阿里云迁移AWS视频点播技术攻坚

🐷 背景

由于AWS整体成本略低于阿里云，公司决定将文件存储模块的业务迁移至AWS，迁移过程中发现，关于视频播放，转码之前阿里云已自动集成相关功能，但Aws并没有原生支持，为此踩了很多坑！

🦥 简述

本次主要是完成视频上传Aws并完成转码播放功能，基础功能已实现，但速度方面略低于阿里云，后续还需要优化改进。

Aws指南

🐥 Aws服务

• Amazon Elemental MediaConvert 将媒体文件从源格式转码为可在智能手机、平板电 脑、PC 和其他设备播放的流媒体格式。
• Amazon CloudFront 加速将您的视频内容分发给最终用户。
• Amazon Step Functions 讲执行不同任务的离散函数整合为工作流。
• Amazon Lambda 让您无需预置或管理服务器即可运行代码。
• Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) 用于对象存储。
• Amazon DynamoDB 用于追踪源和目标文件的元数据以及工作流程的进度。
• Amazon CloudWatch 用于追踪转码任务。
• Amazon Simple Queue Service (Amazon SQS) 用于捕获工作流的输出。
• Amazon Simple Notification Service (Amazon SNS) 用于发送发布、编码和错误的通知信息。

按照aws解决方案库提供的方案，部署大概需要20分钟，部署完成后怎么使用，部署过程都做了哪些事情，整体流程是怎么样的，从哪些环节可以接入自定义的逻辑和程序。
除了以上部署方案提到的服务，本身该部署方案也是一个服务AWS CloudFormation。
根据本次部署和开发经历，建议需要使用该解决方案的小伙伴不要着急部署，先通过各种学习途径了解以上服务，尤其是标红的服务是做什么的，什么应用场景下使用。

B站学习资料：AWS认证解决方案全栈架构师 中文课程

🦜 AWS CloudFormation

CloudFormation是一个模板，该模板包含一套解决方案所需的所有资源，将一个通用解决方案配置成一个模板，需要再次部署相同解决方案则使用模板即可快速实现复制。启动堆栈可对模板进行部署实施。

堆栈部署完成，删除堆栈可将堆栈相关的所有资源进行一并删除，想部署或尝试的可以放心实施，不用删除即可！

Aws点播使用的模板


整体转码流程

官方服务说明

堆栈部署产生的aws服务说明

mediaconvert作业模板

Lambda

Lambda很重要！Lambda很重要！Lambda很重要！

IAM Role

IAM很重要！IAM很重要！IAM很重要！

SQS

SQS消息队列，转码完成后会向消息队列写入消息，业务侧可读取消息实现转码完成事件通知。

🐞 问题

使用Workflow trigger选项VideoFile的话，部署的方案会默认转码成m3u8文件；会默认使用3个模板进行转码（MediaConvert_Template_2160p、MediaConvert_Template_1080p、MediaConvert_Template_720p）于现有阿里云转码成单个mp4文件不一致，现有业务对多种品质输出没有要求，需要能够定制转码输出格式。

备注：如要实现类似点播清晰度选择的话可考虑多个质量转码模板。
解决方案在github上

🐉 落地方案

调整堆栈参数

Workflow trigger选择MetadataFile ，工作流触发参数由VideoFile调整为Metadata，堆栈会进行自动调整。
调整后s3桶事件通知中由之前的视频文件触发工作流，变更为由metadata触发，metadata就是.json的一个文件，具体内容参考github

Metadata文件创建

堆栈调整后，上传视频文件不再触发工作流，此时需要对上传的视频文件生成对应的metadata文件（.json文件），可以由业务侧进行两次上传，先上传视频文件，再上传metadata文件，进而触发工作流。考虑存在失败的可能以及业务侧需要实现额外的逻辑，因此使用了Lambda创建Metadata文件，文件上传完成触发Lambda，由Lambda实现生成Metadata文件。

const aws = require('aws-sdk');

const s3 = new aws.S3({ apiVersion: '2006-03-01' });

