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2019.06.23
第五章 FFmpeg流媒体
第五章 FFmpeg流媒体
一、FFmpeg发布与录制RTMP流
知识点：RTMP
实时消息协议（英语：Real-Time Messaging Protocol，缩写RTMP）也称实时消息传输协议，
是最初由Macromedia为通过互联网在Flash播放器与一个服务器之间传输流媒体音频、视频
和数据而开发的一个专有协议。Macromedia后被Adobe Systems收购，该协议也已发布了不完整的规范供公众使用。
RTMP协议有许多变种：
1.默认使用TCP端口1935的纯粹（plain）协议。
2.RTMPS，通过一个TLS/SSL连接传输RTMP。
3.RTMPE，使用Adobe自有安全机制加密的RTMP。虽然实现的细节为专有，但该机制使用行业标准的密码学原函数。
4.RTMPT，用HTTP封装以穿透防火墙。RTMPT通常在TCP通信端口80和443上使用明文请求来绕过大多数的公司流量过滤。封装的会话中可能携带纯粹的RTMP、RTMPS或RTMPE数据包。
5.RTMFP, 使用UDP而非TCP的RTMP，取代RTMP Chunk Stream。Adobe Systems开发了安全的实时媒体流协议包，可以让最终用户直接地相互连接（P2P）。
虽然RTMP的主要动机是成为一个播放Flash视频的协议，但它也用于其他一些应用程序，如Adobe LiveCycle Data Services ES。
FFmpeg拉取RTMP的主要参数 （书 P152）
1.rtmp_app String RTMP流发布点，又称为APP
// 设置RTMP的推流发布点
ffmpeg -rtmp_app live -i rtmp://publish.chinaffmpeg.com -c copy -f flv output.flv
// 发布流
ffmpeg -re -i input.mp4 -c copy -f flv -rtmp_app live rtmp://publish.chinaffmpeg.com
Note:书中此处给出的正确返回应该是：Server error : identify stream failed. 搜索了一下我的error，找到了RTMP_ReadPacket, failed to read RTMP packet header，RTMP服务拒绝了我们的请求。接下来还是继续按照书中的步骤来整理，就假设返回的是识别失败～
出现Server error : identify stream failed的原因是尚未设置stream项导致，但是设置app是正确的。
2. rtmp_playpath String RTMP流播放的Stream地址，或者成为密钥，或者成为发布流
设置rtmp_app时可以看到提示了identity stream failed错误，通过使用rtmp_playpath参数设置来解决该错误
// 推流
ffmpeg -re -i input.mp4 -c copy -f flv -rtmp_app live -rtmp_playpath class rtmp://publish.chinaffmpeg.com
// 播放RTMP流
ffmpeg -rtmp_app live -rtmp_playpath class -i rtmp://publish.chinaffmpeg.com -c copy -f flv output.flv
之所以能够成功地推流与拉流，是因为设置了rtmp_app与rtmp_playpath。如果认为设置这两个参数很麻烦，可以直接设置在RTMP连接中，如：
ffmpeg -i input.mp4 -c copy -f flv rtmp://publish.chinaffmpeg.com/live/class
3.rtmp_pageurl String RTMP在Connect命令中设置的PageURL字段，其为播放时所在的Web页面URL
rtmp_swfurl String RTMP的Connect命令中设置的swfURL播放器的URL
rtmp_tcurl String RTMP的Connect命令中设置的tcURL目标发布点地址，一般形如rtmp://xxx.xxx.xxx/app
在RTMP的Connect命令中包含了很多Object，这些Object中有一个pageUrl，例如通过页面的FlashPlayer进行播放。在使用FFmpeg时，默认不会在Connect命令中携带pageUrl字段，可以使用rtmp_pageurl来设置这个字段，例如：
ffmpeg -rtmp_pageurl "http://www.chinaffmpeg.com" -i rtmp://publish.chinaffmpeg.com/live/class
同理，可设置swfUrl参数以及tcUrl参数
二、FFmpeg录制RTSP流
知识点：RTP
实时传输协议（Real-time Transport Protocol或简写RTP）是一个网络传输协议，
