正好去年過(guò)年的時(shí)候，一個(gè)朋友破解了AirPlay和Chromecast協(xié)議，然后開(kāi)發(fā)了一套技術(shù)能夠截獲和播放任何手機（iOS或是Android）屏幕上的任何內容。想到的第一個(gè)應用是做一個(gè)直播的直播服務(wù)（如有感興趣的投資人，可以聯(lián)系）。比如，通過(guò)屏幕直播，你可以邀請朋友看你正在看的直播的電影，球賽，演唱會(huì )，晚會(huì )，不管是免費的還是付費的。當初的想法是將屏幕的內容，通過(guò)AirPlay或Chromecast，推送到后臺服務(wù)器，然后，受邀的朋友就可以從瀏覽器或是其它視頻播放器觀(guān)看了。為此，我們搭建和開(kāi)發(fā)了一個(gè)直播平臺，現在把我們實(shí)現的過(guò)程記錄下來(lái)和大家共享。

首先，視頻有它的播放協(xié)議。原則上，RTSP，RTMP，HTTP都可以做直播和點(diǎn)播，但一般做直播用RTSP和RTMP，做點(diǎn)播用HTTP。我們選用的是RTMP協(xié)議。

RTMP 協(xié)議

RTMP（Real Time Message Protocol／實(shí)時(shí)信息傳輸協(xié)議）是應用層協(xié)議，靠底層傳輸層協(xié)議（通常是TCP）來(lái)保證信息傳輸的可靠性的。在TCP鏈接建立后，RTMP協(xié)議也要客戶(hù)端和服務(wù)器通過(guò)“握手”來(lái)建立RTMP Connection，然后在Connection上傳輸控制信息。RTMP協(xié)議傳輸時(shí)會(huì )對數據格式化，而實(shí)際傳輸的時(shí)候為了更好地實(shí)現多路復用、分包和信息的公平性，發(fā)送端會(huì )把Message劃分為帶有Message ID的Chunk，每個(gè)Chunk可能是一個(gè)單獨的Message，也可能是Message的一部分，在接受端會(huì )根據Chunk中包含的data的長(cháng)度，message id和message的長(cháng)度把chunk還原成完整的Message，從而實(shí)現信息的收發(fā)。

我們看看兩個(gè)常用的視頻服務(wù)。一個(gè)是由客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)起請求推流到服務(wù)器，這個(gè)就是直播的播放服務(wù)，流程如下。

另一個(gè)是由客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)起請求從服務(wù)器端接受數據，可以多次調用，這就是播放服務(wù)。流程如下。

RTMP是直播后面的協(xié)議，有很多的開(kāi)源軟件實(shí)現了，細節我們不再細說(shuō)。下面，我們看看怎么搭建后臺服務(wù)系統。

安裝和配置 LEMP

LEMP棧是指Linux（L）, NGINX（E）, MySQL（M）, PHP（P），還記得LAMP嗎？LEMP既是將NGINX（E）取代了Apache（A）。

首先，用以下命令安裝和啟動(dòng)NGINX web server。

# sudo apt-get update# sudo apt-get install nginx# sudo service nginx start

接著(zhù)，安裝MySQL。

# sudo apt-get install mysql-server mysql php5-mysql

接著(zhù)，安裝和配置PHP。

# sudo apt-get install php5-fpm

location ~ .php$ {  try_files $uri =404;  fastcgi_pass unix:/var/run/php5-fpm.sock;  fastcgi_index index.php;  fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;  include fastcgi_params;}

最后，重新啟動(dòng)NGINX web server。

# sudo service nginx restart

這樣，后臺的web server設置好了，可以對外提供網(wǎng)頁(yè)和PHP服務(wù)了。但是，NGINX并不支持RTMP協(xié)議，我們需要下載，編譯，安裝和配置RTMP模塊。

安裝和配置nginx-rtmp-module

首先，下載NGINX的源代碼，確保環(huán)境下能正確的編譯。

# git clone https://github.com/nginx/nginx.git

然后，下載RTMP模塊。

# git clone https://github.com/arut/nginx-rtmp-module.git

然后，cd到NGINX的源代碼目錄，config，make和install 剛才下載的RTMP模塊。

# ./configure --add-module=/path/to/nginx-rtmp-module make make install# make# make install

最后，在NGINX的配置文件中，加上RTMP相關(guān)的配置，并且重新啟動(dòng)NGINX server。

rtmp {    server {        listen 1935;        chunk_size 4000;        # HLS        application hls {            live on;            hls on;            hls_path /tmp/hls;        }        # MPEG-DASH is similar to HLS        application dash {            live on;            dash on;            dash_path /tmp/dash;        }    }}# HTTP can be used for accessing RTMP statshttp {    server {        listen      8080;        # This URL provides RTMP statistics in XML        location /stat {            rtmp_stat all;            # Use this stylesheet to view XML as web page            # in browser            rtmp_stat_stylesheet stat.xsl;        }        location /stat.xsl {            # XML stylesheet to view RTMP stats.            # Copy stat.xsl wherever you want            # and put the full directory path here            root /path/to/stat.xsl/;        }        location /hls {            # Serve HLS fragments            types {                application/vnd.apple.mpegurl m3u8;                video/mp2t ts;            }            root /tmp;            add_header Cache-Control no-cache;        }        location /dash {            # Serve DASH fragments            root /tmp;            add_header Cache-Control no-cache;        }    }}

