互聯網多媒體內容傳輸從大方向上可以分為下載傳輸和流式傳輸，而流式傳輸又可以分為順序流式傳輸和實時流式傳輸，換句話來說就是點播(Video on Demand)和直播(Live Streaming)，顧名思義，前者的媒體內容是提前存儲在服務器上供客戶端請求播放，而后者是實時產生并分發給客戶端播放。

?本文是網易視頻云骨灰級研發工程師羅偉基于HTTP的流媒體點播技術入門，講述了一些基本的概念以及這一技術的變革演進。

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HTTP流媒體點播技術優勢

互聯網上傳播音視頻內容最早從上世紀90年代開始，RTP等專有協議的提出就是定義音視頻的包格式以獲得更低的網絡傳遞開銷。不過現如今的互聯網世界，CDN扮演著非常重要的角色，而絕大部分CDN廠商是不支持RTP等協議的。基于HTTP的流媒體點播技術則占據著主流，其有幾點優勢：

• 防火墻友好；

• 客戶端控制媒體流的訪問，服務端不需要為每一個客戶端連接維護媒體session狀況

• 采用標準的HTTP服務器即可，支撐大規模客戶端訪問不需要額外的服務器技術資源開銷，最重要的就是CDN技術的良好支持優化。

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HTTP流媒體技術變革

HTTP流媒體技術的變革大致經過了以下四個階段：

最初，我們只能先下載完整視頻文件到本地磁盤后，然后才能播放觀賞。這意味著你必須等待視頻下載操作的完成，嚴格來講，根據我們第一段的劃分，這不能稱作為流媒體傳輸，不過我們還是列出來，以作對比。

在上面簡單下載文件的基礎上，一個明顯的提升就是漸進式下載技術。這種情況下不需要完整下載視頻文件，可以邊下載邊播放，這就要求視頻的元數據信息得放在視頻文件的開頭。但是，我們只能在已經下載的那一部分自由拖拽播放，而未下載的部分是不能播放的。

在漸進式下載的基礎上，pseudo-streaming(偽流)出現了，其增強了seek播放功能，也就是支持直接切到未下載的地方進行觀看，所以也可以稱之為漸進式播放。?

其實，到pseudo-streaming 這一步，流媒體播放的技術已經很成熟了，而且目前絕大多數的視頻網站都是這種技術，比如Youtube、優酷、騰訊視頻等。如果，要在這個基礎上再一步的優化，可以從哪些方面呢？比較容易想到的就是帶寬優化，能夠鏈路感知，這就是下面的自適應比特率流。其原理就是，同一視頻內容會有不同的碼率版本，客戶端播放器會動態地根據網絡質量切換請求帶寬匹配的的視頻片段。

自適應碼率流媒體技術，業內比較常見的實現是Apple的HTTP Live Streaming (HLS)以及Adobe的HTTP Dynamic Streaming (HDS)，下圖簡單展示了HLS的文件結構，可以看到master playlist包含了兩種不同碼率的播放列表，當然如果你只有一種版本，那么就不需要master playlist了。基于HTTP的自適應碼率流媒體是有國際標準的，那就是3GPP組織和MPEG小組所提出的MPEG-DASH(DynamicAdaptive Streaming over HTTP)。

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點播流媒體服務器工作原理

目前，很常見的一種搭建方式就是基于nginx，而nginx本身對音視頻媒體的處理就有一定的支持，官方就有flv和mp4的插件，即ngx_http_flv_module和ngx_http_mp4_module。前者支持以字節偏移的漸進式seek播放，后者支持以時間偏移的漸進式seek播放。

要想達到這種漸進式播放的目的，大部分情況下，我們是要對服務端的媒體文件進行一定的處理的。首先播放之前，服務端需要先返回一定的視頻元數據信息，其次我們需要知道媒體時間和媒體數據的映射關系。為什么呢？

目前大部分的視頻編碼都采用H264標準，而H264的不同視頻幀采用了不同的壓縮編碼方式，其中I幀的作用很大，其通常是每個?GOP（Group of Picture）的第一個幀，我們簡單點說，I幀依靠自身就可以解碼出完整圖像，而其后面幀的解碼則需要依賴I幀，這意味著什么？

是的，這決定了我們在拖拽播放的時候，播放器會seek到最近的I幀處，所以有時候會有一個現象，就是你拖到一個精確的時間點，但是播放器卻在另一個靠近的時間點開始播放，這就是因為那個時間點是I幀所在之處。?

播放器的seek播放通常是讓用戶選擇時間偏移，而服務端最終對文件的請求處理只能是字節偏移，所以問題來了，我們要有一個時間偏移和字節偏移的映射表，嚴格一點說，是每一個I幀的時間偏移與字節偏移映射。

問題又來了，這個映射是放在客戶端還是服務端處理呢？當然是都可以。如果客戶端發出字節偏移請求，那么服務端就很輕松，只需要提供HTTP range訪問的功能，但是client端需要提前知道時間與字節的映射關系，比如flv格式的metadata就提供了這個信息，有的flv文件沒有加入metadata，這時候就需要用相應的flv工具（比如flvmeta）去處理成這樣的格式，這樣客戶端的播放器就可以直接發送字節偏移量了。MP4則不需要這么處理，因為MP4格式本身就要求帶這樣的信息，其記錄metadata的Movie Box (moov)中的Media Information Box (minf)就存儲了媒體時間和媒體數據的映射關系。如果客戶端只發出時間請求，那么服務端就得將時間偏移請求轉換為字節偏移請求，然后處理并響應請求。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的HTTP流媒体播放技术发展以及nginx点播源站的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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