HTTP 直播流 (HLS) 是使用最廣泛的視頻流協(xié)議之一。雖然它被稱為 HTTP“實(shí)時(shí)”流，但它同時(shí)用于點(diǎn)播流和實(shí)時(shí)流。HLS 將視頻文件分解為更小的可下載 HTTP 文件，并使用HTTP協(xié)議交付它們。客戶端設(shè)備加載這些 HTTP 文件，然后將它們作為視頻播放。

HLS 的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所有連接到 Internet 的設(shè)備都支持 HTTP，這使得它比需要使用專用服務(wù)器的流協(xié)議更容易實(shí)現(xiàn)。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是 HLS 流可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件提高或降低視頻質(zhì)量，而不會(huì)中斷播放。這就是為什么在用戶觀看視頻的過(guò)程中，視頻質(zhì)量可能會(huì)變得更好或更差。此功能稱為“自適應(yīng)比特率視頻傳輸”或“自適應(yīng)比特率流”，如果沒有它，緩慢的網(wǎng)絡(luò)條件可能會(huì)完全阻止視頻播放。HLS 由 Apple 開發(fā)，用于 Apple 產(chǎn)品，但現(xiàn)在已用于各種設(shè)備。

什么是流媒體？

流媒體是一種通過(guò) Internet 向用戶提供視頻和音頻媒體的方式。它的工作原理是一次一點(diǎn)點(diǎn)地連續(xù)將媒體文件發(fā)送到用戶的設(shè)備，而不是一次全部發(fā)送。原始媒體文件被遠(yuǎn)程存儲(chǔ)，或者在直播的情況下，使用遠(yuǎn)程攝像頭或麥克風(fēng)實(shí)時(shí)創(chuàng)建。這樣，無(wú)需用戶設(shè)備先下載整個(gè)文件即可播放視頻或音頻。

什么是 HTTP？

HTTP 是一種應(yīng)用層協(xié)議，用于在連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備之間傳輸信息。普通用戶可以訪問的每個(gè)網(wǎng)站和應(yīng)用程序都運(yùn)行在 HTTP 上。HTTP 上的數(shù)據(jù)傳輸通常基于請(qǐng)求和響應(yīng)。幾乎所有的 HTTP 消息要么是請(qǐng)求，要么是對(duì)請(qǐng)求的響應(yīng)。

通過(guò) HTTP 流式傳輸，標(biāo)準(zhǔn)的請(qǐng)求-響應(yīng)模式不適用。客戶端和服務(wù)器之間的連接在流的持續(xù)時(shí)間內(nèi)保持打開狀態(tài)，服務(wù)器將視頻數(shù)據(jù)推送到客戶端，這樣客戶端就不必請(qǐng)求每一段視頻數(shù)據(jù)。

HLS 是如何工作的？

服務(wù)器： HLS 流源自存儲(chǔ)媒體文件（在點(diǎn)播流中）或創(chuàng)建流的位置（在實(shí)時(shí)流中）的服務(wù)器。因?yàn)?HLS 基于 HTTP，所以任何普通的 Web 服務(wù)器都可以發(fā)起流。

服務(wù)器上發(fā)生兩個(gè)主要過(guò)程：

1.編碼：視頻數(shù)據(jù)被重新格式化，以便任何設(shè)備都可以識(shí)別和解釋數(shù)據(jù)。HLS 必須使用H.264或 H.265 編碼。

2.分段：視頻被分成幾秒鐘長(zhǎng)的片段。段的長(zhǎng)度可能會(huì)有所不同，但默認(rèn)長(zhǎng)度為 6 秒（直到 2016 年為 10 秒）。

