那天是周六凌晨 1:40，香港葵涌的机房，温度 22℃、湿度 45%，我趴在冷通道边吃着凉掉的叉烧饭，被前端告警吓了一跳——“回放首帧超 3s”。地域分布一看，主要集中在广州、佛山、长沙和成都的用户。带宽不紧张，但首帧慢得让人心焦。于是我拉上同事，现场把整个 VOD（点播）链路从编码、切片、IIS、内核缓存到网络栈一口气梳理、重做和调参。下文就是这次“半夜救火”的完整复盘与标准化落地手册。

一、目标与环境（真实参数）

目标

• 首帧（Time-to-First-Frame, TTFF）≤ 1.5s（P95）
• 缓冲占比（Rebuffer Ratio）≤ 0.5%
• 播放失败率 ≤ 0.3%
• 带宽峰值更平滑，CDN 命中率提升 ≥ 8%

机房与硬件

软件版本与组件

IIS 10（含 静态内容、输出缓存、动态/静态压缩、URL Rewrite、Application Initialization 等）

IIS Media Services（可选）：Smooth Streaming + Bit Rate Throttling（老兵不死，VOD/渐进式回放节流有奇效）

注：HLS/DASH 以 静态托管 为主，Media Services 在本方案里更多作为 Smooth Streaming 兼容与 MP4 渐进式节流 的补充。

日志与分析：IIS W3C 日志 + LogParser、ETW、PerfMon

二、安装与基础加固（一步到位的脚本与设置）

1）安装 IIS 必需角色（PowerShell）

# 以管理员启动 PowerShell
Install-WindowsFeature Web-Server, Web-Common-Http, Web-Static-Content, Web-Default-Doc, Web-Http-Errors, Web-Http-Redirect, Web-Http-Logging, Web-Request-Monitor, Web-Filtering, Web-Performance, Web-Stat-Compression, Web-Dyn-Compression, Web-WebSockets, Web-Log-Libraries, Web-Http-Tracing, Web-Mgmt-Tools, Web-Mgmt-Console, Web-AppInit, Web-Url-Auth

# 可选：反代/缓存（若此机既做 Origin 又做边缘中层）
Install-WindowsFeature Web-ASP-Net45, Web-WebServer, Web-Url-Auth

2）网络栈与 HTTP.sys 调优（netsh + 注册表）

# TCP 全局优化
netsh int tcp set global autotuninglevel=normal
netsh int tcp set global rss=enabled
netsh int tcp set global ecncapability=disabled
netsh int tcp set global timestamps=disabled
netsh int tcp set global pacingprofile=auto

# 若 OS 支持 CUBIC（Server 2022 默认）
netsh int tcp set supplemental template=Internet congestionprovider=CUBIC

# 提高短连接回收与端口可用性（重启后生效）
reg add "HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters" /v MaxUserPort /t REG_DWORD /d 65534 /f
reg add "HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters" /v TcpTimedWaitDelay /t REG_DWORD /d 30 /f

# 开启 HTTP.sys 内核缓存更激进的响应大小（单位字节，示例：50MB）
reg add "HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\HTTP\Parameters" /v MaxCacheResponseSize /t REG_DWORD /d 52428800 /f

3）TLS/HTTP2/HTTP3（可选）

强制 TLS1.2/1.3；启用 ALPN，HTTPS 默认走 HTTP/2；若业务与客户端栈允许，可开启 HTTP/3（QUIC）做 A/B（香港到内地 QUIC 不一定稳定）。

