macOS 系统 nginx + rtmp 流媒体传输实践

流媒体传输是“直播”中至关重要的环节，在网络传输媒体流的时候有着不同的流媒体传输协议。

做了一些小调查，在整个“直播”产品构建的过程中，应用最广的两个流媒体传输协议就是 RTMP 和 HLS 两个协议，其中 RTMP 在国内直播发展的长河中扮演着极其重要的角色，各个平台与 RTMP 的“结合”已变得很成熟。

两种不同的流媒体传输协议

RTMP

RTMP (Real Time Messaging Protocol) ：实时消息传输协议，属应用层协议，基于传输层 TCP 协议长链接来进行传输，有 N 多变种，最早由 Macromedia 公司开发，而后 Macromedia 被 Adobe 公司收购。

RTMP 的主要特性

• 市场广阔，基本所有的编码器都支持 RTMP；
• 延迟低，RTMP 的实时性在 1～3 秒左右，即使经过 CDN (Content Delivery Network 内容分发网络)多层分发也能保证实时性在 3 秒左右，此特性已经完全满足现在的直播产业需求；
• 稳定性、可靠性高，基于 TCP 保证媒体流在传输的过程中不会丢失，但这也是缺点，在网络状态不好的时候，服务器会等待数据，这个过程会出现延迟，等包接受完整再将完整的包推给 Client 端；
• HTML5 播放需要插件，并且跨平台较差

RTMP 原理

RTMP 通过握手的方式建立 RTMP Connection，

若 Client 端要按序发送 C0、C1、C2，Server 端按序发送 S0、S1、S2，大致过程如下图：

image.png

为保证数据的有效性，无论是 Client 端还是 Server 端都会等待一次 Chunk 接收完毕再进行下一次通信。

• Chunk 是 RTMP 在进行数据流传输过程中的最小单位，每个 Chunk 由 Message 拆分，当然也可能每个独立的 Message 作为 Chunk 进行传输；
• Message 是满足 RTMP 并且经过「格式化」的数据，Message 有着自己的“数据结构”，标识每个 Message 的字段为 Message ID，该字段是拆分成 Chunk 和还原 Chunk 的凭借。

HLS

HLS (HTTP Live Streaming)：是 Apple 公司基于 HTTP 实现的流媒体传输协议。

HLS 的主要特性

• 对于 Apple 自家平台的硬件设备上最大化支持，不用自行开发特有播放器，在 Android 的设备上支持表现略差；
• HLS 会将视频源分成索引文件和视频切片进行传输，所以可以实现平滑的切换码率，但这也是 HLS 一个致命的缺点，这种机制会导致 HLS 的实时性很差，延迟可达到数十秒；
• 基于 HTTP ，不存在防火墙和代理的问题，但需要和 Server 端不断进行连接通信；
• HTML5 可以直接播放直播链接，不需任何独立的 Application 支持。

HLS 主要原理

HLS 传输内容包括：m3u8 索引文件以及 ts 视频切片。

无论是直播还是点播，HLS 协议都将视频源按策略分割成一个索引文件和若干 ts 视频切片，由索引文件管理视频切片，Server 则不断的将这些最视频切片推给 Client 端，所以对于直播而言，Client 会不断接受从 Server 端推过来的视频切片，以“点播”的方式达到直播的效果，但由于切片的过程会造成高延迟，所以在国内的直播产业中并不被看好，即使是将 ts 文件的切片设置最小，表现也仍旧不如 RTMP。

RTMP Vs. HLS

通过上面的介绍，对于视频采集 -> 处理/编码 -> 推流分发 -> Client 端播放整个过程中 RTMP 和 HLS 的工作内容大致如下：

RTMP HLS

与此同时，RTMP 既能推流也能拉流，而 HLS 只能拉流。
所以根据各自的特点，RTMP 更适用于实时性、互动性较高的直播，HLS 更适合 HTTP 点播。

本地流媒体传输实践

准备

a. 安装 HomeBrew，终端键入：

ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"

升级 Homebrew：brew update

b. 推流搭建本地服务器需 nginx，终端键入：brew tap denji/nginx

使用 brew tap homebrew/nginx 会报 Error: homebrew/nginx was deprecated. This tap is now empty as all its formulae were migrated.

c. 安装 rtmp 模块，终端键入：

brew install nginx-full --with-rtmp-module

d. 此时，nginx 和 rtmp 模块都已安装完成，终端键入：nginx (权限问题键入 sudo nginx)，启动 nginx 服务，浏览器键入 http://localhost:8080 出现 Welcome to nginx! 欢迎语表示安装成功。

重启 nginx 服务命令：nginx -s reload
停止 nginx 服务命令：nginx -s stop
有序退出 nginx 服务命令：nginx -s quit

e. 配置 nginx.conf (HLS + RTMP)

nginx.conf 路径为：/usr/local/etc/nginx/nginx.conf

文本打开该文件在 http 作用域内键入：

location /hls {
        #Serve HLS config
        types {
            application/vnd.apple.mpegurl    m3u8;
            video/mp2t ts;
        }
        root /usr/local/var/www;
        add_header Cache-Control    no-cache;
    }

