SRS之分发HLS
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了SRS之分发HLS相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
来自： Delivery HLS
1. 综述
SRS支持HLS/RTMP两种成熟而且广泛应用的流媒体分发方式。
RTMP指Adobe的RTMP(Realtime Message Protocol)，广泛应用于低延时直播，也是编码器和服务器对接的实际标准协议，在PC（Flash）上有最佳观看体验和最佳稳定性。
HLS指Apple的HLS(Http Live Streaming)，本身就是Live（直播）的，不过Vod（点播）也能支持。HLS是Apple平台的标准流媒体协议，和RTMP在PC上一样支持得天衣无缝。
HLS和RTMP两种分发方式，就可以支持所有的终端。RTMP参考 RTMP分发
RTMP和HLS的比较参考： RTMP PK HLS
部署分发HLS的实例，参考： Usage: HLS
2. 应用场景
- 跨平台：PC主要的直播方案是RTMP，也有一些库能播放HLS，譬如jwplayer，基于osmf的hls插件也一大堆。所以实际上如果选一种协议能跨PC/android/ios，那就是HLS。
- IOS上苛刻的稳定性要求：IOS上最稳定的当然是HLS，稳定性不差于RTMP在PC-flash上的表现。
- 友好的CDN分发方式：目前CDN对于RTMP也是基本协议，但是HLS分发的基础是HTTP，所以CDN的接入和分发会比RTMP更加完善。能在各种CDN之间切换，RTMP也能，只是可能需要对接测试。
- 简单：HLS作为流媒体协议非常简单，apple支持得也很完善。Android对HLS的支持也会越来越完善。至于DASH/HDS，好像没有什么特别的理由，就像linux已经大行其道而且开放，其他的系统很难再广泛应用。
3. HLS 介绍
HLS是提供一个m3u8地址，Apple的Safari浏览器直接就能打开m3u8地址，譬如：
http://demo.srs.com/live/livestream.m3u8Android不能直接打开，需要使用html5的video标签，然后在浏览器中打开这个页面即可，譬如：
<!-- livestream.html -->
<video width="640" height="360"
autoplay controls autobuffer
src="http://demo.srs.com/live/livestream.m3u8"
type="application/vnd.apple.mpegurl">
</video>HLS的m3u8，是一个ts的列表，也就是告诉浏览器可以播放这些ts文件，譬如：
#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:64
#EXT-X-TARGETDURATION:12
#EXTINF:11.550
livestream-64.ts
#EXTINF:5.250
livestream-65.ts
#EXTINF:7.700
livestream-66.ts
#EXTINF:6.850
livestream-67.ts有几个关键的参数，这些参数在SRS的配置文件中都有配置项：
- EXT-X-TARGETDURATION：所有切片的最大时长。有些Apple设备这个参数不正确会无法播放。SRS会自动计算出ts文件的最大时长，然后更新m3u8时会自动更新这个值。用户不必自己配置。
- EXTINF：ts切片的实际时长，SRS提供配置项hls_fragment，但实际上的ts时长还受gop影响，详见下面配置HLS的说明。
- ts文件的数目：SRS可配置hls_window，指定m3u8中保存多少个切片，SRS会自动清理旧的切片。
- livestream-67.ts：SRS会自动维护ts切片的文件名，在编码器重推之后，这个编号会继续增长，保证流的连续性。直到SRS重启，这个编号才重置为0。
譬如，每个ts切片为10秒，窗口为60秒，那么m3u8中会保存6个ts切片。
4. HLS 工作流程
- FFMPEG 或 FMLE 或编码器，推送 RTMP 流到 SRS，编码为 H264/AAC（其他编码器需要 SRS 转码）
- SRS 将 RTMP 切片为 TS，并生成 M3U8。若流非 H264 和 AAC，则停止输出 HLS（可使用 SRS 转码到 SRS 其他 vhost 或流，然后再切 HLS）。
- 访问 M3U8，SRS 内置的 HTTP 服务器（或者通用 HTTP 服务器）提供 HTTP 服务。
注意：SRS 只需要在 Vhost 上配置 HLS，会自动根据流的 app 创建目录，但是配置的 hls_path 必须自己创建。
5. HLS 配置
conf/full.conf中的with-hls.vhost.com是HLS配置的实例，可以拷贝到默认的Vhost，例如：
vhost __defaultVhost__ {
hls {
# whether the hls is enabled.
# if off, donot write hls(ts and m3u8) when publish.
# default: off
enabled on;
