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直播應用中,RTMP和HLS基本上可以覆蓋所有客戶端觀看,
HLS主要是延時比較大,RTMP主要優勢在於延時低。
1. RTMP的特點如下:
1) Adobe支持得很好:
RTMP實際上是現在編碼器輸出的工業標准協議,基本上所有的編碼器(攝像頭之類)都支持RTMP輸出。
原因在於PC市場巨大,PC主要是Windows,Windows的瀏覽器基本上都支持flash,
Flash又支持RTMP支持得非常好。
2) 適合長時間播放:
因為RTMP支持的很完善,所以能做到flash播放RTMP流長時間不斷流,
當時測試是100萬秒,即10天多可以連續播放。
對於商用流媒體應用,客戶端的穩定性當然也是必須的,否則最終用戶看不了還怎么玩?
我就知道有個教育客戶,最初使用播放器播放http流,需要播放不同的文件,結果就總出問題,
如果換成服務器端將不同的文件轉換成RTMP流,客戶端就可以一直播放;
該客戶走RTMP方案后,經過CDN分發,沒聽說客戶端出問題了。
3)延遲較低:
比起YY的那種UDP私有協議,RTMP算延遲大的(延遲在1-3秒),
比起HTTP流的延時(一般在10秒以上)RTMP算低延時。
一般的直播應用,只要不是電話類對話的那種要求,RTMP延遲是可以接受的。
在一般的視頻會議應用中,RTMP延時也能接受,原因是別人在說話的時候我們一般在聽,
實際上1秒延時沒有關系,我們也要思考(話說有些人的CPU處理速度還沒有這么快)。
4) 有累積延遲:
技術一定要知道弱點,RTMP有個弱點就是累積誤差,原因是RTMP基於TCP不會丟包。
所以當網絡狀態差時,服務器會將包緩存起來,導致累積的延遲;
待網絡狀況好了,就一起發給客戶端。
這個的對策就是,當客戶端的緩沖區很大,就斷開重連。
經過測量發現,在網絡狀況良好時:
. RTMP延時可以做到0.8秒左右。
. 多級邊緣節點不會影響延遲(和SRS同源的某CDN的邊緣服務器可以做到)
. Nginx-Rtmp延遲有點大,估計是緩存的處理,多進程通信導致?
. GOP是個硬指標,不過SRS可以關閉GOP的cache來避免這個影響.
. 服務器性能太低,也會導致延遲變大,服務器來不及發送數據。
. 客戶端的緩沖區長度也影響延遲。
譬如flash客戶端的NetStream.bufferTime設置為10秒,那么延遲至少10秒以上。
4. GOP-Cache
什么是GOP?就是視頻流中兩個I幀的時間距離。
GOP有什么影響?
Flash(解碼器)只有拿到GOP才能開始解碼播放。
也就是說,服務器一般先給一個I幀給Flash。
可惜問題來了,假設GOP是10秒,也就是每隔10秒才有關鍵幀,
如果用戶在第5秒時開始播放,會怎么樣?
第一種方案:等待下一個I幀,
也就是說,再等5秒才開始給客戶端數據。
這樣延遲就很低了,總是實時的流。
問題是:等待的這5秒,會黑屏,現象就是播放器卡在那里,什么也沒有,
有些用戶可能以為死掉了,就會刷新頁面。
總之,某些客戶會認為等待關鍵幀是個不可饒恕的錯誤,延時有什么關系?
我就希望能快速啟動和播放視頻,最好打開就能放!
第二種方案:馬上開始放,
放什么呢?
你肯定知道了,放前一個I幀。
也就是說,服務器需要總是cache一個gop,
這樣客戶端上來就從前一個I幀開始播放,就可以快速啟動了。
問題是:延遲自然就大了。
有沒有好的方案?
