macOS 系統(tǒng) nginx + rtmp 流媒體傳輸實(shí)踐

流媒體傳輸是“直播”中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，在網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體流的時(shí)候有著不同的流媒體傳輸協(xié)議。

做了一些小調(diào)查，在整個(gè)“直播”產(chǎn)品構(gòu)建的過(guò)程中，應(yīng)用最廣的兩個(gè)流媒體傳輸協(xié)議就是 RTMP 和 HLS 兩個(gè)協(xié)議，其中 RTMP 在國(guó)內(nèi)直播發(fā)展的長(zhǎng)河中扮演著極其重要的角色，各個(gè)平臺(tái)與 RTMP 的“結(jié)合”已變得很成熟。

兩種不同的流媒體傳輸協(xié)議

RTMP

RTMP (Real Time Messaging Protocol) ：實(shí)時(shí)消息傳輸協(xié)議，屬應(yīng)用層協(xié)議，基于傳輸層 TCP 協(xié)議長(zhǎng)鏈接來(lái)進(jìn)行傳輸，有 N 多變種，最早由 Macromedia 公司開發(fā)，而后 Macromedia 被 Adobe 公司收購(gòu)。

RTMP 的主要特性

  • 市場(chǎng)廣闊，基本所有的編碼器都支持 RTMP；
  • 延遲低，RTMP 的實(shí)時(shí)性在 1～3 秒左右，即使經(jīng)過(guò) CDN (Content Delivery Network 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))多層分發(fā)也能保證實(shí)時(shí)性在 3 秒左右，此特性已經(jīng)完全滿足現(xiàn)在的直播產(chǎn)業(yè)需求；
  • 穩(wěn)定性、可靠性高，基于 TCP 保證媒體流在傳輸?shù)倪^(guò)程中不會(huì)丟失，但這也是缺點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不好的時(shí)候，服務(wù)器會(huì)等待數(shù)據(jù)，這個(gè)過(guò)程會(huì)出現(xiàn)延遲，等包接受完整再將完整的包推給 Client 端；
  • HTML5 播放需要插件，并且跨平臺(tái)較差

RTMP 原理

RTMP 通過(guò)握手的方式建立 RTMP Connection，

若 Client 端要按序發(fā)送 C0、C1、C2，Server 端按序發(fā)送 S0、S1、S2，大致過(guò)程如下圖：

image.png

為保證數(shù)據(jù)的有效性，無(wú)論是 Client 端還是 Server 端都會(huì)等待一次 Chunk 接收完畢再進(jìn)行下一次通信。

  • Chunk 是 RTMP 在進(jìn)行數(shù)據(jù)流傳輸過(guò)程中的最小單位，每個(gè) Chunk 由 Message 拆分，當(dāng)然也可能每個(gè)獨(dú)立的 Message 作為 Chunk 進(jìn)行傳輸；
  • Message 是滿足 RTMP 并且經(jīng)過(guò)「格式化」的數(shù)據(jù)，Message 有著自己的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”，標(biāo)識(shí)每個(gè) Message 的字段為 Message ID，該字段是拆分成 Chunk 和還原 Chunk 的憑借。

HLS

HLS (HTTP Live Streaming)：是 Apple 公司基于 HTTP 實(shí)現(xiàn)的流媒體傳輸協(xié)議。

HLS 的主要特性

  • 對(duì)于 Apple 自家平臺(tái)的硬件設(shè)備上最大化支持，不用自行開發(fā)特有播放器，在 Android 的設(shè)備上支持表現(xiàn)略差；
  • HLS 會(huì)將視頻源分成索引文件和視頻切片進(jìn)行傳輸，所以可以實(shí)現(xiàn)平滑的切換碼率，但這也是 HLS 一個(gè)致命的缺點(diǎn)，這種機(jī)制會(huì)導(dǎo)致 HLS 的實(shí)時(shí)性很差，延遲可達(dá)到數(shù)十秒；
  • 基于 HTTP ，不存在防火墻和代理的問(wèn)題，但需要和 Server 端不斷進(jìn)行連接通信；
  • HTML5 可以直接播放直播鏈接，不需任何獨(dú)立的 Application 支持。