exports.handler = async (event, context) => {
    // Get the object from the event and show its content type
    const bucket = event.Records[0].s3.bucket.name;
    const key = decodeURIComponent(event.Records[0].s3.object.key.replace(/\+/g, ' '));
    if(key.endsWith('.json')){
        console.log('json file');
        return;
    }
    const params = {
        Bucket: bucket,
        Key: key,
    }; 
    console.log(params);
    const metadata={
        "srcVideo": key,
        "ArchiveSource": true,
        "FrameCapture":true,
        "JobTemplate":"jiaoyubaoCompanyVideo_trans_template"
    };
    const metadataKey=key.substring(0,key.lastIndexOf('.'))+'.json';
    console.log('metadatakey:',metadataKey);
    try {
        //const { ContentType } = await s3.headObject(params).promise();
        //console.log('CONTENT TYPE:', ContentType);
        //upload metadata
        const uploadParams = {Bucket: bucket, Key: metadataKey, Body: JSON.stringify(metadata)};
        console.log(uploadParams);
        // call S3 to retrieve upload file to specified bucket
        const res=await s3.upload (uploadParams).promise();
        return res;
        
    } catch (err) {
        console.log(err);
        throw err;
    }
};

自定义转码模板

默认模板转码为m3u8格式文件，需要实现mp4格式转码，自定义转码模板jiaoyubaoCompanyVideo_trans_template

质量优化级别建议使用单一传递 HQ，太低转码文件质量较低，但文件大小会降低明显，考虑效果，采用中间质量。
最大比特率(位/秒)设置为了2000000，该值会影响转码视频大小，实际测试2000000转码视频较源视频大小略有压缩，固采用该值，如需高质量可参考该值设置更大的值，如需更多的压缩，可降低该值。

完成以上三部，即可通过aws控制台上传视频，触发转码工作流，输出转码视频了

业务侧上传视频

机构后台限制了视频大小50M，考虑到后台上传会导致占用更多的流量，和服务器资源，因此使用客户端直传方案。
使用jssdk实现web直传。

客户端直连S3实现分片续传思路与实践

https://aws.amazon.com/cn/blogs/china/s3-multipul-upload-practice/

授权方案

方案一：STS临时授权

由于客户端直传，使用长久AK（AwsAccessKeyId、AwsSecretAccessKey）的话会造成敏感信息泄漏，存在安全隐患。
临时授权需要一个Role（角色）用于创建一个临时的凭证，前端使用临时凭证上传s3。
为了安全考虑，该角色拥有可用的最小权限，角色绑定策略实现权限限制。因此需要先创建一个策略，然后绑定到该角色。

策略：ClientUploadVideoS3Policy

{
    "Version": "2012-10-17",
    "Statement": [
        {
            "Sid": "VisualEditor0",
            "Effect": "Allow",
            "Action": [
                "s3:PutObject",
                "s3:GetObject"
            ],
            "Resource": "arn:aws-cn:s3:::videoondemand-company-source234242b7/*"
        }
    ]
}

角色：ClientVideoUploadAssumeRole

AssumeRole

private Amazon.SecurityToken.Model.AssumeRoleResponse GetOriginalAwsAssumeRole(int durationSeconds=3600)
{
    //Amazon Resource Name
    var roleArnToAssume = "arn:aws-cn:iam::77480923422862:role/ClientVideoUploadAssumeRole";

    var client = new Amazon.SecurityToken.AmazonSecurityTokenServiceClient(AWSCredentialsConfig.AwsAccessKeyId,AWSCredentialsConfig.AwsSecretAccessKey,Amazon.RegionEndpoint.CNNorthWest1);

    // Create the request to use with the AssumeRoleAsync call.
    var assumeRoleReq = new Amazon.SecurityToken.Model.AssumeRoleRequest()
    {
        DurationSeconds = durationSeconds,
        RoleSessionName = "AwsUpload",
        RoleArn = roleArnToAssume
    };

    var assumeRoleRes =  client.AssumeRole(assumeRoleReq);
    return assumeRoleRes;
}

{
  "AssumedRoleUser": {
    "Arn": "arn:aws-cn:sts::77421422862:assumed-role/ClientVideoUploadAssumeRole/AwsUpload",
    "AssumedRoleId": "AROA3IZSCNY432ZRBYTQU5:AwsUpload"
  },
  "Credentials": {
    "AccessKeyId": "ASIA3234fsdfwe42Q3UK6",
    "Expiration": "2022-12-30T15:24:37+08:00",
    "SecretAccessKey": "khoROTW8vyDSD7tcaDmvMZg7S0Ujte6TiRP+ql2b",
    "SessionToken": "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"
  },
  "PackedPolicySize": 0,
  "SourceIdentity": null,
  "ResponseMetadata": {
    "RequestId": "15c423624-923f4-452b-902e-1e8561175523",
    "Metadata": {
      