配置 HSTS 并仅对 小文件 与 清晰缓存策略 的路径启用。

三、编码与分片（决定能不能“点开即播”的地基）

我们把大量“回放加载慢”的锅，最后都甩给了编码/分片：GOP 对齐、切片时长、多码率金字塔、首片预加载。

1）ABR 金字塔（实测稳定的一套）

GOP/关键帧间隔：2s（和切片时长一致）

sc_threshold=0 保证关键帧严格对齐，避免 ABR 切换卡顿和首帧延迟

2）FFmpeg 一键转码 + HLS/DASH 切片

# 以 2s 为切片，关键帧强对齐，多码率 HLS
ffmpeg -i input.mp4 -filter_complex \
"[0:v]split=5[v1][v2][v3][v4][v5]" \
-map "[v1]" -c:v:0 libx264 -b:v:0 300k  -profile:v:0 baseline -x264-params:keyint=60:min-keyint=60:scenecut=0 -g 60 \
-map "[v2]" -c:v:1 libx264 -b:v:1 600k  -profile:v:1 main     -x264-params:keyint=60:min-keyint=60:scenecut=0 -g 60 \
-map "[v3]" -c:v:2 libx264 -b:v:2 1000k -profile:v:2 main     -x264-params:keyint=60:min-keyint=60:scenecut=0 -g 60 \
-map "[v4]" -c:v:3 libx264 -b:v:3 1800k -profile:v:3 high     -x264-params:keyint=60:min-keyint=60:scenecut=0 -g 60 \
-map "[v5]" -c:v:4 libx264 -b:v:4 3500k -profile:v:4 high     -x264-params:keyint=60:min-keyint=60:scenecut=0 -g 60 \
-map a:0 -c:a aac -b:a 128k -ac 2 -ar 48000 \
-f hls -hls_time 2 -hls_playlist_type vod -master_pl_name master.m3u8 \
-hls_segment_filename "v%v/seg_%06d.ts" \
-var_stream_map "v:0,a:0 v:1,a:0 v:2,a:0 v:3,a:0 v:4,a:0" \
use_localtime_mkdir 1 -muxdelay 0 out.m3u8

# 可并行生成 DASH（CMAF 可选）
ffmpeg -i input.mp4 -map 0:v -map 0:a -c:v libx264 -c:a aac \
-b:v 1800k -keyint_min 60 -g 60 -sc_threshold 0 \
-seg_duration 2 -use_timeline 1 -use_template 1 \
-init_seg_name 'init-$RepresentationID$.m4s' \
-media_seg_name 'chunk-$RepresentationID$-$Number%.5d$.m4s' \
-f dash manifest.mpd

经验：2s 切片 + 对齐 GOP 是首帧快的基础；首片尽量小（音频先播、首片内只含 1~2 个 GOP）能再抠 200~400ms。

四、IIS 站点配置（Web.config 一把梭）

把 HLS/DASH 静态托管作为主力，Smooth Streaming/MP4 作为兼容补充。关键是 MIME、缓存、压缩和内核缓存。

1）MIME 类型与缓存策略（web.config）

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<configuration>
  <system.webServer>

    <!-- 静态内容 MIME -->
    <staticContent>
      <remove fileExtension=".m3u8"/>
      <mimeMap fileExtension=".m3u8" mimeType="application/vnd.apple.mpegurl" />
      <mimeMap fileExtension=".ts"   mimeType="video/mp2t" />
      <mimeMap fileExtension=".mpd"  mimeType="application/dash+xml" />
      <mimeMap fileExtension=".m4s"  mimeType="video/iso.segment" />
      <mimeMap fileExtension=".ism"  mimeType="video/vnd.ms-sstr+xml" />
      <mimeMap fileExtension=".ismc" mimeType="video/vnd.ms-ss" />
      <mimeMap fileExtension=".ismv" mimeType="video/x-ismv" />
    </staticContent>

    <!-- 压缩：只压清单，不压视频片段 -->
    <httpCompression>
      <dynamicTypes>
        <add mimeType="application/vnd.apple.mpegurl" enabled="true"/>
        <add mimeType="application/dash+xml" enabled="true"/>
      </dynamicTypes>
      <staticTypes>
        <add mimeType="application/vnd.apple.mpegurl" enabled="true"/>
        <add mimeType="application/dash+xml" enabled="true"/>
        <add mimeType="text/*" enabled="true"/>
      </staticTypes>
    </httpCompression>