HLS 主要原理

HLS 傳輸內(nèi)容包括：m3u8 索引文件以及 ts 視頻切片。

無(wú)論是直播還是點(diǎn)播，HLS 協(xié)議都將視頻源按策略分割成一個(gè)索引文件和若干 ts 視頻切片，由索引文件管理視頻切片，Server 則不斷的將這些最視頻切片推給 Client 端，所以對(duì)于直播而言，Client 會(huì)不斷接受從 Server 端推過(guò)來(lái)的視頻切片，以“點(diǎn)播”的方式達(dá)到直播的效果，但由于切片的過(guò)程會(huì)造成高延遲，所以在國(guó)內(nèi)的直播產(chǎn)業(yè)中并不被看好，即使是將 ts 文件的切片設(shè)置最小，表現(xiàn)也仍舊不如 RTMP。

RTMP Vs. HLS

通過(guò)上面的介紹，對(duì)于視頻采集 -> 處理/編碼 -> 推流分發(fā) -> Client 端播放整個(gè)過(guò)程中 RTMP 和 HLS 的工作內(nèi)容大致如下：

RTMP
HLS

與此同時(shí)，RTMP 既能推流也能拉流，而 HLS 只能拉流。
所以根據(jù)各自的特點(diǎn)，RTMP 更適用于實(shí)時(shí)性、互動(dòng)性較高的直播，HLS 更適合 HTTP 點(diǎn)播。

本地流媒體傳輸實(shí)踐

準(zhǔn)備

a. 安裝 HomeBrew，終端鍵入：

ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"

升級(jí) Homebrew：brew update

b. 推流搭建本地服務(wù)器需 nginx，終端鍵入：brew tap denji/nginx

使用 brew tap homebrew/nginx 會(huì)報(bào) Error: homebrew/nginx was deprecated. This tap is now empty as all its formulae were migrated.

c. 安裝 rtmp 模塊，終端鍵入：

brew install nginx-full --with-rtmp-module

d. 此時(shí)，nginx 和 rtmp 模塊都已安裝完成，終端鍵入：nginx (權(quán)限問(wèn)題鍵入 sudo nginx)，啟動(dòng) nginx 服務(wù)，瀏覽器鍵入 http://localhost:8080 出現(xiàn) Welcome to nginx! 歡迎語(yǔ)表示安裝成功。

重啟 nginx 服務(wù)命令：nginx -s reload
停止 nginx 服務(wù)命令：nginx -s stop
有序退出 nginx 服務(wù)命令：nginx -s quit

e. 配置 nginx.conf (HLS + RTMP)

nginx.conf 路徑為：/usr/local/etc/nginx/nginx.conf

文本打開該文件在 http 作用域內(nèi)鍵入：

location /hls {
        #Serve HLS config
        types {
            application/vnd.apple.mpegurl    m3u8;
            video/mp2t ts;
        }
        root /usr/local/var/www;
        add_header Cache-Control    no-cache;
    }

在最后鍵入：

rtmp {
        server {
            listen 1935;
            application rtmplive {
                live on;
                max_connections 1024;
            }
            application hls{
                live on;
                hls on;
                hls_path /usr/local/var/www/hls;
                hls_fragment 1s;
            }
        }
    }

RTMP 默認(rèn)端口 1935，rtmp 配置信息不屬于任何作用域，寫在任何作用域里都會(huì)報(bào)錯(cuò) nginx: [emerg] "rtmp" directive is not allowed here in /etc/nginx/nginx.conf:起始行數(shù)

配置完畢重啟 nginx 服務(wù)。

f. 安裝 ffmepg 工具，終端鍵入：

brew install ffmpeg

g. 安裝支持 HLS 和 RTMP 的播放器，VLC 和 mpv 都可，在此用的是 mpv。

實(shí)踐本地推流至 nginx

一切都準(zhǔn)備就緒后，即可實(shí)踐推流服務(wù)，終端鍵入：

ffmpeg -re -i 目標(biāo)視頻.mp4 -vcodec libx264 -vprofile baseline -acodec aac -ar 44100 -strict -2 -ac 1 -f flv -s 1280x720 -q 10 rtmp://localhost:1935/xx/xx

推流命令具體參數(shù)：

參數(shù) 說(shuō)明
-vcodec libx264 視頻的編碼器為 H.264
vprofile baseline 設(shè)置音視頻編碼器的類
-acodec aac 指定聲音的編碼器為AAC
-ar 44100 音頻編解碼器的采樣率，單位為赫茲
-ac 1 設(shè)置音頻編解碼器的聲道數(shù)目
-f flv 強(qiáng)制設(shè)定輸入和輸出文件格式為 flv 格式
-s 1280x720 分辨率