它是由IETF的多媒体传输工作小组1996年在RFC 1889中公布的。
国际电信联盟ITU-T也发布了自己的RTP文档，作为H.225.0，但是后来当IETF发布了
关于它的稳定的标准RFC后就被取消了。它作为因特网标准在RFC 3550（该文档的旧版本是RFC 1889）有详细说明。
RFC 3551（STD 65，旧版本是RFC 1890）详细描述了使用最小控制的音频和视频会议。
RTP协议详细说明了在互联网上传递音频和视频的标准数据包格式。它一开始被设计为一个多播协议，
但后来被用在很多单播应用中。RTP协议常用于流媒体系统（配合RTSP协议），
视频会议和一键通（Push to Talk）系统（配合H.323或SIP），使它成为IP电话产业的技术基础。
RTP协议和RTP控制协议RTCP一起使用，而且它是创建在UDP协议上的。
知识点：RTSP
实时流协议（Real Time Streaming Protocol，RTSP）是一种网络应用协议，专为娱乐和通信系统的使用，
以控制流媒体服务器。该协议用于创建和控制终端之间的媒体会话。媒体服务器的客户端发布VCR命令，
例如播放，录制和暂停，以便于实时控制从服务器到客户端（视频点播）或从客户端到服务器（语音录音）的媒体流。
流数据本身的传输不是RTSP的任务。大多数RTSP服务器使用实时传输协议（RTP）和
实时控制协议（RTCP）结合媒体流传输。然而，一些供应商实现专有传输协议。
例如，RealNetworks公司的RTSP服务器软件也使用RealNetworks的专有实时数据传输（RDT）。
RTSP由RealNetworks公司，Netscape公司 [1] 和哥伦比亚大学开发，第一稿于1996年提交给IETF。
由互联网工程任务组（IETF）的多方多媒体会话控制工作组（MMUSIC WG）进行了标准化，
并于1998年发布为RFC 2326。[3] RTSP 2.0 于2016年发布为RFC 7826，作为RTSP 1.0的替代品。
RTSP 2.0基于RTSP 1.0，但不是在基本版本协商机制之外的向后兼容。
虽然在某些方面与HTTP类似，RTSP定义了控制多媒体播放控制顺序。虽然HTTP是无状态的，
但RTSP具有状态; 当需要跟踪并发会话时使用标识符。像HTTP一样，RTSP使用TCP来维护端到端连接，
而大多数RTSP控制消息由客户端发送到服务器，一些命令沿着另一个方向（即从服务器到客户端）传播。
RTSP参数 （书 P159）
1.rtsp_transport flag 设置RTSP的传输协议
FFmpeg默认使用的RTSP拉流方式为UDP，但丢包会导致花屏、绿屏、灰屏、马赛克等问题。使用RTSP拉流时，采用UDP方式经常会因为拉流丢包出现异常，所以在实时性与可靠性适中时，可以采用TCP方式进行拉流。
ffmpeg -rtsp_transport tcp -i rtsp://47.90.47.25/test.ts -c copy -f mp4 output.mp4
2.rtsp_flags flag RTSP使用标记
filter_src:只接收指定IP的流
listen:设置为被动接收模式
prefer_tcp:TCP亲和模式，如果TCP可用则首选TCP传输
3.allowed_media_types flag 设置允许接收的数据模式
默认允许的接收模式为全开启，可选项有video、audio、data、subtitle
4.user-agent String 用户客户端标识
设置该字段进行区分访问的是不是自己访问的流
ffmpeg -user-agent "DengzimingZhenNiub" -i rtsp://input:554/live/1/stream.sdp -c copy -f mp4 -y output.mp4
三、FFmpeg录制HTTP流
HTTP参数（书 P163）
FFmpeg的HTTP既可以作为客户端使用，也可以作为服务端使用。
1.seekable boolean 设置HTTP链接为可以seek操作
在使用FFmpeg打开直播或者点播文件时，可以通过seek操作进行播放进度移动、定位等操作
// seekable 为 0，ss制定了seek的时间位置，会处于阻塞状态
ffmpeg -ss 300 -seekable 0 -i http://bbs.chinaffmpeg.com/test/ts -c copy output.mp4
// seekable 为 1，正常执行
ffmpeg -ss 300 -seekable 1 -i http://bbs.chinaffmpeg.com/test/ts -c copy output.mp4
2.headers String 自定义HTTP Header数据
使用FFmpeg拉取HTTP数据时，自己设置HTTP的header，例如设置referer字段：
ffmpeg -headers "referer: http://bbs.chinaffmpeg.com/index,html" -i http://play.chinaffmpeg.com/live/class.flv -c copy -f flv -y output.mp4
