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這幾年，中國科技力量在國際標(biāo)準(zhǔn)舞臺上，取得越來越多的成績。除了在5G、6G等移動通信領(lǐng)域成為創(chuàng)新主力軍，筆者近期關(guān)注到中國網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)與開源多方面的重要進展。

一是在今年1月17-28日，在國際電信聯(lián)盟ITU相關(guān)會議上，由阿里巴巴(中國)有限公司聯(lián)合國內(nèi)學(xué)界提交的《可交互低延時互聯(lián)網(wǎng)多媒體傳輸系統(tǒng)需求》（GRTN）國際標(biāo)準(zhǔn)立項提案正式獲批通過。

二是今年1月7日，阿里巴巴大淘寶技術(shù)團隊主導(dǎo)自研的IETF QUIC標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議庫XQUIC正式開源。與當(dāng)前其它開源QUIC協(xié)議棧不同的是，XQUIC提供了多路徑QUIC接入能力，多路徑QUIC技術(shù)由大淘寶技術(shù)與達摩院XG實驗室聯(lián)合研發(fā)。

而在去年11月，在國際標(biāo)準(zhǔn)組織IETF的相關(guān)會議投票中，多路徑QUIC草案獲得46票（總共48票）通過，并在今年2月被正式納入為QUIC Working Group草案，開啟了RFC（Request For Comments）之路。

其實它們不只對阿里巴巴各項業(yè)務(wù)價值大，對直播的低時延互動、視頻的穩(wěn)定觀看等用戶體驗價值更大。而且，我們從這兩大技術(shù)上可以感受到，阿里巴巴注重最終用戶體驗，在積極踐行科技創(chuàng)新，愿為行業(yè)發(fā)展做出貢獻的決心！

GRTN：突破技術(shù)瓶頸，爭奪國際話語權(quán)

GRTN的價值和優(yōu)勢，我們可以從以下幾個層面分析。

首先，滿足交互直播需求。

在5G普及下，直播購物、在線教學(xué)、高清直播、娛樂互動、線上會議等成為主流生活和工作方式。過去兩年疫情又再度加速了這一趨勢，更多人選擇在線學(xué)習(xí)、工作、娛樂和消費，在直播中雙向互動頻繁。

但是很多人為直播出現(xiàn)的延遲、卡頓所煩惱。與傳統(tǒng)直播應(yīng)用的單向流媒體傳輸不同，互動直播應(yīng)用，如淘寶直播，需要超低延時的雙向流媒體傳輸機制，以滿足可交互性需求。

對此應(yīng)該怎么辦？互聯(lián)網(wǎng)視頻直播應(yīng)用，通常利用內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）進行視頻分發(fā)。然而，傳統(tǒng)的CDN架構(gòu)和協(xié)議限制，導(dǎo)致了端到端流媒體傳輸延時通常在5-10秒之間，無法滿足互聯(lián)網(wǎng)互動直播應(yīng)用需求。

對此，阿里巴巴大淘寶技術(shù)等團隊與學(xué)術(shù)界聯(lián)合科研攻關(guān)，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)認(rèn)知的帶寬區(qū)分估計模型，提出了強化學(xué)習(xí)驅(qū)動的交互視頻流控方法，實現(xiàn)了高動態(tài)強時變網(wǎng)絡(luò)下視頻流暢傳輸。

其次，應(yīng)用優(yōu)勢明顯。

與國際主流的方法相比，采用新技術(shù)的直播視頻卡頓率減少60.65%，視頻吞吐量提高16.52%。該項研究成果連續(xù)三年發(fā)表于移動計算領(lǐng)域頂級國際會議ACM MobiCom。

為了有效降低直播的端到端延時，阿里基于分布式云平臺創(chuàng)建了全球?qū)崟r傳輸網(wǎng)絡(luò)GRTN（Global Realtime Transport Network），并在2020年雙十一期間首次啟用GRTN。

據(jù)了解，GRTN采用層級網(wǎng)和對等網(wǎng)相結(jié)合的混合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，媒體傳輸鏈路更短，全鏈路采用延時更低的基于UDP的RTC協(xié)議，并利用深度定制的動態(tài)路由、傳輸控制、邊緣計算、雙向?qū)崟r信令網(wǎng)等機制，達到了1秒以內(nèi)的超低延時流媒體傳輸能力，能夠保證大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)交互式視頻直播的服務(wù)質(zhì)量。

