Next.js + Droplet：高并發視頻內容平臺部署與優化擴展實戰

在構建在線服務時，無論你是開發者還是企業技術負責人，擴展性和穩定性始終是繞不開的核心挑戰。尤其在涉及高并發訪問、大量數據傳輸和持續內容分發的場景中，系統架構的設計直接決定了用戶體驗與業務成效。

本文將以視頻點播（Video-on-Demand, VoD）平臺為案例，深入解析一套可復用的技術方案，幫助你了解如何基于 DigitalOcean Droplets 構建、部署并擴展支持大規模訪問的在線服務架構。雖然示例聚焦在 OTT（Over-the-Top）視頻平臺，但這套方法同樣適用于其他典型業務場景，例如：

在線教育平臺需支持高清視頻課程播放；
企業內部培訓系統需要穩定傳輸與權限管理；
創作者社區需承載高頻上傳與分發；
電商或品牌網站希望引入視頻營銷內容。

通過這篇文章，你將了解如何：

構建支持高質量視頻流的服務體系；
應對用戶激增時的負載挑戰，避免服務宕機；
靈活管理帶寬與存儲，確保資源高效利用；
保持系統彈性與成本可控，支持業務持續增長。

無論你正在優化現有架構，還是計劃構建下一代內容平臺，本文都將提供一套值得借鑒的思路和實踐經驗。話不多說，我們正式開始。

前提條件

一個 DigitalOcean 賬戶，用于創建 Droplets。
對 Next.js 有基本了解（如果您還需要構建一個基于 Next.js 的應用；否則，您可以直接 fork 和克隆本文提到的 GitHub 倉庫進行測試）。

在我們開始構建之前，讓我們首先了解像 Netflix 這樣的流媒體平臺是如何工作的。為了將內容交付給數百萬用戶，他們依賴于強大的服務器。我們也將通過 DigitalOcean Droplets 創建自己的服務器。

什么是 DigitalOcean Droplets？

DigitalOcean Droplet 是一個基于 Linux 的虛擬機（VM），運行在 DigitalOcean 的云基礎設施上。可以將它看作是您在云端的虛擬服務器，可以獨立使用，也可以作為更大的云基礎設施的一部分使用。

每個 Droplet 都是一個完全功能的服務器，擁有自己的 CPU、RAM 和 SSD 存儲。您可以根據需求選擇各種配置（大小），從基礎型（basic）的 1GB RAM / 1 vCPU 設置到性能更好的 32GB RAM / 16 vCPU 機器。您可以通過 DigitalOcean 的控制面板或 API 輕松調整大小、備份和管理 Droplets（我們將在本文后面部分中看到這些操作）。另外，我們也曾在博客中介紹過不同類型DigitalOcean Droplet 的配置與適用場景，可瀏覽往期內容進一步了解。

了解我們的視頻點播應用的工作原理

設置很簡單：我們有一個基于 Next.js 的前端、來自 DigitalOcean 的服務器以及訪問它的客戶端（用戶）。

具體流程如下：

用戶通過瀏覽器或移動設備訪問應用；
所有請求由一個 DigitalOcean Droplet 處理；
這個 Droplet 運行以下內容：
1. 提供前端和 API 的 Next.js 應用；
2. 用于存儲上傳內容的視頻庫。

以下是流程架構圖：

這個設置比 Netflix 的基礎設施簡單得多，后者需要多個區域的多臺服務器來服務數百萬用戶。在后面的章節中，我們將討論如何升級 Droplet，以處理更多的并發用戶并加快視頻處理速度。

在 DigitalOcean Droplet 上部署 Next.js 應用

本文示例中的視頻點播平臺是用 Next.js 構建的，我們將展示如何克隆它并將其托管在 Droplet 上。

1、從 GitHub fork 和克隆倉庫，然后進入“設置”，在“部署密鑰”下添加使用 ssh-keygen 命令生成的 SSH 密鑰。

2、創建一個 $12/月的基礎型（Basic）的 Droplet 來托管我們的應用。

3、Droplet 創建完成后，使用命令 ssh root@ipaddress 連接它，然后運行以下命令進行準備工作：

# 更新并安裝 Node.js
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
curl -fsSL https://deb.nodesource.com/setup_18.x | sudo -E bash -
sudo apt install -y nodejs nginx# 安裝 PM2 進行進程管理
sudo npm install -g pm2