    },
    "ChecksumAlgorithm": 0,
    "ChecksumValidationStatus": 0
  },
  "ContentLength": 1463,
  "HttpStatusCode": 200
}

方案二：使用预签名 URL（未验证）

https://docs.amazonaws.cn/AmazonS3/latest/userguide/using-presigned-url.html

jssdk直传

<script src="/js/aws-sdk-2.45.0.min.js"></script>

<script>
        var accessKeyId = "{$:token.Credentials.AccessKeyId}";
        var accessKeySecret = "{$:token.Credentials.SecretAccessKey}";
        var sessionToken = "{$:token.Credentials.SessionToken}";
        var endpoint = `${location.protocol}//s3.cn-northwest-1.amazonaws.com.cn`;
        var s3 = new AWS.S3({ accessKeyId: accessKeyId, secretAccessKey: accessKeySecret, sessionToken: sessionToken, region: 'cn-northwest-1', endpoint: endpoint, signatureVersion: 'v4' });

        var filePicker = document.getElementById("videoPicker");
        var progress = document.getElementById("progress");

        filePicker.addEventListener('change', function (event) {
                console.log(event.target.files[0]);
                if (event.target.files[0].size / 1024 / 1024 > 50) {
                    alert("文件超出大小限制，不得超过50M");
                    document.getElementById("videoPicker").value = null;
                    return;
                }
                
        });

        function start() {
            if (filePicker.files.length <= 0) {
                alert("请先选择视频");
                return;
            }
            var file = filePicker.files[0];
            var ext = file.name.substring(file.name.lastIndexOf('.'));
            $("#progressInfo").css({ width: '100%' });
            filePicker.setAttribute("disabled", "disabled");
            var params = {
                Bucket: 'videoondemand-company-source-gbwnqmc885b7',
                Key: `{$:companyInfo.comid}_${Date.now()}${ext}`,
                Body:file
            };
            var upload = s3.upload(params, {
                queueSize: 1,//分片上传并发队列，代表了能同时上传的分片数量
                connectTimeout: 60 * 1000 * 10,
                httpOptions: {
                    timeout: 60 * 1000 * 10
                }
            }).on('httpUploadProgress', function (e) {
                var percent = parseInt(e.loaded, 10) / parseInt(e.total, 10);
                percent = percent.toFixed(2) * 100;
                setTimeout(function () {
                    var p = percent + "%";
                    $(".progress span").css({ width: p });
                });
            });

            upload.send(function (err, data) {
                console.log(err);
                console.log(data);
                if (err) {
                    alert("上传失败，请稍后重试");
                    $("#progressInfo").css({ width: '0' });
                }
                //上传成功
                $.ajax({
                    url: '/CompanyHandler.ashx',
                    type: 'post',
                    dataType: 'json',
                    data: { action: 'saveVideo', object: data.Key, rand: Math.random() },
                    success: function (result) {
                        if (result.result == 1) {
                            //关闭弹窗，刷新列表页
                            parent.location.reload();
                        }
                        else {
                            alert(result.description);
                        }
                    },
                    error: function () {
                        alert("发生异常，请稍后重试或联系客服反馈");
                    }
                });
                filePicker.removeAttribute("disabled");
            });
        }

    </script>

S3 CORS

[
    {
        "AllowedHeaders": [
            "*"
        ],
        "AllowedMethods": [
            "PUT",
            "POST",
            "DELETE"
        ],
        "AllowedOrigins": [
            "https://*.cn"
        ],
        "ExposeHeaders": [
            "ETag"
        ]
    },
    {
        "AllowedHeaders": [
            "*"
        ],
        "AllowedMethods": [
            "PUT",
            "POST",
            "DELETE"
        ],
        "AllowedOrigins": [
            "http://*.jiaoyubao.cn"
        ],
        "ExposeHeaders": [
            "ETag"
        ]
    },
    {
        "AllowedHeaders": [
            "*"
        ],
        "AllowedMethods": [
            "PUT",
            "POST",
            "DELETE"
        ],
        "AllowedOrigins": [
            "http://localhost:53762"
        ],
        "ExposeHeaders": [
            "ETag"
        ]
    }
]