    <!-- 缓存策略：片段长期缓存，清单短缓存 -->
    <caching enabled="true" enableKernelCache="true">
      <profiles>
        <!-- HLS/DASH 清单：短缓存，鼓励频繁拉取更新 -->
        <add extension=".m3u8" policy="CacheUntilChange" kernelCachePolicy="CacheUntilChange" duration="00:00:05" />
        <add extension=".mpd"  policy="CacheUntilChange" kernelCachePolicy="CacheUntilChange" duration="00:00:05" />
        <!-- 片段：强缓存，可加 immutable -->
        <add extension=".ts"   policy="CacheForTimePeriod" kernelCachePolicy="CacheForTimePeriod" duration="30.00:00:00" />
        <add extension=".m4s"  policy="CacheForTimePeriod" kernelCachePolicy="CacheForTimePeriod" duration="30.00:00:00" />
      </profiles>
    </caching>

    <!-- 追加响应头（CDN/客户端缓存更明确） -->
    <httpProtocol>
      <customHeaders>
        <add name="Cache-Control" value="public" />
        <add name="Timing-Allow-Origin" value="*" />
      </customHeaders>
    </httpProtocol>

    <!-- URL 重写：可给 AB 测试、灰度路径加速 -->
    <rewrite>
      <rules>
        <!-- 示例：将 /vod/* 统一指向 HLS 根目录 -->
        <rule name="VODRoot" stopProcessing="true">
          <match url="^vod/(.*)$" />
          <action type="Rewrite" url="/_hls/{R:1}" />
        </rule>
      </rules>
    </rewrite>

    <!-- 目录浏览禁用，避免泄露 -->
    <directoryBrowse enabled="false" />

    <!-- 大文件限额与超时（按需调） -->
    <security>
      <requestFiltering>
        <requestLimits maxAllowedContentLength="4294967295" />
      </requestFiltering>
    </security>
    <serverRuntime uploadReadAheadSize="49152" />

  </system.webServer>
</configuration>

Tips：如果你发现 视频片段进不了内核缓存，十有八九是响应上带了 Cache-Control: no-store 或者 Set-Cookie。片段一定要纯静态、强缓存、无 Cookie。

2）应用初始化与预热

# 启用应用初始化（使站点回收后自动预加载）
appcmd set apppool /apppool.name:"DefaultAppPool" /startMode:AlwaysRunning
appcmd set config "Default Web Site" -section:applicationInitialization /[@doAppInitAfterRestart='true']

五、IIS Media Services 的正确用法（老模块也能发光）

IIS Media Services 在新架构里不是主角，但它的 Smooth Streaming 兼容和 Bit Rate Throttling（渐进式下载限速） 在 MP4 回放/快进 上仍有价值——降低“先下后播”的带宽浪费，缩短 seek 后的再缓冲。

1）安装要点

使用 Server 2019/2022 时，需要先装好 IIS 基础角色；建议在测试环境验证兼容性后再上生产。

只勾选需要的组件（例如 Smooth Streaming、Bit Rate Throttling）。MP4 Progressive 回放开启 限速模式，把吞吐控制在略高于编码码率（如 1.2×），避免用户一拖进度条就飙升 100MB/s 把缓存打爆。

2）Bit Rate Throttling 示例（web.config 片段）

<configuration>
  <system.webServer>
    <rewrite>...</rewrite>
    <mediaExtensions>
      <bitRateThrottling enabled="true">
        <!-- 对 mp4 按平均码率节流（单位 bits/s） -->
        <add fileExtension=".mp4" enabled="true" maxTransferRate="5000000" />
      </bitRateThrottling>
    </mediaExtensions>
  </system.webServer>
</configuration>