# the hls fragment in seconds, the duration of a piece of ts.
# default: 10
hls_fragment 10;
# the hls m3u8 target duration ratio,
# EXT-X-TARGETDURATION = hls_td_ratio * hls_fragment // init
# EXT-X-TARGETDURATION = max(ts_duration, EXT-X-TARGETDURATION) // for each
# @see https://github.com/ossrs/srs/issues/304#issuecomment-74000081
# default: 1.5
hls_td_ratio 1.5;
# the audio overflow ratio.
# for pure audio, the duration to reap the segment.
# for example, the hls_fragment is 10s, hls_aof_ratio is 2.0,
# the segment will reap to 20s for pure audio.
# default: 2.0
hls_aof_ratio 2.0;
# the hls window in seconds, the number of ts in m3u8.
# defualt: 60
hls_window 60;
# the error strategy. canbe:
# ignore, disable the hls.
# disconnect, require encoder republish.
# continue, ignore failed try to continue output hls.
# @see https://github.com/ossrs/srs/issues/264
# default: continue
hls_on_error continue;
# the hls output path.
# the m3u8 file is configed by hls_path/hls_m3u8_file, the defualt is:
# ./objs/nginx/html/[app]/[stream].m3u8
# the ts file is cofiged by hls_path/hls_ts_file, the defualt is:
# ./objs/nginx/html/[app]/[stream]-[seq].ts
# @remark, the hls_path is compatible with srs v1 config.
# default: ./objs/nginx/html
hls_path ./objs/nginx/html;
# the hls m3u8 file name.
# we supports some variables to generate the filename.
# [vhost], the vhost of stream.
# [app], the app of stream.
# [stream], the stream name of stream.
# default: [app]/[stream].m3u8
hls_m3u8_file [app]/[stream].m3u8;
# the hls ts file name.
# we supports some variables to generate the filename.
# [vhost], the vhost of stream.
# [app], the app of stream.
# [stream], the stream name of stream.
# [2006], replace this const to current year.
# [01], replace this const to current month.
# [02], replace this const to current date.
# [15], replace this const to current hour.
# [04], repleace this const to current minute.
# [05], repleace this const to current second.
# [999], repleace this const to current millisecond.
# [timestamp],replace this const to current UNIX timestamp in ms.
# [seq], the sequence number of ts.
# @see https://github.com/ossrs/srs/wiki/v2_CN_DVR#custom-path
# @see https://github.com/ossrs/srs/wiki/v2_CN_DeliveryHLS#hls-config
# default: [app]/[stream]-[seq].ts
hls_ts_file [app]/[stream]-[seq].ts;
# whether use floor for the hls_ts_file path generation.
# if on, use floor(timestamp/hls_fragment) as the variable [timestamp],
# and use enahanced algorithm to calc deviation for segment.
# @remark, when floor on, recommend the hls_segment >= 2*gop.
# defualt: off
hls_ts_floor off;
# the hls entry prefix, which is base url of ts url.
# if specified, the ts path in m3u8 will be like:
# http://your-server/live/livestream-0.ts
# http://your-server/live/livestream-1.ts
# ...
# optional, defualt to empty string.
hls_entry_prefix http://your-server;
# the default audio codec of hls.
# when codec changed, write the PAT/PMT table, but maybe ok util next ts.
# so user can set the default codec for mp3.
# the available audio codec:
# aac, mp3, an
# default: aac
hls_acodec aac;
# the default video codec of hls.
# when codec changed, write the PAT/PMT table, but maybe ok util next ts.
# so user can set the default codec for pure audio(without video) to vn.
# the available video codec:
# h264, vn
# default: h264
hls_vcodec h264;
# whether cleanup the old expired ts files.
# default: on
hls_cleanup on;
# the timeout in seconds to dispose the hls,
# dispose is to remove all hls files, m3u8 and ts files.
# when publisher timeout dispose hls.
# @remark 0 to disable dispose for publisher.
# @remark apply for publisher timeout only, while "etc/init.d/srs stop"
# always dispose hls.
# default: 0
hls_dispose 0;
# the max size to notify hls,
# to read max bytes from ts of specified cdn network,
# @remark only used when on_hls_notify is config.
# default: 64
hls_nb_notify 64;
# whether wait keyframe to reap segment,
# if off, reap segment when duration exceed the fragment,
# if on, reap segment when duration exceed and got keyframe.
# default: on
hls_wait_keyframe on;
