基于Windows搭建HLS全平臺直播流探討

聶長君

（作者單位：德陽市廣播電視臺）

1 HLS (HTTP Live Streaming)協(xié)議

HLS協(xié)議是蘋果公司研發(fā)的一種動態(tài)碼率自適應(yīng)技術(shù)。包含了一個m3u(8)索引文件和TS媒體分片文件以及key加密串文件（可選）。它主要用于電腦和蘋果設(shè)備終端的音視頻服務(wù)。

HLS文件是后綴為m3u8的文本列表文件，用記事本打開就可以看到結(jié)構(gòu)。m3u文件的utf-8格式而已，里面的視頻列表就是ts。直播時，播放器會定時反復(fù)請求這個文件，文件隨時更新就成直播，建議是10 s。

2 基于Windows的HLS搭建環(huán)境

2.1 帶IPTV輸出的MPEG2編碼器或復(fù)用器

IP組播技術(shù)有其獨特的優(yōu)越性：在組播網(wǎng)絡(luò)中，即使用戶數(shù)量成倍增長，主干帶寬不需要隨之增加。這個優(yōu)點使它成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的研究熱點之一。IP組播在一些多用戶定向發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中使用非常普遍，如遠程多媒體會議、遠程教學(xué)、視頻點播、定向電子商務(wù)，以及ISP的IPTV（網(wǎng)絡(luò)電視）等。

一個組播IP地址能夠標識網(wǎng)絡(luò)不同位置的多個用戶主機，多播地址范圍為224.0.0.0～239.255.255.255。

2.2 服務(wù)器端軟件：Nginx(engine x)

Nginx是一款輕量級的HTTP(Web服務(wù)器)/反向代理服務(wù)器及電子郵件（IMAP/POP3）代理服務(wù)器，并在一個BSD-like協(xié)議下發(fā)行。其特點是并發(fā)能力強，占有內(nèi)存少，事實上Nginx的并發(fā)能力在同類型的網(wǎng)頁服務(wù)器中表現(xiàn)較好。目前，使用Nginx網(wǎng)站的用戶有：淘寶、騰訊、京東、百度、新浪、網(wǎng)易等。

2.3 服務(wù)器端軟件：FFmpeg

FFmpeg不僅可以用來記錄、轉(zhuǎn)換數(shù)字音頻、視頻，還能將其轉(zhuǎn)化為流的開源計算機程序。FFmpeg使用LGPL或GPL許可證，具有非常強大的功能，包括視頻抓圖、視頻格式轉(zhuǎn)換、視頻采集功能、給視頻加水印等。它使用了非常先進的音視頻編解碼庫libavcodec，為保證超高的編解碼質(zhì)量和可移植性，libavcodec里很多code都是從頭開發(fā)的。它提供了錄制、轉(zhuǎn)換以及流化音視頻的完整解決方案。

2.4 客戶端軟件：VLC多媒體播放器

VLC是一款開源的跨平臺多媒體播放器，可在所有平臺上運行（Windows,Linux, Mac OS X, Unix, iOS, Android）。它支持眾多音頻與視頻解碼器，如常見的：MPEG*、DIVX、WMV、MOV、3GP、FLV、H.264、FLAC。有多種訪問形式：文件、光盤、http、ftp、mms、TCP/UDP、RTP/RTSP、IP組播、IPv4/IPv6等。它還能夠作為unicast或 multicast的流服務(wù)器，可以在IPv4或 IPv6的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用。此外，其還融合了FFmpeg的解碼器以及l(fā)ibdvdcss程序庫，帶有播放多媒體文件以及加密DVD影碟的功能。它完全免費、無間諜軟件、無廣告、無跟蹤用戶隱私的行為，是我們常用的一款流媒體及視音頻播放軟件。

3 Windows下HLS直播流的搭建（本文服務(wù)器：LMT-959）

圖1 Windows下HLS直播流的搭建（本文服務(wù)器：LMT-959）流程圖

圖1是基于Windows的HLS直播流的搭建（本文服務(wù)器：LMT-959）流程圖，具體步驟如下。

3.1 搭建Nginx服務(wù)器

解壓Nginx軟件后，打開配置文件confmime.types，為了支持hls協(xié)議，需要修改內(nèi)容：

在 application/zip zip；這一行后面增加2行：

application/x-mpegURL m3u8；

application/vnd.apple.mpegurl m3u8；

在 video/x-msvideoavi；行后，增加1行：

video/MP2Tts；

注意：不要有中文路徑，若任務(wù)管理器中沒有ngnix的兩個進程，則未啟動成功。解決方案如下：

第一，關(guān)閉Windows防火墻。

第二，80端口被占用了（80端口為Nginx默認的配置，本文使用8081作為測試端口號）。需要修改文件conf ginx.conf，將里面的

server{

listen 80；//改為其他未被占用的端口號。

3.2 用FFmpeg接收UDP流并自動實時切片到Nginx服務(wù)器下

第一，使用RJ45雙絞線把服務(wù)器與IPTV編碼器連接起來，使服務(wù)器能夠讀取出IPTV編碼器的UDP流。

用VLC打開網(wǎng)絡(luò)串流（本文地址：udp∶//231.3.106.3∶1001）查看是否正常。

第二，編輯批處理文件運行或在C MD下運行。

d∶ffmpeg64inffmpeg-iudp∶//231.3.106.3∶1001 -strict -2 -c∶v libx264-b 1000000 -c∶aaac -hls_time 10 -hls_wrap 3 -f hls D∶ ginx-1.10.3htmldytv.m3u8

第三，在客戶端電腦中使用VLC打開網(wǎng)絡(luò)串流（本文地址：http∶//lmt-959∶8081/dytv.m3u8）播放測試，如圖2所示。

圖2 播放測試

第四，要想在互聯(lián)網(wǎng)上播放此HLS流地址，可以使用帶有固定IP出口的路由器端口映射到Nginx服務(wù)器。至此，蘋果、安卓、微軟等系統(tǒng)的手機、平板、電腦等都能播放此HLS直播流。

4 HLS全平臺直播流小結(jié)

HLS協(xié)議相較于RTMP、RTSP、MMS等直播流媒體協(xié)議，不同在于：在服務(wù)器端，HLS將直播數(shù)據(jù)流存儲為連續(xù)的、很短時長的MPEG-TS格式媒體文件，而客戶端則不斷下載并播放這些連續(xù)的TS小文件。我們可以這樣認為，HLS是以點播的技術(shù)方式來實現(xiàn)直播。由于使用HTTP協(xié)議傳輸，所以完全不用考慮防火墻及代理的問題，加上分段文件時長很短，客戶端可以快速選擇和切換碼率，以適應(yīng)不同帶寬環(huán)境條件下的播放。但由于HLS的這種技術(shù)特點，它的延遲一般會高于普通的流媒體直播協(xié)議。

HTTP漸進下載（如：HLS協(xié)議）和基于RTSP/RTP的實時流媒體協(xié)議，是兩種完全不同的東西，目前比較好用又方便的是用HTTP漸進下載方法。其中，Apple公司的HLS協(xié)議是這方面的代表。它最初是蘋果公司針對iPhone、iPad等移動設(shè)備開發(fā)的流媒體直播協(xié)議?，F(xiàn)在，HTML5直接支持HLS，安卓（Android）也原生支持HLS，而微軟從Internet Explorer 9(簡稱IE9)就開始支持HTML5了，所以HLS是全平臺直播流。