Настройте Nginx на Ubuntu за поточно предаване на живо HLS видео

HTTP Live Streaming (HLS) е много стабилен протокол за поточно видео, реализиран от Apple Inc. HLS използва HTTP транзакции, които преминават през защитни стени, прокси сървъри и могат да бъдат разпространявани чрез CDN с лекота. Следователно тази технология е в състояние да достигне до много по-голяма зрителска аудитория от RTP или други базирани на UDP протоколи. Голяма част от поточно видео на живо онлайн днес се хоства от скъпи системи, които използват HLS, но като цяло са скъпи и изискват много сървърни ресурси. Този урок ще ви покаже как да настроите Ubuntu 14.04 VULTR VPS на много достъпна цена, за да правите HLS поточни събития на живо, като използвате само софтуер с отворен код.

Първата стъпка е да прочетете и настроите вашия сървър според Vultr Doc „ Настройка на Nginx-RTMP на Ubuntu 14.04 “. Инструкциите в този документ бяха най-изчерпателните за етапа на настройка към момента на писане. Бих споменал, че може да пожелаете да замените "nginx-1.7.5" с "nginx-1.9.4" или каквато и да е най-новата версия на Nginx, която е налична. Другото предложение е да компилирате Nginx с модула за състояние на HTTP stub, за да си дадете възможността да наблюдавате колко зрители на живо HLS имате по-късно.

Вместо да компилирате с:

./configure --with-http_ssl_module  --add-module=../nginx-rtmp-module-master

Използвайте този низ в процедурата, описана в документа с предпоставките:

./configure --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --add-module=../nginx-rtmp-module-master

Примерът в този урок ще създаде както "живи", така и "мобилни" (оптимизирани) потоци и ще използва ffmpeg (инсталиран в предишния урок) за генериране на коригирания с битрейт, оптимизиран за мобилни устройства HLS поток. Примерът също така ще покаже как да накарате сървъра да записва автоматично вашите потоци на живо и да ви позволи да възпроизвеждате записите като услуга за възпроизвеждане на видео при поискване (VOD).

Първо, създайте структурите на папките, необходими за съхраняване на живите и мобилни HLS манифести и видео фрагменти:

sudo mkdir /HLS
sudo mkdir /HLS/live
sudo mkdir /HLS/mobile
sudo mkdir /video_recordings
sudo chmod -R 777 /video_recordings

Вероятно е добра идея да включите защитната си стена, ако още не сте го направили. Ако е така, трябва да разрешите трафик към портовете, използвани от Nginx и HLS. Ако засега искате да работите без защитната стена, игнорирайте раздела ufw по-долу.

sudo ufw limit ssh
sudo ufw allow 80
sudo ufw allow 1935
sudo ufw enable

HLS стрийминг изисква значително различна конфигурация на Nginx от конфигурацията на RTMP в първата статия. Редактирайте nginx.confфайла си, за да използвате следното, като замените "my-ip" и "my-stream-key" с вашата информация. Можете да използвате всичко, което искате за "my-stream-key", това е просто дума, която е уникална и полезна за вас. Може да искате първо да архивирате оригиналния си конфигурационен файл, след което да поставите предоставената от мен информация за конфигурация в редактора, като замените всичко, което беше там:

sudo cp /usr/local/nginx/conf/nginx.conf /usr/local/nginx/conf/nginx.conf.original
sudo nano /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

Нов nginx.conf:

worker_processes  1;
error_log  logs/error.log debug;
events {
worker_connections  1024;
}
rtmp {
server {
listen 1935;
allow play all;

#creates our "live" full-resolution HLS videostream from our incoming encoder stream and tells where to put the HLS video manifest and video fragments
application live {
allow play all;
live on;
record all;
record_path /video_recordings;
record_unique on;
hls on;
hls_nested on;
hls_path /HLS/live;
hls_fragment 10s;

