什么是HLS (HTTP 在线直播)? (更新)
Adobe Flash终于死了 这就是为什么苹果的HTTP直播(HLS) 协议 是否已成为向用户提供流媒体视频的首选方式. 什么是HLS，它是如何工作的? 系好安全带，你要坐很长一段路了.
目录表
- 什么是HLS?
- 苹果HLS快照
- HLS简史
- HLS流媒体如何工作
- HTTP直播工具和服务
- HLS流的技术概述
- 苹果低延迟HLS
- HLS替代品
- 何时不使用HLS协议
- 何时使用HLS协议
- HLS流媒体与巴黎人官方App下载
什么是HLS?
HLS, 它代表HTTP直播, 是一种自适应的基于http的格式，用于传输视频和音频数据 媒体服务器 在观众的屏幕上. 无论你是通过手机上的应用程序观看直播，还是在智能电视上观看点播内容, HLS流媒体很有可能参与其中. 如果你使用的是苹果设备，这种情况尤其可能发生.
与HLS, 视频和音频内容被分成一系列的块, 压缩，快速delivery, 并通过HTTP传输到最终用户的设备. 然后，观众可以享受到流畅的水流，尽管所有的背景都在发生. 像MPEG-破折号这样的技术以类似于HLS的方式分发流，但缺乏如此广泛的巴黎人官方App下载.
在巴黎人官方App的 2021视频流延迟报告，超过70%的参与者表示他们使用HLS协议进行内容分发. HLS在其替代品中的受欢迎程度可以归结为播放兼容性和体验质量. 这是因为所有Mac、安卓、微软和Linux设备都可以播放使用HLS传输的流.
您目前使用的是哪种流媒体格式?
与HLS, 内容分发者能够确保在各种设备上提供出色的观看体验, 当巴黎人官方App依靠 内容分发网络(CDN) 全球配送. 传统上，规模和质量是以牺牲快速delivery为代价的, 但随着苹果发布低延迟HLS，这一切都改变了.
HLS是苹果公司的专利, 但是该规范的信息草案可以通过 互联网工程任务组(IETF). 苹果定期更新规范，以确保包和客户端保持兼容性.
苹果HLS快照
| Summary | 特性 | 优点 | 缺点 |
| HLS是HTTP 在线直播的缩写 协议 为delivery实时和点播流媒体内容而开发，利用HTTP技术实现可伸缩性和 自适应比特率流. |
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HLS简史
- 2009年5月: HLS协议的首次发布
- 2015年1月: 微软宣布Windows 10原生巴黎人官方App下载HLS.
- 2016年6月: 苹果宣布巴黎人官方App下载fMP4格式.
- 2019年6月: 苹果宣布了低延迟HLS扩展的规范.
- 2019年11月: 巴黎人官方App下载宣布巴黎人官方App下载苹果低延迟HLS 作为巴黎人官方App下载流媒体引擎4的一部分.7.8日发布.
- 2020年5月: 低延迟HLS规范被纳入总体HLS标准.
HLS流媒体如何工作?
典型的RTMP到HLS工作流
HLS视频流被分解成数据段(也称为块或数据包)，而不是作为连续的信息流传输. 这种与传统的流媒体传输方式的不同，使得更高质量的流媒体能够接触到更多的观众. 也就是说, 它还会增加延迟, 因此，大多数内容分发者使用 实时消息传递协议(RTMP) 然后 一旦它到达媒体服务器，重新包装它以便HLSdelivery.
自适应比特率流的转码
为了向每个观看者提供最高质量的流媒体——包括那些屏幕小、连接差的人——HLS流媒体会根据每个人的情况动态地调整分辨率. 被称为 自适应比特率流, 这使得广播公司能够以出色的带宽和处理能力向用户提供高质量的流, 同时也适应那些缺乏速度和动力部门.
而不是以一个比特率创建一个直播流, 转码器(通常位于媒体服务器中)用于以不同的比特率和分辨率创建多个流. 然后服务器根据每个观看者的屏幕和连接速度发送最高分辨率的流.
