流媒体

 

一、概念

1.1 流媒体

流媒体，又叫流式媒体，是边传边播的媒体。流媒体（Streaming media）是指将一连串的媒体数据压缩后，经过网络分段发送数据，在网络上即时传输影音以供观赏的一种技术与过程，此技术使得数据包像流水一样发送；

如果不使用流媒体技术，就必须在使用前下载整个媒体文件。流传输可发送现场影音或预存于服务器上的视频，当观看者在收看这些影音时，影音数据在送达观赏者的电脑后便由特定播放软件播放。

流媒体传输的实现需要合适的传输协议。由于TCP需要较多的开销，因此不太适合传输实时数据。在流媒体传输的实现方案中，一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时媒体数据。

1.2 推流

推流，指的是把采集阶段封包好的内容传输到服务器的过程。

1.3 拉流

拉流是指服务器已有直播内容，用指定地址进行拉取的过程。

 

 

二、协议

2.1 RTMP

RTMP是Real Time Messaging Protocol（实时消息传输协议）的缩写，是Adobe公司为Flash/AIR平台和服务器之间音、视频及数据传输开发的实时消息传送协议。这个协议建立在TCP协议或者轮询HTTP协议之上。RTMP协议基于TCP，包括RTMP基本协议及RTMPT/RTMPS/RTMPE等多种变种。

它有三种变种：

1)工作在TCP之上的明文协议，使用端口1935；

2)RTMPT封装在HTTP请求之中，可穿越防火墙；

3)RTMPS类似RTMPT，但使用的是HTTPS连接。

RTMP协议中，视频必须是H264编码，音频必须是AAC或MP3编码，且多以flv格式封包。RTMP是目前最主流的流媒体传输协议，对CDN支持良好，实现难度较低，是大多数的直播平台的选择。

不过RTMP有着一个最大的不足——不支持浏览器，且Adobe已不再更新。因此直播服务要支持浏览器的话，需要另外的推送协议支持。

 

2.2 HLS

Http Live Streaming是由Apple公司定义的基于HTTP的流媒体实时传输协议。它的原理是将整个流分为多个小的文件来下载，每次只下载若干个。服务器端会将最新的直播数据生成新的小文件，客户端只要不停的按顺序播放从服务器获取到的文件，就实现了直播。基本上，HLS是以点播的技术实现了直播的体验。因为每个小文件的时长很短，客户端可以很快地切换码率，以适应不同带宽条件下的播放。

传输内容包括两部分：一是M3U8描述文件，二是TS媒体文件。TS媒体文件中的视频必须是H264编码，音频必须是AAC或MP3编码。

相对于常见的流媒体直播协议，例如RTMP协议、RTSP协议、MMS协议等，HLS直播最大的不同在于，直播客户端获取到的，并不是一个完整的数据流。HLS协议在服务器端将直播数据流存储为连续的、很短时长的媒体文件（MPEG-TS格式），而客户端则不断的下载并播放这些小文件，因为服务器端总是会将最新的直播数据生成新的小文件，这样客户端只要不停的按顺序播放从服务器获取到的文件，就实现了直播。由此可见，基本上可以认为，HLS是以点播的技术方式来实现直播。由于数据通过HTTP协议传输，所以完全不用考虑防火墙或者代理的问题，而且分段文件的时长很短，客户端可以很快的选择和切换码率，以适应不同带宽条件下的播放。分段推送的技术特点，决定了HLS的延迟一般会高于普通的流媒体直播协议。

2.3 WebRTC

WebRTC（Web Real-Time Communication），即“源自网页即时通信”。WebRTC是一个支持浏览器进行实时语音、视频对话的开源协议。WebRTC的支持者甚多，Google、Mozilla、Opera推动其成为W3C推荐标准。

WebRTC支持目前的主流浏览器，并且基于SRTP和UDP，即便在网络信号一般的情况下也具备较好的稳定性。

此外，WebRTC可以实现点对点通信，通信双方延时低，是实现“连麦”功能比较好的选择。

WebRTC ("Web Real-Time Communication") is a collection of communications protocols and application programming interfaces that enable real-time communication over peer-to-peer connections. This allows web browsers to not only request resources from backend servers, but also real-time information from browsers of other users.

