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[網際網路] HTTP Media Live Streaming, HLS

Live Streamed 和 Static media 的差別​

keywords: progressive download, adaptive streaming​

通常我們將已有實體檔案的媒體檔稱作靜態媒體（static media），不論它是 mp3 或 webm，這些檔案通常存在伺服器上，並且就像其他靜態檔案一樣，可以傳送到瀏覽器，通常把這種稱作漸進式下載（progressive download）。

相較於靜態檔案，即時串流媒體（Live streamed media）通常沒有確切的開始和結束時間，它是透過伺服器傳送串流資料到瀏覽器，通常是自適性（adaptive），通常會需要不同的檔案格式和特別的伺服器軟體來達到。

其中**即時串流（live streaming）很重要的是要讓播放器和串流保持同步，而自適性串流（adaptive streaming）**就是一種可以達到並降低流量的技術。它的概念是去監控資料傳輸的比例，如果它沒有持續，那麼就降低頻寬（bandwidth），也就是降低串流媒體的品質。為了達到這樣的效果，我們需要使用特定的檔案格式，而即時串流的檔案格式通常都可以透過將串流切割成許多小片段，並且將這些片段以不同的品質或位元速率（bit rate）來使用。

串流的技術並不只能用在即時串流上，過去傳統的漸進式下載也可以使用。

  • Live Streaming：即時串流，Live 是關鍵字，因此要是直播串流
  • VoD（Voice on Demand）：已經有固定的影片檔，透過串流的方式傳給 Client
  • OTT（Over the Top）
  • ABS（自適性串流）：根據使用者的頻寬和 CPU 使用率自動調整影片串流的品質。

Streaming Protocols​

  • HTTP
  • RTMP（Real Time Messaging Protocol）：由 Adobe 發展，相關的包含 RTMPE, RTMPS, RTMPT
  • RTSP (Real Time Streaming Protocol)：通常會搭配 RTP (Real-time Transport Protocol) 和 RTCP (Real-time Control Protocol) 一起用來傳輸媒體串流，多數瀏覽器仍不支援。

Media Source Extensions (MSE)​

Media Source Extensions 是 W3C 用來延伸 HTMLMediaElement 以允許 JavaScript 產生影音串流來播放，讓 JavaScript 產生串流可以增加很多可用的情境，像是自適性串流（adaptive streaming）和 Time shifting live streams。

Media Source Extensions @ W3C Editors Draft

影片串流檔案格式（Video Streaming File Formats）​

MPEG-DASH​

DASH 指的是 Dynamic Adaptive Streaming over HTTP，透過 Media Source Extensions 的 JavaScript 函式庫可以支援多數瀏覽器（如，DASH.js ），它讓我們可以使用 XHR 下載許多影片串流的片段（chunks），並將這些片段結合起來透過 <video> 元素播放。舉例來說，當我們偵測到網路速度變慢時，我們開始請求低品質（較小的）片段來供之後使用，這個技術也讓廣告相關的片段可以插入串流中。

[對 WebM 使用 MPEG DASH 自適性串流](use WebM with the MPEG DASH adaptive streaming system.) @ webm wiki

HLS (HTTP Live Streaming)​

HLS 是由 Apple 發明，也是自適性的。它可以透過 JavaScript 解碼，因此多數瀏覽器都支援。在串流的開始會有 extended M3U (m3u8) playlist 可以下載，它包含許多所提供的 sub-streams 描述性資料（metadata）。

音檔串流檔案格式（Audio Streaming File Formats）​

Opus​

Opus 是一種買斷式授權（royalty free）且公開的檔案格式，可以對不同類型的音訊檔，優化在不同位元速率（bitrate）下品質。音樂和演說有不同的優化方式，其中 Opus 使用 SILK 和 CELT 編解碼器（codec）來達到。當今多數的瀏覽器有支援此格式。

[Opus 是 WebRTC 瀏覽器實作時必要的格式](Opus is a mandatory format for WebRTC browser implementations.)

MP3, AAC, Ogg Vorbis​

大部分的音檔格式都可以使用特定的伺服器技術來處理串流。

在串流音檔時，使用非串流的檔案格式相對容易些，因為和影片不同，音檔沒有影格（keyframes）。

伺服器端的串流技術（Server-side Streaming Technologies）​

為了要能夠串流即時的媒體，你需要在伺服器使用特定的串流軟體或第三方服務。

GStreamer​

GStreamer 是一個開源且跨平台的多媒體框架，讓你可以建立許多用來處理媒體的元件，包含串流元件，透過它的插件系統，GStreamer 支援多種編解碼（codec），包含 MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.261, H.263, H.264, RealVideo, MP3, WMV 和 FLV。

GStreamer 的插件像是 souphttpclientsink 和 shout2send 用來透過 HTTP 串流媒體，你也可以整合進 Python 的 Twisted 框架或使用其他像是 Flumotion 這類開源的串流軟體。

如果是針對 RTMP 的傳輸，可以使用 Nginx RTMP Module。

SHOUTcast​

SHOUTcast 是擁有跨平台串流媒體的獨家技術，它是由 Nullsoft 開發，可以允許數位 MP3 或 AAC 的音檔被廣播。使用在網頁上時，依樣是透過 HTTP 傳輸。

Icecast​

Icecast 伺服器是一個媒體串流的開源技術，由 Xiph.org Foundation 維護，它可以透過 SHOUTcast protocol 串流 Ogg Vorbis/Theora、MP3 或 ACC 的檔案格式。

SHOUTcast 和 Icecast 算是最任何的媒體串流技術，但還有其他許多可用的媒體串流系統，以及[第三方的串流服務](third party streaming services )。

延伸閱讀​

參考​

原始文章​