CDN技术之--流媒体CDN系统的组成.pdf

CDN技术之--流媒体CDN系统的组成流媒体业务是⼀种对实时性、连续性、时序性要求⾮常⾼的业务，⽆论从带宽消耗上还是质量保障上来说，对best-effort的IP⽹络都是⼀个不⼩的冲击–⾼带宽要求–⾼QoS要求–组播、⼴播要求（⽬前IP⽹络⽆法实现端到端的组播业务）播放⼀个视频分为以下四个步骤–Access–Demux（⾳视频分离）–Decode(解码解压缩)–OutputRTP、RTCP、RTSP、RTMP的关系：RTSP协议⽤来实现远程播放控制，RTP⽤来提供时间信息和实现流同步，RTCP协助RTP完成传输质量控制<=（播放控制），=>（传输控制）RTMP和HTTPstreaming则是将流同步、播放控制、质量控制集成起来的企业⾃有流媒体传送协议RTMP是adobe的传输协议。RTMP的基本通信单元：消息块（chunk）和消息（message）RTMP协议架构在TCP层之上，但RTMP消息并不是直接封装在TCP中，⽽是通过⼀个被称为消息块的封装单元进⾏传输。消息在⽹络上发送之前往往需要分割成多个较⼩的部分，这样较⼩的部分就是消息块，属于不同消息流的消息块可以在⽹络上交叉发送。RTSP/RTP和HTTPstreaming是⽬前应⽤最⼴泛的流化协议，⽬前电信运营商在IPTV（特殊通道的基于IP的流媒体播放）的流化上主要以RTSP/RTP技术为主，⽽互联⽹视频⽹站（点播/直播）则多倾向于使⽤HTTPstreaming的流化技术。HTTPstreaming前⾝是progressivedownload（渐进式下载：边下载边播放，直到下载完）。HTTPstreaming⾸先会将视频数据（包括直播的视频流和点播的视频⽂件）在服务器上进⾏编码，然后将编码后的数据进⾏更细粒度的分⽚，再把每个分⽚通过HTTP协议传输到客户端。HTTPstreaming的客户端需要对视频⽂件的每个分⽚都发出⼀个HTTP请求，这样，在视频播放速度低于下载速度的情况下，客户端可以灵活控制HTTP请求的发出速度，从⽽保证⽤户在中途退出时不会出现下载浪费。另外，因为采⽤分⽚的特点，HTTPstreaming还可以实现媒体播放过程中的码率切换（码率⾃适应），结合⽹络带宽资源，为⽤户提供更好的体验。HTTPstreaming⽀持点播、直播可对分⽚⽂件加密，保证数字版权因为分⽚传输，故⽀持码率⾃适应Progressivedownload仅⽀持点播直接把媒体⽂件分割成多个⼩⽂件分⽚，⽆法保障版权所有只⽀持固定码率HTTPstreaming基于TCP，更⾼可靠性，也可以直接利⽤TCP的流控机制来适应带宽的变化可将播放过的内容保存在客户端使⽤80端⼝，能穿越防⽕墙采⽤标准的HTTP协议来传输，只需要标准的HTTP服务器⽀撑RTSP/RTP基于UDP不能保存在客户端使⽤特殊端⼝需要特殊的流媒体服务器HTTPstreaming的⼏个主流阵营：–3GPPadaptiveHTTPStreaming–MicrosoftIISSmoothStreaming-AdobeHTTPDynamicStreaming(HDS)–AppleHTTPLiveStreaming(HLS)HLS流化技术主要分三个部分：服务器组件、分发组件和客户端软件–服务器组件主要负责从原始的⾳视频设备捕捉相应的⾳视频流，并对这些输⼊的媒体流进⾏编码，然后进⾏封装和分⽚，最后交付给分发组件来进⾏传送；–分发组件主要负责接收客户端发送的请求，然后将封装的流媒体分⽚⽂件连同相关的索引⽂件⼀起发送给客户端。对于没有采⽤CDN服务的源服务器，标准的Web服务器就是⼀个分发组件，⽽对于⼤型的视频⽹站或者类似的⼤规模应⽤平台，分发组件还应包括⽀持RTMP协议的CDN；–客户端软件负责确定应该请求的具体媒体流，下载相关资源，并在下载后通过拼接分⽚将流媒体重新展现给⽤户HLS⾳视频流或流媒体⽂件在经过编码、封装和分⽚后，变成多个以.ts结尾的分⽚⽂件。流分割器产⽣的索引⽂件是以.M3U8为后缀的，⽤户可以直接通过Web访问来获取分发组件负责将分⽚⽂件和索引⽂件通过HTTP的⽅式发送给客户端，⽆须对现有的Web服务器和Cache设备进⾏额外的扩展、配置和升级客户端组件根据URL来获取这个视频的索引⽂件。索引⽂件包含了可提供分⽚⽂件的具体位置、解密密钥以及可⽤的替换流。HDS，点播内容是通过⼀个简单的预编码⽣成MP4⽚段以及Manifest清单⽂件；直播的内容准备⼯作流程相对复杂⼀点，在播放的过程中⽣成MP4.（直播推荐⽤RTMP，使⽤FMS推流器）MPEG-2TS是指TS格式封装的、MPEG-2编码格式的媒体流。⼤多数IPTV系统使⽤这种内容源。H.264这⼀层完成原始⽂件的压缩编码，TS这⼀层负责⾳视频的复⽤以及同步，RTP这⼀层负责流的顺