实战：MP4 走节流后，我们的“拖动后再缓冲”从 P95 1.9s → 1.2s。纯 HLS 用户影响不大，但 MP4 兼容路径明显受益。

六、CDN 前置与缓存分层策略（Origin 要“冷静”）

片段强缓存（max-age=2592000, immutable），清单短缓存（5~10s），并开启 CDN 分层缓存（Parent/Shield）。

忽略 Cookie、忽略查询串（片段），确保分片命中稳定。

对热点内容（最近 24h）做 预热：把 master.m3u8 和前 3~5 个片段预拉到边缘，首帧再抠 300ms。

七、日志与观测：用数据证明你没白熬夜

1）IIS 日志字段建议

date time c-ip cs-method cs-uri-stem sc-status sc-substatus sc-win32-status time-taken cs(User-Agent) sc-bytes cs-bytes

再加 x-cache（由 CDN 透传）、referer、host

2）LogParser 统计首帧（按 m3u8 的 time-taken 近似）

logparser "SELECT TOP 20 cs-uri-stem, AVG(time-taken) AS avg_ttfb, QUANTIZE(time-taken, 100) AS bucket
INTO ttfb_report.csv FROM u_ex*.log
WHERE (cs-uri-stem LIKE '%.m3u8') GROUP BY cs-uri-stem, bucket ORDER BY avg_ttfb DESC" -i:W3C

3）压力与回放质量联动

压测工具：h2load（HTTP/2）、wrk（HTTP/1.1），只对 清单 与 前若干分片 施压，模拟真实启动序列。

监控：Web Service\Current Connections、HTTP Service Request Queues\Queue Length、Process(w3wp)\% Processor Time、Network Interface(*)\Bytes Total/sec、PhysicalDisk(*)\Avg. Disk sec/Read。

八、常见坑与“机房味儿”解决法

九、一次“可复制”的上线 checklist（我后来都照这个跑）

• 编码：2s GOP & 2s 切片；ABR 阶梯如上；首片小。
• IIS：MIME、缓存、压缩仅清单、内核缓存开。
• Media Services（可选）：对 MP4 兼容路径开 Bit Rate Throttling。
• CDN：片段免 Cookie、强缓存、层级缓存、热点预热。
• 网络：RSS/RSC、CUBIC、MaxUserPort、TcpTimedWaitDelay。
• 观测：日志字段齐全，TTFF、Rebuffer 仪表盘就绪。
• 灰度：5%→20%→50%→100%，每一步留 30min 观察。

十、结果对比（真实压测窗口与线上 24h 指标）

这些数字不是拍脑袋：有清单/分片级别的 W3C 日志与 CDN x-cache 对账，ETW 抓包也对过 RTT。

十一、附：常用 appcmd 小抄

# 看站点缓存
appcmd list config "Default Web Site" /section:caching

# 快速加 MIME
appcmd set config "Default Web Site" -section:staticContent /+"[fileExtension='.m3u8',mimeType='application/vnd.apple.mpegurl']"

# 开启内核缓存
appcmd set config -section:caching /enabled:true /commit:apphost

凌晨 4:10，我们把最后一轮灰度也推上去了。Grafana 上 TTFF 的曲线像是被人按住了脑袋，乖乖压到 1.3s 以下。走出机房，葵芳那家 24 小时的茶餐厅刚出炉一锅菠萝包，奶茶烫口。我把复盘的大纲写在纸巾上——编码对齐、片段强缓存、IIS 内核缓存、清单只压缩、CDN 分层、MP4 节流、TCP 调优。

后来每次有人问“怎么把回放做成点开即播”，我就把这篇手册丢过去：不是玄学，是 流程化 的工程活。你照着做，哪怕不在香港机房，也能把“播放慢”的锅一个个卸掉。

TL;DR（给赶时间的同学）

• 2s GOP = 2s 切片 + 首片更小 → 直接抠首帧
• IIS：只压清单、片段强缓存、内核缓存必开、去 Cookie
• Media Services：MP4 走 Bit Rate Throttling，seek 更稳
• CDN：层级缓存 + 热点预热，忽略 QS/Cookie（片段）
• 网络：CUBIC、RSS、MaxUserPort、TcpTimedWaitDelay
• 观测：用数据说话，P95 才是你要追的敌人