在最后键入：

rtmp {
        server {
            listen 1935;
            application rtmplive {
                live on;
                max_connections 1024;
            }
            application hls{
                live on;
                hls on;
                hls_path /usr/local/var/www/hls;
                hls_fragment 1s;
            }
        }
    }

RTMP 默认端口 1935，rtmp 配置信息不属于任何作用域，写在任何作用域里都会报错 nginx: [emerg] "rtmp" directive is not allowed here in /etc/nginx/nginx.conf:起始行数

配置完毕重启 nginx 服务。

f. 安装 ffmepg 工具，终端键入：

brew install ffmpeg

g. 安装支持 HLS 和 RTMP 的播放器，VLC 和 mpv 都可，在此用的是 mpv。

实践本地推流至 nginx

一切都准备就绪后，即可实践推流服务，终端键入：

ffmpeg -re -i 目标视频.mp4 -vcodec libx264 -vprofile baseline -acodec aac -ar 44100 -strict -2 -ac 1 -f flv -s 1280x720 -q 10 rtmp://localhost:1935/xx/xx

推流命令具体参数：

参数	说明
-vcodec libx264	视频的编码器为 H.264
vprofile baseline	设置音视频编码器的类
-acodec aac	指定声音的编码器为AAC
-ar 44100	音频编解码器的采样率，单位为赫兹
-ac 1	设置音频编解码器的声道数目
-f flv	强制设定输入和输出文件格式为 flv 格式
-s 1280x720	分辨率

推送过程会在终端显示如下：

image.png

推送完毕如下：

image.png

RTMP 拉流

推流至 RTMP 服务器生成地址： rtmp://localhost:1935/xx/xx

此时在 mpv 工具栏 File - Open URL - 键入 rtmp://localhost:1935/rtmplive/xx

播放即可播放：

image.png

HLS 拉流

推流至 HLS 服务器生成地址：
http://localhost:8080/hls/xx.m3u8

在浏览器或者 mpv 中播放表现如下：

Safari 播放 mpv 播放器播放

实践远程推流

手头刚好有个科学上网买的 VPS 正好可以当作远程服务器使用，新加坡节点，但应该也是绕到美国的线路，所以可想而知，播放过程异常的艰辛，十几秒播放一帧已经算是给面子了，但好在已经有成果。

我的服务器是 CentOS 系统，可能安装模块的命令和 Ubuntu 系统有细小的差别。

在此连接 VPS 的工具选择的是 ShellCraft，macOS 自带的终端工具也可以连接，可视化 CentOS 服务器的客户端为 FileZilla，添加 VPS 站点步骤在本文最后。

准备

a. 安装 git，CentOS 系统下安装 Git 的命令为：

yum install git

b. clone srs，键入：
git clone srs

srs 的作者将它定义为直播服务器集群，更多的信息，请点 srs Github 主页。

若 clone 过程中出现 Please make sure you have the correct access rights and the repository exists. 说明，SSH Key 出现了问题导致无法正常 git 操作，解决如下依次键入：

• git config --global user.name "yourname"
• git config --global user.email "your@email.com"
• ssh-keygen -t rsa -C "your@email.com"
• vi /root/.ssh/id_rsa.pub
• 将该文件的一大串信息复制并添加到 Github 个人设置里新建的 SSH Key 中。

c. cd 到 srs 目录，依次键入：

git checkout 2.0release
git pull
cd trunk

d. 配置远程服务器，该过程极其漫长，键入：
./configure --disable-all --with-ssl --with-nginx --with-hls --with-http-callback --with-http-server --with-http-api --with-ffmpeg --with-transcode --with-librtmp --with-dvr && make

出现下图所示表示配置环境完成：

image.png

e. 执行配置，键入
./objs/srs -c conf/srs.conf

image.png

实践远程推流与拉流

推流拉流过程和本地推流命令一样，只不过服务器地址的 localhost:接口 要换成服务器地址，倘若出现如下错误信息则说明需要关闭 CentOS 的防火墙：

image.png

错误信息：
[tcp @ 0x7fd255c02b80] Connection to tcp://207.148.66.232:1935 failed: Connection refused
[rtmp @ 0x7fd255d0b100] Cannot open connection tcp://207.148.66.232:1935
rtmp://207.148.66.232/live/demo: Connection refused

关闭防火墙的命令为：systemctl stop firewalld.service。

FileZilla 添加站点

File -> Site Manager 弹出如下界面：

image.png

New Site -> General -> Protocol 选择如图所示的 SFTP，Logon Type 为 Normal，Host、User 以及 Password 自行填写，Connect。

界面如下：

image.png

👏done!🎉