srs之深入淺出看流媒體

srs之深入淺出看流媒體


CDN這幾年爆炸式增長,帶寬提速是根源,而HTTP始終還是那個屌樣,因此目前CDN大多是資本性行業,不用多少知識就能幹了;直到流媒體粗現,直播咋這麼難搞呢?因為它是流媒體,讓我帶你深入淺出看流媒體前世今生,分分鐘二逼變牛逼。


流媒體分為點播和直播,點播已經墮落為HTTP文件了,直播永遠不可能只用HTTP就OK,這是他們的業務差異導致的。流媒體本質上是:現實的圖像,經過編碼器壓縮,持久化為點播文件或者直播流,經過傳輸,在終端解碼和展示。


點播為何屬於HTTP而不是流媒體呢?點播,譬如電影或者錄製的影像,傳輸給觀看的終端時是不變的,一萬個人看一個電影無論什麼時候看都是一樣的媒體數據,因此傳輸上直接使用HTTP就可以了。點播的流媒體特徵還是有的:


1.點播的重新編碼,譬如為不同終端輸出不同碼率和尺寸的點播文件,需要媒體知識了。這部分因為使用太廣泛,所以開源屆早就支持得很成熟,ffmpeg對文件重新編碼已經做得很好了。


2.點播P2P,這個實際上分為客戶端的P2P和web P2P,這個和媒體沒有什麼關係,但屬於點播需要做的範圍,沒有現成的方案。(插播廣告:觀止創想已經支持了點播HLS的P2P,現有系統不用修改就可以加上web P2P)


3.其他的什麼分片,DRM,彈幕,分享,多終端轉封裝,文件調度,HTTP API調度,熱點,mp4/flv-range請求,存儲等等。大多都有了成熟的方案,和HTTP文件一樣的技術,要麼就是播放器支持,這些和流媒體一毛錢關係都沒有。


這就是為何CDN支持點播支持得很得心應手,幾乎所有的CDN都能直接支持點播分發,甚至一些新興的行業公司,譬如在線教育,對於點播都能自己搞。點播就是HTTP而已,不屬於流媒體範疇。


直播呢,從古老的RTSP到RTMP,HTTP漸進式下載,到HTTP流,到HLS和HDS,到DASH,到私有的websocket。這些不過是直播分發的表象,譬如HTTP直播流就是HTTP點播嗎?不是。HTTP點播本質上是文件分發,而HTTP流是流媒體服務器在內存中將直播的包,打包成RTSP、RTMP、HTTP後發送給每個客戶端。


當然總有例外的,有一個公司嘗試過直播進行點播化,就是時移直播,將直播流錄製成點播文件,然後客戶端請求時總是請求點播。這種私有協議遲早是要死掉的,只有自己的播放器能播,而且得在CDN上部署自己的流媒體;現在這個公司也放棄了自己的“高大上”的私有協議——互聯網的基本精神就是開放標準。可惜中國人很難認同這個理念,牛逼的總喜歡搞私有協議,譬如使用websocket的公司,大多屬於這種類型,牛逼的人太多就是這種結果,一般這種公司也很有錢,譬如某上市的做在線秀場的公司。


目前直播分發有幾個特點:


1.偏好flv,少用ts:flv標準11頁,ts標準174頁。標準文檔十倍差異,代碼實現起來十倍都不止。因此一般的公司都喜歡flv,pc時代都是flv的天下,什麼flv流,flv切片;因為自己寫代碼支持ts比較麻煩,用ffmpeg的代碼又太龐大。直到移動端粗現,現在直播只支持pc的少之又少了,使用flv作為基礎結構的產品要麼艱難轉型,要麼就掩耳盜鈴說FLV很優雅,HLS太垃圾。


2.rtmp和hls並存:rtmp一般用於pc-flash播放直播,而hls用於移動端播放。flash能播放hls嗎?前年jwplayer就支持了,可惜是商業版不開源;去年有很多開源的as播放器支持hls。而直播系統,特別是cdn的直播,不會更新這麼快,pc端還是rtmp係為主。這個特點是由於平臺客戶端支持的流決定的,並非最佳方案,也不是用戶願意這麼幹。


3.實時流大多使用rtmp:實時流,延遲要求在5秒之內的流,大多使用rtmp協議。pc上可以直接播放,移動端就需要使用ffmpeg解碼播放。有沒有更好的分發方案?實際上http-flv比rtmp更合適,延遲一樣,要求服務器支持,pc能直接播,移動端需要使用ffmpeg,還有個好處是能穿牆。為何cdn大多不支持http-flv直播?因為一般的web服務器支持不了,這是個流媒體問題。


4.rtsp永遠死不了:這是監控行業的協議,我們都有門戶之見,“RTMP這個爛貨怎麼還在互聯網上用呢?RTSP多麼優美!”因此有監控行業背景的公司做互聯網業務,都帶著門戶之見不得已將RTSP轉RTMP,而且還要憤憤的說——只不過是不用裝個插件而已。


直播的本質特點,就是需要專門的服務器分發,至少需要直播源站切片HLS後分發。也就是直播需要專門的流媒體服務器,目前開源的流媒體,最古老的是RED5,後面是CRTMPD,風生水起的是NGINX-RTMP,目前最新出的是SRS(Simple Rtmp Server)。