4、配置 Nginx 以運行 Next.js 應用：

# 創建 Nginx 配置
sudo nano /etc/nginx/sites-available/video-on-demand

添加以下內容：

server {listen 80;server_name yourip;location / {proxy_pass http://localhost:3000;proxy_http_version 1.1;proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;proxy_set_header Connection 'upgrade';proxy_set_header Host $host;proxy_cache_bypass $http_upgrade;}
}

啟用站點并重啟 Nginx：

sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/video-on-demand /etc/nginx/sites-enabled/
sudo nginx -t && sudo systemctl restart nginx

如果 Nginx 配置正確，當你運行 sudo nginx -t 命令時，你會看到以下輸出：

接下來的步驟是克隆 GitHub 倉庫。我們復制下圖中顯示的 SSH 鏈接，然后運行以下命令來啟動并運行它：

https://github.com/Haimantika/video-on-demand

# 設置應用
git clone git@github.com:Haimantika/video-on-demand.git
cd frontend
npm install
npm run build

最后一步是通過 IP 地址訪問應用，為此我們將使用 PM2。你可以通過命令 npm install -g pm2 安裝它，然后使用以下命令通過 PM2 運行應用：

# 使用 PM2 啟動
cd /var/www/video-on-demand/frontend
pm2 start npm --name "video-on-demand" -- start
pm2 save
pm2 startup

如果你想了解更多關于在 DigitalOcean Droplet 上部署 Next.js 應用的內容，可以參考教程在 DigitalOcean Droplet 上部署 Next.js 應用。

現在我們的點播視頻應用已經在基礎 Droplet 上運行了。讓我們了解它如何表現，以及何時可能需要升級。一個很好的例子是為什么服務器配置很重要，比如 Mike Tyson 和 Jake Paul 的比賽，Netflix 遭遇了緩沖、卡頓和崩潰等問題。雖然上傳內容與直播的工作方式不同，但服務器配置至關重要，尤其是在處理大量觀眾激增以及防止崩潰和緩沖問題時。

添加負載均衡器

通常，擴展像這樣的應用的第一步是添加負載均衡器。由于它能夠分配傳入流量并為應用提供單一入口點，因此更容易擴展。要為你的 Droplet 添加負載均衡器，請按照教程《如何創建區域負載均衡器》中提到的步驟操作。

當你成功為 Droplet 添加負載均衡器后，你會在控制面板中看到以下內容：

通過這種方式，你現在可以更好地管理流量，提高響應時間，實現 SSL 終止和健康監控。

處理更多上傳的垂直擴展

雖然負載均衡器在分配流量方面表現出色，但你需要垂直擴展來處理更多的上傳和視頻處理任務。垂直擴展意味著將現有的 Droplet 升級為更大的配置，類似于升級計算機的硬件。這可以提供更高的 CPU 性能來處理上傳任務，更多的 RAM 來處理并發請求，以及更快的磁盤 I/O 來存儲視頻。此外，垂直擴展在處理大文件上傳方面表現更好，并且在訪問庫時具有更快的響應時間。

讓我們通過示例和基準測試來理解這一點，并比較基礎 Droplet 和高級 Droplet 的性能。

基準測試我們的視頻點播應用

在本節中，我們將看到應用在不同 Droplet 配置上的性能表現。我們將比較兩種 Droplet 的性能：普通 Intel（1 個 vCPU/2 GB 內存）價格為每月 12 美元，以及高級 Intel（2 個 vCPU/4 GB 內存）價格為每月 32 美元。

以下是我們在升級前和升級后的對比：

要了解如何調整 Droplet 的大小，請參考教程《如何調整 Droplet 的大小以實現垂直擴展》。

為了進行基準測試，我們將使用以下指標：

CPU 性能測試（sysbench）
磁盤性能測試（fio）
網絡速度測試（speedtest-cli）
并發用戶負載測試（Apache Benchmark）
首字節時間（TTFB）

CPU 性能測試（sysbench）

這衡量服務器處理計算任務的處理能力和效率。

為了測試 Droplet 的 CPU 性能，我們將使用以下命令：

sudo apt update && sudo apt install -y sysbench
sysbench cpu run --threads=4 --time=30

比較結果如下：

指標	基礎 Intel（12 美元）	高級 Intel（32 美元）	提升幅度
每秒事件數	413.50	958.68	2.32 倍
總事件數（30 秒）	12,408	28,766	2.32 倍
平均延遲	9.64 毫秒	4.16 毫秒	響應時間快約 57%
95 百分位延遲	14.21 毫秒	10.27 毫秒	穩定性提高 28%
最大延遲	22.63 毫秒	33.53 毫秒	峰值更高，但平均值更好
線程公平性（標準差）	1.87	115.63	高級 Droplet 分配工作更好

