FFmpeg开发笔记（五十）聊聊几种流媒体传输技术的前世今生

​自从互联网普及之后，用于视频直播的流媒体技术就发展起来。这几十年中，比较有影响的主要有MMS、RTSP、RTMP、HLS、SRT、RIST几种，分别介绍如下。1、MMS协议

MMS全称Microsoft Multimedia Server，意思是微软多媒体服务器，它是微软公司在上世纪九十年代发布的多媒体服务器解决方案，可用于传输微软音视频格式的流媒体直播数据。
MMS协议的直播地址形如mms://***，可通过MMS传输的视频格式为WMV，音频格式为WMA，音视频数据封装之后的文件格式为ASF。
MMS协议内部又分为MMSU和MMST，其中MMSU表示MMS协议结合UDP数据传送。如果MMSU连接失败，服务器会尝试使用MMST，这个MMST表示MMS协议结合TCP数据传送。
因为MMS协议由微软公司提出，不兼容其他格式的音视频数据流，所以随着WMV/WMA标准的式微，MMS协议也逐渐无人问津了。
2、RTSP协议

RTSP全称Real Time Streaming Protocol，意思是实时流传输协议，它是网景公司和RealNetworks公司在上世纪九十年代联合提出的多媒体实时传输协议。
RTSP协议的直播地址形如rtsp://***，早期可通过RTSP传输的视频格式为RM，音频格式为RA，音视频数据封装之后的文件格式为RM或RMVB。后来RTSP协议增加支持MPEG的音视频标准，即支持传输视频格式H.264，音频格式AAC。
RTSP协议的安全版本是RTSPS，也就是给RTSP协议增加了TLS/SSL支持。RTSPS使用了TLS/SSL协议来加密和保护数据传输，以防止数据在传输过程中被窃听和篡改。
因为RTSP提出较早，对服务端的复杂度要求比较高，以至流媒体服务器SRS干脆放弃支持RTSP协议，直播录制软件OBS Studio也没支持该协议。在流媒体服务器中，EasyDarwin、MediaMTX、ZLMediaKit支持RTSP协议。手机直播软件则有RTMP Streamer支持RTSP协议。
3、RTMP协议

RTMP全称Real Time Messaging Protocol，意思是实时消息传输协议，它是Adobe公司在零零年代提出的流媒体数据传输协议。
RTMP协议的直播地址形如rtmp://***，可通过RTMP传输的视频格式为H.264，音频格式为MP3或者AAC，音视频数据封装之后的文件格式为FLV或F4V。
RTMP协议的安全版本是RTMPS，也就是给RTMP协议增加了TLS/SSL支持。RTMPS采用安全套接字层 (SSL) 和传输层安全性 (TLS) 两种加密协议，使数据传输更加安全。
RTMP提出时间较早，最后一次更新时间在2012年，以至于未能支持HEVC和AV1等后期的音视频编码标准。又因为FLV格式没落已久，以至HTML5规范干脆移除了Flash插件，导致如今浏览器都不支持rtmp链接，连FFmpeg也迟至6.1版才给rtmp协议支持hevc格式。
不过好在RTMP的稳定性高，服务端的实现相对容易，并且之前的移动互联网爆发迅速，新的流媒体协议未能及时推出，使得RTMP协议被大量应用于网络直播领域。
在流媒体服务器中，MediaMTX、ZLMediaKit、SRS都支持RTMP协议。在直播软件中，电脑端的OBS Studio支持RTMP协议，手机端的RTMP Streamer和SRT Streamer都支持RTMP协议。
通过RTMP协议实现直播功能的说明参见之前的文章《利用RTMP协议构建电脑与手机的直播Demo》和《使用RTMP Streamer开启APP直播推流》。
4、HLS协议

HLS全称HTTP Live Streaming，意思是基于HTTP的流媒体传输协议，它是苹果公司于2009年提出的一种由于传输音视频的协议交互方式。
HLS采用HTTP协议传输音视频数据，访问地址形如“http://***.m3u8”。HLS协议通过将音视频流切割成TS切片及生成m3u8的播放列表文件，并通知客户端通过HTTP协议下载播放列表文件，按照列表文件中的顺序下载切片文件并播放，从而实现边下载边播放，类似于实时在线播放的效果。
由于HLS在传输层只采用HTTP协议，因此它具备HTTP协议的网络优势，比如很方便透过防火墙或者代理服务器，可简单的实现媒体流的负载均衡。因为HLS协议把视频流分片传输，使得在直播时延时较大，所以HLS更多用于视频点播领域。
关于HLS协议的更多说明参见之前的文章《分析SRS对HLS协议里TS包的插帧操作》和《解析H.264码流中的SPS帧和PPS帧》。
5、SRT协议

SRT全称Secure Reliable Transport，意思是安全可靠传输协议，它由由Haivision 和 Wowza共同创建的SRT联盟提出。
SRT协议协议的直播地址形如srt://***，它引入了AES加密算法，无需像RTSP和RTMP那样引入专门的SSL证书。作为较新的流媒体协议，SRT支持更多的音视频封装格式。只是该协议的支持库libsrt在2017年才开源，因此未能在移动互联网时代大量铺开，目前主要应用于大型电视直播领域。
FFmpeg从4.0开始支持集成第三方的libsrt库。在流媒体服务器中，MediaMTX、ZLMediaKit、SRS都支持SRT协议。在直播软件中，电脑端的OBS Studio从在25.0开始支持SRT协议，手机端的和SRT Streamer支持SRT协议，而RTMP Streamer不支持SRT协议，只有其升级版才支持SRT协议。
通过SRT协议实现直播功能的说明参见之前的文章《利用SRT协议构建手机APP的直播Demo》和《使用SRT Streamer开启APP直播推流》。
6、RIST协议

RTST全称Reliable Internet Stream Transport，意思是可信赖的互联网流媒体协议，它由2017年成立的RIST工作组提出。
RIST是一个在传输层使用UDP协议，并在应用层提供可靠性和流控制功能的流传输协议。它并不是一个纯粹的应用层协议，而是在传输层和应用层之间操作的协议。RIST和SRT具有相同的加密级别，都支持大容量流媒体和前向纠错功能。
RIST协议的制定时间比SRT还晚，虽然晚制定会多考虑新功能，比如RIST支持点到多点广播，而SRT不支持；但是晚制定拖累了各开源软件对RIST的支持力度，比如OBS Studio早在25.0开始支持SRT，迟至27.0才开始支持RIST，另一个直播录制软件RootEncoder已支持SRT尚未支持RIST，流媒体服务器MediaMTX已支持SRT尚未支持RIST。
FFmpeg从4.4开始支持集成第三方的librist库。在流媒体服务器中，MediaMTX、ZLMediaKit、SRS都不支持RIST协议。在直播软件中，电脑端的OBS Studio从在27.0开始支持SRT协议，手机端尚未有开源软件支持RIST协议。
总的来说，目前国内占据主要市场份额的直播协议仍是RTMP，不过拥有更好性能的SRT协议正在逐步迎头赶上，比如腾讯视频云、京东视频云等等就引入了SRT协议。有关直播系统的搭建说明参见之前的文章《从0开始搭建直播系统的开源软件架构》。
更多详细的FFmpeg开发知识参见《FFmpeg开发实战：从零基础到短视频上线》一书。
 
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