udp被禁用是什么意思,屏蔽udp的后果

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-06-25 21:20:30

随着互联网视频化的发展,各类网络直播产品层出不穷,比如秀场直播、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。这些生态圈形成的背后,是视频直播相关技术的不断发展,例如互联网带宽的日益增加,视频压缩标准的日渐完善,视频云技术的出现等。

直播涉及到的技术比较多,主要大类有: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。

udp被禁用是什么意思,屏蔽udp的后果(1)

小编也经常游历于各个直播的讨论交流群,讨论中推流、拉流、延时等等,其中也不乏一些伪专家的高谈阔论,把互联网直播搞成了单纯的点对点视频聊天,你可以不懂,没有必要去操作,但是最基本的理论要知道!这篇文章并非小编原创,只是转载整理了一些基本理论知识,如果对你产生了不良反应,请谅解!

HLS协议

HLS 协议本质还是一个个的 HTTP 请求 / 响应快,所以适应性很好,不会受到防火墙的影响。但它也有一个致命的弱点:延迟现象非常明显。如果每个 ts 按照 5 秒来切分,一个 m3u8 放 6 个 ts 索引,那么至少就会带来 30 秒的延迟。如果减少每个 ts 的长度,减少 m3u8 中的索引数,延时确实会减少,但会带来更频繁的缓冲,对服务端的请求压力也会成倍增加。所以只能根据实际情况找到一个折中的点。

注意:HLS 在 PC 端仅支持Safari浏览器,类似chrome浏览器使用HTML5 video标签无法播放 m3u8 格式,可直接采用网上一些比较成熟的方案,如:sewise-player、MediaElement、videojs-contrib-hls、jwplayer。

优势:性能高:

和HTTP一样。

穿墙:

和HTTP一样。

兼容性高:

IOS、Android、HTML5原生支持。

劣势:实时性差:

基本上HLS的延迟在10秒以上。

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。

RTMP协议

RTMP 基于 Flash 无法在 iOS 浏览器里播放,但是实时性比 HLS 要好。所以一般使用这种协议来上传视频流,也就是将视频流推送到服务器上。

udp被禁用是什么意思,屏蔽udp的后果(2)

优势:实时性高:

RTMP的实时性在3秒之内,经过多层CDN节点分发后,实时性也在3秒左右。在一些实时性有要求的应用中以RTMP为主。比起YY的那种UDP私有协议,RTMP算延迟大的,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)。

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。

编码兼容性高:

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。

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。

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。HTTP也很稳定,但HTTP是在协议上稳定;稳定性不只是服务端的事情,在集群分发,服务器管理,主备切换,客户端的支持上,RTMP在PC分发这种方式上还是很有优势。

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。对于商用流媒体应用,客户端的稳定性当然也是必须的,否则最终用户看不了还怎么玩?我就知道有个教育客户,最初使用播放器播放http流量,需要播放不同的文件,结果就总出问题,如果换成服务器端将不同的文件转换成RTMP流,客户端就可以一直播放;该客户走RTMP方案后,经过CDN分发,没听说客户端出问题了。

编码器接入:

编码器输出到互联网(还可以输出为udp组播之类**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,比如提供云服务;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。

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。

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。

劣势:播放兼容性差:

RTMP最大软肋,因为是Adobe的私有协议,很多设备都无法直接播放,比如iOS,需要外挂第三方解码器,由此会带来发热、耗电等问题。HTML5也是无法直接播放RTMP,因此你看到的很多手机网页上的直播,是由下面HLS来推流的。

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。

Cache麻烦:

流氓协议做缓存不方便。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。

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。

HTTP-flv协议

HTTP-FLV 和 RTMP 类似,都是针对于 FLV 视频格式做的直播分发流。但,两者有着很大的区别。

现在市面上,比较常用的就是 HTTP-FLV 进行播放。但,由于手机端上不支持,所以,H5 的 HTTP-FLV 也是一个痛点。不过,现在 flv.js 可以帮助高版本的浏览器,通过 mediaSource 来进行解析。HTTP-FLV 的使用方式也很简单。和 HLS 一样,只需要添加一个连接即可:

<object type="application/x-shockwave-flash" src="xxx.flv"></object>

H5直播方案兼容方案

PC端
1、优先使用 HTTP-FLV,因为它延迟小,性能也不差1080P都很流畅。
2、不支持 flv.js 就使用 Flash播放器播 RTMP 流。Flash兼容性很好,但是性能差默认被很多浏览器禁用。
3、不想用Flash兼容也可以用HLS,但是PC端只有Safari支持HLS


移动端
1、优先使用 HTTP-FLV,因为它延迟小,支持HTTP-FLV的设备性能运行 flv.js 足够了。
2、不支持 flv.js 就使用 HLS,但是 HLS延迟非常大。
3、HLS 也不支持就没法直播了,因为移动端都不支持Flash。

下面简单说一下这几种协议的优劣:

udp被禁用是什么意思,屏蔽udp的后果(3)

看了以上这些协议,想必各位都注意到了一个问题,那就是“延迟”。所有的协议里都有延迟,延迟最低的也有500ms。那么为什么会出现这样的情况呢?接下来,简单和大家说一说“延迟”。

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)的图片,我直接上个真相。

udp被禁用是什么意思,屏蔽udp的后果(4)

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,可以跳出这个以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

我们公司经过多次测试,发现udp直接发裸流,可以将延迟控制在80ms到170ms的范围内。

既然udp直接发裸流延迟那么低,为啥不流行?

原因很简单, udp是个不可靠传输、丢包、乱序。而且直接裸流稳定性也差,兼容性更不用谈,没有编码器跟你对接。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。

直播涉及到的技术非常多,本文主要简单介绍了直播中用得比较多的几种协议。而对于流媒体的传输,现在出现了越来越多的私有协议,这些私有协议一般延迟都比较低,比如大家平时用的微信视频,就不属于流媒体。延迟的话,相信大家也都用过,比rtsp的500ms显然低很多。但通常来说,这些私有协议都只支持端,不能用于web开发,因为一般协议,都是用c/c 写的socket通信。

附流媒体技术图

udp被禁用是什么意思,屏蔽udp的后果(5)

总结

. PC/Phone 直播 实时性要求高:使用flash播放RTMP。
. PC/Phone 直播 没有实时性要求:使用RTMP或者HLS均可。
. PC/Phone 点播:使用HTTP或者HLS。
. Phone WEB 直播:想啥呢,老老实实用HLS吧。

有人说,我又想在手机网页上播,又想要他延迟低,怎么办呢。世上怎么会有这么矫情的人,要求这么多。大部分视频流服务商都提供了远程编码的功能,流推上去后,自动编码成RTMP和HLS,你想给App用就拿RTMP流,你想给网页用你就拿HLS。至于HLS的延迟问题,已经有厂商开始推出优化版的HLS ,对HLS底层进行一些优化以适应低延迟直播的需求。根据我们内部的测试,已经能将延迟降低到7s左右,虽然赶不上RTMP,但也勉强可用。

(直播技术示意图,来源:CSDN)

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