创建单个流的多个版本有助于防止 缓冲 或者流中断. +, 当观众的信号强度从两格变成三格时, 流动态调整，以提供一个优越的表现.
delivery和扩展
不像 RTMP协议 与Flash播放器一起使用, HLS可以很容易地在全球范围内使用普通的web服务器进行扩展 内容分发网络(CDN). 通过在HTTP服务器网络上共享工作负载, cdn可以适应病毒式传播的收视率高峰和比预期更大的现场观众. cdn还通过缓存音频和视频片段来帮助改善观看者体验.
相比之下, RTMP需要使用专用的流服务器使其部署的资源更加繁重.
HTTP直播工具和服务
HLS流服务器
如上所述，大多数内容分发者使用流服务器来摄取通过流服务器传递的内容 RTMP, WebRTC, or SRT 然后在到达服务器后使用HLS格式重新打包视频. 此外，以其他格式(如 MPEG-破折号)，以确保各种设备的观众都能观看到内容. 一个基于云的服务，比如 巴黎人官方App下载视频 或者流媒体服务器软件 巴黎人官方App下载流媒体引擎 在这个转换过程中是必不可少的吗, 以及用于自适应比特率传输的流转码.
内容分发网络(CDN)
通过连接全球的服务器, cdn创建了高速公路，缩短了将视频流从原点传输到最终用户所需的时间. 任何人流到大量的观众或地理分布区域, cdn对于可靠的内容delivery至关重要. 的 巴黎人官方App下载视频 平台包括一个集成的CDN，可按需扩展直播流. 此外，巴黎人官方App提供巴黎人官方App下载 CDN作为附加流目标 巴黎人官方App下载流媒体引擎 订阅. Akamai, 急剧, 微软Azure 也是HLS流媒体的好选择——所有这些都可以使用巴黎人官方App下载的巴黎人官方App组合作为附加流目标.
HTML5的球员
最后，观众将需要一个兼容的设备或 HTML5的球员. 在Adobe Flash衰落之后，HLS已经成为事实上的标准, 这意味着大多数设备和浏览器已经内置了这个功能. 对于巴黎人官方App的最佳HTML5视频播放器列表， 看看这个博客.
HLS流的技术概述
所以你已经对它的工作原理有了一个基本的概述，但是细节呢? 从编码要求到段大小，让巴黎人官方App深入研究一下.
- 音频编解码器: AAC格式-LC HE-AAC格式+ v1 & v2, xHE-AAC格式, Apple无损，FLAC
- 视频编解码器: H.265, H.264
- 播放兼容性: Great (All Google Chrome browsers; 安卓, Linux, 微软, MacOS devices; several 机顶盒, 智能电视, 和其他玩家)
- 好处: 自适应比特率，可靠，广泛巴黎人官方App下载.
- 缺点: 体验质量优先于低延迟.
- 延迟: 虽然HLS传统上提供6-30秒的延迟，但 低延迟HLS 现在已经扩展到 作为HLS的一个特性集，承诺提供低于2秒的延迟.
UDP与. TCP
几乎所有HTTP应用程序都运行在 传输控制协议(TCP)，这是一种传输级协议，专为可靠、慎重的数据传输而设计. 同样，基于http的HLS协议也在TCP上运行. 这确保了比任何基于udp的工作流更高的质量.
TCP的一个缺点是速度快，因为准确的传输优先. 但是HLS通过低延迟HLS扩展克服了这个问题 下面讨论.
容器格式
与大多数基于http的协议不同， 哪些使用MPEG-4 Part 14 (MP4)容器格式， HLS最初指定使用MPEG-2传输流(TS)容器. 这种情况在2016年发生了变化，当时苹果宣布巴黎人官方App下载碎片化的MP4 (fMP4)格式. 今天, fMP4是所有基于http的流媒体(包括MPEG-破折号和微软 Smooth)的首选格式。. 这些视频文件通常包含 AVC / H.264 编码的视频 和 AAC格式 音频编码.
