视频直播基础技术总结1

男娘i 2022-09-23 11:56 185阅读 0赞

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**1. 视频直播**  
视频直播的5个关键的流程：录制->编码->网络传输->解码->播放  
视频直播平台一般包括推流端，后台系统和客户端。通常包括直播内容采集、直播后台系统和直播内容播放三个模块。  
1)内容采集：采集的方式有很多，从一般几十块PC摄像头到几十万的专业录制编码设备，还有移动端的手机前后置摄像头；分布式推流：这里是比较成熟的架构，用户在推流之前会通过名字服务，一般是DNS智能解析或是自有按IP调度系统获取最靠谱的推流节点，然后把流上传到服务器。  
2)直播后台系统：在分布式推流节点“接入”了用户流之后，后续一系列的分发、转码、截图、录制、存储等构成了直播后台系统；这里根据不同的业务需求，需要有不同的后台服务来支撑。  
3)直播内容播放：这个就比较好理解了，一般输出是PC屏幕、手机、现在还有VR头盔。  
**2. 移动直播编解码**  
推流编码： 推荐Andorid4.3（API18）或以上使用硬编，以下版本使用软编；iOS使用全硬编方案；  
播放解码：Andorid、iOS播放器都使用软解码方案，经过我们和大量客户的测试以及总结，虽然牺牲了功耗，但是在部分细节方面表现会较优，且可控性强，兼容性也强，出错情况少，推荐使用。  
软硬编解码优缺点对比：  
![这里写图片描述][20160718212223499]  
**3. 直播协议**  
国内常见公开的直播协议有几个：RTMP、HLS、HDL（HTTP-FLV）、RTP。  
**1）RTMP协议：**  
是Adobe的专利协议，现在大部分国外的CDN已不支持。在国内流行度很高。原因有几个方面：  
1、开源软件和开源库的支持稳定完整。如斗鱼主播常用的OBS软件，开源的librtmp库，服务端有nginx-rtmp插件。  
2、播放端安装率高。只要浏览器支持FlashPlayer就能非常简易的播放RTMP的直播，协议详解可以Google了解。相对其他协议而言，RTMP协议初次建立连接的时候握手过程过于复杂（底层基于TCP，这里说的是RTMP协议本身的交互），视不同的网络状况会带来给首开带来100ms以上的延迟。基于RTMP的直播一般内容延迟在2~5秒。  
**2）HTTP-FLV协议：**  
即使用HTTP协议流式的传输媒体内容。相对于RTMP，HTTP更简单和广为人知，而且不担心被Adobe的专利绑架。内容延迟同样可以做到2~5秒，打开速度更快，因为HTTP本身没有复杂的状态交互。所以从延迟角度来看，HTTP-FLV要优于RTMP。  
**3）HLS 协议：**  
即Http Live Streaming，是由苹果提出基于HTTP的流媒体传输协议。HLS有一个非常大的优点：HTML5可以直接打开播放；这个意味着可以把一个直播链接通过微信等转发分享，不需要安装任何独立的APP，有浏览器即可，所以流行度很高。社交直播APP，HLS可以说是刚需，下来我们分析下其原理 。  
基于HLS的直播流URL是一个m3u8的文件，里面包含了最近若干个小视频TS（一种视频封装格式，这里就不扩展介绍）文件，如 [http://www.ucloud.cn/helloworld.m3u8][http_www.ucloud.cn_helloworld.m3u8] 是一个直播留链接，  
**4）RTP协议：**  
即Real-time Transport Protocol，用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输层协议。实际应用场景下经常需要RTCP（RTP Control Protocol）配合来使用，可以简单理解为RTCP传输交互控制的信令，RTP传输实际的媒体数据。  
RTP在视频监控、视频会议、IP电话上有广泛的应用，因为视频会议、IP电话的一个重要的使用体验：内容实时性强。  
对比与上述3种或实际是2种协议，RTP和它们有一个重要的区别就是默认是使用UDP协议来传输数据，而RTMP和HTTP是基于TCP协议传输。为什么UDP 能做到如此实时的效果呢？关于TCP和UDP差别的分析文章一搜一大把，这里不在赘述，简单概括：  
UDP：单个数据报，不用建立连接，简单，不可靠，会丢包，会乱序；  
TCP：流式，需要建立连接，复杂，可靠 ，有序。  
实时音视频流的场景不需要可靠保障，因此也不需要有重传的机制，实时的看到图像声音，网络抖动时丢了一些内容，画面模糊和花屏，完全不重要。TCP为了重传会造成延迟与不同步，如某一截内容因为重传，导致1秒以后才到，那么整个对话就延迟了1秒，随着网络抖动，延迟还会增加成2秒、3秒，如果客户端播放是不加以处理将严重影响直播的体验。  
总结一下：在直播协议的选择中，如果选择是RTMP或HTTP-FLV则意味着有2~5秒的内容延迟，但是就打开延迟开，HTTP-FLV 要优于RTMP。HLS则有5~7秒的内容延迟。选择RTP进行直播则可以做到1秒内的直播延迟。但就目前所了解，各大CDN厂商没有支持基于RTP直播的，所以目前国内主流还是RTMP或HTTP-FLV。

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[http_www.ucloud.cn_helloworld.m3u8]: http://www.ucloud.cn/helloworld.m3u8