SQS异步通知机制

转码完成后会将完成消息写入SQS，业务侧可以通过读取SQS拿到消息，进行业务侧数据和逻辑完善。可以实现一个服务轮询SQS那消息，但由于SQS按照接口调用次数收费以及可以预测的大量的空队列读取情况，空队列读取依旧计入接口调用次数（aws有100万次的接口调用免费额度）。
基于以上考虑，使用SQSLambda 触发器实现推送机制，有消息到达SQS则触发Lambda函数，将消息推送给业务侧，需要自行编写Lambda函数。

VideoonDemand-Company-Notify

const http = require('http')

exports.handler = async (event) => {
  const data = JSON.stringify(event);
  console.log(data)
  //其他业务复用当前部署堆栈的话，异步通知需要差异化的话，可以考虑通过视频前缀约束在此处进行差异化处理。
  const options = {
    hostname: 'vip3.shhddg.cn',
    port: 80,
    path: '/awsnotifications.aspx',
    method: 'POST',
    headers: {
      'Content-Type': 'application/json',
      'Content-Length': data.length
    }
  }

  await new Promise(function (resolve, reject) {

    const req = http.request(options, res => {
      console.log(`状态码: ${res.statusCode}`)

      res.on('data', d => {
        
      })
    });

    req.on('error', error => {
      console.error(error)
    });

    req.write(data);
    req.end();                         
  });

  return event;
};

VideoonDemand-Company-Notify 要能够被SQS触发，需要配置对应的权限，创建的Lambda的执行角色需要加入AWSLambdaSQSExecutionRole 权限策略

域名解析到S3

将域名解析到S3 转码结果目标桶，并配置S3公开访问，从而可以使用域名访问S3资源。域名需要进行解析，注意需要去掉Host转发。

CloudFormation部署的堆栈，默认会在当前账户创建CloudFront用于域名解析，仅做Dns解析调整即可。堆栈默认对S3桶权限做了配置。但目前的CloudFront统一在另外账户，不在当前部署堆栈的账户，因此，需要将域名直接解析到S3桶，并对S3桶设置了公开访问和策略调整，Principal设置了所有，默认是堆栈创建的对应域名的CloudFront用户允许。

🦉 Aws vs Aliyun

机构后台使用STS临时授权方案上传S3，对比阿里云接口调用和方式，Aws和阿里云从风格到接口基本一致。

阿里云

private AssumeRoleResponse GetStsToken()
{
    //获取sts凭证
    const string REGIONID = "cn-hangzhou";
    const string ENDPOINT = "sts.cn-yuenan.aliyuncs.com";
    // 构建一个 Aliyun Client, 用于发起请求
    // 构建Aliyun Client时需要设置AccessKeyId和AccessKeySevcret
    DefaultProfile.AddEndpoint(REGIONID, REGIONID, "Sts", ENDPOINT);
    IClientProfile profile = DefaultProfile.GetProfile(REGIONID, AppCode.ConstSetting.AccessKeyId, AppCode.ConstSetting.AccessKeySecret);
    DefaultAcsClient client = new DefaultAcsClient(profile);
    // 构造AssumeRole请求
    AssumeRoleRequest request = new AssumeRoleRequest();
    request.AcceptFormat = FormatType.JSON;
    // 指定角色Arn
    request.RoleArn = "acs:ram::14898694342448426:role/jiaoyubaovideorole";
    request.RoleSessionName = "upload";
    // 可以设置Token有效期，可选参数，默认3600秒；
    // request.DurationSeconds = 3600;
    // 可以设置Token的附加Policy，可以在获取Token时，通过额外设置一个Policy进一步减小Token的权限；
    // request.Policy="<policy-content>"
    try
    {
        AssumeRoleResponse response = client.GetAcsResponse(request);
        //Token过期时间；服务器返回UTC时间，这里转换成北京时间显示；
        return response;
    }
    catch (Exception ex)
    {
        //Console.Write(ex.ToString());
        return null;
    }
}

