近日，七牛云「 2019 年度创意硬件产品奖」在上海揭晓，来自汽车之家的「直播无线（4G）背包」项目，凭借其出色的创意和优秀的设计实践，荣膺此项大奖。
汽车之家「直播无线（4G）背包」通过 4G 多卡聚合技术，避免了卡顿失真，可达到专业广播级视频传输，无需复杂操作便可轻松开启直播，满足拍摄现场复杂情况。与传统的解决方案相比，具有成本低、续航长、操作建议、便携性佳等优势。目前产品已经广泛应用于户外高清直播传输、无人机高清直播传输、马拉松直播传输、新闻采编直播传输，车展直播传输、旅行家直播活动传输、会展直播传输、企业年会直播传输等场景，并获广泛好评。
「直播无线（4G）背包」项目起源于汽车之家黑客马拉松技术创新文化下的产物，后续得到研发工程师们的持续创新、优化和改进，使得产品能最终落地投入生产使用，充分体现了智慧赋能、持续创新的竞赛精神。
(图1：黑客马拉松封面图)
据悉，黑客马拉松概念源于美国Google、Facebook、微软有举办内部编程传统的公司。汽车之家黑客马拉松用其概念结合公司自身特色，为员工提供平台，让想法成为现实。其精髓是工程师用自己喜欢的方式，去做想做的事情，编程过程自由，没有限制。汽车之家黑马文化就是 “营造创新研发的氛围、激发员工的创造力、塑造极客文化”。世界各地的黑客马拉松活动已经成为沟通、学习、创新及吸引风投机构的新型方式。
(图2：无人机航拍效果图)
(图3：无人机遥控视角)
「直播无线（4G）背包」使用视频传输聚合技术，将多张运营商 4G 卡的网络叠加来进行视频传输，能保证在某个网络环境不佳的情况下，通过多卡叠加的方式增加网络稳定性。通过这样的方式，将高质量实时视频传输至七牛云进行处理，七牛云提供的智能多媒体服务可实现对素材的视频抽帧、内容安全审核、封面合成，生成回放等功能，再通过七牛云 CDN ，推送到新媒体直播平台，真正实现高清无卡顿的随时随地直播。
(图4：4G背包网络示意图)
关键技术细节如下：
1. 网络传输采用UDP传输协议；摒弃TCP是因为建立连接的握手延迟大，弱网闪断无法快速感知与重连，如：三次握手导致的 TCP 连接建立的延迟、TLS 完全握手需要至少2个RTT才能建立，简化握手需要 1 个 RTT 的握手延迟。对于很多短连接场景，这样的握手延迟影响很大，且无法消除。
2. 队头非阻塞；队头阻塞主要是 TCP 协议的可靠性机制引入的。TCP 使用序列号来标识数据的顺序，数据必须按照顺序处理，如果前面的数据丢失，后面的数据就算到达了也不会通知应用层来处理。因为 UDP 本身没有连接的概念，不需要三次握手，优化了连接建立的握手延迟，同时在应用程序层面（私有传输层）实现了类 TCP 的可靠性，TLS 的安全性和 HTTP2 的并发性，完全避开了操作系统和中间设备的限制。
3. 改进的拥塞控制；采用应用程序级别拥塞控制可插拔；TCP 为了保证可靠性，使用了基于字节序号的 Sequence Number 及 Ack 来确认消息的有序到达。私有协议同样是一个可靠的协议，它使用 Packet Number 代替了 TCP 的 Sequence Number，并且每个 Packet Number 都严格递增，也就是说就算 Packet N 丢失了，重传的 Packet N 的 Packet Number 已经不是 N，而是一个比 N 大的值。而 TCP 呢，重传 Segment 的 Sequence Number 和原始的 Segment 的 Sequence Number 保持不变，也正是由于这个特性，引入了 Tcp 重传的歧义问题。
4. 更多的 Ack 块；私有协议缓冲池可以同时提供多个Ack Block，在丢包率比较高的网络下，更多的 Sack Block 可以提升网络的恢复速度，减少重传量。
5. Ack Delay 时间；私有协议的RTT等于接收时间-发送时间-ACK延迟时间；流量控制和 TCP 有点区别，TCP 为了保证可靠性，窗口左边沿向右滑动时的长度取决于已经确认的字节数。如果中间出现丢包，就算接收到了更大序号的 Segment，窗口也无法超过这个序列号。但私有协议不同，就算此前有些 packet 没有接收到，它的滑动只取决于接收到的最大偏移字节数。
6. FEC前向冗余纠错；为了进一步提高传输速度，下层协议使用了前向纠错技术FEC（全称：Forward Error Correction），是增加数据通讯可信度的方法。在单向通讯信道中，一旦错误被发现，其接收器将无权再请求传输。FEC 是利用数据进行传输冗余信息的方法，当传输中出现错误，将允许接 收器再建数据。
7. 在接入层采用虚拟WIFI设备，使用网络透明接入方式，在不改变用户数据的同时把所有流量请求通过sockets5隧道技术二次封装，基于开源路由openwrt在底层三层网络应用iptable路由技术把流程转发到应用模块层，然后高速的传输到云端，最后解析隧道数据，转发到目标网络，下行同理。
8. 与之配套的他们还提供了云导播台（如图）的功能，皆为打造更加丰富直播体验，云导播台可以把本地的多路直播流通过iPad等移动设备操作，进行切画面、声音以及画中画等功能。
(图5：iPad导播台操作界面)