有!至少有兩種:
編碼器調低GOP,譬如0.5秒一個GOP,這樣延遲也很低,也不用等待。
壞處是編碼器壓縮率會降低,圖像質量沒有那么好。
5. 累積延遲
除了GOP-Cache,還有一個有關系,就是累積延遲。
服務器可以配置直播隊列的長度,服務器會將數據放在直播隊列中,
如果超過這個長度就清空到最后一個I幀:
當然這個不能配置太小,
譬如GOP是1秒,queue_length是1秒,這樣會導致有1秒數據就清空,會導致跳躍。
有更好的方法?有的。
延遲基本上就等於客戶端的緩沖區長度,因為延遲大多由於網絡帶寬低,
服務器緩存后一起發給客戶端,現象就是客戶端的緩沖區變大了,
譬如NetStream.BufferLength=5秒,那么說明緩沖區中至少有5秒數據。
處理累積延遲的最好方法,是客戶端檢測到緩沖區有很多數據了,如果可以的話,就重連服務器。
當然如果網絡一直不好,那就沒有辦法了。
一、分發方式比較
互聯網上的兩種主要的分發方式:HLS和RTMP,
什么時候用誰,完全決定於應用場景。
還有其他的分發方式,這些分發方式不屬於互聯網常見和通用的方式,不予以比較:
. UDP:
譬如YY的實時應用,視頻會議等等,或者RTSP之類。
這類應用的特點就是實時性要求特別高,以毫秒計算。
TCP家族協議根本就滿足不了要求,所以HTTP/TCP都不靠譜。
這類應用沒有通用的方案,必須自己實現分發(服務端)和播放(客戶端)。
. P2P:
譬如RTMFP或者各家自己的協議。
這類應用的特點是節省帶寬。
目前PC/flash上的RTMFP比較成熟,Android上的P2P屬於起步群雄紛爭標准不一,
IOS上P2P應該沒有聽說過。
. RTSP:
這種不是互聯網上的主要應用,在其他領域譬如安防等有廣泛應用。
另外,HTTP的也分為幾種:
. HTTP progressive:
早期流媒體服務器分發http文件時,以普通的http文件分發,這種叫做漸進式下載,
意思就是如果文件很大譬如1小時時長1GB大小,想從中間開始播放是不行的。
但這種方式已經是作古了,很多http服務器支持http文件的seek,就是從中間開始播放。
. HTTP stream:
支持seek的HTTP流,譬如各家視頻網站的點播分發方式。
或者稍微復雜點的,譬如把一個大文件切幾段之后分發。
目前在pc/flash上點播國內的主流分發是這種方式。
. HLS:
這種是現在適配方式最廣(除了flash, 需要額外的as庫支持),
在PC上有vlc,Android/IOS原生播放器就支持播放HLS,HTML5里面的url可以寫HLS地址。
總之,在移動端是以HLS為主。
. HDS:adobe自己的HLS,一坨屎。
. DASH:各家提出的HLS,目前還沒有廣泛應用。
對比以下互聯網上用的流媒體分發方式:
. HLS:apple的HLS,支持點播和直播。
. HTTP:即HTTP stream,各家自己定義的http流,應用於國內點播視頻網站。
. RTMP:直播應用,對實時性有一定要求,以PC為主。
二、RTMP
1. RTMP本質上是流協議,主要的優勢是:
. 實時性高:
RTMP的實時性在3秒之內,經過多層CDN節點分發后,實時性也在3秒左右。
在一些實時性有要求的應用中以RTMP為主。
. 支持加密:
RTMPE和RTMPS為加密協議。
雖然HLS也有加密,但在PC平台上flash對RTMPE/RTMPS支持應該比較不錯。
. 穩定性高:
在PC平台上flash播放的最穩定方式是RTMP,
如果做CDN或者大中型集群分發,選擇穩定性高的協議一定是必要的。
HTTP也很穩定,但HTTP是在協議上穩定;
穩定性不只是服務端的事情,在集群分發,服務器管理,主備切換,客戶端的支持上,
RTMP在PC分發這種方式上還是很有優勢。
. 編碼器接入:
編碼器輸出到互聯網(還可以輸出為udp組播之類**應用),主要是RTMP。