Aws

private Amazon.SecurityToken.Model.AssumeRoleResponse GetOriginalAwsAssumeRole(int durationSeconds=3600)
{
    var roleArnToAssume = "arn:aws-cn:iam::7743242742862:role/ClientVideoUploadAssumeRole";

    var client = new Amazon.SecurityToken.AmazonSecurityTokenServiceClient(AWSCredentialsConfig.AwsAccessKeyId,AWSCredentialsConfig.AwsSecretAccessKey,Amazon.RegionEndpoint.CNNorthWest1);

    // Create the request to use with the AssumeRoleAsync call.
    var assumeRoleReq = new Amazon.SecurityToken.Model.AssumeRoleRequest()
    {
        DurationSeconds = durationSeconds,
        RoleSessionName = "AwsUpload",
        RoleArn = roleArnToAssume
    };

    var assumeRoleRes =  client.AssumeRole(assumeRoleReq);
    return assumeRoleRes;
}

🍄 避坑指南

坑1：文档版本不一致，不好找

服务商给到的视频点播文档中的方案链接https://www.amazonaws.cn/solutions/video-on-demand/?nc1=h_ls

搜索引擎或官方给到的视频点播文档链接https://aws.amazon.com/cn/solutions/implementations/video-on-demand-on-aws/

这两个链接的github源码不一致，而实现自定义定制功能的解决方案，在第一个链接中可以找到，第二个链接找不到。

坑2：SQS Lambda 触发器需要额外的权限

The provided execution role does not have permissions to call ReceiveMessage
Lambda函数 配置-权限-执行角色 的权限策略需要添加AWSLambdaSQSExecutionRole 策略

坑3：S3 CORS

分片上传ETag问题，使用分片上传的话ExposeHeaders务必设置ETag，否则会存在跨域问题，可参考以下文档
https://www.cnblogs.com/duhuo/p/14828021.html

[
        {
            "AllowedHeaders": [
                "*"
            ],
            "AllowedMethods": [
                "PUT",
                "POST",
                "DELETE"
            ],
            "AllowedOrigins": [
                "https://*.hfdhsa.cn"
            ],
            "ExposeHeaders": [
                "ETag" //坑
            ]
        },
        {
            "AllowedHeaders": [
                "*"
            ],
            "AllowedMethods": [
                "PUT",
                "POST",
                "DELETE"
            ],
            "AllowedOrigins": [
                "http://*.geertfd.cn"
            ],
            "ExposeHeaders": [
                "ETag"
            ]
        },
        {
            "AllowedHeaders": [
                "*"
            ],
            "AllowedMethods": [
                "PUT",
                "POST",
                "DELETE"
            ],
            "AllowedOrigins": [
                "http://localhost:53762" //坑，本地测试，多端口尚未解决
            ],
            "ExposeHeaders": [
                "ETag"
            ]
        }
    ]

坑4：jssdk

var accessKeyId = "{$:token.Credentials.AccessKeyId}";
var accessKeySecret = "{$:token.Credentials.SecretAccessKey}";
var sessionToken = "{$:token.Credentials.SessionToken}";//坑，要传
//坑，要传，特别是协议cors
var endpoint = `${location.protocol}//s3.cn-northwest-1.amazonaws.com.cn`;
var s3 = new AWS.S3({ accessKeyId: accessKeyId
    , secretAccessKey: accessKeySecret
    , sessionToken: sessionToken
    , region: 'cn-northwest-1'
    , endpoint: endpoint
    , signatureVersion: 'v4' });//坑 signatureVersion不指定报错

坑5：Lambda

需要重点了解和会编写脚本，比如Nodejs phython等解释性语言。如果使用Java或.NET需要编译的语言，需要按照官方文档实现开发，和打包成.gz文件上传到Aws，Aws提供了编译语言对应的运行环境，需要注意环境支持的版本等信息。建议使用解释性语言，好处是只要Aws提供了对应的解释器，就可以在线编写代码进行测试，缺点是无法本地调试或逐语句调试。即使使用解释性语言，复杂业务逻辑或引用第三方包，还是需要本地开发并打包成.gz文件上传到Aws。
Nodejs 支持异步的话，务必使用await，否则异步操作不会执行，比如：

 await new Promise(function (resolve, reject) {

    const req = http.request(options, res => {
      console.log(`状态码: ${res.statusCode}`)

      res.on('data', d => {
        
      })
    });

    req.on('error', error => {
      console.error(error)
    });

    req.write(data);
    req.end();                         
  });