直播协议的学习总结

• 直播应用中，RTMP和HLS基本上可以覆盖所有客户端观看，HLS主要是延时比较大，RTMP主要优势在于延时低。

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一.RTMP的特点

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
这个协议建立在TCP协议或者轮询HTTP协议之上。
RTMP本质上是流协议

• 优势
  1.Adobe支持得很好：
  RTMP实际上是现在编码器输出的工业标准协议，基本上所有的编码器（摄像头之类）都支持RTMP输出。原因在于PC市场巨大，PC主要是Windows，Windows的浏览器基本上都支持flash，Flash又支持RTMP支持得非常好。
  2.稳定性高，适合长时间播放：
  因为RTMP支持的很完善，所以能做到flash播放RTMP流长时间不断流， 当时测试是100万秒，即10天多可以连续播放。
  若做CDN或者大中型集群分发，选择稳定性高的协议一定是必要的。
  3.延迟较低：
  比起YY的那种UDP私有协议，RTMP算延迟大的（延迟在1-3秒），比起HTTP流的延时（一般在10秒以上）RTMP算低延时。一般的直播应用，只要不是电话类对话的那种要求,RTMP延迟是可以接受的。在一般的视频会议应用中，RTMP延时也能接受，原因是别人在说话的时候我们一般在听，实际上1秒延时没有关系，我们也要思考（话说有些人的CPU处理速度还没有这么快）。
  4.有累积延迟：
  技术一定要知道弱点，RTMP有个弱点就是累积误差，原因是RTMP基于TCP不会丢包。所以当网络状态差时，服务器会将包缓存起来，导致累积的延迟；待网络状况好了，就一起发给客户端。这个的对策就是，当客户端的缓冲区很大，就断开重连。
  5.编码器接入
  编码器输出到互联网（还可以输出为UDP主播之类的应用），主要是RTMP。
  譬如专业编码器，或者flash网页编码器，或者FMLE，或者ffmpeg，或者安防摄像头，都支持RTMP输出。
  若需要接入多种设备，譬如提供云服务；或者希望网页直接采集摄像头；或者能在不同编码器之间切换，那么RTMP作为服务器的输入协议会是最好的选择。
  6.系统容错
  容错有很多种级别，RTMP的集群实现时可以指定N上层，在错误时切换不会影响到下层或者客户端，另外RTMP的流没有标识，切到其他的服务器的流也可以继续播放。 HLS 的流热备切换没有这么容易。
  若对于直播的容错要求高，譬如降低出问题的概率，选择RTMP会是很好的选择。
  7.可监控
  在监控系统或者运维系统的角度看，流协议应该比较合适监控。
  HTTP的流监控感觉没有那么完善。这个不算绝对优势，但比较有利。
  8.支持加密
  RTMPE和RTMPS为加密协议。虽然HLS也有加密，但在PC平台上flash对RTMPE/RTMPS支持应该比较不错

• 劣势
  1.协议复杂
  RTMP协议比起HTTP复杂很多，导致性能低下。
  测试发现两台服务器直连100Gbps网络中，HTTP能跑到60Gbps，但是RTMP只能跑到10Gbps，CPU占用率RTMP要高很多。
  复杂协议导致在研发，扩展，维护软件系统时都没有HTTP那么方便，所以HTTP服务器现在大行其道，apache/nginx/tomcat，N多HTTP服务器；而RTMP协议虽然早就公开，但是真正在大规模中分发表现良好的没有，adobe自己的FMS在CDN中都经常出问题。
  2.Cache麻烦
  流协议做缓存不方便。譬如点播，若做RTMP流协议，边缘缓存RTMP会很麻烦。
  如果是HTTP，缓存其实也很麻烦，但是HTTP服务器的缓存已经做了很久，所以只需要使用就好。这是为何点播都走HTTP的原因。

• • 经过测量发现，在网络状况良好时：

• RTMP延时可以做到0.8秒左右。
• 多级边缘节点不会影响延迟（和SRS同源的某CDN的边缘服务器可以做到）
• Nginx-Rtmp延迟有点大，估计是缓存的处理，多进程通信导致？
• GOP是个硬指标，不过SRS可以关闭GOP的cache来避免这个影响.
• 服务器性能太低，也会导致延迟变大，服务器来不及发送数据。
• 客户端的缓冲区长度也影响延迟。
  譬如flash客户端的NetStream.bufferTime设置为10秒，那么延迟至少10秒以上。

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二.HTTP的特点

Real Time Messaging Protocol（简称 RTMP）
是 Macromedia 开发的一套视频直播协议，现在属于 Adobe。
和 HLS 一样都可以应用于视频直播，但是实时性比 HLS 要好。
一般使用这种协议来上传视频流，也就是视频流推送到服务器。
HTTP说的是HTTP流，譬如各大视频网站的点播流，
HTTP本质上还是文件分发。

• 优势
  1.性能很高
  HTTP的性能没得说，协议简单，各种HTTP高性能服务器也完善。
  如果分发的量特别大，譬如点播视频网站，没有直播的实时性要求，HTTP协议是最好选择。
  2.没有碎片
  HTTP比HLS没有碎片，HTTP分发大文件会比小文件分发方便很多。
  特别是存储，小文件的性能超低，是个硬伤。
  3.穿墙
  互联网不可能不开放HTTP协议，否则就不叫互联网。所以任何端口封掉，也不会导致HTTP流看不了。（不过RTMP也能穿墙，用RTMPT协议）。
• 劣势
  1.实时性差
  基本上没有实时性这个说法。
  2.原生支持不好
  就PC上flash对于HTTP流支持还可以，Android/IOS上似乎只能mp4，总之移动端对于HTTP的支持不是很完善。

