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)協議

HLS協議是蘋果公司研發的一種動態碼率自適應技術。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備終端的音視頻服務。

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構。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搭建環境

2.1 帶IPTV輸出的MPEG2編碼器或復用器

IP組播技術有其獨特的優越性：在組播網絡中，即使用戶數量成倍增長，主干帶寬不需要隨之增加。這個優點使它成為當前網絡技術中的研究熱點之一。IP組播在一些多用戶定向發送的網絡應用中使用非常普遍，如遠程多媒體會議、遠程教學、視頻點播、定向電子商務，以及ISP的IPTV（網絡電視）等。

一個組播IP地址能夠標識網絡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 服務器端軟件：Nginx(engine x)

Nginx是一款輕量級的HTTP(Web服務器)/反向代理服務器及電子郵件（IMAP/POP3）代理服務器，并在一個BSD-like協議下發行。其特點是并發能力強，占有內存少，事實上Nginx的并發能力在同類型的網頁服務器中表現較好。目前，使用Nginx網站的用戶有：淘寶、騰訊、京東、百度、新浪、網易等。

2.3 服務器端軟件：FFmpeg

FFmpeg不僅可以用來記錄、轉換數字音頻、視頻，還能將其轉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量和可移植性，libavcodec里很多code都是從頭開發的。它提供了錄制、轉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的流服務器，可以在IPv4或 IPv6的網絡環境下使用。此外，其還融合了FFmpeg的解碼器以及libdvdcss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（本文服務器：LMT-959）

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

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

3.1 搭建Nginx服務器

解壓Nginx軟件后，打開配置文件confmime.types，為了支持hls協議，需要修改內容：

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服務器下

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

用VLC打開網絡串流（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打開網絡串流（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，要想在互聯網上播放此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服務器。至此，蘋果、安卓、微軟等系統的手機、平板、電腦等都能播放此HLS直播流。

4 HLS全平臺直播流小結

HLS協議相較于RTMP、RTSP、MMS等直播流媒體協議，不同在于：在服務器端，HLS將直播數據流存儲為連續的、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的TS小文件。我們可以這樣認為，HLS是以點播的技術方式來實現直播。由于使用HTTP協議傳輸，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，以適應不同帶寬環境條件下的播放。但由于HLS的這種技術特點，它的延遲一般會高于普通的流媒體直播協議。

HTTP漸進下載（如：HLS協議）和基于RTSP/RTP的實時流媒體協議，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協議是這方面的代表。它最初是蘋果公司針對iPhone、iPad等移動設備開發的流媒體直播協議。現在，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。