支撑网络直播的核心技术

久未见 提交于 2019-12-19 01:55:05

HLS协议 HLS(HTTP Live Streaming) 把整个流分成一个个小的基于 HTTP 的文件来下载,每次只下载一些。HLS 协议由三部分组成:HTTP、M3U8、TS。这三部分中,HTTP 是传输协议,M3U8 是索引文件,TS 是音视频的媒体信息。
HLS整体架构图:
在这里插入图片描述
图中左下部分表示视频源的类型,分为Audio和Video。server中包括Media encoder和Stream segmenter。
Media encoder(媒体编码)媒体编码器获取到音视频设备的实时信号,将其编码后压缩用于传输。而编码格式必须配置为客户端所支持的格式,比如 H.264 视频和HE-AAC 音频。编码器通过本地网络将 MPEG-2 传输流分发出去,送到流切片器(Stream segmenter)那里。
Stream segmenter(流切片器)会通过本地网络从上面的媒体编码器中读取数据,然后将着这些数据一组相等时间间隔的小媒体文件。虽然每一个片段都是一个单独的文件,但是他们的来源是一个连续的流,切完照样可以无缝重构回去。切片器在切片同时会创建一个索引文件(Index file),索引文件会包含这些切片文件的引用。
Distribution分布式部分,分布式系统是一个网络服务或者一个网络缓存系统,用于通过 HTTP 向客户端发送媒体文件和索引文件。不用自定义模块发送内容。通常仅仅需要很简单的网络配置即可使用。而且这种配置一般就是限制指定 .M38U 文件和 .ts 文件的 MIME 类型。
client部分,客户端开始时回去抓取 索引文件(.m3u8/.m3u),其中用URL来标记不同的流。索引文件可以指定可用媒体文件的位置,解密的密钥,以及任何可以切换的流。对于选中的流,客户端会有序的下载每一个可获得的文件。每一个文件都包含流中的连环碎片。一旦下载到足够量的数据,客户端会开始向用户展示重新装配好的媒体资源。

会话模式
通常包含 Live 和 VOD (点播)两种点播
VOD的特点就是可以获取到一个静态的索引文件,其中那个包含一套完整的资源文件地址。这种模式允许客户端访问全部节目。
Live 会话就是实时事件的录制展示。它的索引文件一直处于动态变化的,你需要不断的更新索引文件 playlist 然后移除旧的索引文件。这种类型通过向索引文件添加媒体地址可以很容易的转化为VOD类型。

索引文件的特殊结构:
在这里插入图片描述
1、主索引文件和子索引文件都是.M3U8的playlist
2、主索引文件只需下载一次,但对于直播节目子索引文件定期重新加载。
3、客户端可能会在任何时候改变到备用流,所有的切换都应该使用相同的音频文件

HLS协议的优缺点:
优点:
数据通过 HTTP 协议传输,所以采用 HLS 时不用考虑防火墙或者代理的问题。 使用短时长的分片文件来播放,客户端可以平滑的切换码率,以适应不同带宽条件下的播放。
HLS 是苹果推出的流媒体协议,在 iOS 平台上可以获得天然的支持,采用系统提供的 AVPlayer 就能直接播放,不用自己开发播放器。

缺点:
通常 HLS 直播延时会达到 20-30s,而高延时对于需要实时互动体验的直播来说是不可接受的。
HLS 基于短连接 HTTP,HTTP 是基于 TCP 的,这就意味着 HLS 需要不断地与服务器建立连接,TCP 每次建立连接时的三次握手、慢启动过程、断开连接时的四次挥手都会产生消耗。

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