HLS科普和M3U8简介

HLS(HTTP Live Streaming)是苹果公司针对iPhone、iPod、iTouch和iPad等移动设备而开发的基于HTTP协议的流媒体解决方案。在 HLS 技术中 Web 服务器向客户端提供接近实时的音视频流。但在使用的过程中是使用的标准的 HTTP 协议,所以这时,只要使用 HLS 的技术,就能在普通的 HTTP 的应用上直接提供点播和直播。在App Store中的视频相关的应用,基本都是应用的此种技术。该技术基本原理是将视频文件或视频流切分成小片(ts)并建立索引文件(m3u8)。支持的视频流编码为H.264,音频流编码为AAC。

Apple的动态码率自适应技术。主要用于PC和Apple终端的音视频服务。包括一个m3u(8)的索引文件,TS媒体分片文件和key加密串文件。
常用的流媒体协议主要有 HTTP 渐进下载和基于 RTSP/RTP 的实时流媒体协议,这二种基本是完全不同的东西,目前比较方便又好用的是用 HTTP 渐进下载方法。在这个中 apple 公司的 HTTP Live Streaming 是这个方面的代表。它最初是苹果公司针对iPhone、iPod、iTouch和iPad等移动设备而开发的流.现在见到在桌面也有很多应用了,HTML5 是直接支持这个。
但是HLS协议的小切片方式会生成大量的文件,存储或处理这些文件会造成大量资源浪费。如果要实现数天的时移,索引量将会是个巨额数字,并明显影响请求速度。因此,HLS协议对存储I/O要求相当苛刻。对此,也有公司提出了非常好的解决方案。
新型点播服务器系统,独创了内存缓存数据实时切片技术,颠覆了这种传统实现方法,从根本上解决了大量切片的碎片问题,使得单台服务器的切片与打包能力不再是瓶颈。其基本原理如下:
不将TS切片文件存到磁盘,而是存在内存当中,这种技术使得服务器的磁盘上面不再会有“数以吨计”的文件碎片,极大减少了磁盘的I/O次数,延长了服务器磁盘的使用寿命,极大提高了服务器运行的稳定性。同时,由于使用这种技术,使得终端请求数据时直接从服务器的内存中获取,极大提高了对终端数据请求的反应速度,优化了视频观看体验。

简单归纳起来就是:首先将一个完整视频分成多个TS视频文件,用户下载m3u8文件,通过m3u8文件的索引地址 播放具体的每个小段视频

1. M3U8文件概念
M3U8文件是指UTF-8编码格式的M3U文件。M3U文件是记录了一个索引纯文本文件,打开它时播放软件并不是播放它,而是根据它的索引找到对应的音视频文件的网络地址进行在线播放。

2.某M3U8文件,文件内容如下
#EXTM3U
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:140651513
#EXT-X-TARGETDURATION:10
#EXTINF:8,
http://vapp1.fw.live.cntv.cn/cache/289_/seg0/index140651513[140651513].ts
#EXTINF:9,
http://vapp1.fw.live.cntv.cn/cache/289_/seg0/index140651514[140651514].ts
#EXTINF:11,
http://vapp1.fw.live.cntv.cn/cache/289_/seg0/index140651515[140651515].ts
#EXTINF:10,
http://vapp1.fw.live.cntv.cn/cache/289_/seg0/index140651516[140651516].ts
#EXTINF:12,
http://vapp1.fw.live.cntv.cn/cache/289_/seg0/index140651517[140651517].ts
#EXTINF:8,
http://vapp1.fw.live.cntv.cn/cache/289_/seg0/index140651518[140651518].ts
#EXTINF:12,
http://vapp1.fw.live.cntv.cn/cache/289_/seg0/index140651519[140651519].ts
#EXTINF:8,
http://vapp1.fw.live.cntv.cn/cache/289_/seg0/index140651520[140651520].ts
#EXTINF:9,
http://vapp1.fw.live.cntv.cn/cache/289_/seg0/index140651521[140651521].ts
#EXTINF:13,
http://vapp1.fw.live.cntv.cn/cache/289_/seg0/index140651522[140651522].ts
然后根据索引的中链接请求下载音视频并进行播放

