قم بإعداد Nginx على Ubuntu لتدفق فيديو HLS المباشر

HTTP Live Streaming (HLS) هو بروتوكول بث قوي للغاية يتم تنفيذه بواسطة Apple Inc. يستخدم HLS معاملات HTTP التي تجتاز جدران الحماية والوكلاء ويمكن توزيعها من خلال شبكات CDN بسهولة. لذلك ، هذه التقنية قادرة على الوصول إلى جمهور مشاهدة أكبر بكثير من RTP أو البروتوكولات الأخرى المستندة إلى UDP. تتم استضافة معظم مقاطع الفيديو المباشرة عبر الإنترنت اليوم بواسطة أنظمة باهظة الثمن تستخدم HLS ، ولكنها مكلفة بشكل عام وتتطلب الكثير من موارد الخادم. سيوضح لك هذا البرنامج التعليمي كيفية إعداد Ubuntu 14.04 VULTR VPS بأسعار معقولة جدًا للقيام بأحداث البث المباشر HLS باستخدام برنامج مفتوح المصدر فقط.

الخطوة الأولى هي قراءة وإعداد الخادم الخاص بك وفقًا لـ Vultr Doc " Setup Nginx-RTMP on Ubuntu 14.04 ". كانت التعليمات في هذا المستند هي الأكثر شمولاً لمرحلة الإعداد ، وقت كتابة هذا التقرير. أود أن أذكر أنك قد ترغب في استبدال "nginx-1.7.5" بـ "nginx-1.9.4" أو أيا كان أحدث إصدار من Nginx متوفر. الاقتراح الآخر هو تجميع Nginx مع وحدة حالة HTTP stub من أجل منح نفسك القدرة على مراقبة عدد مشاهدي HLS الذين لديك لاحقًا.

بدلاً من تجميع:

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

استخدم هذه السلسلة في الإجراء الموضح في مستند المتطلبات المسبقة:

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

سيقوم المثال في هذا البرنامج التعليمي بإنشاء دفق "مباشر" و "متحرك" (محسّن) وسيستخدم ffmpeg (مثبت في البرنامج التعليمي السابق) لإنشاء دفق HLS المعدّل ومُحسَّن للجوّال. يوضح المثال أيضًا كيفية جعل الخادم يقوم بتسجيل مجموعات البث المباشر تلقائيًا والسماح لك بتشغيل التسجيلات مرة أخرى كخدمة إعادة تشغيل فيديو عند الطلب (VOD).

أولاً ، قم بإنشاء هياكل المجلدات اللازمة لاحتواء قوائم HLS الحية والمتنقلة وأجزاء الفيديو:

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

ربما يكون من الجيد تشغيل جدار الحماية الخاص بك إذا لم تكن قد قمت بذلك بالفعل. إذا كان الأمر كذلك ، يجب عليك السماح بحركة المرور إلى المنافذ التي يستخدمها Nginx و HLS. إذا كنت ترغب في التشغيل بدون جدار الحماية في الوقت الحالي ، فتجاهل قسم UFW أدناه.

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

يتطلب دفق HLS تكوين Nginx مختلفًا بشكل كبير عن تكوين RTMP في المقالة الأولى. عدّل ملفك nginx.confلاستخدام ما يلي ، واستبدل "my-ip" و "my-stream-key" بمعلوماتك. يمكنك استخدام أي شيء تريده لـ "my-stream-key" إنها مجرد كلمة فريدة ومفيدة لك. قد ترغب في عمل نسخة احتياطية من ملف التهيئة الأصلي أولاً ، ثم لصق معلومات التهيئة المقدمة في المحرر ، واستبدال كل ما هو موجود:

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

nginx.conf جديد:

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;
}   
}
}

اضغط على Ctrl + X للخروج. قل "نعم" لحفظ التغييرات.

يمكنك العثور على تعليمات وأمثلة واضحة للمتغيرات المحتملة في هذا nginx.confالملف إذا قمت بالاستعلام عن محرك البحث المفضل لديك عن "توجيهات nginx-rtmp". لقد كنت أستخدم nginx-rtmp مع HLS منذ بضع سنوات حتى الآن ، دون استخدام توجيهي "السماح بالنشر" و "رفض النشر" ولم أشاهد أي مثيل لأشخاص يستخدمون / يغزون خوادم الفيديو الخاصة بي. لذلك لم أقم بتضمين هذه التوجيهات هنا. اقرأ عن هذه التوجيهات وأضفها إذا أردت.

بعد تغيير nginx.confالملف ، يجب إعادة تشغيل Nginx لاستخدام التكوين الجديد:

sudo service nginx restart

راقب عن كثب أي رسائل خطأ في Nginx وقم بمعالجة أي أخطاء قد تكون ناجمة عن أخطاء إملائية أو ملكية مجلد أو مشاكل أذونات. إذا لم يكن لديك رسائل خطأ ، فأنت جاهز لإنشاء دفق الترميز الخاص بك.