知识点：CRLF
CRLF是Carriage-Return Line-Feed的缩写，意思是回车换行，就是回车(CR, ASCII 13, \r) 换行(LF, ASCII 10, \n)。换行在有的ASCII码表也用newline（简nl）来进行表示,这里的lf是line feed的概念，意思是一样的。
3.user-agent String 设置HTTP请求客户端信息
在使用FFmpeg进行HTTP连接时，HTTP服务器会对连接的客户端进行记录和区分，例如使用的什么浏览器（IE、Firefox、Chrome等）;
而在流媒体中，常见的User-Agent还包括Android的StageFright、iOS的QuickTime等;
而在FFmpeg进行HTTP连接时，可以使用User-Agent添加自己的特殊标识，例如：
ffmpeg -user_agent "Johnny Deng's Player" -i http://bbs.chinaffmpeg.com/1.flv
HTTP拉流录制
// 拉取FLV直播流录制成FLV
ffmpeg -i http://bbs.chinaffmpeg.com/live.flv -c copy -f flv output.flv
// 拉取TS直播流录制成FLV
ffmpeg -i http://bbs.chinaffmpeg.com/live.ts -c copy -f flv output.flv
// 拉取HLS直播流录制成FLV
ffmpeg -i http://bbs.chinaffmpeg.com/live.m3u8 -c copy -f flv output.flv
四、FFmpeg录制和发布UDP、TCP流
TCP与UDP参数（书 P166-167）
1.listen int 作为Server时监听TCP的端口
// 打开两个终端进行操作：
// 推流
ffmpeg -re -i input.mp4 -c copy -f flv tcp://127.0.0.1:1234/live/stream
// 监听流
ffmpeg -listen 1 -f flv -i tcp://127.0.0.1:1234/live/stream -c copy -f flv output.flv
监听的端口为1234，指定输出的格式为FLV格式
2.listen_timeout int 作为Server时监听TCP端口的超时时间（毫秒）
例如：设置5秒超时时间
ffmpeg -listen_timeout 5000 -listen 1 -f flv -i tcp://127.0.0.1:1234/live/stream -c copy -f flv output.flv
3.timeout int 获得数据超时时间（微秒）
使用TCP拉取直播流时，经常会遇到TCP服务端没有数据却不主动断开连接的情况，导致客户端持续处于连接状态不断开。通过设置timeout，例如超过20s没有数据则退出：
ffmpeg -timeout 20000000 -i tcp://127.0.0.1:1234/live/stream -c copy -f flv output.flv
4.send_buffer_size int 通过socker发送的buffer大小
recv_buffer_size int 通过socket读取的buffer大小
buffer设置的越小，传输就会越频繁，网络开销就会越大：
ffmpeg -re -i input.mp4 -c copy -send_buffer_size 265 -f flv tcp://127.0.0.1:1234/live/stream
执行后数据发送的速度会变慢，频率变高，次数变多，网络开销变大; 同时输出的帧率也会下降
5.localport int 本地端口
使用FFmpeg的UDP传输时，默认会由系统分配本地端口，使用该参数可以自己设置：
ffmpeg -re -i input.mp4 -c copy -localport 23456 -f flv udp://127.0.0.1:1234/live/stream
小结：FFmpeg的TCP和UDP传输常见于TCP或UDP的网络裸传输场景，例如很多编码器常见的传输方式为UDP传输MPEGTS流，使用FFmpeg进行TCP和UDP传输的参数也还在不断更新中。
五、FFmpeg推多路流
管道方式输出多路流
转码一次，输出多个封装
ffmpeg -i input -acodec aac -vcodec libx264 -f flv - | ffmpeg -f mpegts -i --c copy output1 -c copy output2 -c copy output3
例如：
ffmpeg -i input.mp4 -acodec aac -vcodec libx264 -f flv - | ffmpeg -f mpegts -i - -c copy -f flv rtmp://publish.chinaffmpeg.com/live/stream1 -c copy -f flv rtmp://publish.chinaffmpeg.com/live/stream2