3. M3U文件标签及属性说明
M3U文件中可以包含多个tag,每个tag的功能和属性如下:
#EXTM3U
每个M3U文件第一行必须是这个tag,请标示作用
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:140651513
每一个media URI 在 PlayList中只有唯一的序号,相邻之间序号+1, 一个media URI并不是必须要包含的,如果没有,默认为0
#EXTINF:
duration 指定每个媒体段(ts)的持续时间(秒),仅对其后面的URI有效,title是下载资源的url
#EXT-X-TARGETDURATION
指定最大的媒体段时间长(秒)。所以#EXTINF中指定的时间长度必须小于或是等于这个最大值。这个tag在整个PlayList文件中只能出现一 次(在嵌套的情况下,一般有真正ts url的m3u8才会出现该tag)
#EXT-X-KEY
表示怎么对media segments进行解码。其作用范围是下次该tag出现前的所有media URI,属性为NONE 或者 AES-128。NONE表示 URI以及IV(Initialization Vector)属性必须不存在, AES-128(Advanced EncryptionStandard)表示URI必须存在,IV可以不存在。
对于AES-128的情况,keytag和URI属性共同表示了一个key文件,通过URI可以获得这个key,如果没有IV(Initialization Vector),则使用序列号作为IV进行编解码,将序列号的高位赋到16个字节的buffer中,左边补0;如果有IV,则将改值当成16个字节的16进制数。
#EXT-X-PROGRAM-DATE-TIME
将一个绝对时间或是日期和一个媒体段中的第一个sample相关联,只对下一个meida URI有效,格式如#EXT-X-PROGRAM-DATE-TIME:
For example: #EXT-X-PROGRAM-DATE-TIME:2010-02-19T14:54:23.031+08:00
#EXT-X-ALLOW-CACHE
是否允许做cache,这个可以在PlayList文件中任意地方出现,并且最多出现一次,作用效果是所有的媒体段。格式如下:#EXT-X-ALLOW-CACHE:
#EXT-X-PLAYLIST-TYPE
提供关于PlayList的可变性的信息, 这个对整个PlayList文件有效,是可选的,格式如下:#EXT-X-PLAYLIST-TYPE::如果是VOD,则服务器不能改变PlayList 文件;如果是EVENT,则服务器不能改变或是删除PlayList文件中的任何部分,但是可以向该文件中增加新的一行内容。
#EXT-X-ENDLIST
表示PlayList的末尾了,它可以在PlayList中任意位置出现,但是只能出现一个,格式如下:#EXT-X-ENDLIST
#EXT-X-MEDIA
被用来在PlayList中表示相同内容的不用语种/译文的版本,比如可以通过使用3个这种tag表示3中不用语音的音频,或者用2个这个tag表示不同角度的video在PlayLists中。这个标签是独立存在的,属性包含:
URI:如果没有,则表示这个tag描述的可选择版本在主PlayList的EXT-X-STREAM-INF中存在;
TYPE:AUDIO and VIDEO;
GROUP-ID:具有相同ID的MEDIAtag,组成一组样式;
LANGUAGE:确定使用的主要语言
NAME:人类可读的语言的翻译
DEFAULT:YES或是NO,默认是No,如果是YES,则客户端会以这种选项来播放,除非用户自己进行选择。
AUTOSELECT:YES或是NO,默认是No,如果是YES,则客户端会根据当前播放环境来进行选择(用户没有根据自己偏好进行选择的前提下)。
#EXT-X-STREAM-INF
指定一个包含多媒体信息的 media URI 作为PlayList,一般做M3U8的嵌套使用,它只对紧跟后面的URI有效,格式如下:#EXT-X-STREAM-INF:有以下属性:
BANDWIDTH:带宽,必须有。
PROGRAM-ID:该值是一个十进制整数,惟一地标识一个在PlayList文件范围内的特定的描述。一个PlayList 文件中可能包含多个有相同ID的此tag。
CODECS:不是必须的。
RESOLUTION:分辨率。
AUDIO:这个值必须和AUDIO类别的“EXT-X-MEDIA”标签中“GROUP-ID”属性值相匹配。
VIDEO:同上

 

参考文章:M3U8文件简介 http://blog.sina.com.cn/s/blog_6cf7acdf0102v0xv.html

流媒体开发之–HLS–M3U8解析(1) http://blog.csdn.net/jwzhangjie/article/details/9743971

流媒体开发之–HLS–M3U8解析(2): HLS草案  http://blog.csdn.net/jwzhangjie/article/details/9744027

网络直播电视之M3U8解析篇(上)http://blog.csdn.net/matthew_fan/article/details/8365401

网络直播电视之M3U8解析篇 (下)http://blog.csdn.net/matthew_fan/article/details/8438384


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