يجب أن يكون لديك برنامج ترميز الفيديو لإنشاء الدفق. أستخدم OBS (Open Broadcaster Software) - وهو مفتوح المصدر ويعمل بشكل جيد بالنسبة لي. هناك حلول أخرى للاختيار من بينها ، والتي تقع خارج نطاق هذا البرنامج التعليمي. لن أغطي كل شيء حول تكوين برنامج ترميز فيديو RTMP. تتطلب جميعها تقريبًا نفس متغيرات الإدخال بالرغم من ذلك. الإعدادات الرئيسية التي ستحتاج إلى إدخالها لاستخدام nginx.confالتكوين الخاص بي وللعمل بشكل جيد عبر معظم اللاعبين / المتصفحات / المنصات هي كما يلي:

1. التشفير- x264
2. معدل البت المتغير (ليس CBR أو معدل البت الثابت) ، أعلى جودة
3. معدل البت الأقصى - 600 كيلوبت في الثانية
4. برنامج ترميز الصوت - AAC
5. تنسيق الصوت - 44.1 كيلو هرتز
6. معدل البت للصوت - 64 كيلوبت في الثانية
7. عنوان URL لـ FMS- "rtmp: // my-ip: 1935 / live"
8. مفتاح التدفق- "my-stream-key"
9. الدقة 640x480
10. FPS (لقطة في الثانية) -30
11. CFR (معدل إطارات ثابت) - نعم
12. الفاصل الزمني للإطار الرئيسي - 2 ثانية (إطار رئيسي واحد كل ثانيتين)
13. x264 Encoding Profile-baseline (قد يعمل مع main - يعتمد على اللاعب المستخدم)
14. x264 CPU الحالي- سريع جداً

أوصي بتجربة برامج تشفير مختلفة وتجربتها. قد ترغب في نسبة عرض إلى ارتفاع واسعة - أو قد تطلبها مواد الكاميرا (أو البث الأخرى). إذا كان الأمر كذلك ، فتأكد من تغيير هذه المعلومات في برنامج التشفير وكذلك نسبة العرض إلى الارتفاع المدرجة في قسم exec-ffmpeg من nginx.confالملف الذي قمت بتقديمه ؛ وإلا ستحصل على بعض يغذي الفيديو تبدو أبله.

بمجرد إعداد برنامج التشفير ، يمكنك اختباره بالكامل. ابدأ تشغيل برنامج التشفير باستخدام كاميرا الويب الخاصة بك أو نوع من أنواع اختبار الأعلاف التي تعمل عليه. يمكنك عرض البث الخاص بك في هذه المرحلة باستخدام مشغل VLC باستخدام عناوين URL مثل:

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

هذه هي لبث الفيديو الخاص بك الرئيسي والجوال ، على التوالي. استبدل IP الخاص بك ومفتاح الدفق وفقًا لذلك.

بعد نجاحك في بث أول عملية بث (عبر ssh أو ftp) ، تم تسجيل البث المباشر في /video_recordingsالمجلد على Vultr VPS. يمكنك أيضًا تجربة تشغيل هذا الملف المسجل في VLC بعنوان URL مثل:

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

إحصاءات Nginx متاحة أيضًا (مع Nginx stub_status). لعرض إحصائيات الزائر / المشاهد ، قم بالوصول إلى:

http://my-ip/stats

لعرض الفيديو الخاص بك على صفحة ويب ، ستحتاج إلى مشغل قابل للتضمين. هناك العديد من مشغلات التضمين المتاحة التي ستقوم بتشغيل فيديو HLS. لقد استخدمت JW Player منذ بضع سنوات ، ولكن الإصدار المجاني لن يلعب HLS. Flowplayer و Bitdash من Bitmovin (من بين الحلول الأخرى) سخية بما يكفي لتقديم نسخة غير تجارية من لاعبيهم مجانًا والتي ستجعل تدفق HLS الخاص بك مضمنًا في صفحة ويب. لهذه المقالة ، لقد جربت كلاهما ووجدتهما يعملان بشكل جيد مع خادم الفيديو المستند إلى Vultr / Nginx. سأوضح لفترة وجيزة كيف جعلت Flowplayer يسير مع آلة الاختبار الخاصة بي.

إذا كنت ستستخدم بث HLS المباشر بأي طريقة منتظمة أو مستدامة أو تجارية ، فأنا أشجعك على شراء ترخيص من Flowplayer أو أي لاعب تقرر استخدامه. ستحصل على لاعب لديه قيود أقل ، وميزات أكثر ، ويمكن تمييزه بمؤسستك. ستحصل أيضًا على الدعم - وهو أمر يمكن أن يكون مهمًا جدًا. بخلاف Vultr VPS ، هذه هي التكلفة الوحيدة المرتبطة بالمشروع.

قبل أن تفعل أي شيء آخر ، من المهم أن تعتني بما يسمى القيود "عبر النطاقات" ، والتي من شأنها أن تغلق قدرتك على البث إلى صفحة ويب / موقع ويب. أنشئ crossdomain.xmlملفًا في nginx/htmlمجلدك وضع التعليمات فيه للسماح بتدفق البيانات بين المجالات:

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

النسخة الأولى (من هذه الصفحة) ثم الصق (النقر بزر الماوس الأيمن) في حقل محرر النانو بيانات XML التالية:

<?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>

اضغط على Ctrl + O للكتابة ، ثم Ctrl + X لحفظ الملف على القرص والخروج.