推送過(guò)程會(huì)在終端顯示如下：

image.png

推送完畢如下：


image.png

RTMP 拉流

推流至 RTMP 服務(wù)器生成地址： rtmp://localhost:1935/xx/xx

此時(shí)在 mpv 工具欄 File - Open URL - 鍵入 rtmp://localhost:1935/rtmplive/xx

播放即可播放：

image.png

HLS 拉流

推流至 HLS 服務(wù)器生成地址：
http://localhost:8080/hls/xx.m3u8

在瀏覽器或者 mpv 中播放表現(xiàn)如下：

Safari 播放
mpv 播放器播放

實(shí)踐遠(yuǎn)程推流

手頭剛好有個(gè)科學(xué)上網(wǎng)買的 VPS 正好可以當(dāng)作遠(yuǎn)程服務(wù)器使用，新加坡節(jié)點(diǎn)，但應(yīng)該也是繞到美國(guó)的線路，所以可想而知，播放過(guò)程異常的艱辛，十幾秒播放一幀已經(jīng)算是給面子了，但好在已經(jīng)有成果。

我的服務(wù)器是 CentOS 系統(tǒng)，可能安裝模塊的命令和 Ubuntu 系統(tǒng)有細(xì)小的差別。

在此連接 VPS 的工具選擇的是 ShellCraft，macOS 自帶的終端工具也可以連接，可視化 CentOS 服務(wù)器的客戶端為 FileZilla，添加 VPS 站點(diǎn)步驟在本文最后。

準(zhǔn)備

a. 安裝 git，CentOS 系統(tǒng)下安裝 Git 的命令為：

yum install git

b. clone srs，鍵入：
git clone srs

srs 的作者將它定義為直播服務(wù)器集群，更多的信息，請(qǐng)點(diǎn) srs Github 主頁(yè)。

若 clone 過(guò)程中出現(xiàn) Please make sure you have the correct access rights and the repository exists. 說(shuō)明，SSH Key 出現(xiàn)了問(wèn)題導(dǎo)致無(wú)法正常 git 操作，解決如下依次鍵入：

  • git config --global user.name "yourname"
  • git config --global user.email "your@email.com"
  • ssh-keygen -t rsa -C "your@email.com"
  • vi /root/.ssh/id_rsa.pub
  • 將該文件的一大串信息復(fù)制并添加到 Github 個(gè)人設(shè)置里新建的 SSH Key 中。

c. cd 到 srs 目錄，依次鍵入：

git checkout 2.0release
git pull
cd trunk

d. 配置遠(yuǎn)程服務(wù)器，該過(guò)程極其漫長(zhǎng)，鍵入：
./configure --disable-all --with-ssl --with-nginx --with-hls --with-http-callback --with-http-server --with-http-api --with-ffmpeg --with-transcode --with-librtmp --with-dvr && make

出現(xiàn)下圖所示表示配置環(huán)境完成：


image.png

e. 執(zhí)行配置，鍵入
./objs/srs -c conf/srs.conf

image.png

實(shí)踐遠(yuǎn)程推流與拉流

推流拉流過(guò)程和本地推流命令一樣，只不過(guò)服務(wù)器地址的 localhost:接口 要換成服務(wù)器地址，倘若出現(xiàn)如下錯(cuò)誤信息則說(shuō)明需要關(guān)閉 CentOS 的防火墻：

image.png

錯(cuò)誤信息：
[tcp @ 0x7fd255c02b80] Connection to tcp://207.148.66.232:1935 failed: Connection refused
[rtmp @ 0x7fd255d0b100] Cannot open connection tcp://207.148.66.232:1935
rtmp://207.148.66.232/live/demo: Connection refused

關(guān)閉防火墻的命令為：systemctl stop firewalld.service。

FileZilla 添加站點(diǎn)

File -> Site Manager 彈出如下界面：

image.png

New Site -> General -> Protocol 選擇如圖所示的 SFTP，Logon Type 為 Normal，Host、User 以及 Password 自行填寫，Connect。

界面如下：


image.png

??done!??

最后編輯于 ：
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