其中看到了服務(wù)器上視頻存儲的格式是HLS，下面需要介紹一下這個(gè)格式。

HLS（HTTP Live Streaming）

HLS是一個(gè)由蘋(píng)果公司提出的基于HTTP的流媒體網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議，它把整個(gè)流分成一個(gè)個(gè)小的基于HTTP的文件來(lái)下載，每次只下載一些。當媒體流正在播放時(shí)，客戶(hù)端可以選擇從許多不同的備用源中以不同的速率下載同樣的資源，允許流媒體會(huì )話(huà)適應不同的數據速率。開(kāi)始播放時(shí)，客戶(hù)端會(huì )下載一個(gè)包含元數據的extended M3U (m3u8)playlist文件，用于尋找可用的媒體流。工作原理如下。

m3u8 playlist的文件結構，它不是一個(gè)單獨的文件，而是由一系列文件組成。Index文件和很多的數據文件。

一個(gè)m3u8 playlist的index文件內容。

所有的數據文件，以.ts為后綴，存放在同一目錄下面。

直播客戶(hù)端（后面我們要介紹的OBS）將實(shí)時(shí)視頻推送到NGINX的RTMP模塊。RTMP模塊會(huì )根據配置將視頻流轉換成HLS文件。這時(shí)，HLS文件可以使用兩種模式播放。一是點(diǎn)播VOD模式，下載當前時(shí)間點(diǎn)可以獲取到所有index文件和ts文件，并播放。這種模式允許客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)全部?jì)热?，不一定是?shí)時(shí)內容。二是Live 模式，實(shí)時(shí)生成m3u8和ts文件。它的索引文件一直處于動(dòng)態(tài)變化的，播放的時(shí)候需要不斷下載index文件，以獲得最新生成的ts文件播放視頻。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)況直播時(shí)，會(huì )有一些延時(shí)。下面，來(lái)看一個(gè)JS實(shí)現的HLS player，嵌入到支持HTML5的瀏覽器就可以播放HLS文件。

HLSPlayer

基于Javascript的HLS Player可以在PC瀏覽器（IE，Chrome，Firefox，Safari，等），iOS的Safari，Android的Chrome，等等支持HTML5的瀏覽器上播放。市面上有很多開(kāi)源的，下面圖中是其中的一種，對于不同瀏覽器的支持都很好。下載以后，按照它給的例子修改HLS的源就可以了。

除了JS的播放器，還有獨立的播放器，ffmpeg是廣泛使用的一種命令行播放器，支持Windows，Linux，Mac等。

ffmpeg

ffmpeg是一個(gè)非?？斓囊曨l/音頻轉換器，也可以現場(chǎng)抓取音頻/視頻源，并在任意采樣率、尺寸之間調整視頻，以及提供多種高品質(zhì)的濾鏡系統。ffmpeg從任意數量/形式的輸入文件中進(jìn)行讀取，通過(guò)輸入文件選項對輸入文件進(jìn)行設定，并寫(xiě)入到任意數量/形式的輸出文件中。它不但可以對任何格式的音視頻文件相互轉化，而且可以播放任何格式的音視頻文件。它的命令行選項超多，具體細節需要用到時(shí)自己去網(wǎng)上搜索和閱讀。

例如，下面的命令將一個(gè)本地的視頻文件movie.avi推送到服務(wù)器上可以生成HLS格式的文件。

# ffmpeg -loglevel verbose -re -i movie.avi -vcodec libx264 -vprofile baseline -acodec libmp3lame -ar 44100 -ac 1 -f flv rtmp://localhost:1935/hls/movie

OBS

OBS（Open Broadcaster Software／開(kāi)源直播軟件），它是目前世界上最火的免費開(kāi)源直播軟件。由于它是免費的，而且質(zhì)量高，對比其它軟件就有天生的優(yōu)勢，很多商業(yè)化的直播平臺都支持和推薦使用。下面是它的基礎界面。

OBS能夠講視頻流推送到支持RTMP協(xié)議的服務(wù)器上，需要進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的設置。服務(wù)器的地址，和流的密鑰，這樣，可以區分不同的用戶(hù)，也保證了不同用戶(hù)的內容安全。

直播平臺Demo

基于上面描述的技術(shù)和開(kāi)源系統，我們用PHP實(shí)現了一個(gè)簡(jiǎn)單的支持多用戶(hù)的直播平臺。用戶(hù)可以注冊，登錄，follow/unfollow，評論，標簽，收看，直播（每個(gè)用戶(hù)有自己的直播密鑰），等等。

源代碼文件目錄。

注冊界面。

播放和評論界面。

直播使用的是OBS，也可以使用你喜歡的直播移動(dòng)App，需要設置系統給每個(gè)用戶(hù)提供的密鑰。收看時(shí)，直接選擇用戶(hù)和他正在播放視頻就好了。

直播的精髓都應該討論到了，如果將系統sharding，分層，SOA化，負載均衡，cache，就可以搭建出一個(gè)可擴展的大規模的直播平臺。