從5-10秒的互動直播延遲降低到1秒以內(nèi)，GRTN可謂是極為出色的技術(shù)突破。業(yè)界雖然在推出類似形態(tài)的產(chǎn)品，但相比GRTN，其系統(tǒng)架構(gòu)和媒體系統(tǒng)還沒有完全的融合，只是多個系統(tǒng)和服務(wù)的疊加，并沒有完成新系統(tǒng)的改造升級。

再次，技術(shù)生態(tài)發(fā)展很快。

經(jīng)過阿里多個團隊多年的協(xié)作研發(fā)和打磨，GRTN已經(jīng)應(yīng)用到淘寶、釘釘、優(yōu)酷、Lazada等多個平臺的低延時直播業(yè)務(wù)中，并幫助眾多國內(nèi)外用戶提升互聯(lián)網(wǎng)直播體驗。

目前，GRTN所服務(wù)的域名數(shù)已達到數(shù)千個，基于GRTN構(gòu)建的直播應(yīng)用包括電商直播、視頻會議、在線教育、視頻通話、云游戲等全場景互聯(lián)網(wǎng)直播業(yè)務(wù)。

面向行業(yè)和未來，大淘寶技術(shù)團隊的技術(shù)專家吳鵬強告訴筆者，為了將GRTN的設(shè)計理念和新一代CDN系統(tǒng)架構(gòu)方案，普惠給視頻領(lǐng)域公司和從業(yè)者，大淘寶技術(shù)因此推動將GRTN系統(tǒng)的架構(gòu)和實現(xiàn)做成標(biāo)準(zhǔn)，在給業(yè)界提供解決方案的同時，也希望視頻行業(yè)一起參與豐富和完善整個標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，加速整個視頻行業(yè)在低延時傳輸方面的軟硬件的技術(shù)和體驗的升級。

大淘寶技術(shù)團隊技術(shù)專家吳鵬強

最后，提升我國標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)。

從生態(tài)角度看，GRTN是聯(lián)合國內(nèi)學(xué)界進行的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，致力于實現(xiàn)在流媒體技術(shù)領(lǐng)域?qū)W美國家的彎道超車。

以GRTN技術(shù)為基礎(chǔ)，阿里巴巴(中國)有限公司和學(xué)界在2022年1月的ITU-T SG16全體會議上成功立項了《可交互低延時互聯(lián)網(wǎng)多媒體傳輸系統(tǒng)需求》國際標(biāo)準(zhǔn)，獲得了中國電信、中國聯(lián)通、中興通訊等國內(nèi)傳統(tǒng)CDN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)單位的支持，并在會上與英國、日本、加拿大、巴西等國代表進行了深入的交流和激烈的討論，最終贏得了相關(guān)國際同行的認(rèn)可和支持。

該國際標(biāo)準(zhǔn)項目的成功立項，標(biāo)志著我國在流媒體技術(shù)領(lǐng)域邁出了重要的一步，為爭奪新一代多媒體傳輸系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)制定的話語權(quán)打下了重要基礎(chǔ)。

XQUIC：具備四大優(yōu)勢，填補國內(nèi)開源空白

與GRTN類似，我們也可以從需求、創(chuàng)新、部署、生態(tài)等角度獲得XQUIC（阿里自研的IETF QUIC標(biāo)準(zhǔn)化傳輸協(xié)議庫）的價值。

首先，短視頻等業(yè)務(wù)渴求穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)。

你是否曾經(jīng)經(jīng)歷過看視頻刷劇刷的正嗨，突然發(fā)現(xiàn)視頻變得很卡，怎么重連也沒有用？當(dāng)你打著語音電話從商場走向停車場，電話一下子就斷了，必須要撥號重連？當(dāng)你想要爭分奪秒地在高速上辦公，但是發(fā)現(xiàn)郵件怎么也發(fā)不出去？

上述問題就是因為這些場景的網(wǎng)絡(luò)信號太弱。由于無線網(wǎng)絡(luò)天生的頻譜限制，無線信號的覆蓋不足，多用戶間的相互競爭資源，高移動場景下頻繁的基站切換等等，都可能導(dǎo)致“弱網(wǎng)”的頻發(fā)?？朔蹙W(wǎng)對于用戶的體驗至關(guān)重要。

為此，大淘寶技術(shù)團隊與達摩院XG實驗室，共同研發(fā)了MPQUIC多路傳輸技術(shù)（基于XQUIC協(xié)議庫），希望從根本上解決了由單路徑弱網(wǎng)帶來的用戶體驗問題，也解決5G中前期網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足挑戰(zhàn)。

