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(流媒体地址)-流媒体服务器架构与应用分析

内容,流媒体,框架(流媒体地址)-流媒体服务器架构与应用分析

发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

流媒体地址（流媒体服务器架构与应用分析）

1.应用场景

目前在流媒体领域，有很多应用场景。由于网络服务升级，越来越多的行业开始使用音视频互动作为最快速的通信工具。我相信在5G正真普及时，会有更多的传统行业会借助流媒体，能够实现快速升级，提高生产效率。目前视频互动，远程教育和医疗，直播带货等等，这些行业，都使用流媒体技术，带来了产业腾飞。

直播主要功能

主要功能如下，这些功能中，处了直播，录播等，还有些其它技术，包括聊天通信，刷礼物，直播列表，房间，系统设置等。这些技术里，有些是需要后台支撑，有些是要前端展现，如果想要成为一个CTO或系统架构师，这些都是必备的技能。

直播平台系统架构图

下面这张图就是一个直播平台系统架构图，这张架构图，包括了非常多的技术。其中包括，前端音视频推流，Nginx负载均衡，反向代理，应用网关集群，服务注册中心集群，业务服务集群，存储服务，区域部署，redis集群，直播集群，中间件等。其中画红色框框部分，就是流媒体需要的技术，这里面也有很多学问，也是需要重点关注。比如推流到分布式流媒体服务器，如果边缘服务器部署到不同城市，那处在不同城市的观众，根据边缘计算，会使用相应的服务器。作为主播端，如果推送到不同的边缘服务器，首先要回源，回源(不一定是必须，需要根据调度策略计算，比如热门视频需要回源，一些冷门视频就不回源)后，在传输到不同的边缘服务器，这样转发给不同的地方观众去拉取。

注意：专业的CDN，一般都是有专线。集群一般都是在内网搭建，分布式一般是指外网部署。

如果把架构分层，那可以分为访问层，数据接入层，接口层，业务服务层。其中访问层包括PC客户端，H5、微信接入。访问层接通WEB和APP。数据接入层主要是Nginx做负载均衡，API网关，提供各类服务，包括日志管理，权限控制，监控管理，流量监控，路由服务，支付服务等。接口层包括第三方API及接口服务和后台管理，比如推流服务，拉流服务，CDN服务，还有一些用户后台，用户管理等。推流服务主要功能，比如视频直播、录播，录屏，边缘加速，数据分发，互动。后台服务包括直播管理，录播管理，转码管理，支付管理，订单管理，流量管理，内存监控，短信和邮件管理，会员管理等。业务服务层主要就是各类需求相关的服务，如用户服务，讲师服务，直播服务等，一些账号，收费，讲师等相关业务需求。最后就是穿梭各层的公共组件，如支付组件，登陆注册，短信组件等。整体来说这些东西很复杂，但是要想成为CTO，技术的广度和深度都是必不可少。希望这2张图，能够成为你我共同的发展“蓝图”。

注意：一些鉴权，防盗链机制，都是一些token机制，都是可以借鉴阿里云做法。

直播框架简化版

直播框架简化后如下，推流端主要包括音视频采集，音视频处理，音视频编码，音视频推流。拉流端主要包括音视频解码，音视频同步，音视频播放。音视频采集在不同平台都有不同方案。然后送入音视频处理，音频如混音，降噪等，视频如水印，美颜等，这些都很重要，如果音频不消除噪声，主播不美颜，用户体验会很差。音视频编码，指定编码为不同格式，然后封装，推流到流媒体服务器。在拉流端，主要就是解封装，音视频解码，音视频同步，音视频播放。其中音视频解码，同步，播放，在不同平台都有不同的方案。

直播流程和技术栈

在采集和推流端，一般常用框架有FFmpeg框架，X264框架，open264框架，fdk-aac框架，librtmp框架，OpenGL框架，OpenCV框架。FFmpeg框架一般可以用提供的接口做解封装、编解码、推流，使用这种方法，需要注意的是buffer比较难控制。X264框架一般用于做视频编码，属于更加偏向底层。openh264框架也是用于做视频编码，效率更高。fdk-aac框架一般用于做音频编码，也是更偏向底层了。librtmp框架用于做音视频推流，也是更偏向底层。OpenGL框架一般用于视频渲染和视频处理，如滤镜处理，效果也是非常好，是常用的方案之一。OpenCV框架一般用于做视频处理，也可以用于解码等操作，OpenCV也调用了FFmpeg的某些功能，也是常用方案之一。

在流媒体服务器，一般流媒体服务器有数据分发、实时转码、截屏、录制视频等。数据分发就包括了一些CDN。截屏可以应用于封面。录制视频一般用于审核视频或回放使用。常用服务器有nginx+rtmp_module、SRS(这个也是常用方案之一，使用协程框架，效率很高)，Red5(这个是java版本)。

在播放端，一般有拉取视频，解码，渲染，聊天互动功能。常用框架有FFmpeg框架，ijkPlayer框架，OpenGL框架，SDL框架。FFmpeg框架可直接用于解码。ijkPlayer是哔哩哔哩一整套基于FFplay开源二次封装框架。OpenGL框架(win和android端都有)一般用于视频处理和渲染。SDL框架(大都用于win端)一般用于渲染。

ijkplayer :基于FFmpeg的开源Android/iOS视频播放器。

有以下优点:

API易于集成。

编译配置可裁剪，方便控制安装包大小。

支持硬件加速解码，更加省电。

简单易用，指定拉流URL，自动解码播放。

缺点：

不能满足一些播放器，定制化需求。

延时高。

所以根据优点和确定选择合适的方案。

压测工具

SRS自带工具：st-load

流媒体服务器简介

SRS ：一款国人开发的优秀开源流媒体服务器系统。

BMS ：也是一款流媒体服务器系统，但不开源，是SRS的商业版，比SRS功能更多。

nginx ：免费开源web服务器，也常用来配置流媒体服务器。集成Rtmp_module即可。

Red5：是java写的一款稳定的开源的rtmp服务器。

CDN

CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络。CDN是构建在现有网络基础之上的智能虚拟网络，依靠部署在各地的边缘服务器，通过中心平台的负载均衡、内容分发、调度等功能模块，使用户就近获取所需内容，降低网络拥塞，提高用户访问响应速度和命中率。CDN的关键技术主要有内容存储和分发技术。

CDN网络中包含的功能实体包括内容缓存设备、内容交换机、内容路由器、CDN内容管理系统等组成。 内容缓存为CDN网络节点，位于用户接入点，是面向最终用户的内容提供设备，可缓存静态Web内容和流媒体内容，实现内容的边缘传播和存储，以便用户的就近访问。

内容交换机处于用户接入集中点，可以均衡单点多个内容缓存设备的负载，并对内容进行缓存负载平衡及访问控制。

内容路由器负责将用户的请求调度到适当的设备上。内容路由通常通过负载均衡系统来实现，动态均衡各个内容缓存站点的载荷分配，为用户的请求选择最佳的访问站点，同时提高网站的可用性。内容路由器可根据多种因素制定路由，包括站点与用户的临近度、内容的可用性、网络负载、设备状况等。负载均衡系统是整个CDN的核心。负载均衡的准确性和效率直接决定了整个CDN的效率和性能。内容管理系统负责整个CDN的管理，是可选部件，作用是进行内容管理，如内容的注入和发布、内容的分发、内容的审核、内容的服务等。

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