Облачный WebRTC стриминг на DigitalOcean

Известный облачный хостинг DigitalOcean с недавних пор обзавелся собственным магазином с готовыми образами, из которых можно быстро развернуть какой-либо сервер приложений. Совсем, как AWS, только DO, для тех, кто уже пользуется услугами этого провайдера. Давайте посмотрим, как, имея аккаунт DO, развернуть простой сервер за 10$ в месяц для стриминга WebRTC на базе Flashphoner WebCallServer, и чем такой сервер может быть полезен.

Развертывание

Входим в аккаунт на DO, переходим по ссылке к образу Flashphoner WebCallServer и нажимаем кнопку "Create Flashphoner Web Call Server Droplet"

Выбираем характеристики севера и тарифный план. По умолчанию, DO предложит нам что-нибудь из среднего сегмента, но нас интересует минимальная стоимость

Выбираем регион размещения датацентра, например, Франкфурт

Выбираем способ аутентификации, например, одноразовый пароль

Указываем количество серверов (пока нас интересует один сервер) и даем нашему серверу имя. Это имя будет записано, в том числе, в /etc/hostname

Нажимаем "Create droplet"

После создания сервер автоматически запустится. Можно подключиться к нему по SSH и, если был в качестве способа аутентификации был выбран одноразовый пароль, сменить пароль. В консоль будет выведено краткое описание Flashphoner WebCallServer со ссылками на документацию

"Это тест. Меня видно?"

Flashphoner WebCallServer запускается полностью готовым к работе, 30-дневная ознакомительная лицензия активируется автоматически. Для тестирования всех основных функций есть веб-интерфейс, мы ограничимся проверкой публикации и проигрывания WebRTC потока.

Открываем в браузере страницу https://droplet_ip:8444/admin/. По умолчанию с сервером поставляется self-signed сертификат, поэтому придется подтвердить исключение безопасности. В дальнейшем можно заменить сертификаты на собственные. Вводим имя и пароль (по умолчанию demo)

Выбираем в боковой панели пример Two-Way Streaming, нажимаем кнопку "Connect", затем "Publish". Для проигрывания потока нажимаем "Play"

За пригоршню долларов

На что же способен сервер за 10$ в месяц в качестве аппаратной платформы для WebRTC стриминга? Посмотрим, что нам предлагает DigitalOcean по процессору

lscpu

и по памяти

free -h

Проверяя сервер нагрузочными тестами, видим, что сервер может не так уж и мало.

Например, опубликуем один экземпляр потока и посмотрим, сколько подписчиков одновременно могут проиграть это поток, занимая не более 90% процессора:

Разрешение	Битрейт, кбит/с	Количество публикаций	Количество подписчиков
360p	1300	1	70
480p	1800	1	70
720p	3000	1	50

При нескольких одновременных публикациях максимальное количество обрабатываемых потоков остается на том же уровне: если опубликовать 7 потоков, на каждый могут подписаться до 10 зрителей.

Допустим, нам нужно транскодировать поток на сервере, чтобы уменьшить разрешение или выровнять FPS. Для этого случая проверим максимальное количество публикаций:

Разрешение	Битрейт, кбит/с	Количество потоков
360p	1300	5
480p	1800	3
720p	3000	2

Таким образом, сервер минимальной стоимости на DO с параметрами 1 CPU core, 2 Gb RAM, 2 TB трафика в месяц пригоден не только для тестирования WebRTC стриминга, но и для использования в небольших проектах. Например, можно:

• раздавать по WebRTC поток с IP-камеры для простейшего внутрикорпоративного видеонаблюдения;
• организовать вебинар для сотрудников небольшой компании
• поднять свое интернет-радио (аудиопоток требует меньше ресурсов процессора)

Кроме того, этот сервер можно рассматривать как референсную платформу для расчетов масштабирования, чем мы далее и займемся

"Я достойна большего!"

Правила, в общем, весьма простые: ядер много не бывает, и памяти тоже. В зависимости от планируемого количества подписчиков, рекомендации из набора конфигураций, предлагаемого DO, будут следующими:

Количество подписчиков	vCPUs	RAM, Gb	Трафик, TB	Пример использования
до 200	4	8	5	Система видеонаблюдения
до 500	8	16	6	Вебинары
до 1000	16	64	9	Видеочат
до 2000	20	96	10	Стриминг HD видео

Если планируется дальнейший рост, придется развернуть CDN из расчета 1 Edge сервер на 2000 подписчиков. Предположим, нам требуется раздавать HD видео, планируемое число зрителей 10000. В этом случае потребуется 2 Origin сервера для публикации и 5 Edge серверов для просмотра.

