【技术入门】直播协议简述

作者：图鸭科技、微信公众号：tucodec

概述

随着当下互联网视频化迅速发展，各类网络直播产品如雨后春笋般成长起来，涵盖了游戏直播、教育直播、演唱会直播和监控直播等多个直播生态圈。这些生态圈成长的背后，是视频直播相关技术的不断发展，例如互联网带宽的增加、视频压缩标准的不断完善、视频云技术的出现等。

直播过程中涉及到模块众多，主要有采集、前处理、音视频编解码、流媒体协议、系统架构、CDN、播放控制、交互技术等。

此次图鸭君主要给大家介绍直播协议模块，希望大家读完对该模块有一个系统性的了解。

流媒体协议

直播常用到的流媒体协议有rtmp、http、hls、rtsp。

下面简单说一下这几种协议的优劣：

协议名称	优势	劣势
rtmp	l 实时性高：一般能做到3秒内。 l 支持加密：rtmpe和rtmps为加密协议。 l 稳定性高：在PC平台上flash播放的最稳定方式是rtmp，如果做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。 l 主流编码器都支持该协议。	l 协议复杂：开发者写起来会比较累，效率也不行。 l Cache麻烦：流协议做缓存不方便。
http	l 性能很高：http的性能好，协议简单，高性能服务器也完善。如果分发量特别大，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。 l 没有碎片：http相比hls没有碎片。 l 穿墙：http协议是互联网唯一肯定会开放的协议，所以不存在封端问题。	l 实时性差：延迟10s起步。 l 原生支持不好：PC上flash对于http流支持还可以，但是移动端对于http的支持不是很完善
hls	l 性能好：如http。 l 穿墙：如http。 l 原生支持很好：iOS上支持完美，Android上支持相对差些。PC/flash上现在也有各种as插件支持HLS。	l 实时性差：与ts切片长度有关，大约3个切片长度时间的延迟，基本上HLS的延迟在10秒以上。 l 文件碎片：若分发HLS，码流低，切片较小时，会导致太多的文件碎片
rtsp	l 延迟低，通常能做到500ms。 l 带宽好，时效率高。 l 倍速播放，主要是回放的时候提供的功能。 l 控制精准，任意选择播放点。	l 服务端实现复杂。 l 代理服务器弱：数量少，优化少。 l 无路由器防火墙穿透 l 管流分离：需要1-3个通道。

看了以上这些协议的对比介绍，想必各位都注意到了一个问题，那就是“延迟”。所有协议中都提到了延迟，延迟最低的也有500ms。那么为什么会出现这样的情况呢？

简说延迟

在这里简单说一下rtmp和rtsp的延迟，我们先谈rtmp的延迟。圈内有人整理了一张直播延迟（rtmp）的图片，图鸭君直接上个真相。

看完上图你大概就能明白了，rtmp的延迟是和Gop挂钩的。那么，为什么rtsp延迟会比rtmp低呢？因为，它是精确控制的，可以跳出以Gop组为单位的控制。

rtsp延迟已经是上述四个协议里最低的了，那么延迟还有降低的空间吗？

如何降低延迟时间

图鸭君经过多次测试，发现udp直接发裸流,可以将延迟控制在80ms到170ms的范围。

既然udp直接发裸流延迟那么低，为什么不流行？

原因很简单： udp是个不可靠传输，存在丢包、乱序的情况。而且直接裸流稳定性也差，兼容性更不用谈，没有编码器对接的情况下，这就是一个钢丝上骑自行车的活，高难度动作，能干这行的，必须得是艺高人胆大。

直播涉及到的技术模块非常多，本文主要介绍了直播中常用协议。而对于流媒体传输，现在出现了越来越多的私有协议，这些私有协议通常延迟都比较低，如大家用的微信视频就是使用的私有协议。大家体验后会发现，私有协议的延迟远远低于rtsp的500ms。但通常这些私有协议只支持端而不能支持web开发，这是因为一般协议都是用c/c++写的socket通信。

总结

就直播发展而言，最近几年直播的发展势头，用“迅猛”二字来形容绝不为过。自14年习近平主席提出“网络强国”战略和李克强总理提出了“互联网+”的新思路新理念后，各大小直播平台如雨后春笋般涌现，甚至2016年被授予了一个特殊称号——“网络直播元年”。2017年2月19日，央视新闻移动网正式上线，为广大记者打造了移动直播系统——“正直播”。这些都标志着大数据时代、新媒体时代已经到来，媒体行业将面临新一轮的挑战和转型，这将是传媒史上一次对新闻直播技术的革新，也将成为新闻直播样态的一次革命性创举。

附流媒体技术图，仅供参考：