#creates the downsampled or "trans-rated" mobile video stream as a 400kbps, 480x360 sized video
exec ffmpeg -i rtmp://192.168.254.178:1935/$app/$name -acodec copy -c:v libx264 -preset veryfast -profile:v baseline -vsync cfr -s 480x360 -b:v 400k maxrate 400k -bufsize 400k -threads 0 -r 30 -f flv rtmp://192.168.254.178:1935/mobile/$;
}

#creates our "mobile" lower-resolution HLS videostream from the ffmpeg-created stream and tells where to put the HLS video manifest and video fragments
application mobile {
allow play all;
live on;
hls on;
hls_nested on;
hls_path /HLS/mobile;
hls_fragment 10s;
}

#allows you to play your recordings of your live streams using a URL like "rtmp://my-ip:1935/vod/filename.flv"
application vod {
play /video_recordings;
}
}
}


http {
include       mime.types;
default_type  application/octet-stream;

server {
listen 80;
server_name 192.168.254.178;

#creates the http-location for our full-resolution (desktop) HLS stream - "http://my-ip/live/my-stream-key/index.m3u8"      
location /live {
types {
application/vnd.apple.mpegurl m3u8;
}
alias /HLS/live;
add_header Cache-Control no-cache;
}

#creates the http-location for our mobile-device HLS stream - "http://my-ip/mobile/my-stream-key/index.m3u8"        
location /mobile {
types {
application/vnd.apple.mpegurl m3u8;
}
alias /HLS/mobile;
add_header Cache-Control no-cache;
}   

#allows us to see how stats on viewers on our Nginx site using a URL like: "http://my-ip/stats"     
location /stats {
stub_status;
}

#allows us to host some webpages which can show our videos: "http://my-ip/my-page.html"     
location / {
root   html;
index  index.html index.htm;
}   
}
}

Натиснете Ctrl + X, за да излезете. Кажете „да“, за да запазите промените.

Можете да намерите ясни инструкции и примери за възможните променливи в този nginx.confфайл, ако потърсите в любимата си търсачка „nginx-rtmp директиви“. Използвам nginx-rtmp с HLS от няколко години, без да използвам директивите "разрешаване на публикуване" и "отказване на публикуване" и не съм виждал нулеви случаи на хора да използват/нападат моите видео сървъри. Така че не включих тези директиви тук. Прочетете и добавете тези директиви, ако желаете.

След като промените nginx.confфайла, трябва да рестартирате Nginx, за да използвате новата конфигурация:

sudo service nginx restart

Следете внимателно за съобщения за грешки в Nginx и се справете с всички грешки, които може да са били причинени от неправилно изписване, собственост на папка или проблеми с разрешенията. Ако нямате съобщения за грешка, тогава сте готови да създадете своя поток за кодиране.

Трябва да имате видео енкодер, за да създадете потока. Използвам OBS (Open Broadcaster Software) - който е с отворен код и работи добре за мен. Има и други решения, от които да избирате, които са извън обхвата на този урок. Няма да обхващам всичко за конфигурирането на RTMP видео енкодер. Всички те обаче изискват приблизително еднакви входни променливи. Основните настройки, които ще трябва да въведете, за да използвате моята точна nginx.confконфигурация и да функционирате добре в повечето плейъри/браузъри/платформи, са както следва:

1. Кодер-x264
2. Променлив битрейт (не CBR или постоянен битрейт), най-високо качество
3. Максимална скорост на предаване - 600 kbps
4. Аудио-кодек-AAC
5. Аудио-формат-44.1khz
6. Аудио-битрейт-64kbps
7. URL адрес на FMS-"rtmp://my-ip:1935/live"
8. Ключ за поток-"my-stream-key"
9. Резолюция-640x480
10. FPS (кадъра в секунда)-30
11. CFR (постоянна честота на кадрите) - Да
12. Интервал между ключови кадри-2 секунди (един ключов к��дър на всеки 2 секунди)
13. x264 Encoding Profile-baseline (може да работи с основния - зависи от използвания плейър)
14. x264 CPU Присъства - много бърз

Препоръчвам да изпробвате различни енкодери и да експериментирате с тях. Може да желаете широко пропорционално съотношение или вашата камера (или други излъчвани) материали може да го изискват. Ако е така, не забравяйте да промените тази информация във вашия енкодер, както и съотношението, посочено в секцията exec-ffmpeg на nginx.confфайла, който предоставих; в противен случай ще получите някои глупаво изглеждащи видео емисии.