لقد التقطت HTML5 (الإصدار 6.0.3) من Flowplayer الذي أعطاني عددًا من الملفات والمجلد عند فك ضغطه. لقد قمت بتحميل جميع الملفات والمجلد إلى مجلد فرعي لمجلد Nginx / HTML الجذر الذي قمت بتسميته "التدفق". كان المسار الدقيق /usr/local/nginx/html/flowplayer.

من أجل اختبار الفيديو الخاص بنا عند تضمينه في صفحة ويب ، قم بإنشاء زوجين من ملفات HTML في جذر مجلد Nginx / HTML باستخدام nano وقم بملئها بالمحتويات التالية.

ملف:

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

كود HTML:

<!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>

ملف:

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

كود HTML:

<!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>

تأكد من استبدال "my-ip" و "my-stream-key" ببياناتك.

يجب عليك استبدال مسار flowplayer/skin/functional.cssعلامة "#" في ورقة الأنماط href="#". يزيل البرنامج التعليمي المسار. يجب ملء URL في src=""جزء - يتم تجريده من ذلك بواسطة برنامج تعليمي، واستخدام http://my-ip/live/my-stream-key/index.m3u8و http://my-ip/mobile/my-stream-key/index.m3u8، على التوالي. يجب عليك أيضًا إضافة srcعلامات البرنامج النصي في الرأس لكلا jquery-1.11.2.min.jsو flowplayer.min.js. يتم تجريد العلامات من البرنامج التعليمي. يمكنك العثور على كيفية تصميم هذه العلامات من خلال النظر إلى example htmlالملف المتضمن مع مجموعة Flowplayer.

ابدأ تشغيل برنامج التشفير باستخدام كاميرا الويب الخاصة بك أو نوع من أنواع اختبار الأعلاف التي تعمل عليه. يمكنك عرض البث الخاص بك في مستعرض باستخدام عناوين URL التالية:

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

تعرض الصفحة الأولى ببساطة كل من مجموعات البث الخاصة بك - واحدة رئيسية ومنصة الجوال. ستتمكن من تشغيلهما ومشاهدتهما. ستلاحظ أن تيار النظام الأساسي للجوّال أصغر حجمًا. هذه الخطوات هي فقط للتأكد من أن كل شيء يعمل.

تعرض الصفحة الثانية دفق واحد. ولكن يتم إعداده بطريقة تسمى "التدفق التدريجي". ما يعنيه هذا هو أنه عندما يقوم المشاهد بتشغيل الفيديو ، يحاول كل من الخادم والمشغل منح المشاهد معدل البت عالي الجودة وعالي الجودة إذا كان اتصال المشاهدين قادرًا على استمراره. إذا كان الاتصال ضعيفًا ولا يمكنه الحفاظ على الاتصال ، فإنه يتدحرج لأسفل لعرض تدفق معدل البت الأقل (المحمول) الذي يقل بمقدار 200 كيلوبت في الثانية في النطاق الترددي. إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك إنشاء تدفقات متدرجة وأكثر تقدمية باستخدام ffmpeg وتكوينها باستخدام المثال الخاص بي.

لقد اختبرت هذا التكوين على نواة واحدة ، Vultr VPS سعة 1 جيجابايت ووجدت أنه من خلال البث المباشر الفردي ، بالإضافة إلى دفق الهاتف المتحرك الذي تم إنشاؤه باستخدام ffmpeg ، كان استخدام وحدة المعالجة المركزية أقل من 35٪ واستهلك 100 ميغابايت فقط من 1 غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي. الآن هذا إعداد فعال للغاية.

إذا كنت تخطط لدفق الفيديو الذي هو أكبر بكثير في أبعاد البكسل من SD ، فقد تجد أنه يجب عليك استخدام VPS أكثر قوة. لقد كنت فضوليًا بشأن هذا الأمر وقمت بتشغيل مجرى الفيديو الرئيسي الخاص بي حتى 1280 × 960 بكسل و 2 ميجابت في الثانية - مما أدى إلى زيادة الحمل على الأشياء. ولكن لا يزال VPS يستخدم وحدة المعالجة المركزية بنسبة 50٪ فقط ، ويظل استخدام الذاكرة عند 100 ميجابايت. أضفت عشرات المشاهدين / المتصفحات ولم يحدث أي فرق في الحمل على VPS - فقط عرض النطاق الترددي المستخدم ارتفع. أنا متأكد من أن إنشاء تيارات إضافية مصنفة عبر ffmpeg سيستمر في وضع حمل إضافي على النظام.

لقد استخدمت هذا النوع من الخوادم في بيئات الإنتاج مع ما بين 50 و 100 مستخدم متزامن ووجدت أن استخدام الموارد ارتفع قليلاً جدًا مع زيادة اتصالات العارض. جربها. ولكن أعتقد أن معظم المستخدمين سيكونون سعداء باستخدام VPS أحادي النواة ، 1GB. استمتع بخادم تدفق HLS الجديد!