Пример настройки:

• Origin 1

cdn_enabled=true
cdn_ip=origin1.flashponer.com
cdn_nodes_resolve_ip=false
cdn_role=origin

• Origin 2

cdn_enabled=true
cdn_ip=origin2.flashponer.com
cdn_point_of_entry=origin1.flashponer.com
cdn_nodes_resolve_ip=false
cdn_role=origin

• Edge 1 — Edge 5 (здесь меняется только адрес сервера в параметре cdn_ip)

cdn_enabled=true
cdn_ip=edge1.flashphoner.com
cdn_point_of_entry=origin1.flashponer.com
cdn_nodes_resolve_ip=false
cdn_role=edge

CDN также может быть полезной, если подписчики распределены географически, например, наши потенциальные зрители проживают в Европе и Америке.

Пример настройки:

• Origin EU

cdn_enabled=true
cdn_ip=origin_eu.flashponer.com
cdn_nodes_resolve_ip=false
cdn_role=origin
cdn_groups=EU

• Origin US

cdn_enabled=true
cdn_ip=origin_us.flashponer.com
cdn_point_of_entry=origin_eu.flashponer.com
cdn_nodes_resolve_ip=false
cdn_role=origin
cdn_groups=US

• Edge 1 EU

cdn_enabled=true
cdn_ip=edge1_eu.flashphoner.com
cdn_point_of_entry=origin_eu.flashponer.com
cdn_nodes_resolve_ip=false
cdn_role=edge
cdn_groups=EU

• Edge 1 US

cdn_enabled=true
cdn_ip=edge1_us.flashphoner.com
cdn_point_of_entry=origin_eu.flashponer.com
cdn_nodes_resolve_ip=false
cdn_role=edge
cdn_groups=US

Чем больше зрителей, тем больше разнообразие устройств для проигрывания и каналов до этих устройств. Чтобы обеспечить качество трансляции на различные устройства, скорее всего, потребуется транскодинг видео, который можно возложить на специальные Transcoder серверы CDN.

Пример настройки:

• Origin

cdn_enabled=true
cdn_ip=origin.flashponer.com
cdn_nodes_resolve_ip=false
cdn_role=origin
cdn_groups=default

• Transcoder EU

cdn_enabled=true
cdn_ip=transcoder_eu.flashponer.com
cdn_point_of_entry=origin.flashponer.com
cdn_nodes_resolve_ip=false
cdn_role=transcoder
cdn_groups=EU

• Edge 1 EU

cdn_enabled=true
cdn_ip=edge1_eu.flashphoner.com
cdn_point_of_entry=origin.flashponer.com
cdn_nodes_resolve_ip=false
cdn_role=edge
cdn_groups=EU

Для транскодирования, как мы выяснили во время теста, важно количество процессорных ядер. Из линейки конфигураций CPU-optimized больше всего подходит самая дорогая 32 vCPU, 64 Gb RAM. При этом в других линейках близкие по количеству CPU конфигурации с большим объемом памяти могут быть существенно дороже. К сожалению, сэкономить на транскодерах не получится: поскольку видео кодируется покадрово, памяти должно хватать под все картинки, а процессоров под обработку всех потоков.

При развертывании CDN, пригодится одновременное создание нескольких серверов одной и той же конфигурации. Однако, для географически распределенной CDN однотипные Edge и Transcoder серверы нужно будет разместить в разных датацентрах.

Заключение

Итак, мы развернули и протестировали небольшой сервер для стриминга WebRTC видео с низкой задержкой на DigitalOcean, убедились, что сервер в минимальной конфигурации пригоден не только для тестирования, но и для использования в небольших проектах, получили данные для масштабирования в зависимости от предполагаемого числа зрителей, а также коснулись темы развертывания CDN, которая сама по себе заслуживает отдельной статьи. Оставайтесь с нами, продолжение следует...

Ссылки

Flashphoner WebCallServer на DigitalOcean Marketplace — готовый образ Web Call Server в DigitalOcean.

CDN для стриминга WebRTC с низкой задержкой — сеть доставки контента на базе Web Call Server.