譬如專業編碼器,或者flash網頁編碼器,或者FMLE,或者ffmpeg,或者安防攝像頭,都支持RTMP輸出。
若需要接入多種設備,譬如提供雲服務;
或者希望網頁直接采集攝像頭;或者能在不同編碼器之間切換,
那么RTMP作為服務器的輸入協議會是最好的選擇。
. 系統容錯:
容錯有很多種級別,RTMP的集群實現時可以指定N上層,在錯誤時切換不會影響到下層或者客戶端,
另外RTMP的流沒有標識,切到其他的服務器的流也可以繼續播放。
HLS的流熱備切換沒有這么容易。
若對於直播的容錯要求高,譬如降低出問題的概率,選擇RTMP會是很好的選擇。
. 可監控:
在監控系統或者運維系統的角度看,流協議應該比較合適監控。
HTTP的流監控感覺沒有那么完善。這個不算絕對優勢,但比較有利。
2. RTMP的劣勢是:
. 協議復雜:
RTMP協議比起HTTP復雜很多,導致性能低下。
測試發現兩台服務器直連100Gbps網絡中,HTTP能跑到60Gbps,但是RTMP只能跑到10Gbps,
CPU占用率RTMP要高很多。
復雜協議導致在研發,擴展,維護軟件系統時都沒有HTTP那么方便,所以HTTP服務器現在大行其道,
apache/nginx/tomcat,N多HTTP服務器;
而RTMP協議雖然早就公開,但是真正在大規模中分發表現良好的沒有,
adobe自己的FMS在CDN中都經常出問題。
. Cache麻煩:
流協議做緩存不方便。譬如點播,若做RTMP流協議,邊緣緩存RTMP會很麻煩。
如果是HTTP,緩存其實也很麻煩,但是HTTP服務器的緩存已經做了很久,所以只需要使用就好。
這是為何點播都走HTTP的原因。
三、HTTP
HTTP說的是HTTP流,譬如各大視頻網站的點播流。
HTTP本質上還是文件分發,主要的優勢是:
. 性能很高:
HTTP的性能沒得說,協議簡單,各種HTTP高性能服務器也完善。
如果分發的量特別大,譬如點播視頻網站,沒有直播的實時性要求,HTTP協議是最好選擇。
. 沒有碎片:
HTTP比HLS沒有碎片,HTTP分發大文件會比小文件分發方便很多。
特別是存儲,小文件的性能超低,是個硬傷。
. 穿牆:
互聯網不可能不開放HTTP協議,否則就不叫互聯網。所
以任何端口封掉,也不會導致HTTP流看不了。(不過RTMP也能穿牆,用RTMPT協議)。
HTTP的劣勢是:
. 實時性差:
基本上沒有實時性這個說法。
. 原生支持不好:
就PC上flash對於HTTP流支持還可以,Android/IOS上似乎只能mp4,總之移動端對於HTTP的支持不是很完善。
四、HLS
HLS是adobe的開放標准,在Android3?以上也原生支持.
HLS的主要優勢是:
. 性能高:和HTTP一樣。
. 穿牆:和HTTP一樣。
. 原生支持很好:IOS上支持完美。Android上支持差些。PC/flash上現在也有各種as插件支持HLS。
HLS的主要劣勢是:
. 實時性差:基本上HLS的延遲在10秒以上。
. 文件碎片:若分發HLS,碼流低,切片較小時,小文件分發不是很友好。
特別是一些對存儲比較敏感的情況,譬如源站的存儲,嵌入式的SD卡。
五、應用方式
推薦的方式是:
. 編碼器輸出RTMP協議。
. 流媒體系統接入使用RTMP協議。
. 流媒體系統內部直播分發使用RTMP。
. PC+直播+實時性要求高:使用flash播放RTMP。
. PC+直播+沒有實時性要求:使用RTMP或者HLS均可。
. PC+點播:使用HTTP或者HLS。
. Apple IOS/OSX:都使用HLS(實時性要求高得自己解析RTMP,或者使用外部庫,
譬如https://www.vitamio.org)
. Andorid:和IOS一樣,不過可以確定的是可以自己開發支持RTMP。
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RTSP、 RTMP、HTTP的共同點、區別
共同點:
