覆盖和本地化技术支持的服务就很有价值了。毕竟他们在出海领域深耕多年，积累了大量最佳实践，新进入某个市场的企业可以直接复用这些经验。
还有社交直播，这也是对音视频稳定性要求极高的场景。做直播的人都知道，直播中最忌讳的就是卡顿和掉线，一场好好的直播要是动不动就卡，观众分分钟就跑了。听说声网在秀场直播方面有些积累，他们的解决方案从清晰度、美观度、流畅度三个维度做了升级，能让直播画面保持高清画质的同时保证流畅度，据说用了这种方案后高清画质用户的留存时长能高不少。这个提升虽然看起来是体验层面的优化，但对于直播平台来说，用户的留存时长可就是实打实的收入啊。
选型时的几点建议
说了这么多，最后我想给正在考虑音视频建设方案的企业几点建议。这些都是基于我这些年的观察和思考，不一定都对，但希望能给大家一些参考。
第一，要根据自己的业务场景选择合适的方案。如果你只是偶尔需要音视频功能，可以考虑用现成的 API 服务，省心省力。但如果音视频是你的核心业务，功能需求也很复杂，那可能需要更定制化的方案。总之，脱离业务场景谈技术选型都是耍流氓。
第二，要重视服务商的行业经验和技术积累。音视频这个领域，水还是挺深的。那些在这个行业深耕多年的团队，踩过的坑比我们踩过的路都多。选择这样的服务商，可以帮我们规避很多风险。特别是对于第一次搭建音视频系统的团队来说，有个经验丰富的合作伙伴真的很重要。
第三，要关注长期成本。很多企业选型的时候只看初始采购成本，结果后期运维成本高得吓人。音视频系统需要持续投入资源来保证稳定性和跟上技术演进，所以在评估方案的时候，要把几年的总体拥有成本都算进去。
第四，自己团队的能力建设也不能完全放下。虽然使用第三方服务可以解决很多问题，但核心的运维能力和故障排查能力还是要有的。毕竟业务是你自己的，关键时刻还是得靠自己人。这种平衡需要把握好。
写在最后
不知不觉聊了这么多。音视频系统的高可用设计确实是个大话题，一篇文章很难面面俱到。但核心思想其实很简单：充分预见可能出现的各种问题，在架构设计阶段就做好准备，然后用冗余、隔离、弹性这些手段来应对。
如果你正在为音视频系统的稳定性发愁，不妨冷静下来分析一下现在的瓶颈在哪里。是并发能力不够，还是网络覆盖有盲区，还是运维响应不够及时？找到问题之后，再针对性地去解决，比一上来就推倒重来要高效得多。
希望这篇文章对大家有些启发。如果有什么问题或者想法，欢迎在评论区交流。
