iOS 边学边记 HLS协议 m3u8 ts详解

1.HLS综述

谈HLS 就不得不谈苹果，谈苹果就不得不提乔帮主。HLS就是“HTTP Live Streaming”的缩写，它诞生自2009年，QuickTime和iPhone3GS黄金搭档下的一个标准，一个意在颠覆流媒体产业的新协议。

它的工作原理简单来说就是把一段视频流，分成一个个小的基于HTTP的文件来下载。当媒体流正在播放时，客户端可以根据当前网络环境，方便地在不同的码率流中做切换，以实现更好的观影体验。

HLS的出现是为了解决苹果原生环境中的流媒体播放，这个协议可以方便地让Mac和iPhone播放视频流，不依赖Adobe，更不用去管什么标准委员会。依赖自己，永远是最大力量的保障。

HLS（HTTP Live Streaming） 把整个流分成一个个小的基于 HTTP 的文件来下载，每次只下载一些。HLS 协议由三部分组成：HTTP、M3U8、TS。这三部分中，HTTP 是传输协议，M3U8 是索引文件，TS 是音视频的媒体信息。

HLS 提供一个 m3u8 地址，Apple 的 Safari 浏览器直接就能打开 m3u8 地址，譬如：

http://demo.srs.com/live/livestream.m3u8

Android 不能直接打开，需要使用 html5 的 video 标签，然后在浏览器中打开这个页面即可，譬如：

<!-- livestream.html -->
<video width="640" height="360"
        autoplay controls autobuffer 
        src="http://demo.srs.com/live/livestream.m3u8"
        type="application/vnd.apple.mpegurl">
</video>

HLS 的 m3u8，是一个 TS 的列表，也就是告诉浏览器可以播放这些 TS 文件，譬如：

#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:64
#EXT-X-TARGETDURATION:12
#EXTINF:11.550
livestream-64.TS
#EXTINF:5.250
livestream-65.TS
#EXTINF:7.700
livestream-66.TS
#EXTINF:6.850
livestream-67.TS

有几个关键的参数，这些参数在 SRS 的配置文件中都有配置项：

• EXT-X-TARGETDURATION：所有切片的最大时长。有些 Apple 设备这个参数不正确会无法播放。SRS 会自动计算出 TS 文件的最大时长，然后更新 m3u8 时会自动更新这个值。用户不必自己配置。
• EXTINF：TS 切片的实际时长，SRS 提供配置项 hls_fragment，但实际上的 TS 时长还受 gop 影响。
• TS 文件的数目：SRS 可配置 hls_window，指定 m3u8 中保存多少个切片，SRS 会自动清理旧的切片
• livestream-67.TS：SRS 会自动维护 TS 切片的文件名，在编码器重推之后，这个编号会继续增长，保证流的连续性。直到 SRS 重启，这个编号才重置为 0。

譬如，每个 TS 切片为 10 秒，窗口为 60 秒，那么 m3u8 中会保存 6 个 TS 切片。

每一个 .m3u8 文件，分别对应若干个 TS 文件，这些 TS 文件才是真正存放视频的数据，m3u8 文件只是存放了一些 TS 文件的配置信息和相关路径，当视频播放时，.m3u8 是动态改变的，video 标签会解析这个文件，并找到对应的 TS 文件来播放，所以一般为了加快速度，.m3u8 放在 web 服务器上，TS 文件放在 CDN 上。

.m3u8 文件，其实就是以 utf-8 编码的 m3u 文件，这个文件本身不能播放，只是存放了播放信息的文本文件。

HLS 整体框架图：Server、CDN 和 Client

HLS 协议编码格式要求

• 视频的编码格式：H264
• 音频的编码格式：AAC、MP3、AC-3
• 视频的封装格式：TS
• 保存 TS 索引的 m3u8 文件

HLS 协议优势

• HLS 相对于 RTMP 来讲使用了标准的 HTTP 协议来传输数据，可以避免在一些特殊的网络环境下被屏蔽。
• HLS 相比 RTMP 在服务器端做负载均衡要简单得多。因为 HLS 是基于无状态协议 HTTP 实现的，客户端只需要按照顺序使用下载存储在服务器的普通 TS 文件进行播放就可以。而 RTMP 是一种有状态协议，很难对视频服务器进行平滑扩展，因为需要为每一个播放视频流的客户端维护状态。
• HLS 协议