1:RTSP RTMP HTTP都是在應用應用層。
2: 理論上RTSP RTMPHTTP都可以做直播和點播,但一般做直播用RTSP RTMP,做點播用HTTP。做視頻會議的時候原來用SIP協議,現在基本上被RTMP協議取代了。
區別:
1:HTTP: 即超文本傳送協議(ftp即文件傳輸協議)。
HTTP:(Real Time Streaming Protocol),實時流傳輸協議。
HTTP全稱Routing Table Maintenance Protocol(路由選擇表維護協議)。
2:HTTP將所有的數據作為文件做處理。http協議不是流媒體協議。
RTMP和RTSP協議是流媒體協議。
3:RTMP協議是Adobe的私有協議,未完全公開,RTSP協議和HTTP協議是共有協議,並有專門機構做維護。
4:RTMP協議一般傳輸的是flv,f4v格式流,RTSP協議一般傳輸的是ts,mp4格式的流。HTTP沒有特定的流。
5:RTSP傳輸一般需要2-3個通道,命令和數據通道分離,HTTP和RTMP一般在TCP一個通道上傳輸命令和數據。
RTSP、RTCP、RTP區別
1:RTSP實時流協議
作為一個應用層協議,RTSP提供了一個可供擴展的框架,它的意義在於使得實時流媒體數據的受控和點播變得可能。總的說來,RTSP是一個流媒體表示 協議,主要用來控制具有實時特性的數據發送,但它本身並不傳輸數據,而是必須依賴於下層傳輸協議所提供的某些服務。RTSP可以對流媒體提供諸如播放、暫 停、快進等操作,它負責定義具體的控制消息、操作方法、狀態碼等,此外還描述了與RTP間的交互操作(RFC2326)。
2:RTCP控制協議
RTCP控制協議需要與RTP數據協議一起配合使用,當應用程序啟動一個RTP會話時將同時占用兩個端口,分別供RTP和RTCP使用。RTP本身並 不能為按序傳輸數據包提供可靠的保證,也不提供流量控制和擁塞控制,這些都由RTCP來負責完成。通常RTCP會采用與RTP相同的分發機制,向會話中的 所有成員周期性地發送控制信息,應用程序通過接收這些數據,從中獲取會話參與者的相關資料,以及網絡狀況、分組丟失概率等反饋信息,從而能夠對服務質量進 行控制或者對網絡狀況進行診斷。
RTCP協議的功能是通過不同的RTCP數據報來實現的,主要有如下幾種類型:
SR:發送端報告,所謂發送端是指發出RTP數據報的應用程序或者終端,發送端同時也可以是接收端。(SERVER定時間發送給CLIENT)。
RR:接收端報告,所謂接收端是指僅接收但不發送RTP數據報的應用程序或者終端。(SERVER接收CLIENT端發送過來的響應)。
SDES:源描述,主要功能是作為會話成員有關標識信息的載體,如用戶名、郵件地址、電話號碼等,此外還具有向會話成員傳達會話控制信息的功能。
BYE:通知離開,主要功能是指示某一個或者幾個源不再有效,即通知會話中的其他成員自己將退出會話。
APP:由應用程序自己定義,解決了RTCP的擴展性問題,並且為協議的實現者提供了很大的靈活性。
3:RTP數據協議
RTP數據協議負責對流媒體數據進行封包並實現媒體流的實時傳輸,每一個RTP數據報都由頭部(Header)和負載(Payload)兩個部分組成,其中頭部前12個字節的含義是固定的,而負載則可以是音頻或者視頻數據。
RTP用到的地方就是 PLAY ,服務器往客戶端傳輸數據用UDP協議,RTP是在傳輸數據的前面加了個12字節的頭(描述信息)。
RTP載荷封裝設計本文的網絡傳輸是基於IP協議,所以最大傳輸單元(MTU)最大為1500字節,在使用IP/UDP/RTP的協議層次結構的時候,這 其中包括至少20字節的IP頭,8字節的UDP頭,以及12字節的RTP頭。這樣,頭信息至少要占用40個字節,那么RTP載荷的最大尺寸為1460字 節。以H264 為例,如果一幀數據大於1460,則需要分片打包,然后到接收端再拆包,組合成一幀數據,進行解碼播放。