據(jù)悉，MPQUIC技術(shù)基于阿里巴巴提出的IETF多路徑QUIC草案框架實現(xiàn)（目前已經(jīng)作為工作組草案進入IETF WG）。MPQUIC技術(shù)主要通過在網(wǎng)絡(luò)傳輸層實現(xiàn)多徑傳輸，本質(zhì)是通過多條網(wǎng)絡(luò)鏈路（5G/4G、WiFi）提升傳輸吞吐量和魯棒性（網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定和健壯程度）。

其次，XQUIC具備四大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢。

要想了解XQUIC優(yōu)勢，我們可以追溯到QUIC（基于UDP的可靠傳輸協(xié)議）。谷歌2013年提出了QUIC。2016年，QUIC在標(biāo)準(zhǔn)組織IETF開始標(biāo)準(zhǔn)化。目前QUIC已成為移動互聯(lián)網(wǎng)中最核心和關(guān)鍵的傳輸技術(shù)，超過50％的Chrome瀏覽器流量和75％的meta流量都在使用QUIC進行傳輸。

QUIC有多家企業(yè)進行開源實現(xiàn)，阿里巴巴從2014年開始關(guān)注QUIC，開始邁向標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議+自研實現(xiàn)的道路，從QUIC技術(shù)的追隨者，快速成長為QUIC技術(shù)的創(chuàng)新者，并在多路徑QUIC技術(shù)實現(xiàn)上取得了突破。

多條路徑同時傳輸數(shù)據(jù)并不容易。業(yè)界此次前有基于傳統(tǒng)內(nèi)核態(tài)多路徑解決方案MPTCP等多路徑實現(xiàn)，如Apple的Siri、Apple Music等場景，還有榮耀的link Turbo。但MPTCP等遲遲未能被業(yè)界大規(guī)模采用，除了內(nèi)核態(tài)部署帶來的復(fù)雜度之外，多路傳輸?shù)暮诵膯栴}MP-HoL一直沒有得到非常好的解決。

基于傳統(tǒng)MPTCP的方案，在路徑切換、選擇和聚合時存在明顯的性能瓶頸，不能完全解決如下問題：由于是內(nèi)核實現(xiàn)而無法為應(yīng)用場景提供定制優(yōu)化；異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)帶來帶寬不可預(yù)測；帶寬利用效率低、流量成本高。

相較于傳統(tǒng)的MPTCP，而阿里主導(dǎo)設(shè)計和實現(xiàn)的MPQUIC，基于quic-v1進行的最小擴展，在兼顧多路徑傳輸效率的同時最小化實現(xiàn)成本，具有用戶態(tài)部署、高性能、低成本以及輕量化等四大優(yōu)勢。

MPQUIC除了有易于部署迭代等優(yōu)勢，同時作為用戶態(tài)協(xié)議棧，也更容易結(jié)合應(yīng)用層需求進行調(diào)度算法和Reinjection策略的優(yōu)化。

據(jù)悉，在淘寶移動端應(yīng)用測試結(jié)果表明，在弱網(wǎng)下，MPQUIC技術(shù)可以實現(xiàn)短視頻分片平均下載耗時減少15.03%，視頻分片下載弱網(wǎng)耗時降低25.28%。此外，在旅途中，使用MPQUIC的用戶可以同時利用WiFi熱點與手機LTE，在高移動性場景下仍然保持流暢的視頻觀看體驗。

再次，多處部署，久經(jīng)考驗。

阿里巴巴大淘寶技術(shù)團隊在2018年底開始研發(fā)XQUIC實現(xiàn)，2021年8月正式對外發(fā)布。如今，XQUIC針對IETF QUIC協(xié)議的實現(xiàn)，已相對成熟，在淘寶體系里也做了大規(guī)模應(yīng)用來驗證其穩(wěn)定性，在今年1月正式開源。

據(jù)悉，目前淘寶里面的導(dǎo)購場景RPC請求、短視頻下載與文件上傳等核心場景中應(yīng)用了XQUIC實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)加速。淘寶短視頻和逛逛等應(yīng)用在今年逐步使用XQUIC。此外，阿里內(nèi)部其他APP，如閑魚、AliExpress等，也開始嘗試使用XQUIC進行網(wǎng)絡(luò)體驗優(yōu)化。

阿里巴巴大淘寶技術(shù)團隊也在應(yīng)用實踐中，不斷做新功能迭代/AB實驗和Congestion Control算法調(diào)優(yōu)等工作。

