带你了解直播系统的架构

Posted 2021-01-21

目前手机直播已成为一个相当热门的话题，小编对音视频的采集、传输、播放等都比较感兴趣，因此想记录下搭建一个直播系统的过程，不仅是对已用过的知识进行记录，以防后期使用，也可以为其他的初学者提供一个借鉴的历程，接下来，根据自己的经验分享一下，了解一下直播系统的架构。

目前实现一个直播系统从推流到拉流主要由3个部分构成：
一、直播系统数据编码：
为了便于手机视频的推流、拉流以及存储，通常采用音视频编码压缩技术来减少体积，编码方式：CBR、VBR,
视频-编码格式：H.265、H.264、MPEG-4等，封装容器有TS、MKV、AVI、MP4等。现在比较常用的视频编码是H.264。
音频-编码格式：G.711μ、AAC、Opus等，封装有MP3、OGG、AAC等，比较常用的是AAC编码格式。
视频经过编码压缩大大提高了视频的存储和传输效率，当然，经过压缩后的视频在播放时必须进行解码。
二、直播系统音视频的采集：
通过调用摄像头、麦克风直接采集音视频数据，一般音频采集数据采用PCM格式、视频采集的数据用RGB或者YUV格式，由于采集的原始数据体积非常大，需要经过压缩技术处理来提高传输效率。并且对于采集的视频可以做一些前处理，比如美颜滤镜等等。
三、直播系统数据传输：
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。
直播系统相关协议：
1、RTMP(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）、RTMPT封装在HTTP请求之中，可穿越防火墙；
2）、RTMPS类似RTMPT，但使用的是HTTPS连接 ；
3）、工作在TCP之上的明文协议，使用端口1935
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中的音视频数据。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(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。
3、RTP(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。
RTCP(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×××。
目前的直播程序行业不断朝着更多样化、细分化的方向发展，而且直播程序开发技术同样朝着更加成熟的方向发展，不只是直播程序功能，直播的内容也会大的发展，现在我们可以看到的只是直播功能的一小部分，直播的未来不可限量，让我们拭目以待！
今天的文章就先说到这里，如果你也喜欢我的文章或者是对直播行业有兴趣都可以找我咨询，我会为你解答。