我自己操作的结果，返回了pipe:0: could not find codec parameters问题，在网上找到的回答时MP4不适合管道传输：
tee封装格式输出多路流
ffmpeg -re -i input.mp4 -acodec aac -vcodec libx264 -map 0 -f tee "[f=flv]rtmp://publish.chinaffmpeg.com/live/stream1 | [f=flv]rtmp://publish.chinaffmpeg.com/live/stream2"
tee协议输出多路流
tee封装格式的简化写法，直接使用tee协议输出多路流：
ffmpeg -re -i input.mp4 -acodec aac -vcodec libx264 -f flv "tee:rtmp://publish.chinaffmpeg.com/live/stream1|rtmp://publish.chinaffmpeg.com/live/stream2"
六、FFmpeg生成HDS流
知识点：HDS
HTTP Dynamic Streaming通过对来自RTMP端的“流”进行包装处理，转化成HTTP“流”提供给客户端解析，
用户再也不用下载整个文件，同时又能使用HTTP协议进行快速观看视频。
HDS相关（一）之 HTTP Dynamic Streaming 学习笔记(原理篇)
HDS参数（书 P177）
1.window_size int 设置HDS文件列表的最大文件数
设置HDS为直播模式时，需要实时更新列表，通过该参数控制文件列表窗口大小; 默认不控制列表窗口大小。
ffmpeg -i input -c copy -f hds -window_size 4 output
2.extra_window_size int 设置HDS文件里表之外的文件保留数
控制列表之外的残留文件数目
ffmpeg -i input -c copy -f hds -window_size 4 -extra_window_size 1 output
3.min_frag_duration int 设置切片文件市场（微秒）
remove_at_exit boolean 生成HDS文件退出时删除所有列表及文件
七、FFmpeg生成DASH流
知识点：DASH
基于HTTP的动态自适应流（英语：Dynamic Adaptive Streaming over HTTP，缩写DASH，
也称MPEG-DASH）是一种自适应比特率流技术，使高质量流媒体可以通过传统的HTTP
网络服务器以互联网传递。类似苹果公司的HTTP Live Streaming（HLS）方案，MPEG-DASH
会将内容分解成一系列小型的基于HTTP的文件片段，每个片段包含很短长度的可播放内容，
而内容总长度可能长达数小时（例如电影或体育赛事直播）。内容将被制成多种比特率的
备选片段，以提供多种比特率的版本供选用。当内容被MPEG-DASH客户端回放时，
客户端将根据当前网络条件自动选择下载和播放哪一个备选方案。
客户端将选择可及时下载的最高比特率片段进行播放，从而避免播放卡顿或重新缓冲事件。
也因如此，MPEG-DASH客户端可以无缝适应不断变化的网络条件并提供高质量的播放体验，
拥有更少的卡顿与重新缓冲发生率。
MPEG-DASH是首个基于HTTP的自适应比特率流解决方案，它也是一项国际标准。
MPEG-DASH不应该与传输协议混淆——MPEG-DASH使用TCP传输协议。
MPEG-DASH使用现有的HTTP网络服务器基础设施。它允许如互联网电视、电视机顶盒、
台式计算机、智能手机、平板电脑等设备消费通过互联网传送的多媒体内容（如视频、电视、广播等），
并可应对变动的互联网接收条件。自适应流解决方案的标准化是为向市场提供信心，
使该解决方案可以用于通用部署，抗衡类似但更专有的解决方案，如微软Smooth Streaming与Adobe的HDS。
不同于HLS、HDS和Smooth Streaming，DASH不关心编解码器，因此它可以接受任何编码格式编码的内容，如H.265、H.264、VP9等。
DASH参数（书 P180）
1.window_size int 索引文件中文件的条目数
extra_window_size int 索引文件之外的切片文件保留数
ffmpeg -re -i input.mp4 -c:v copy -acodec copy -f dash -window_size 4 -extra_window_size 5 index.mpd
2.single_file boolean 设置切片为单文件模式
FFmpeg支持生成DASH时将切片列表中的文件写入到一个文件
ffmpeg -re -i input.mp4 -c:v copy -acodec copy -f dash -window_size 4 -extra_window_size 5 -single_file 1 index.mpd