從表中可以看出，高級 Droplet 的 CPU 性能約快 2.3 倍，平均響應時間降低 57%，在高負載下具有更好的穩定性。由于視頻點播應用通常處理高流量和 CPU 密集型任務（如視頻處理），升級 Droplet 可顯著提高性能。

磁盤性能測試（fio）

這評估存儲的讀寫速度和 IOPS（每秒輸入/輸出操作數），用于視頻上傳和存儲。

為了進行磁盤性能測試，我們將使用以下命令：

sudo apt install -y fio
fio --name=randrw --rw=randrw --bs=4k --size=1G --numjobs=4 --runtime=60s

基礎 Intel 和高級 Intel Droplet 的對比結果如下：

指標	基礎 Droplet（1 個 vCPU）	高級 Droplet（2 個 vCPU）	提升幅度
讀取速度	21.9 MiB/s (22.9 MB/s)	38.9 MiB/s (40.8 MB/s)	約快 77%
寫入速度	21.9 MiB/s (22.9 MB/s)	39.0 MiB/s (40.9 MB/s)	約快 78%
平均 IOPS	1414.82	2501.28	約高 76.7%
平均延遲（微秒）	9.64 毫秒	4.16 毫秒	約低 57%（更好）
磁盤利用率	32.59%	61.01%	高級 Droplet 資源利用率更高

從表中可以看出，高級 Intel Droplet 在獲取視頻、視頻上傳和存儲操作方面表現更好，并且每秒可以處理更多的 I/O 操作，這對于視頻密集型應用來說是理想的。

網絡速度測試（speedtest-cli）

這測試上傳/下載速度和延遲，用于視頻流傳輸。

為了進行網絡速度測試，我們運行以下命令：

sudo apt install -y speedtest-cli
speedtest-cli

在基礎 Intel Droplet 和高級 Intel Droplet 上運行時，我們得到以下結果：

指標	基礎 Intel	高級 Intel	提升幅度
延遲（Ping）	3.398 毫秒	2.019 毫秒	約低 40.6%（更好）
下載速度	1449.83 Mbit/s	4976.82 Mbit/s	約快 3.4 倍
上傳速度	976.40 Mbit/s	1939.47 Mbit/s	約快 2 倍

對于需要快速內容交付的視頻點播應用，高級 Intel Droplet 帶來了更好的結果，因為它具有 3.4 倍的下載速度、2 倍的上傳速度和更低的延遲。

并發用戶負載測試（Apache Benchmark）

并發負載測試模擬多個用戶，以衡量服務器處理同時連接的能力。

我們使用以下命令對應用進行了 100 個用戶的負載測試：

sudo apt install -y apache2-utils
ab -n 1000 -c 100 http://yourdomain.com/video.mp4

測試結果如下：

指標	基礎 Droplet（12 美元）	高級 Droplet（32 美元）	提升幅度
每秒請求數	8.06 [#/秒]	3716.82 [#/秒]	吞吐量顯著提高
每請求時間（平均）	12402.048 毫秒	26.905 毫秒	響應時間大幅縮短
每請求時間（并發）	124.020 毫秒	0.269 毫秒	高效處理并發請求
傳輸速率	404.28 KB/秒	1622.48 KB/秒	數據傳輸速度更快
處理時間	333 / 11845 / 15185	6 / 14 / 36	處理時間減少
等待時間	290 / 11706 / 15100	5 / 11 / 35	請求等待時間最少

這表明，高級 Intel Droplet 更快，能夠高效處理高負載，而基礎 Intel Droplet 在并發流量下表現不佳，不適合擴展到更多用戶。

首字節時間（TTFB）

這是為了衡量服務器開始向用戶發送數據的速度。

為了測試首字節時間，我們使用以下命令：

curl -o /dev/null -s -w "%{time_starttransfer}\\n" http://yourdomain.com/video.mp4

基礎 Droplet 的 TTFB 為 3.5299 秒，而高級 Droplet 的 TTFB 為 0.8217 秒。這意味著高級 Droplet 在響應初始請求方面快了 4 倍。

結論

我們的基準測試結果顯示，從基礎 Droplet 升級到高級 Droplet 后性能顯著提升。高級 Droplet 表現出：

視頻處理的 CPU 性能快 2.3 倍
視頻存儲的磁盤操作快 77%
內容交付的下載速度快 3.4 倍
更好地處理并發用戶
初始響應時間快 4 倍

這些改進轉化為更好的用戶體驗，特別是在處理多個視頻上傳或同時為許多用戶交付內容時。

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