3.除了將視頻分割成片段外，HLS 還會(huì)創(chuàng)建視頻片段的索引文件以記錄它們所屬的順序。

4.HLS 還將創(chuàng)建多個(gè)不同質(zhì)量級(jí)別的重復(fù)片段集：480p、720p、1080p 等。

分發(fā)：當(dāng)客戶端設(shè)備請(qǐng)求流時(shí)，編碼的視頻片段通過(guò) Internet 推送到客戶端設(shè)備。通常，內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò) (CDN)將幫助將流分發(fā)到地理上不同的區(qū)域。CDN 還將緩存流以更快地將其提供給客戶端。

客戶端設(shè)備：客戶端設(shè)備是接收流和播放視頻的設(shè)備——例如，用戶智能手機(jī)或筆記本電腦。客戶端設(shè)備使用索引文件作為按順序組裝視頻的參考，并根據(jù)需要從較高質(zhì)量的圖像切換到較低質(zhì)量的圖像（反之亦然）。

什么是 HLS 中的自適應(yīng)比特率流式傳輸？

HLS 相對(duì)于其他一些流式傳輸協(xié)議的優(yōu)勢(shì)之一是自適應(yīng)比特率流式傳輸。這是指隨著網(wǎng)絡(luò)條件的變化在流的中間調(diào)整視頻質(zhì)量的能力。即使網(wǎng)絡(luò)條件變差，這種能力也可以讓視頻繼續(xù)播放；相反，它還可以最大限度地提高視頻質(zhì)量，使其達(dá)到網(wǎng)絡(luò)可以支持的最高水平。

如果網(wǎng)絡(luò)速度變慢，用戶的視頻播放器會(huì)檢測(cè)到這一點(diǎn)，并且自適應(yīng)比特率流會(huì)降低流的質(zhì)量，以便視頻不會(huì)停止播放。如果有更多的網(wǎng)絡(luò)帶寬可用，自適應(yīng)比特率流式傳輸會(huì)提高流式傳輸?shù)馁|(zhì)量。

自適應(yīng)比特率流是可能的，因?yàn)?HLS 在分段過(guò)程中創(chuàng)建了多個(gè)不同質(zhì)量級(jí)別的重復(fù)分段流。用戶的視頻播放器可以在視頻播放期間從這些流之一切換到另一個(gè)流。

HLS 是否使用 TCP 或 UDP 作為其傳輸協(xié)議？

TCP和UDP是傳輸協(xié)議，這意味著它們負(fù)責(zé)通過(guò) Internet 傳遞內(nèi)容。TCP 往往比 UDP 更可靠地傳遞數(shù)據(jù)，但后者要快得多，即使某些數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中可能會(huì)丟失。

由于 UDP 速度更快，一些流協(xié)議使用 UDP 而不是 TCP。然而，HLS 使用 TCP。這有幾個(gè)原因：

1.HLS 基于 HTTP，并且 HTTP 協(xié)議是為與 TCP 一起使用而構(gòu)建的（有一些例外）。

2.與最初開發(fā)流媒體時(shí)相比，現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)更加可靠和高效。在當(dāng)今世界的許多地方，用戶連接已經(jīng)大大改善，特別是對(duì)于移動(dòng)連接。因此，用戶有足夠的帶寬來(lái)支持每個(gè)視頻幀的傳輸。

3.自適應(yīng)比特率流有助于補(bǔ)償 TCP 可能較慢的數(shù)據(jù)傳輸。

4.HLS 流不需要像視頻會(huì)議連接那樣是“實(shí)時(shí)的”。額外幾秒鐘的延遲不會(huì)像丟失視頻幀那樣影響用戶體驗(yàn)。

流式傳輸通常使用哪些其他協(xié)議？

有許多與 HLS 類似的協(xié)議，例如MPEG-DASH和HDS，它們也通過(guò) HTTP 運(yùn)行并提供自適應(yīng)比特率流。在 RTMP 或 HDS 上運(yùn)行的 Adob??e Flash 曾經(jīng)是用于視頻流的主要技術(shù)；但是，許多瀏覽器不再支持 Flash。RTMP 仍在使用中，盡管對(duì)它的支持正在下降。