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本期我们讨论直播技术。

我们将会介绍，直播工作原理，流媒体服务的作用，推流/拉流、直播CDN等等。

这里需要特别说明的是，直播指的是：1对多的直播，平常直播平台的那种，至于视频会议是另外一种场景。

我们按这样的顺序讨论 ：

1、  直播工作原理 

2、  直播源数据获取

3、  直播转码

4、  直播流输出及直播CDN 

直播的工作原理

大体上，直播的工作原理与视频文件的转码工作原理是一样的。

在往期视频转码工作原理中介绍过完整的视频转码工作原理是，解封装->解码->处理->编码->封装这一流式过程。

直播与视频文件转码的最大区别是封装格式上，直播需要在直播源接收以及直播输出这一头一尾做特殊处理。

 

一般情况下，直播需要从网络接收直播源的视频数据，也需要把处理后的视频数据输出到网络上。

所以在直播系统中，除了视频转码程序以外，还需要两个流媒体服务。

一个用于获取直播源数据，转码程序从这个流媒体服务中拉取视频流处理。

另一个用于用户拉取视频流观看，转码程序会不断将处理完的视频数据推送到这个流媒体服务中。

流媒体服务的具体软件根据不同视频流协议而不同，当然，如果直播推流协议和直播观看协议是相同的话，也可以只用一个流媒体服务。

这里顺便一提，拉取、推送视频流数据也就是常听到的拉流、推流。你可能发现，一个流媒体服务即可以被推流也可以被拉流，甚至拉流和推流的地址是完全一样的。

实质上，流媒体服务就是视频流数据的中转站，流媒体服务会在内存中实时存储视频流的一部分数据，随着时间的推移，数据会被循环覆盖。

所以一般场景下，直播工作原理可以简化为，直播流数据获取->直播转码->直播流数据输出。

 

直播源数据获取

接下来我们详细讨论直播源数据获取，直播源数据一般是通过网络传输的，所以一般需要流媒体服务作为视频数据的中转站。但实际上由于具体协议与应用场景的不同，会有一些区别。

比如直播平台直播的场景下，也就是一般场景下，主播需要将视频流推送到直播平台的流媒体服务。协议一般为RTMP，流媒体服务软件可以是SRS、加入了rtmp-server插件的Nginx等等。

 

如果是转播的场景，则不需要自身系统的流媒体服务参与接收，视频转码软件直接拉取对方的视频流即可，实际上就是直接拉取对方系统的流媒体服务的视频流数据。

此时的协议可能是RTMP、HLS、HTTP-FLV、RTSP等等。但无论是什么协议，提供流媒体服务的是对方系统，只要自身的视频转码软件支持这个协议就可以了。

 

还有一种场景是文件直播，业务上也被称为录播，其实就是直播源是视频文件，这种场景下也不需要流媒体服务参与接收，只需要视频转码软件按播放时间慢慢读取就可以了。

 

直播转码

直播转码也就是视频转码，这里可以对直播流加上水印、高清/流畅转换、码率限制、直播录像等等。

直播转码程序其实与视频文件转码程序大体上区别不大，一些简单的功能，如高清/流畅转码、码率限制等等，甚至可以通过设置一些流媒体服务软件就可以实现了。

 

顺便一提，如果不需要任何转码处理，且没有安全权限等设置的话，是可以直接从流媒体服务中拉取视频观流看的，且推流和观看地址一般是一样的。

研发直播转码程序的意义在于一些高级功能，如直播倒计时、信号中断自动补帧、导播/轮播、画中画等等。这部分正是一个直播系统的技术核心，毕竟流媒体服务软件一般是与协议绑定且现成的。

当然这部分的实现是非常复杂的，但正是音视频处理的核心内容，这些内容将会在后续内容中根据具体问题详细讨论，这里先不展开讨论。

直播流输出及直播CDN

在处理完视频源后，需要将视频数据输出到流媒体服务，用户从流媒体服务中拉取视频流数据就可以观看了。

直播流观看的协议一般是HTTP-FLV、HLS等等。如果是延迟度要求高 则一般使用RTMP、WEBRTC等等。需要注意的是 RTMP协议目前主流浏览器是不支持的（禁用了Flash）。

 

另外，用户直接拉取流媒体服务的视频流是可以观看的，但是这样占用的带宽是很大的，视频码率的单位和带宽的单位是一样的，如果视频流的码率是2Mbps，服务器带宽是100Mbps，则理论上支持50人观看。

如果观看人数很多，则需要使用直播CDN，直播CDN实际上也可以看作是流媒体服务，只是它有很多边缘节点，分摊了请求压力。

如果是使用直播CDN的话，视频转码软件直接将视频流数据输出到直播CDN即可，一般是通过RTMP协议推送到CDN服务。

当然也有主动拉取的CDN服务，但主动拉取的CDN服务不建议使用，因为主动拉取的CDN服务可能会同时存在多个服务器回源，这样就很难准确预估带宽的需要。

另外，直播CDN一般提供自动转观看协议的功能，一般会提供RTMP、HTTP-FLV、WEBRTC、HLS等协议的观看地址。

 

但一般直播CDN是不提供转码服务的，如高清、流畅转换等 一般需要额外的直播转码云服务或自己的视频转码软件。

因为观看协议转换实际上就是视频转码中的重封装，就是解封装后直接重新封装，是不怎么消耗性能的。但是转码是非常耗性能的，一般视频转码的云服务都是按时间计算费用的。

​总结

本期介绍了直播的工作原理，里面提到了很多协议，直播的常用协议将会在下一期详细展开。