# on_hls, never config in here, should config in http_hooks.
# for the hls http callback, @see http_hooks.on_hls of vhost
# hooks.callback.srs.com
# @read https://github.com/ossrs/srs/wiki/v2_CN_DeliveryHLS#http-callback
# @read https://github.com/ossrs/srs/wiki/v2_CN_DeliveryHLS#http-callback
# on_hls_notify, never config in here, should config in http_hooks.
# we support the variables to generate the notify url:
# [app], replace with the app.
# [stream], replace with the stream.
# [ts_url], replace with the ts url.
# for the hls http callback, @see http_hooks.on_hls_notify of
# vhost hooks.callback.srs.com
# @read https://github.com/ossrs/srs/wiki/v2_CN_DeliveryHLS#on-hls-notify
# @read https://github.com/ossrs/srs/wiki/v2_CN_DeliveryHLS#on-hls-notify
}
}其中 hls 配置就是 HLS 的配置，主要配置项如下：
- enabled：是否开启 HLS，on/off，默认 off。
hls_fragment：秒，指定 ts 切片的最小长度。实际上 ts 文件的长度由以下公式决定：
ts 文件时长 = max(hls_fragment, gop_size) hls_fragment：配置文件中的长度。譬如：5秒。 gop_size：编码器配置的 gop 的长度，譬如 ffmpeg 指定fps为20帧/秒，gop为200帧，则gop_size=gop/fps=10秒。 那么，最终ts的时长为max(5, 10) = 10秒。这也是为什么有些流配置了hls_fragment， 但是ts时长仍然比这个大的原因。- hls_td_ratio：倍数。控制 m3u8 的 EXT-X-TARGETDURATION，参考 Rewrite HLS写入ts部分
- hls_aof_ratio：倍数。纯音频时，当 ts 时长超过配置的 hls_fragment 乘以这个系数时就切割文件。例如，但 hls_fragment 是 10 秒，hls_aof_ratio 是 2.0 时，对于纯音频，10s*2.0=20秒时就切割 ts 文件。
hls_window：秒，指定 HLS 窗口大小，即 m3u8 中 ts 文件的时长之和，超过总时长后，丢弃第一个 m3u8 中的第一个切片，直到 ts 的总时长在这个配置项范围之内。即 SRS 保证下面的公式：
hls_window >= sum(m3u8中每个ts的时长)- hls_path：HLS 的 m3u8 和 ts 文件保存的路径。m3u8 和 ts 文件都保存在这个目录中。
- hls_m3u8_file：HLS 的 m3u8 文件名，包含可替换的 [vhost], [app] 和 [stream] 变量。
hls_ts_file：HLS的ts文件名，包含可替换的一系列变量，参考 dvr variables，另外，[seq] 是 ts 的 sequence number。
对于RTMP流：rtmp://localhost/live/livestream HLS配置路径： hls_path /data/nginx/html; hls_m3u8_file [app]/[stream].m3u8; hls_ts_file [app]/[stream]-[seq].ts; 那么会生成以下文件： /data/nginx/html/live/livestream.m3u8 /data/nginx/html/live/livestream-0.ts /data/nginx/html/live/livestream-1.ts /data/nginx/html/live/livestream-2.ts 最后的HLS地址为：http://localhost/live/livestream.m3u8hls_entry_prefix：TS 的 base url。可选默认为空字符串；非空时加在 ts 前面作为 base url。
对于ts切片：live/livestream-0.ts 若配置为：hls_entry_prefix http://your-server; 则最后的TS的URL是：http://your-server/live/livestream-0.ts- hls_acodec：默认的音频编码。当流的编码改变时，会更新 PMT/PAT 信息；默认是 aac，因此默认的 PMT/PAT 信息是 aac；如果流是 mp3，那么可以配置这个参数为 mp3，避免 PMT/PAT 改变。
- hls_vcodec：默认的视频编码。当流的编码改变时，会更新 PMT/PAT 信息；默认是 h264. 如果是纯音频 HLS，可以配置为 vn，可以减少 SRS 检测纯音频时间，直接进入纯音频模式。
- hls_cleanup：是否删除过期的 ts 切片，不在 hls_window 中就是过期。可以关闭清楚 ts 切片，实现时移和存储，使用自己的切片管理系统。
- hls_dispose：HLS 清理的过期时间（秒），系统重启或者超过这个时间时，清理 HLS 的所有文件，包括 m3u8 和 ts。默认为 0，即不清理。
- hls_wait_keyframe：是否按 gop 切片，即等待到关键帧后开始切片。测试发现 OS X 和 android 上可以不用按 gop 切片。
- hls_nb_notify：从 notify 服务器读取数据的长度。
- on_hls：当切片生成时，回调这个 url，使用 POST 回调。用来和自己的系统集成，譬如实现切片移动等。
on_hls_notify：当切片生成时，回调这个 url，使用 GET 回调。用来和系统集成，可以使用 [ts_url] 变量，实现预分发（即下载一次 ts 片）。
部署分发HLS的实例，参考： Usage: HLS
6. HTTP Callback
可以配置 on_hls 实现回调，应该在 http_hooks 中配置，而不是在 hls 中配置。