编码的要求
苹果提供了以下编码目标，作为使用HLS进行流传输时的典型比特率变体集的示例. 有关如何配置HLS流的更详细信息，请查看 苹果公司的建议.
| 16:9宽高比 | H.264 / AVC | 帧速率 |
| 416 x 234 | 145 | ≤30帧 |
| 640 x 360 | 365 | ≤30帧 |
| 768 x 432 | 730 | ≤30帧 |
| 768 x 432 | 1,100 | ≤30帧 |
| 960 x 540 | 2,000 | 与源相同 |
| 1280 x 720 | 3,000 | 与源相同 |
| 1280 x 720 | 4,500 | 与源相同 |
| 1920 x 1080 | 6,000 | 与源相同 |
| 1920 x 1080 | 7,800 | 与源相同 |
.M3U8 Manifest文件
HLS视频片段被索引到媒体播放列表中，以便视频播放器了解如何组织数据. 一个主 .M3u8播放列表文件也必须被创建——把它想象成索引的索引——来指导玩家如何在不同的特定播放列表之间跳转. 这也被称为清单文件. 传递流的任何人都可以通过嵌入控件来分发内容 .m3u8在web页面中引用URL或创建下载该文件的应用程序.
段大小和延迟
HLS实时流的延迟与段大小紧密耦合, 通常在10-45秒内落下. 它的工作原理是这样的:通过HLS传输的视频流在媒体服务器上被分解成块. 当观众点击播放时，他们的设备必须在视频开始之前加载3个这些块. 分段传送允许玩家根据可用资源在不同的场景之间切换, 同时也减少了缓冲和其他中断.
直到2016年，苹果公司建议使用10秒的HLS片段. 该规范还要求在播放开始之前加载3个片段. 坚持10秒建议, 广播公司将从30秒的延迟开始(在考虑编码引起的延迟之前), transcoding, 等). 苹果最终将默认的段大小减少到6秒, 但这仍然意味着“直播”流可能会滞后近20秒.
一种流行的 减少延迟 去过 减小段的大小，称为“调优”HLS以实现低延迟. 更短的块可以加快下载时间，从而加快速度. 但这并不是HLS快速流媒体的唯一途径. 2019年，苹果宣布了一项名为“苹果低延迟HLS”的扩展规格. 最近，这种扩展已经 作为一个特性集集成到总体HLS标准中. 低延迟HLS承诺延迟3秒或更少.
苹果低延迟HLS
苹果设计了低延迟HLS扩展 以大规模地降低延迟. 而该协议最初依赖于HTTP/2 PUSHdelivery, 这一要求已被取消. 此外, Internet工程任务组(IETF)最近将低延迟HLS扩展作为一个特性集合并到传统HLS中. 这样做的意义是双重的:它进一步规范了新技术，并向技术提供商施加压力，要求他们增加巴黎人官方App下载.
- 播放兼容性: 任何未针对低延迟HLS进行优化的玩家都可以退回到标准(高延迟)HLS行为
- 好处: 低延迟满足基于http的流
- 缺点: 作为一个新兴的规范，供应商仍在实现巴黎人官方App下载
- 延迟: 3秒以内
请注意，不要把苹果低延迟HLS与开源混淆 Periscope的低延迟HLS解决方案(LHLS). 两者的主要区别在于delivery方式. 与苹果的扩展不同，Periscope的版本使用 分块传输编码. 视频开发者社区已经放弃了这个开源的选择，转而巴黎人官方App下载苹果的标准.
We 增加了对低延迟HLS的巴黎人官方App下载 in 巴黎人官方App下载流媒体引擎 在去年年底. 作为早期采用者, 巴黎人官方App下载继续针对这种新兴技术进行开发, 巴黎人官方App正在努力将巴黎人官方App下载扩展到整个 巴黎人官方App组合.
HLS替代品
主要的选择 最后一英里delivery协议 MPEG-破折号和WebRTC是什么. 而 破折号 功能与HLS非常相似，但缺乏对苹果设备的巴黎人官方App下载, WebRTC是一种完全不同的实时传输方式，它在设计时并没有考虑到规模.
HLS vs. MPEG-破折号比较
- 专有的和. 国际HLS是苹果公司的专利，而破折号是由MPEG定义的开放标准.
- 播放兼容性: 由于苹果对整个行业的巨大影响，HLS比破折号得到了更广泛的巴黎人官方App下载.
- 格式要求: 而HLS规定了某些视频的使用 编解码器 (H.265, H.265)和音频编解码器(详细 在这里)， 破折号是编解码不可知论的. 当使用更先进的编解码器时，这可以以更低的比特率实现更高质量的广播.
- 容器格式: HLS传统上使用MPEG-2传输流 容器格式, or .而破折号使用的是MP4格式，或者 .mp4.