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三.HLS的特点

HLS (HTTP Live Streaming) 是Apple的动态码率自适应技术。
主要用于PC和Apple终端的音视频服务。
包括一个m3u(8)的索引文件，TS媒体分片文件和key加密串文件。

 #EXTM3U                 m3u文件头
 #EXT-X-MEDIA-SEQUENCE   第一个TS分片的序列号
 #EXT-X-TARGETDURATION   每个分片TS的最大的时长
 #EXT-X-ALLOW-CACHE      是否允许cache
 #EXT-X-ENDLIST          m3u8文件结束符
 #EXTINF                 指定每个媒体段(ts)的持续时间（秒），仅对其后面的URI有效
 mystream-12.ts

• 优势
  1.性能高
  和HTTP一样
  2. 穿墙
  和HTTP一样。
  3.原生支持很好
  IOS上支持完美。Android上支持差些。PC/flash上现在也有各种as插件支持HLS。
• 劣势
  1.实时性差
  基本上HLS的延迟在10秒以上。
  2.文件碎片
  若分发HLS，码流低，切片较小时，小文件分发不是很友好。
  特别是一些对存储比较敏感的情况，譬如源站的存储，嵌入式的SD卡。

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image.png

• Httpflv 是FLASH VIDEO的简称，FLV流媒体格式是随着Flash MX的推出发展而来的视频格式。实质上也是HTTP模式，它形成的文件极小、加载速度极快。

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四.协议分发方式的比较

互联网上的两种主要的分发方式：HLS和RTMP，
什么时候用谁，完全决定于应用场景。
还有其他的分发方式，这些分发方式不属于互联网常见和通用的方式，不予以比较：

1. UDP
譬如YY的实时应用，视频会议等等，或者RTSP之类。这类应用的特点就是实时性要求特别高，以毫秒计算。
TCP家族协议根本就满足不了要求，所以HTTP/TCP都不靠谱。这类应用没有通用的方案，必须自己实现分发（服务端）和播放（客户端）。
2. P2P
譬如RTMFP或者各家自己的协议。这类应用的特点是节省带宽。
目前PC/flash上的RTMFP比较成熟，Android上的P2P属于起步群雄纷争标准不一，IOS上P2P应该没有听说过。
3. RTSP
这种不是互联网上的主要应用，在其他领域譬如安防等有广泛应用。

另外，HTTP的也分为几种：

1. HTTP progressive
早期流媒体服务器分发http文件时，以普通的http文件分发，这种叫做渐进式下载，意思就是如果文件很大譬如1小时时长1GB大小，想从中间开始播放是不行的。但这种方式已经是作古了，很多http服务器支持http文件的seek，就是从中间开始播放。
2. HTTP stream
支持seek的HTTP流，譬如各家视频网站的点播分发方式。或者稍微复杂点的，譬如把一个大文件切几段之后分发。目前在pc/flash上点播国内的主流分发是这种方式。
3. HLS
这种是现在适配方式最广（除了flash, 需要额外的as库支持），在PC上有vlc，Android/IOS原生播放器就支持播放HLS，HTML5里面的url可以写HLS地址。总之，在移动端是以HLS为主。
4. HDS
adobe自己的HLS，和不好用。
5. DASH
各家提出的HLS，目前还没有广泛应用。

对比以下互联网上用的流媒体分发方式：

• HLS：apple的HLS，支持点播和直播。
• HTTP：即HTTP stream，各家自己定义的http流，应用于国内点播视频网站。
• RTMP：直播应用，对实时性有一定要求，以PC为主。

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五.协议的应用方式

• • 推荐的方式是：
  • 编码器输出RTMP协议。
  • 流媒体系统接入使用RTMP协议。
  • 流媒体系统内部直播分发使用RTMP。
  • PC+直播+实时性要求高：使用flash播放RTMP。
  • PC+直播+没有实时性要求：使用RTMP或者HLS均可。
  • PC+点播：使用HTTP或者HLS。
  • Apple IOS/OSX：都使用HLS（实时性要求高得自己解析RTMP，或者使用外部库，
    譬如https://www.vitamio.org）
  • Andorid：和IOS一样，不过可以确定的是可以自己开发支持RTMP。

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六.RTSP、 RTMP、HTTP的共同点及区别

• 共同点
  1. RTSP RTMP HTTP都是在应用应用层。
  2.理论上RTSP RTMPHTTP都可以做直播和点播，但一般做直播用RTSP RTMP，做点播用HTTP。做视频会议的时候原来用SIP协议，现在基本上被RTMP协议取代了。
• 区别
  1. HTTP: 即超文本传送协议(ftp即文件传输协议)。
  HTTP:（Real Time Streaming Protocol），实时流传输协议。
  HTTP全称Routing Table Maintenance Protocol（路由选择表维护协议）。
  2.HTTP将所有的数据作为文件做处理。http协议不是流媒体协议。
  RTMP和RTSP协议是流媒体协议。
  3. RTMP协议是Adobe的私有协议,未完全公开，RTSP协议和HTTP协议是共有协议，并有专门机构做维护。
  4. RTMP协议一般传输的是flv，f4v格式流，RTSP协议一般传输的是ts,mp4格式的流。HTTP没有特定的流。
  5. RTSP传输一般需要2-3个通道，命令和数据通道分离，HTTP和RTMP一般在TCP一个通道上传输命令和数据。

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文章部分摘自：
https://www.cnblogs.com/my_life/articles/5593892.html