直播行業(yè)大火，大家可以在日常生活中接觸到各類直播，例如游戲直播、樂秀、在線教育、發(fā)布會等等。無論哪種類型的直播，延時(shí)是直播過程中需要關(guān)注的一個(gè)重要的點(diǎn)。直播實(shí)現(xiàn)低延遲，是對大部分直播產(chǎn)品的要求，低延遲也是提升直播產(chǎn)品用戶體驗(yàn)最有效的一個(gè)方法，特別是對于互動直播、在線教育這一類產(chǎn)品來說。今天簡單跟大家介紹下如何直播如何實(shí)現(xiàn)低延遲。

　　直播延遲的由來

　　在了解如何降低延遲之前，就必須先了解下直播是延遲是如何而來的。

　　視頻直播主要涉及到采集、預(yù)處理、編碼、傳輸、服務(wù)器轉(zhuǎn)碼、解碼這樣的流程。而延遲可以理解為幾個(gè)關(guān)鍵延遲成分的集合：處理延遲、傳輸延遲和傳播延遲。處理延遲是指系統(tǒng)對數(shù)據(jù)包報(bào)頭進(jìn)行分析和確定數(shù)據(jù)包被發(fā)送到哪里去所要花費(fèi)的時(shí)間。傳輸延遲是指將包中的數(shù)據(jù)位傳入線路所需要的時(shí)間。根據(jù)數(shù)據(jù)包的大小和帶寬的不同而有所變化。但并不取決于傳輸線路的距離，而傳播延遲是指數(shù)據(jù)包的第一個(gè)比特位從發(fā)送端到達(dá)接收端的時(shí)間。通常也被稱為距離的延遲，受數(shù)據(jù)傳輸距離和傳播速度的影響。

直播架構(gòu)

　　直播協(xié)議選擇

　　上述這些延遲無法避免，而直播協(xié)議的選擇對直播遲延影響比較大。目前國內(nèi)比較常見的三種直播協(xié)議 RTMP、HLS、HTTP-FLV，下面來簡單介紹下。RTMP 是專為流媒體開發(fā)的協(xié)議，對底層的優(yōu)化比其它協(xié)議更加優(yōu)秀，同時(shí)它 Adobe Flash 支持好，基本上所有的編碼器(攝像頭之類)都支持 RTMP 輸出。現(xiàn)在 PC 市場巨大，PC 主要是 Windows，Windows 的瀏覽器基本上都支持 Flash。另外 RTMP 適合長時(shí)間播放，曾經(jīng)有過測試，連續(xù) 100 萬秒，即 10 天多連續(xù)播放沒有出現(xiàn)問題。最后 RTMP 的延遲相對較低，一般延時(shí)在 1-3s 之間，一般的視頻會議，互動式直播，完全是夠用的。

　　當(dāng)然 RTMP 并沒有盡善盡美，它也有不足的地方。一方面是它是基于 TCP 傳輸，非公共端口，可能會被防火墻阻攔;另一方面，也是比較坑的一方面是 RTMP 為 Adobe 私有協(xié)議，很多設(shè)備無法播放，特別是在 iOS 端，需要使用第三方解碼器才能播放。

　　HLS 是由蘋果公司提出的基于 HTTP 的流媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。是蘋果公司 QuickTime X 和 iPhone 軟件系統(tǒng)的一部分。主要應(yīng)用于 iOS 設(shè)備，包含(iPhone, iPad, iPod touch) 以及 Mac OSX 提供音視頻直播服務(wù)和錄制內(nèi)容(點(diǎn)播)等服務(wù)。它的工作原理是把整個(gè)流分成一個(gè)個(gè)小的基于 HTTP 的文件來下載，每次只下載一些。當(dāng)媒體流正在播放時(shí)，客戶端可以選擇從許多不同的備用源中以不同的速率下載同樣的資源，允許流媒體會話適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)速率。性能高，可以通過 CDN 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分發(fā)。

　　而 HLS 的劣勢也非常明顯，首先 HLS 實(shí)時(shí)性差，延遲高，HLS 的延遲基本在 10s+ 以上。另外由于 HLS 請求的并不是完整的數(shù)據(jù)流，導(dǎo)致它產(chǎn)生文件碎片多。ts 切片較小，會造成海量小文件，對存儲和緩存都有一定的挑戰(zhàn)。

　　FLV是一種在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)牧髅襟w數(shù)據(jù)存儲容器格式。而我們所說的 HTTP-FLV 即將流媒體數(shù)據(jù)封裝成 FLV 格式，然后通過 HTTP 協(xié)議傳輸給客戶端。HTTP-FLV 能夠好的穿透防火墻，它是基于 HTTP/80 傳輸，有效避免被防火墻攔截。另外，它可以通過 HTTP 302 跳轉(zhuǎn)靈活調(diào)度/負(fù)載均衡，支持使用 HTTPS 加密傳輸，也能夠兼容支持 Android，iOS 的移動端。FLV 也有一個(gè)缺點(diǎn)，由于它的傳輸特性，會讓流媒體資源緩存在本地客戶端，在保密性方面不夠好。

　　在不同的直播場景中，選用合適的直播協(xié)議，能大大降低直播的延遲。

　　細(xì)節(jié)優(yōu)化，減少延遲

　　除了直播協(xié)議的選擇能夠減少延遲外，我們還可以通過一些細(xì)節(jié)優(yōu)化，進(jìn)一步減少直播延遲，讓用戶有更好的觀看體驗(yàn)。

　　智能調(diào)度

　　國內(nèi)的 DNS 相比較來說污染是很嚴(yán)重的，可能會把 DNS 解析到錯(cuò)誤的節(jié)點(diǎn)上去，而 HTTP-DNS 可以進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)度;另外可以有效防止劫持繞過運(yùn)營商的 Local DNS，避免域名劫持，訪問更流暢;0ms 解析延遲，通過熱點(diǎn)域名與解析，緩存 DNS 解析結(jié)果;穩(wěn)定可靠，解析更加快。

　　碼率選擇

　　日常比較常見的直播碼率有流暢、標(biāo)清、高清，部分平臺也提供了超清的播放碼率。這涉及到直播轉(zhuǎn)碼的策略，提供多種碼率讓用戶可以實(shí)際去選擇。多種碼率的適配對于客戶端網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的情況可以降低延時(shí)，這能夠讓用戶有更好的觀看直播體驗(yàn)。

　　首屏秒開

　　首屏秒開可以關(guān)注幾個(gè)點(diǎn)：GoP Cache 以及 GoP Size 如何設(shè)置等。一般直播流中的圖像幀分為：I 幀 、B 幀、P 幀，I 幀是不依賴其它幀進(jìn)行獨(dú)立解碼的，也就是說當(dāng)播放器接收到I幀就可以直接渲染，如果接收到 B 幀和 P 幀的時(shí)候可能就黑屏，在通過設(shè)置 GoP Cache 達(dá)到首屏加載體驗(yàn);而對于 GoP Size 移動端直播一般 1-2s 比較合適，如果是點(diǎn)播依賴 CDN 效果可能會好一些，同樣也需要配合自己的業(yè)務(wù)場景去判斷 GoP Size 該如何設(shè)置;另外還有一點(diǎn)依靠 HTTP-DNS 選擇最優(yōu)節(jié)點(diǎn)加快連接。

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