抖音短視頻網絡性能優化實踐

內容來源：華為開發者大會2021 HMS Core 6 System技術論壇，主題演講《抖音短視頻網絡性能優化實踐》。

演講嘉賓：卡濤，抖音Android架構師

大家好！我是來自字節跳動抖音體驗團隊的卡濤。我的分享主題是抖音短視頻網絡性能優化實踐。接下來，我將介紹短視頻應用的弱網瓶頸，以及集成HMS Core無線傳輸服務后的改變。

弱網：短視頻應用的網絡瓶頸

日活躍用戶數量突破6億的抖音，面對巨量的用戶群體，迎來了巨大的網絡體驗挑戰。播放視頻卡頓、視頻加載時間長、卡頓5秒以上，這些都是困擾我們的問題。抖音還有直播業務，其中的“推拉流”過程對帶寬的要求非常高，網絡不行會直接導致用戶在直播搶購時“卡了”。針對這些問題，我們一般會進行局域網探測，查看帶寬問題；診斷測試，判別哪條鏈路出現問題。

隨著抖音業務范圍的不斷擴大，安卓端側的業務需求也逐漸增多，面臨許多網絡困境——

• 視頻下載/上傳：抖音的很多用戶不僅會下載視頻分享給他人，還會自主上傳的高質量的視頻，這對網絡要求很高。

• 動態化：抖音的電商業務發展蓬勃，其中的信息流廣告會調用一部分動態化資源。

• 插件化：除了短視頻，抖音的直播、本地生活、社交等功能插件的終端體驗尤為重要。

• 離線化：在春節、購物節等時間節點舉辦大型活動時，抖音會上線很多玩法、游戲。這時要保證活動的即時性，比如春晚搶紅包的場景需要提前下發，對帶寬也有很高要求。

• 直播：抖音的直播業務如火如荼，需要保證帶寬足、時延低、弱網環境盡量流暢等條件?！巴屏鳌?情況下，上傳的帶寬足夠即可；“拉流”則對觀看直播的實時性、時延、帶寬、弱網可用性都有非常高的要求。

• API請求：抖音用戶量級大，若要持續拉取用戶信息和視頻播放信息，就對帶寬、時延、弱網和穩定性提出了挑戰。

系統能力：網絡優化的突破口

那么，抖音如何在應用側提升網絡體驗呢？應用業務層網絡可用性優化有動態碼率、動態分辨率、業務降級等。比如視頻可以在低網速下自動降低碼率；用智能心跳能力探測網絡的心跳間隔。

網絡框架層可用性優化有數據包壓縮、動態選路、DNS解析優化、復合請求、鏈接層優化、CDN加速、協議層優化、弱網切換。如果用戶的網絡環境比較差，我們會提示用戶登錄免費Wi-Fi；或是提示他們選擇免流模式。針對流量敏感的用戶，我們也會盡量讓他在較高質量的網絡下瀏覽A，不對資費造成很大影響。有些業務的實時性要求不高，但對抖音的前臺流量影響很大，后臺還會對這些業務進行CDN限速，從而保證前臺的播放和直播體驗。系統層網絡可用性優化則體現為更準確的用戶感知、更精準的預測、更強的三方管制、更精細的鏈接保護。

以上都是目前業界比較通用的網絡優化方式。HMS Core無線傳輸服務中的系統網絡增強能力，包括鏈路保護、帶寬加強、場景預測、弱網可用、信號評估，基本做到全覆蓋。

針對網絡卡頓，經過測試發現根本原因是關鍵鏈路的加載導致的。應用側的弱網診斷手段有限，無線傳輸服務提供了更強的弱網感知和識別能力，進而進行更精準的弱網預測。它可以幫助應用理解網絡API鏈接的優先級，主動控制帶寬的并發量，感知更多的網絡狀態切換、更全面的用戶體驗信息，提升用戶體驗。

最佳實踐：抖音弱網優化的典型案例

弱網預測，可以在弱網來臨之前讓應用有所準備。無線傳輸服務接到通知后，可以在地鐵、電梯、高鐵等不同弱網場景采取不同的云控弱網措施。比如用戶在弱網場景下觀看點播或直播，可以智能預加載，調整推送碼率，并進行流量管控，提前下載流量。

如果預估弱網環境持續時間不長，無線傳輸服務會進行弱網的行為指引，提示想要退出應用的用戶“您的網絡即將恢復，請耐心等待”。預感弱網環境變化后，它還會提前調整協議層參數。另外，針對一些對前臺影響大、耗流量的業務場景，抖音也會考慮撤掉。但在網絡質量好的情況下，這些業務場景對用戶體驗是有益的，我們一般會通過實驗觀察表現后決定去留。

卡頓透傳，可以讓系統精細化決策。用戶在播放長視頻時，如果后臺請求超時，基本沒有感知；在前臺點播短視頻時，如果看到十幾秒卡住再播，體驗就會變得非常差。造成這一現象的主要原因有瞬時無網、延遲波動、帶寬受限等。如何解決呢？為了優先保證視頻加載和流媒體，無線傳輸服務可以結合卡頓事件定制策略，在預估Wi-Fi信號、5G信號、基站信號后，定義網絡通道優先級并增強帶寬。

網絡卡頓快速響應，讓隱藏的卡頓不再成為體驗瓶頸。之前，網絡斷連1-2秒，應用無法及時感知。但前臺的點播或直播就會有5-6秒的卡頓。集成無線傳輸服務后，可以做到事件可預測、雙向事件通知和時常評估。在可感知的前提下，保證無網條件不發送無效請求，有網之后立即請求，更好地服務于對實時性要求高的應用場景。

大數據量帶寬擴容，讓痛苦快速消失。隨著用戶視頻質量的提升，抖音面臨大幅度的帶寬消耗以及應用流量需求。比如插件下載、大型活動離線化資源下載、動態化資源預加載、視頻上傳、直播推流、安裝包下載。首先，抖音會進行應用級優化，通過流量調度，完成錯峰下載，保證前臺流量順暢，同時在服務端限制CDN速度。集成無線傳輸服務后，Wi-Fi高優先級發包、雙Wi-Fi功能、多網并發、帶寬管控等功能持續優化。

總的來說，基于抖音用戶的大體量，集成無線傳輸服務能力的表現很不錯。我們還有很多和華為在功耗、顯示、網絡等方向的合作，希望有機會和大家再次分享，感謝！

了解更多詳情>>

訪問華為開發者聯盟官網
獲取開發指導文檔
華為移動服務開源倉庫地址：GitHub、Gitee

關注我們，第一時間了解 HMS Core 最新技術資訊~