简介： 经过实际场景验证及用户的综合评估，电商直播平台借助全面的云原生容器化能力和中间件产品能力，大幅提升开发部署运维效率达50%~100%，极大地提升了用户体验，为业务持续发展打下了坚实的基础。
前言
直播带货是近期发展非常迅猛的一种新的电商模式。构建一个电商直播平台从技术角度上大致可以分为视频直播服务、CDN、前端（H5/小程序）、大数据、以及各种业务后台，如直播互动、商家和运营平台等。相比于传统的电商系统，电商直播平台有一些类似的地方，如系统需要具备高并发的能力来应对流量洪峰；但同时直播业务也有一些独有的特性：
1. 直播业务的潮汐特性，需要更强的弹性能力及成本优化方案。
2. 微服务化后，要求更高的开发效率，以及更精细化的流量控制。
3. 直播互动有着非常高的实时性，系统需要具备前后端监控一体化的能力。
4. 直播业务涉及到后期音视频的处理需要合理分配计算资源。
可以看到上述特性都是一些非业务性的需求，为了达成这一目的，企业需要在IDC额外投入大量的人力进行基础设施的建设和维护。目前，越来越多的企业已经迁移到云平台或者正在向云平台迁移的过程中，如果能将这些非业务功能下沉，利用云平台提供的产品&技术来承接这些能力的话，企业就完全可以专注于业务本身，实现快速迭代、独立高效、减轻成本。
云原生架构正是为此而生。
什么是云原生架构？
云原生架构是基于云原生技术的一组架构原则和设计模式的集合，旨在将云应用中的非业务代码部分进行最大化的剥离，从而让云设施接管应用中原有的大量非功能特性（如弹性、韧性、安全、可观测性、灰度等），使业务不再有非功能性业务中断困扰的同时，具备轻量、敏捷、高度自动化的特点。
为实现云原生架构，必然需要依托于各种云原生理念、实践及技术，即云平台所提供的容器、微服务、DevOps、Service Mesh、Serverless和中间件等服务。从CNCF的定义来看，采用基于云原生的技术和管理方法，将更好地把业务生于“云”或迁移到云平台，从而享受“云”的高效和持续服务能力。
电商直播需要哪些云原生解决方案？
电商直播平台系统为了满足业务的快速发展，需要具备一些额外能力（当然这里可能只是一部分），我们暂时以这些为例，将需求进一步总结抽象，大致可以归纳为以下几点:
1. 极致弹性和成本；
2. 微服务治理及流量控制；
3. 立体化监控；
4. 音视频处理自动化，计算资源按需使用。
为解决以上痛点，接下来围绕电商直播平台，详细介绍在一些典型的业务场景下，阿里云提供的一整套云原生解决方案。
容器服务ACK解决对成本和极致弹性的诉求
传统架构在应对“电商直播”这种新式互联网化业务时，常常面临发布迭代效率低、高峰期扩容慢、运维复杂度高三大痛点。同时直播业务有典型的瞬间流量冲击问题，无法有效预估峰值，并且高峰期间对延迟敏感，通过扩容K8s Node节点方案无法满足业务需求。
直播业务可以借助阿里云容器服务ACK + VK (Serverless ECI基础设施)架构，解决直播业务对成本和极致弹性诉求，具体体现在：
- 研发效率提升100%；
- 运维资源基本解放；
- 弹性Serverless ECI，资源成本降低60%~70%。
同时通过纳管注册形态，可以实现将其他云平台和IDC自建K8s集群进行统一管理，帮助客户抹平了多云架构中日志采集、监控等运维管理的差异性，大幅提升了整体运维效率。
微服务引擎MSE提供全面的微服务治理方案
在直播过程中，商家和观众进行互动下单，直播前端和后台业务系统进行频繁的交互。直播的后台业务系统采用微服务+容器的架构，业务系统根据不同的模块(如店铺、商品、订单)已经进行了微服务拆分。同时为了满足业务需要，业务系统需要具备流量控制的能力，即对某些微服务进行了多版本的部署，并将特定的用户请求引流到某个特定版本进行处理。
众所周知，系统采用微服务化部署后，调用链路变得复杂。此外在容器环境下，POD IP的不固定性等因素都为实现流量控制带来一定的难度。我们可以采用阿里云微服务引擎(MSE)提供的微服务治理方案。
微服务引擎MSE为微服务应用提供全面的微服务治理方案，包括服务鉴权、无损下线、离群实例摘除、服务降级、金丝雀发布、标签路由等功能。其中标签路由功能可以简单完美地实现在K8s环境下流量控制的能力。微服务发布过程中，只需编辑YAML文件添加自定义标签，同时在MSE控制台将请求参数（如http header等）和此前创建的标签进行绑定即可。
通过此方案，不仅可以在生产环境中无侵入性地解决了流量控制的问题，在开发测试环境中，也可将标签路由功能应用在分支测试等场景。
ARMS提供完整立体化全链路监控方案
电商直播系统包括H5页面和小程序前端层、微服务应用层、中间件层(MQ、Redis等)、数据库层以及基础资源层等，系统中任何一个环节出问题都可能导致一条业务请求出现异常。结合业务需求，运维效率、资源成本等因素，部署在云上的应用可以通过阿里云应用实时监控服务(ARMS) 为直播业务提供一套完整的立体化的全链路监控方案。
ARMS领域全景图
在直播场景下，ARMS提供的功能解决了诸如以下几个实际问题:
- 在直播过程中，如果用户在前端进行下单等操作发生错误，利用ARMS提供的前后端链追踪功能，可将前端与后端串联起来，实现一站式的问题排查。
- 系统中出现慢调用后，需要对整个链路中的瓶颈进行定位，而这个瓶颈可能出现在网络延时、微服务应用内部，或者应用所依赖的缓存和数据库等组件，开发运维人员可以借助ARMS提供的白屏化链路监控、问题诊断等能力来快速定位。
- 在ARMS控制台为核心业务及资源配置了完善的监控报警能力，通过短信、钉钉、Webhook等方式推送给工程师进行第一时间排查，及时发现问题减少业务损失。
阿里云函数计算解决自动化及效率等问题
在直播平台发起的直播结束后，通常会有一些回放视频需要进行一些处理，比如对视频进行转码，或其他处理后再进行二次分发。通常为了实现这一个功能，我们需要自建转码服务器，但由于直播业务天然的潮汐属性，大部分时间这些转码服务器处于闲置阶段，无法实现计算资源的最大利用和成本最优化。
阿里云函数计算 FC 事件触发机制完美第解决了自动化及资源利用率等问题。开发人员可以将转码逻辑部署到函数计算，配置OSS事件触发器，当有新的直播回放视频上传到OSS后，可自动触发函数计算进行转码及分发。
此方案具备的优势是:
- 快速上线： 用户基于FFmpeg自建的转码服务，里面很多命令参数都是线上实践很好的参数，函数计算支持用户命令无缝迁移， FFmpeg的版本也可以自定义。
- 弹性高可用：计算力不再是瓶颈，迅速调动大量计算资源进行加速、并行转码。
- 降低成本： 视频转码是CPU密集型，基于函数计算按需付费，能大大降低转码成本。
总结
结合上面所讨论的内容，我们再来看下采用阿里云云原生解决方案后，一个完整的电商直播平台的部署架构如下:
经过实际场景验证及用户的综合评估，电商直播平台借助全面的云原生容器化能力和中间件产品能力，大幅提升开发部署运维效率达50%~100%，极大地提升了用户体验，为业务持续发展打下了坚实的基础。
作者：鹿玄，阿里云解决方案架构师
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