最后，正式開源，繁榮生態(tài)。

在將IETF QUIC在移動端上進行較多應(yīng)用后，阿里巴巴正在彌補當(dāng)前國內(nèi)缺少相對成熟的開源實現(xiàn)這一空缺。現(xiàn)在較成熟的開源實現(xiàn)大部分還是以 Google、meta等國外企業(yè)為主。阿里希望通過開源等方式，也可以為行業(yè)盡一份微薄之力。

阿里XQUIC技術(shù)面向的業(yè)務(wù)域，包括交易導(dǎo)購、視頻傳輸和虛擬現(xiàn)實等。談及未來，大淘寶技術(shù)團隊的技術(shù)專家劉彥梅告訴筆者，希望更多互聯(lián)網(wǎng)大廠參與到QUIC技術(shù)建設(shè)中，來提供更多應(yīng)用場景對協(xié)議棧能力設(shè)計的需求輸入。

大淘寶技術(shù)團隊技術(shù)專家劉彥梅

對于XQUIC開源社區(qū)，后續(xù)也計劃把非可靠傳輸/半可靠傳輸場景納入研發(fā)Milestone，將結(jié)合社區(qū)開發(fā)者訴求，逐步納入更多傳輸需求場景。

筆者觀察：大淘寶技術(shù)成國內(nèi)技術(shù)創(chuàng)新重要力量

業(yè)界有句話，一流企業(yè)做標(biāo)準(zhǔn)，二流企業(yè)做品牌，三流企業(yè)做產(chǎn)品?？梢娂夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)實現(xiàn)的重要性。在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，網(wǎng)友說阿里巴巴大淘寶各項業(yè)務(wù)是商業(yè)創(chuàng)新，對行業(yè)創(chuàng)新貢獻小。

事實真是如此嗎？從這GRTN以及XQUIC兩個自研創(chuàng)新可以看出，阿里巴巴并非如業(yè)界所說的那樣。

比如作為阿里巴巴新零售技術(shù)的王牌軍，大淘寶技術(shù)支撐淘寶、天貓核心電商業(yè)務(wù)，服務(wù)9億用戶與各行業(yè)1000萬商家，保障了13次雙十一購物狂歡節(jié)的成功。

大淘寶技術(shù)成為內(nèi)部業(yè)務(wù)的定海神針，也在將技術(shù)能力，賦能給更多行業(yè)企業(yè),提升用戶體驗。通過調(diào)研和交流，我們得到如下結(jié)論。

其一，阿里大淘寶技術(shù)牽頭推動的GRTN以及XQUIC，相比傳統(tǒng)技術(shù)具備較多優(yōu)勢，在直播交互等場景表現(xiàn)出色，在標(biāo)準(zhǔn)層面有新進展，將提升更多用戶體驗，加速行業(yè)升級。

其二，我們在撰文過程中，不只是感受到GRTN以及XQUIC的優(yōu)勢，更是看到大淘寶技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的巨大投入，為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)形成貢獻力量，并在主動將先進技術(shù)開放，賦能給更多企業(yè)。

其三，能力越大，責(zé)任越大。我們期望行業(yè)領(lǐng)頭者探索科技研究的無人區(qū)。大淘寶技術(shù)的創(chuàng)新投入巨大，研究內(nèi)容既有廣度，也有深度，觸達網(wǎng)絡(luò)底層。這個深度以前很少有互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)愿意投入。

其四，這些網(wǎng)絡(luò)底層投入和工作，不僅對阿里多個淘寶直播等業(yè)務(wù)帶來了技術(shù)支持和商業(yè)價值，更重要是在外部獲得標(biāo)準(zhǔn)組織肯定，為更多互聯(lián)網(wǎng)、視頻、終端等生態(tài)內(nèi)企業(yè)帶去價值，推動直播、短視頻等行業(yè)發(fā)展。

其五，從大淘寶技術(shù)，我們看到阿里巴巴的技術(shù)創(chuàng)新，更加注重用戶真實體驗，是從用戶需求層發(fā)力（而非網(wǎng)絡(luò)內(nèi)核層面），進行軟件算法、調(diào)度算法優(yōu)化，發(fā)揮自身to C優(yōu)勢。

其六，GRTN以及XQUIC在阿里的業(yè)務(wù)中應(yīng)用多，在其他廠商還比較少，還走在標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模應(yīng)用的道路上，要經(jīng)歷一個循序漸進的過程，未來幾年在更大范圍使用還有一些挑戰(zhàn)。

基于此，我們呼吁更多視頻、直播等軟硬件領(lǐng)域的企業(yè)和從業(yè)者，可以更多關(guān)注GRTN以及XQUIC的發(fā)展，為新技術(shù)的規(guī)模落地、為新體驗普惠大眾而建言獻策。