- 延迟: 传统上，这两种协议在delivery速度方面都落后, 但新的方法试图改变这种状况. 对于破折号，它采取的形式是 通用媒体申请格式(CMAF),而 苹果现在提供了低延迟HLS 扩展.
| 苹果HLS | MPEG-破折号 | |
| 播放兼容性 | 几乎所有的设备、应用程序和浏览器 | 大多数浏览器、应用程序和设备(不包括Safari、Apple TV和iOS) |
| 传输协议 | TCP | TCP |
| 兼容的编解码器 | 视频:H.264, H.265 音频:AAC格式-LC HE-AAC格式+ v1 & v2, xHE-AAC格式, Apple无损，FLAC | 编解码器不可知的音频和视频 |
| 容器格式 | 传统上使用的是MPEG-2还是MPEG-TS | 传统上使用MP4/.mp4 |
| 延迟 | 与 低延迟HLS，大约2秒 没有低延迟HLS, 6-30秒 | 使用低延迟破折号或CMAF，大约2秒 无低延迟破折号, 6-30秒 |
| 开发人员 | HLS是苹果的专有协议 | MPEG创建破折号是开源的 |
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HLS vs. WebRTC比较
- 延迟: WebRTC流以惊人的500毫秒的传输速度穿越互联网, 甚至让低延迟HLS都相形见绌.
- 专有的和. 开源HLS是苹果的专利，而WebRTC是开源和免费的.
- 播放兼容性: 在大多数浏览器中，WebRTC不需要额外的插件或软件, 但HLS在移动设备上得到了更广泛的巴黎人官方App下载.
- 可伸缩性: 可扩展性是HLS的核心，但对于WebRTC来说却并非如此. 没有像巴黎人官方App下载这样的流媒体平台，WebRTC被限制在基于聊天的小型环境中.
- 质量: 有了WebRTC，实时delivery比质量更重要，
HLS vs. RTMP的比较
- 第一英里摄入量vs. 最后一英里的delivery: RTMP最常用作 摄取技术, transporting video streams from the encoder to the media server; w在这里as HLS is used for delivery 并在终端用户设备上播放.
- 播放兼容性: HLS在各种设备上都得到了很好的巴黎人官方App下载, 而iOS已不再接受, 安卓, 大多数浏览器, 以及大多数嵌入式播放器.
- 报废: Adobe不再更新或巴黎人官方App下载RTMP，而苹果则继续开发HLS.
- 自适应比特率: RTMP不是为自适应比特率流设计的，这就是原因 一旦ABR流媒体变得普遍，HLS就迅速接管了市场.
- 可伸缩性: 而基于http的流媒体协议，如HLS，则使用常规的老式web服务器, RTMP需要使用专用的流服务器.
- 延迟: RTMP总是会以更快的视频传输速度击败HLS. 也就是说，低延迟HLS扩展试图缩小这一差距.
何时不使用HLS协议
任何需要低于一秒delivery的用例——比如web会议, 摄像头和无人机的实时设备控制, 或者态势感知——需要像WebRTC(网络实时通信)这样的协议. 即使是苹果的低延迟HLS也存在固有的延迟，这对于这些场景来说是不可接受的.
何时使用HLS协议
因为HLS是目前使用最广泛的流媒体协议, 对于大多数广播来说，这是一个安全的赌注. 任何通过连接设备进行流媒体传输的人都至少应该考虑一下这一点——尤其是在直播赛事和体育赛事时, 质量是关键. 延迟是值得考虑的，但是随着巴黎人官方App下载的实现 苹果低延迟HLS 功能集，低于两秒的delivery应该变得更加普遍. 这将使它适合交互式流媒体、在线赌博、电子游戏等.
当流式传输到移动设备时，HLS是必备的. 想想iphone在手机领域扮演的角色吧. 许多智能电视, 机顶盒, 玩家也默认使用HLS, 因此，想要接触客厅用户的广播公司也应该关注HLS. 最后，对于那些仍在使用RTMP向Flash传输数据的人来说，是时候做出改变了.
也就是说, 要达到尽可能广泛的受众，首先要适应额外的视频格式. 通过将流转换成各种格式, 无论设备如何，您都可以确保视频的可扩展性.
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HLS流媒体与巴黎人官方App下载
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