2.4 RTCP

实时传输控制协议（Real-time Transport Control Protocol或RTP Control Protocol或简写RTCP）是实时传输协议（RTP）的一个姐妹协议。RTCP为RTP媒体流提供信道外（out-of-band）控制。RTCP本身并不传输数据，但和RTP一起协作将多媒体数据打包和发送。RTCP定期在流多媒体会话参加者之间传输控制数据。RTCP的主要功能是为RTP所提供的服务质量（Quality of Service）提供反馈。

RTCP收集相关媒体连接的统计信息，例如：传输字节数，传输分组数，丢失分组数，jitter，单向和双向网络延迟等等。网络应用程序可以利用RTCP所提供的信息试图提高服务质量，比如限制信息流量或改用压缩比较小的编解码器。RTCP本身不提供数据加密或身份认证。SRTCP可以用于此类用途。

2.5 RTSP

RTSP是由Real Networks和Netscape共同提出的。该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP提供了一个可扩展框架，使实时数据，如音频与视频的受控、点播成为可能。数据源包括现场数据与存储在剪辑中的数据。该协议目的在于控制多个数据发送连接，为选择发送通道，如UDP、多播UDP与TCP提供途径，并为选择基于RTP上发送机制提供方法。

RTSP（Real Time Streaming Protocol）是用来控制声音或影像的多媒体串流协议，并允许同时多个串流需求控制，传输时所用的网络通讯协定并不在其定义的范围内，服务器端可以自行选择使用TCP或UDP来传送串流内容，它的语法和运作跟HTTP 1.1类似，但并不特别强调时间同步，所以比较能容忍网络延迟。而前面提到的允许同时多个串流需求控制（Multicast），除了可以降低服务器端的网络用量，更进而支持多方视讯会议（Video Conference）。 因为与HTTP1.1的运作方式相似，所以代理服务器Proxy的快取功能Cache也同样适用于RTSP，并因RTSP具有重新导向功能，可视实际负载情况来转换提供服务的服务器，以避免过大的负载集中于同一服务器而造成延迟。

2.6 RTSP 和RTP的关系

RTP不像http和ftp可完整的下载整个影视文件，它是以固定的数据率在网络上发送数据，客户端也是按照这种速度观看影视文件，当影视画面播放过后，就不可以再重复播放，除非重新向服务器端要求数据。

RTSP与RTP最大的区别在于：RTSP是一种双向实时数据传输协议，它允许客户端向服务器端发送请求，如回放、快进、倒退等操作。当然，RTSP可基于RTP来传送数据，还可以选择TCP、UDP、组播UDP等通道来发送数据，具有很好的扩展性。它时一种类似与http协议的网络应用层协议。目前碰到的一个应用：服务器端实时采集、编码并发送两路视频，客户端接收并显示两路视频。由于客户端不必对视频数据做任何回放、倒退等操作，可直接采用UDP+RTP+组播实现。

 

 

2.7 MMS

MMS (Microsoft Media Server Protocol)，中文“微软媒体服务器协议”，用来访问并流式接收 Windows Media 服务器中 .asf 文件的一种协议。MMS 协议用于访问 Windows Media 发布点上的单播内容。MMS 是连接 Windows Media 单播服务的默认方法。若观众在 Windows Media Player 中键入一个 URL 以连接内容，而不是通过超级链接访问内容，则他们必须使用MMS 协议引用该流。MMS的预设埠（端口）是1755。

当使用 MMS 协议连接到发布点时，使用协议翻转以获得最佳连接。“协议翻转”始于试图通过 MMSU 连接客户端。 MMSU 是 MMS 协议结合 UDP 数据传送。如果 MMSU 连接不成功，则服务器试图使用 MMST。MMST 是 MMS 协议结合 TCP 数据传送。