След като вашият енкодер е настроен, можете да тествате всичко. Стартирайте енкодера с вашата уеб камера или някакъв вид тест-фураж, работещ върху него. Можете да видите своето излъчване в този момент с VLC плейър, като използвате URL адреси като:

http://my-ip/live/my-stream-key/index.m3u8
http://my-ip/mobile/my-stream-key/index.m3u8

These are for your main and your mobile video streams, respectively. Substitute your IP and stream key accordingly.

After you've successfully broadcasted your first stream check (via ssh or ftp) that your live broadcast was recorded in the /video_recordings folder on your Vultr VPS. You can also try playing this recorded file in VLC with a URL like:

rtmp://my-ip/vod/filename.flv

Nginx stats are also available (with Nginx stub_status). To view visitor/viewer stats, access:

http://my-ip/stats

In order to view your video on a webpage you'll need an embeddable player. There are many embeddable players available which will play HLS video. I have used JW Player for some years now, but the free version will not play HLS. Flowplayer and Bitdash by Bitmovin (among other solutions) are generous enough to offer a non-commercial version of their players for free which will render your HLS stream embedded in a webpage. For this article, I have tried them both and found them both to work quite well with my Vultr/Nginx-based video server. I will briefly show how I got Flowplayer going with my testbed machine.

Ако ще използвате HLS стрийминг на живо по някакъв редовен, продължителен или комерсиален начин, бих ви насърчил да закупите лиценз от Flowplayer или който и да е плейър, който решите да използвате. Ще получите играч, който има по-малко ограничения, повече функции и може да бъде брандиран за вашата организация. Ще получите и подкрепа - което може да бъде много важно. Освен Vultr VPS, това наистина е единствената цена, свързана с проекта.

Преди да направите каквото и да е друго, важно е да се погрижите за това, което се нарича "крос-домейн" ограничения, които иначе биха изключили способността ви да предавате поточно към уеб страница/уебсайт. Създайте crossdomain.xmlфайл във вашата nginx/htmlпапка и поставете инструкции в него, за да позволите на данните да преминават между домейни:

sudo nano /usr/local/nginx/html/crossdomain.xml

Първо копирайте (от тази страница) и след това поставете (щракнете с десния бутон) в полето на нано редактора следните XML данни:

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE cross-domain-policy SYSTEM "http://www.adobe.com/xml/dtds/cross-domain-policy.dtd">
<cross-domain-policy>
<allow-access-from domain="*"/>
</cross-domain-policy>

Натиснете Ctrl + O, за да изпишете, след това Ctrl + X, за да запишете файла на диск и да излезете.

Взех HTML5 (версия 6.0.3) на Flowplayer, който ми даде редица файлове и папка при разархивиране. Качих всички файлове и папката в подпапка на основната папка на Nginx/HTML, която нарекох "flowplayer". Точният път беше /usr/local/nginx/html/flowplayer.

За да тествате нашето видео, когато е вградено в уеб страница, създайте няколко HTML файла в корена на папката Nginx/HTML с помощта на nano и ги попълнете със следното съдържание.

