直播技术细节2

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直播协议的选择

国内常见公开的直播协议有几个：RTMP、HLS、HDL（HTTP-FLV）、RTP，我们来逐一介绍。

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。

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。

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  是一个直播留链接，其内容如下：

假设列表里面的包含5个TS文件，每个TS文件包含5秒的视频内容，那么整体的延迟就是25秒。当然可以缩短列表的长度和单个TS文件的大小来降低延迟，极致来说可以缩减列表长度为1，1秒内容的m3u8文件，但是极易受网络波动影响造成卡顿。

通过公网的验证，目前按同城网络可以做到比较好的效果是5~7秒的延迟，也是综合流畅度和内容延迟的结果。那么HTML5是否可以有更低延迟直接打开的直播流技术呢？ 我们在最后会探讨这个问题。

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。

是否有除了HLS外更低延迟的方案？

HLS的优点点是显而易见的：移动端无需安装APP使用兼容HTML5的浏览器打开即可观看，所有主流的移动端浏览器基本都支持HTML5，在直播的传播和体验上有巨大的优势。

而看起来唯一的缺点：内容延迟高（这里也有很多HLS限制没有提到，比如必须是H264+AAC编码，也可认为是“缺点”之一）。如果能得到解决，那将会是直播技术非常大的一个进步。或者换个说法，有没有更低延迟可直接用链接传播的直播方案？不局限于HLS本身。

对于浏览器直接的视频互动，Google一直在推WebRTC，目前已有不少成型的产品出现，可以浏览器打开即实时对话、直播。但来看看如下的浏览器覆盖图：

非常遗憾的说，在直至iOS 9.3上的Safari仍然不能支持WebRTC。继续我们的探索，那Websocket支持度如何呢？

除了老而不化的Opera Mini外，所有的浏览器都支持WebSocket。这似乎是个好消息。梳理一下HTML5 WebSocket直播需要解决的问题：

1、后端兼容

2、传输

3、解码播放

对于#1似乎不是特别大问题，对于做过RTMP转HLS、RTP来说是基本功。#2对于浏览器来说使用HTTP来传输是比较好的选项。对于#3 这里推荐一个开源的JS解码项目jsmpeg: https://github.com/phoboslab/jsmpeg，里面已有一个用于直播的stream-server.js的NodeJS服务器。

从测试结果看，该项目的代码相对较薄，还没达到工业级的成熟度，需要大规模应用估计需要自填不少坑，有兴趣的同学可以学习研究。

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原文地址：http://www.cnblogs.com/yjg2014/p/6060304.html