备注：HLS 热备可以基于这个回调实现，参考 #351。
备注：HLS 热备必须保证两个服务器的切片完全一样，因为负载均衡器或者边缘可能从两个服务器取切片，必须完全一样。因此在切片上保证两个服务器切片完全一致，是一个非常非常复杂的流媒体问题；但是通过业务系统和回调，通过选择两个服务器的切片的方式，可以做到非常简单可靠的 HLS 热备系统。
7. ON HLS Notify
可以配置 on_hls_notify 实现 CDN 预分发，应该在 http_hooks 中配置，而不是在 hls 中配置。
8. HLSAudioOnly
SRS 支持分发 HLS 纯音频，当 RTMP 流没有视频，且音频为 aac（可以使用转码转为 aac，参考 Usage: Transcode2HLS），SRS 只切片音频。
若 RTMP 流中已经有视频和音频，需要支持纯音频 HLS 流，可以用转码将视频去掉，参考： 转码: 禁用流。然后分发音频流。
分发纯音频流不需要特殊配置，和 HLS 分发一样，参考： Usage: HLS
9. HLS and Forward
Forward 的流和普通流不做区分，若 forward 的流所在的 VHOST 配置了 HLS，一样会应用 HLS 配置进行切片。
因此，可以对原始流进行 Transcode 之后，保证流符合 h.264/aac 的规范，然后 forward 到多个配置了 HLS 的 vhost 进行切片。支持多个源站的热备。
10. HLS and Transcode
HLS 要求 RTMP 流的编码为 h.264+aac/mp3，否则会自动禁用 HLS，会出现 RTMP 流能看 HLS 流不能看（或者看到的 HLS 是之前的流）。
Transcode 将 RTMP 流转码后，可以让 SRS 接入任何编码的 RTMP 流，然后转换成 HLS 要求的 h.264/aac/mp3 编码方式。
配置 Transcode 时，若需要控制 ts 长度，需要配置 配置ffmpeg编码的gop，譬如：
vhost hls.transcode.vhost.com {
transcode {
enabled on;
ffmpeg ./objs/ffmpeg/bin/ffmpeg;
engine hls {
enabled on;
vfilter {
}
vcodec libx264;
vbitrate 500;
vfps 20;
vwidth 768;
vheight 320;
vthreads 2;
vprofile baseline;
vpreset superfast;
vparams {
g 100;
}
acodec libaacplus;
abitrate 45;
asample_rate 44100;
achannels 2;
aparams {
}
output rtmp://127.0.0.1:[port]/[app]?vhost=[vhost]/[stream]_[engine];
}
}
}该 FFMPEG 转码参数，指定 gop 时长为 100/20 = 5秒，fps 帧率（vfps=20），gop 帧数（g=100）。
11. HLS M3u8 Examples
live.m3u8
#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-ALLOW-CACHE:YES
#EXT-X-TARGETDURATION:13
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:430
#EXTINF:11.800
news-430.ts
#EXTINF:10.120
news-431.ts
#EXTINF:11.160
news-432.tsevent.m3u8
#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-ALLOW-CACHE:YES
#EXT-X-TARGETDURATION:13
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#EXT-X-PLAYLIST-TYPE:EVENT
#EXTINF:11.800
news-430.ts
#EXTINF:10.120
news-431.ts
#EXTINF:11.160
news-432.tsvod.m3u8
#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-ALLOW-CACHE:YES
#EXT-X-PLAYLIST-TYPE:VOD
#EXT-X-TARGETDURATION:12
#EXTINF:10.120,
livestream-184.ts
#EXTINF:10.029,
livestream-185.ts
#EXTINF:10.206,
livestream-186.ts
#EXTINF:10.160,
livestream-187.ts
#EXTINF:11.360,
livestream-188.ts
#EXTINF:9.782,
livestream-189.ts
#EXT-X-ENDLISTloop.m3u8
#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-ALLOW-CACHE:YES
#EXT-X-TARGETDURATION:13
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#EXT-X-PLAYLIST-TYPE:VOD
#EXTINF:11.800
news-430.ts
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news-431.ts
#EXT-X-DISCONTINUITY
#EXTINF:11.952
news-430.ts
#EXTINF:12.640
news-431.ts
#EXTINF:11.160
news-432.ts
#EXT-X-DISCONTINUITY
#EXTINF:11.751
news-430.ts
#EXTINF:2.040
news-431.ts
#EXT-X-ENDLISTApple
https://developer.apple.com/library/ios/technotes/tn2288/_index.html
以上是关于SRS之分发HLS的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
2022年音视频面试题 C/C++/Linux/FFmpeg/webRTC/rtmp/hls/rtsp/ffplay/srs