一、系统架构设计（千万级并发架构）
- 分层架构设计
- 接入层：基于Nginx-RTMP扩展开发，支持10万级推流连接（TCP/UDP双协议栈）
- 处理层：C++开发流媒体服务器集群，实现转码/混流/水印等实时处理
[完结18章]C++大型流媒体项目-从底层到应用层千万级直播系统实战--- “夏のke” ---www.---bcwit.---top/5300/
- 分发层：构建CDN+P2P混合网络，边缘节点覆盖全国30个省级区域
- 存储层：分布式对象存储（冷热数据分离策略），支持HLS/DASH切片存储
- 控制层：Zookeeper集群管理节点状态，Prometheus+Grafana监控体系
- 核心性能指标
- 端到端延迟：<800ms（普通模式）/ <200ms（低延迟模式）
- 单节点承载：8000路720P直播流处理
- 集群扩展：线性扩容支持亿级用户在线
- 跨平台支持
- 推流端：Windows/Linux/macOS SDK（支持DirectShow/AVFoundation）
- 播放端：WebRTC/H5全平台覆盖，移动端SDK（Android/iOS硬件解码优化）
二、核心技术实现
- 采集模块开发
- 视频采集：多设备支持（摄像头/屏幕/采集卡），DirectX/MediaFoundation框架集成
- 音频处理：噪声抑制（WebRTC RNNoise）、回声消除（AEC3算法）
- 数据封装：FLV/MPEG-TS格式封装，支持SEI时间戳同步
- 编码核心优化
- 硬件加速：Intel Quick Sync/NVIDIA NVENC集成开发
- 码率控制：VBR/CBR智能切换，ROI区域编码优化
- 编码参数：GOP动态调整（1s~5s），B帧智能插帧技术
- 传输协议栈
- RTMP扩展：支持Enhanced RTMP（HEVC/AV1编码）
- 低延时传输：SRT协议实现（ARQ重传+ AES加密）
- 国标对接：GB28181协议栈开发（SIP信令交互）
三、性能优化策略
- 资源管理优化
- 线程池模型：IO线程/计算线程分离，动态线程数调整
- 内存管理：定制内存池（Slab分配器减少30%碎片）
- 无锁队列：Disruptor架构实现生产者-消费者模型
- 传输层优化
- 拥塞控制：Google BBR算法改进版（直播场景适配）
- 抗抖动缓冲：动态JitterBuffer（基于网络质量预测）
- 自适应码率：ABR算法（分辨率/帧率/码率三维调整）
- 存储优化
- 分布式存储：Ceph集群部署，对象存储接口封装
- 缓存策略：LRU+LFU混合淘汰算法，命中率>95%
- 冷热分离：7天热数据SSD存储，历史数据转存HDD
四、项目实战模块
- 直播电商系统
- 商品同步：实时商品信息与视频流时间轴对齐
- 即时互动：弹幕礼物系统（Redis Stream消息队列）
- 数据统计：实时观看人数统计（HyperLogLog算法）
- 教育直播系统
- 白板同步：OT协同算法实现毫秒级同步
- 课堂录制：音画板书三流合成（FFmpeg滤镜开发）
- 低延时模式：WebRTC SFU架构优化
- 赛事直播系统
- 多机位切换：SCTP协议实现平滑过渡
- 实时数据叠加：OpenGL ES渲染赛事数据
- 高并发支撑：边缘节点动态扩容方案
五、扩展性设计
- 微服务架构
- 服务拆分：网关服务/转码服务/分发服务独立部署
- 服务发现：Consul实现健康检查与负载均衡
- 配置中心：Apollo配置热更新支持
- 智能处理模块
- 内容审核：AI鉴黄/暴恐识别（TensorRT加速）
- 画质增强：超分辨率算法（Waifu2x集成）
- 语音转写：实时字幕生成（ASR引擎对接）
- 安全防护体系
- 防盗链：URL鉴权+Token动态生成
- 加密传输：SRTP+DTLS双重保护
- 版权保护：数字水印+屏幕录制防护
六、测试与部署
- 自动化测试体系
- 单元测试：Google Test框架覆盖核心模块
- 压力测试：Locust模拟百万级用户涌入
- 异常测试：Chaos Engineering故障注入
- 部署方案
- 容器化部署：Docker+K8s集群管理（Helm Chart模板）
- 混合云架构：公有云处理突发流量，私有云承载核心业务
- 灰度发布：AB测试分流策略（按区域/设备类型）