為何RED5不能一統天下?RED5和FMS一樣古老,先行者如果不能放掉自己的光環,遲遲不肯變革,就會被後來者超越。RED5性能是很差,但並非是因為使用了java的原因,這個看看wowza就知道了,商業服務器wowza雖然是個內存殺手,但是支持的併發一點都不含糊。RED5沒有廣泛商用的原因可能一直是一個先行者,祖先的角色。軟件只有快速變化適應需求才能發展,和年紀沒有關係。


那麼CRTMPD怎樣?牛逼!使用單進程單線程異步socket,這是和nginx同時代的產物。CRTMFPD是有不少鐵桿粉絲的,以那個時代開始做直播業務的為主。CRTMDP生不逢時,遇到NGINX了,不少NGINX的粉絲是技術牛逼的人物,不然怎麼能看懂void*****呢?除了社區的差異之外,CRTMPD沒有支持HLS,倒是支持了RTSP,這就是典型的倒行逆施,互聯網上支持RTSP,大約只有CRTMPD能想到了。


NGINX-RTMP風生水起有幾個很重要的因素。首先2012年開始CDN業務開始快速增長,隨之直播業務也需求暴漲,沒有特別滿意的流媒體服務器;其次,NGINX在HTTP領域絕對是霸主,大家對於NGINX系的熟悉程度很高,便於維護;再次,直播點播使用一套服務器,很有誘惑力,這可以算是“萬金油”效應,很多套服務器搞得焦頭爛額,肯定一套服務器能解決問題;最後,CDN是運維比技術牛逼的行業,運維的信心都是運行出來的,NGINX運行那麼良好,那麼NGINX-RTMP也肯定不錯。

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SRS(Simple Rtmp Sever)粗來了,並非石頭縫裡蹦粗來個SRS(Simple Rtmp Sever),SRS(Simple Rtmp Sever)其實誕生的歷史是:第一個版本實際上是參考NGINX,基本上和NGINX-RTMP同時間點做出來;第二版本是改用ST作為基礎結構,支持RTMP直播點播;第三版本是從CDN出來後重寫的,只支持直播。為何SRS(Simple Rtmp Sever)不使用NGINX那種基礎結構,這個和google為何開發golang的原因一樣。SRS(Simple Rtmp Sever)和NGINX-RTMP最重要的區別有兩點:其一,使用類似golang的服務器架構;其二,流媒體業務驅動的產品管理,如果可以裝裝逼,SRS(Simple Rtmp Sever)是以流媒體業務為主的服務器,而不是以分發協議為主的服務器。


什麼是以流媒體為主?流媒體系統的層次包括:網絡層(socket或st)負責傳輸,協議層(rtmp或http)負責網絡打包,封裝層(flv、ts、hls、hds、adts、annexb)負責編解碼數據的封裝,編碼層(h.264和aac)負責圖像壓縮。流媒體服務器的重點在於封裝層,譬如flv、ts、hls、hds、adts和annexb的解析和打包都是自己實現的代碼,參考標準規範,支持完善的封裝轉換和解析。而網絡層因為使用st簡化,使得協議層更簡單,錯誤的概率更低,這個和流媒體的關係就不大了。


什麼是以業務為主?
“跑起來”和“商用”是兩回事情,商用需要對於流媒體的業務有很好的支持:譬如vhost,這個是計費才有的概念,基於app的也能計費,結果就是要求用戶不能app重複,新增app需要聯繫運維,凡是添加app需要聯繫運維的cdn,肯定是NGINX-RTMP;譬如日誌,出現問題能將流媒體的整個鏈條的日誌都能找出來,從邊緣到回源鏈接,到上層節點的日誌,一直追溯到推流連接的日誌,每個日誌都是基於連接的;譬如rtmp+http-flv+hls,國內主要的直播業務都能支持,還有hds可以供那些想裝逼的客戶用;更多牛逼的業務功能就不囉嗦了。


對於流媒體服務器,除非能忘記HTTP服務器,才能看清楚到底為何流媒體和HTTP沒有一毛錢關係,而流媒體在於團隊對於流媒體和服務器的理解,而並非找到一個萬金油服務器能塗抹掉客戶問題。


直播這麼多協議,這多麼服務器,當前直播重心在哪裡?該如何選擇合適的協議?只要問自己三個問題就可以了:


1.延遲要求,是否要求低於5秒的延遲?如果是硬指標,就只能選擇RTMP或HTTP-FLV流。移動端需要自己編譯FFMPEG支持,無法直接播放。


2.終端適配,是否要求支持PC和移動端(IOS和Android)?如果需要廣泛支持移動端,HLS是最好的選擇。


3.節約帶寬,是否要求支持WebP2P?如果需要支持FlashP2P,或者移動端P2P,選擇HLS。
當初有個跨國老牌的流媒體公司,勸說不要使用RTMP了,因為半年時間RTMP就會死掉,DASH會替代所有的流媒體協議。現在2年過去了,RTMP和HLS除了更加爆炸性應用之外,我看死掉的是那些過於技術至上的公司。


如果用一句話說流媒體直播:實時性要求高的用RTMP或HTTP-FLV,其他都用HLS。


協議請參考:https://github.com/winlinvip/simple-rtmp-server/wiki/v2_CN_DeliveryHLS
服務器請參考:https://github.com/winlinvip/simple-rtmp-server/wiki/v1_CN_Compare
關於SRS(Simple Rtmp Sever)的架構參考:https://github.com/winlinvip/simple-rtmp-server/wiki/v1_CN_Architecture


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