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RTMP直播应用与延时分析
发布时间:2018-02-26  关注度:3498   
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  一、应用场景

  低延时应用场景包括:

  互动式直播:譬如当前大行其道的各种网红直播,美女主播,游戏直播等等;

  各种主播,流媒体分发给用户观看。用户可以文字聊天和主播互动;

  视频会议:我们要是有同事出差在外地,就用视频会议开内部会议;。

  其实会议1秒延时无所谓,因为人家讲完话后,其他人需要思考;

  思考的延时也会在1秒左右。当然如果用视频会议吵架就不行;

  其他:监控,直播也有些地方需要对延迟有要求;

  互联网上RTMP协议的延迟基本上能够满足要求。

  二、RTMP和延时

  1. RTMP的特点如下:

  1) Adobe支持得很好:RTMP实际上是现在编码器输出的工业标准协议,基本上所有的编码器(摄像头之类)都支持RTMP输出。原因在于PC市场巨大,PC主要是Windows,Windows的浏览器基本上都支持flash,Flash又支持RTMP支持得非常好。

  2) 适合长时间播放:因为RTMP支持的很完善,所以能做到flash播放RTMP流长时间不断流,当时测试是100万秒,即10天多可以连续播放。对于商用流媒体应用,客户端的稳定性当然也是必须的,否则最终用户看不了还怎么玩?我就知道有个教育客户,最初使用播放器播放http流,需要播放不同的文件,结果就总出问题,如果换成服务器端将不同的文件转换成RTMP流,客户端就可以一直播放;该客户走RTMP方案后,经过CDN分发,没听说客户端出问题了。

  3)延迟较低:比起YY的那种UDP私有协议,RTMP算延迟大的(延迟在1-3秒),比起HTTP流的延时(一般在10秒以上)RTMP算低延时。一般的直播应用,只要不是电话类对话的那种要求,RTMP延迟是可以接受的。在一般的视频会议应用中,RTMP延时也能接受,原因是别人在说话的时候我们一般在听,实际上1秒延时没有关系,我们也要思考(话说有些人的CPU处理速度还没有这么快)。

  4) 有累积延迟:技术一定要知道弱点,RTMP有个弱点就是累积误差,原因是RTMP基于TCP不会丢包。 所以当网络状态差时,服务器会将包缓存起来,导致累积的延迟;待网络状况好了,就一起发给客户端。

  这个的对策就是,当客户端的缓冲区很大,就断开重连。当然有些流媒体服务器考虑了这个问题,当缓冲了规定时间的数据都没有发走后,就可以清空缓冲区,相当于把这些过期的数据丢掉。

  2. HLS低延时

  主要有人老是问这个问题,如何降低HLS延迟。HLS解决延时,就像是爬到枫树上去捉鱼,奇怪的是还有人喊,看那,有鱼。你说是怎么回事?

  我只能说你在参与谦哥的魔术表演,错觉罢了。如果你真的确信有,请用实际测量的图片来展示出来,参考下面延迟的测量。

  3. RTMP延迟的测量

  如何测量延时,是个很难的问题,不过有个行之有效的方法,就是用手机的秒表,可以比较精确的对比延时。经过测量发现,在网络状况良好时:RTMP延时可以做到0.8秒左右;多级边缘节点不会影响延迟(和SRS同源的某CDN的边缘服务器可以做到);Nginx-Rtmp延迟有点大,估计是缓存的处理,多进程通信导致?GOP是个硬指标,不过SRS可以关闭GOP的cache来避免这个影响.服务器性能太低,也会导致延迟变大,服务器来不及发送数据。客户端的缓冲区长度也影响延迟。譬如flash客户端的NetStream.bufferTime设置为10秒,那么延迟至少10秒以上。

  4. GOP-Cache

  什么是GOP?就是视频流中两个I帧的时间距离。

  GOP有什么影响?Flash(解码器)只有拿到GOP才能开始解码播放。也就是说,服务器一般先给一个I帧给Flash。可惜问题来了,假设GOP是10秒,也就是每隔10秒才有关键帧,如果用户在第5秒时开始播放,会怎么样?

  第一种方案:等待下一个1帧,

  也就是说,再等5秒才开始给客户端数据。

  这样延迟就很低了,总是实时的流。

  问题是:等待的这5秒会黑屏,现象就是播放器卡在那里,什么也没有,

  有些用户可能以为死掉了,就会刷新页面。

  总之,某些客户会认为等待关键帧是个不可饶恕的错误,延时有什么关系?我就希望能快速启动和播放视频,最好打开就能放!

  第二种方案:马上开始放。

  放什么呢?

  你肯定知道了,放前一个I帧。

  也就是说,服务器需要总是cache一个gop,

  这样客户端上来就从前一个1帧开始播放,就可以快速启动了。

  问题是:延迟自然就大了。

  更好的解决方案呢,有,就是服务器cache一个I帧,当客户接入后,直接就可以播放,然后再把之前I帧和当前数据包的时间戳改一致,这样就会加快播放了,这样就能实现即延时低,又能快速接入播放。目前Aoku Media Server流媒体服务系统就这样实现的。

  5. 累积延迟

  除了GOP-Cache,还有一个有关系,就是累积延迟。

  服务器可以配置直播队列的长度,服务器会将数据放在直播队列中,如果超过这个长度就清空到最后一个I帧:

  当然这个不能配置太小,譬如GOP是1秒,queue_length是1秒,这样会导致有1秒数据就清空,会导致跳跃。

  有更好的方法?有的。

  延迟基本上就等于客户端的缓冲区长度,因为延迟大多由于网络带宽低,

  服务器缓存后一起发给客户端,现象就是客户端的缓冲区变大了,

  譬如NetStream.BufferLength=5秒,那么说明缓冲区中至少有5秒数据。

  处理累积延迟的最好方法,是客户端检测到缓冲区有很多数据了,如果可以的话,就重连服务器。

  当然如果网络一直不好,那就没有办法了。

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