файл:

sudo nano /usr/local/nginx/html/hls.html

HTML код:

<!doctype html>
<head>
<link rel="stylesheet" href="#">
</head>

<body>
640x480 664kbps (live) Desktop Browsers<br>
<div style="width:640px;" class="flowplayer" data-swf="flowplayer/flowplayer.swf" data-ratio="0.75">
<video>
<source type="application/x-mpegurl" src="">
</video>
</div>
<br><br>
480x360 464kbps (mobile) Mobile Browsers <br>
<div style="width:480px;" class="flowplayer" data-swf="flowplayer/flowplayer.swf" data-ratio="0.75">
<video>
<source type="application/x-mpegurl" src="">
</video>
</div>
</body>

файл:

sudo nano /usr/local/nginx/html/hls_progressive.html

HTML код:

<!doctype html>
<head>
<link rel="stylesheet" href="#">
<style> .flowplayer { width: 640px; } </style>
</head>

<body>
<div class="flowplayer" data-swf="flowplayer/flowplayer.swf" data-ratio="0.75">
<video>
<source type="application/x-mpegurl" src=""> 
<source type="application/x-mpegurl" src="">
</video>
</div>
<br>
</body>

Не забравяйте да замените "my-ip" и "my-stream-key" с вашите данни.

Трябва да замените пътя flowplayer/skin/functional.cssза знака "#" в таблицата със стилове href="#". Учебният софтуер премахва пътя. Трябва да попълните URL в src=""частта - той се премахва от софтуера за обучение, използвайте http://my-ip/live/my-stream-key/index.m3u8и http://my-ip/mobile/my-stream-key/index.m3u8съответно. Вие също трябва да добавите скриптови srcтагове в главата и за двете jquery-1.11.2.min.jsи за flowplayer.min.js. Таговете се премахват от софтуера за обучение. Можете да намерите как да example htmlоформите тези етикети, като разгледате файла, включен в комплекта Flowplayer.

Стартирайте енкодера с вашата уеб камера или някакъв вид тест-фураж, работещ върху него. Можете да гледате излъчването си в браузър, като използвате следните URL адреси:

http://my-ip/hls.html
http://my-ip/hls_progressive.html

Първата страница просто показва всеки един от вашите потоци – основният и този на мобилната платформа. Ще можете да стартирате и двете и да ги видите. Ще забележите, че потокът на мобилната платформа е с по-малък размер. Тези стъпки са само за да се уверите, че всичко работи.

Втората страница показва единичен поток. Но той е настроен по начин, който се нарича "прогресивен стрийминг". Това означава, че когато зрител възпроизвежда видеоклипа, както сървърът, така и плейърът се опитват да дадат на зрителя поток с висок битрейт и високо качество, ако връзката на зрителите може да го издържи. Ако връзката им е лоша и не може да издържи връзката, тя се спуска до показване на потока с по-нисък битрейт (мобилен), който е с 200 kbps по-нисък в честотната лента. Ако желаете, можете да създадете по-степенни, прогресивни потоци с ffmpeg и да ги конфигурирате, като използвате моя пример.

Тествах тази конфигурация на едно ядро, 1GB Vultr VPS и открих, че с един поток на живо, плюс транс-рейтинг мобилен поток, който създава с ffmpeg, използването на процесора беше по-малко от 35% и беше изразходвало само 100MB от моите 1GB RAM. Сега това е много ефективна настройка.

Ако планирате да предавате поточно видео, което е много по-голямо в пикселни размери от SD, може да откриете, че трябва да използвате по-мощен VPS. Бях любопитен за това и пуснах основния си поток до 1280x960 пиксела и 2Mbps - поставяйки допълнително натоварване върху нещата. Но VPS все още използва само 50% CPU и използването на паметта остава на 100MB. Добавих дузина зрители/браузъри и това не направи почти никаква разлика в натоварването на VPS – само използваната честотна лента се увеличи. Сигурен съм, че създаването на допълнителни транс-рейтингови потоци с ffmpeg ще продължи да натоварва системата допълнително.

Използвах този тип сървър в производствена среда с между 50 и 100 едновременни потребители и открих, че използването на ресурсите се е увеличило много малко с увеличаването на връзките на зрителите. Експериментирайте с него. Но мисля, че повечето потребители биха били щастливи да използват едноядрен, 1GB VPS. Насладете се на новия си HLS стрийминг сървър!