流媒体 HLS 协议介绍

什么是 HLS?

HLS(HTTP Live Streaming) 是由 Apple 推出的一种基于 HTTP 的流媒体传输协议。它将音视频文件切片为多个小的 .ts 媒体文件,并通过 .m3u8 播放列表文件进行索引和调度。由于其兼容性好、支持 CDN 加速、可自适应码率,因此广泛用于点播和直播场景中。类似的还有 DASH 协议,相关参数对比如下:

特性维度 HLS(HTTP Live Streaming) DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)
标准归属 Apple 私有协议 国际标准(MPEG)
封装格式 传统使用 MPEG-TS 现代支持 fMP4 主流使用 fMP4
播放列表格式 .m3u8(M3U8 格式) .mpd(XML 格式)
延迟表现 相对较高(常见 6~30 秒) 相对较低(2~15 秒)
码率自适应 支持(多码率播放列表) 支持(更灵活)
加密方式 支持 AES-128,FairPlay 支持 Widevine、PlayReady、FairPlay 等
浏览器兼容性 原生支持 Safari,其他需配合 hls.js 原生支持 Chrome、Edge(支持 MSE)
跨平台表现 Apple 系统兼容性好 更具通用性、跨平台标准广泛
播放器支持 Safari、QuickTime、hls.js、video.js Dash.js、Shaka Player、Bitmovin 等
协议灵活性 略低(Apple 控制标准) 高(开放标准,扩展性强)

HLS 协议交互流程

1. 主播放列表(main.m3u8)

客户端基于 hls.js 库向服务端请求主播放列表,服务端返回内容如下:

m3u8 复制代码
#EXTM3U
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=800000,RESOLUTION=640x360
low/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=1400000,RESOLUTION=1280x720
mid/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=2800000,RESOLUTION=1920x1080
high/index.m3u8

字段说明:

  • #EXTM3U:标志该文件为 M3U8 文件。
  • #EXT-X-STREAM-INF:表示接下来的 URI 指向一个媒体播放列表。
    • BANDWIDTH:码率(单位 bit/s),用于自适应码率选择。
    • RESOLUTION:视频分辨率(宽 x 高)。

客户端解析 playlist 内容后,根据当前的网络情况、设备类型等因素,再请求具体的媒体播放列表。

2. 媒体播放列表(media.m3u8)

示例内容:

m3u8 复制代码
#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-TARGETDURATION:10
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:0

#EXTINF:9.984,
fileSequence0.ts
#EXTINF:10.000,
fileSequence1.ts
#EXTINF:10.000,
fileSequence2.ts

#EXT-X-ENDLIST

上述媒体播放列表内容中,最重要的就是 EXTINF 和紧接着下面一行的视频片段 url。比如第一次出现的 #EXTINF:9.984,表示第一个片段时长 9.984 秒,且这个视频片段的 url 是 fileSequence0.ts。在播放过程中,可以根据当前播放进度自动匹配出要播放哪个视频片段,且通常会预请求当前播放时间点后面的 n 个片段,以保证播放更流畅。

字段说明:

标签 描述
#EXTM3U M3U8 文件开头标识
#EXT-X-VERSION HLS 协议版本(可选)
#EXT-X-TARGETDURATION 每个片段的最大时长(单位:秒)
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE 播放列表中第一个媒体段的序号
#EXTINF:<duration>, 下一个媒体文件的持续时间(单位:秒)
fileSequenceN.ts 媒体片段的文件路径或 URL
#EXT-X-ENDLIST 表明播放列表已经结束(仅点播使用)

HLS 点播与直播的区别

HLS 协议有 2 种模式,一种是点播模式(VOD),一种是直播模式(Live)。点播模式就像国内爱优腾这种流媒体视频(有兴趣可以打开控制台 network 看看是不是用了 hls 协议)。这 2 种模式的区别如下:

特性 点播(VOD) 直播(Live)
是否包含 #EXT-X-ENDLIST 是 否
.m3u8 是否更新 固定不变 实时更新
播放列表是否包含所有片段 是 只包含最近一段时间的片段
是否有完整媒体时长 有 无

如何分割 hls 视频片段

使用 ffmpeg 工具,可以一行命令将视频分割成 hls 视频片段,并自动生成 m3u8 播放列表清单,示例命令如下:

bash 复制代码
ffmpeg -i input.mp4 \
  -codec: copy \
  -start_number 0 \
  -hls_time 10 \
  -f hls output.m3u8

总结

HLS 是一种非常主流的流媒体传输协议,大部分的流媒体视频都使用该协议来播放。凭借良好的兼容性和成熟的生态,广泛应用于点播、直播等场景。但是 HLS 目前还是存在直播延迟大的问题,也许 DASH 协议才是未来主流?

相关推荐
LK_0711 小时前
【FastAPI】基础篇 01|开始之前:API、HTTP 与 FastAPI 到底是什么
网络协议·http·fastapi
阿星_11 小时前
pydio登陆不了分析问题
网络协议·http·https
Joy T12 小时前
Gzip 压缩原理与实践:HTTP 响应压缩、性能收益与工程配置
网络·网络协议·http
博客zhu虎康2 天前
实现局域网P2P通信:内网发送消息
网络·网络协议·p2p
xixingzhe23 天前
AI 对话打字机效果:SSE 和 HTTP 的区别与适用场景
网络·网络协议·http
叼烟扛炮3 天前
Linux 学习笔记(五十一):数据链路层与 ARP 协议——局域网寻址与黑客骗局
linux·网络·网络协议·php·tcpdump
沫璃染墨3 天前
从零入门计算机网络系列(十四):TCP报文与字节流本质——从数据封装到报文边界
linux·服务器·网络·网络协议·tcp/ip·tcp
byte轻骑兵4 天前
【LMP】规范精讲[13]: 参数的户口本、公钥的集装箱与出厂的兜底值
人工智能·网络协议·人机交互·lmp·蓝牙链路管理
流浪0014 天前
计算机网络篇17:传输层——TCP 超时重传、三次握手与四次挥手,TIME_WAIT 为什么要等 2MSL
网络协议·tcp/ip·计算机网络·三次握手·四次挥手·超时重传
AI 编程助手GPT4 天前
curl 返回成功就能收文件?用本地 HTTP 验证错误页与超时
网络·网络协议·http