直播系统源码,直播软件开发过程

直播名词解释

1.推流

将直播内容推送至服务器的过程。

2.拉流

服务器已有直播内容,用指定地址进行拉取的过程。

3.RTMP协议

Real Time Messaging Protocol(实时消息传输协议)的首字母缩写。该协议基于TCP,是一个协议族,包括RTMP基本协议及RTMPT/RTMPS/RTMPE等多种变种。RTMP是一种设计用来进行实时数据通信的网络协议,主要用来在Flash/AIR平台和支持RTMP协议的流媒体/交互服务器之间进行音视频和数据通信。

4.编码:

H.264编码 是 高性能的视频编码技术,最大的优势是具有很高的数据压缩比率,能以较低的数据速率传送基于联网协议(IP)的视频流. 

5.码率: 

码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是kbps即千位每秒。 

6.FPS: 

帧率(Frame rate)是用于测量显示帧数的量度。所谓的测量单位为每秒显示帧数(Frames per Second,简称:FPS)或“赫兹”(Hz)

二. 直播的技术架构:

1.流程 

直播视频采集SDK(PC/IOS/Anddroid)——直播CDN

(直播流分发加速)——直播视频播放器SDK(PC/IOS/Android)

2、音视频处理的一般流程:

数据采集→数据编码→数据传输(流媒体服务器) →解码数据→播放显示

1、数据采集:

摄像机及拾音器收集视频及音频数据,此时得到的为原始数据
涉及技术或协议:
摄像机:CCD、CMOS
拾音器:声电转换装置(咪头)、音频放大电路

2、数据编码:

使用相关硬件或软件对音视频原始数据进行编码处理(数字化)及加工(如音视频混合、打包封装等),得到可用的音视频数据
涉及技术或协议:
编码方式:CBR、VBR
编码格式
视频:H.265、H.264、MPEG-4等,封装容器有TS、MKV、AVI、MP4等
音频:G.711μ、AAC、Opus等,封装有MP3、OGG、AAC等

3、数据传输:

将编码完成后的音视频数据进行传输,早期的音视频通过同轴电缆之类的线缆进行传输,IP网络发展后,使用IP网络优传输
涉及技术或协议:
传输协议:RTP与RTCP、RTSP、RTMP、HTTP、HLS(HTTP Live Streaming)等
控制信令:SIP和SDP、SNMP等

4、解码数据:

使用相关硬件或软件对接收到的编码后的音视频数据进行解码,得到可以直接显示的图像/声音
涉及技术或协议:
一般对应的编码器都会带有相应的解码器,也有一些第三方解码插件等

5、播放显示:

在显示器(电视、监视屏等)或扬声器(耳机、喇叭等)里,显示相应的图像画面或声音
涉及技术或协议:
显示器、扬声器、3D眼镜等

 

3、常见的视频直播相关协议:

1、RTMP(Real Time Messaging Protocol,实时消息传送协议)

RTMP是Adobe Systems公司为Flash播放器和服务器之间音频、视频和数据传输开发的开放协议。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协议是被Flash用于对象、视频、音频的传输。这个协议建立在TCP协议或者轮询HTTP协议之上。RTMP协议就像一个用来装数据包的容器,这些数据既可以是AMF格式的数据,也可以是FLV中的视音频数据。一个单一的连接可以通过不同的通道传输多路网络流,这些通道中的包都是按照固定大小的包传输的。

2、RTSP(Real Time Streaming Protocol,实时流传输协议)

RTSP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,数据源可以包括实时数据与已有的存储的数据。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、组播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。代理服务器的缓存功能也同样适用于RTSP,并且因为RTSP具有重新导向功能,可根据实际负载情况来切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。

3、RTP(Real-time Transport Protocol,实时传输协议)

RTP是针对多媒体数据流的一种传输层协议,详细说明了在互联网上传递音频和视频的标准数据包格式。RTP协议常用于流媒体系统(配合RTCP协议),视频会议和一键通系统(配合H.323或SIP),使它成为IP电话产业的技术基础。
RTP是建立在UDP协议上的,常与RTCP一起使用,其本身并没有提供按时发送机制或其它服务质量(QoS)保证,它依赖于低层服务去实现这一过程。
RTP 并不保证传送或防止无序传送,也不确定底层网络的可靠性,只管发送,不管传输是否丢包,也不管接收方是否有收到包。RTP 实行有序传送,RTP中的序列号允许接收方重组发送方的包序列,同时序列号也能用于决定适当的包位置,如在视频解码中,就不需要顺序解码。

 

4、RTCP(Real-time Transport Control Protocol,实时传输控制协议)

RTCP是RTP的配套协议,为RTP媒体流提供信道外的控制。RTCP和RTP一起协作将多媒体数据打包和发送,定期在多媒体流会话参与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(QoS)提供反馈,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,单向和双向网络延迟等等。网络应用程序可以利用RTCP所提供的信息来提高服务质量,比如限制流量或改用压缩比小的编解码器。

 

 

三. 相关

 

OBS-PC端主播推流工具,斗鱼等游戏直播都在用 GitHub - jp9000/obs-studio: OBS RTMP直播可以用nginx-rtmp GitHub - arut/nginx-rtmp-module: NGINX-based Media Streaming Server 开源播放器也很多,ffplay、jwplayer、ijkplayer等等,我就不一一给你发了,哈哈 https://github.com/Bilibili/ijkplayer 其实最难的难点是提高首播时间、服务质量即Qos。要想在技术上把别的直播站PK下去,可以考虑这几种方案: 1. gop缓存,为加快首播时间 2. gop丢帧,为解决延时,为什么会有延时,网络抖动、网络拥塞导致的数据发送不出去,丢完之后所有的时间戳都要修改,切记要不客户端就会卡一个 gop的时间,是由于 dts 和 pts 的原因,或者播放器修正 dts 和 pts 也行(推流端丢gop更复杂,丢 p 帧之前的 p 帧会花屏) 3. 纯音频丢帧,要解决音视频不同步的问题,要让视频的 delta增量到你丢掉音频的delta之后,再发音频,要不就会音视频不同步  4. 源站主备切换和断线重连 5. 根据TCP拥塞窗口做智能调度,当拥塞窗口过大说明节点服务质量不佳,需要切换节点和故障排查 6. 增加上行、下行带宽探测接口,当带宽不满足时降低视频质量,即降低码率 7. 定时获取最优的推流、拉流链路IP,尽可能保证提供最好的服务 8. 监控必须要,监控各个节点的Qos状态,来做整个平台的资源配置优化和调度 9. 如果你家产品从推流端、CDN、播放器都是自家的,保障 Qos 优势非常大. 10. 当直播量非常大时,要加入集群管理和调度,保障 Qos