30-17之 MPEG-DASH 傳輸協議

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DAY 17

Software Development

30天之即時網路影音開發攻略(小白本)系列第 17 篇

2019鐵人賽網際網路協定 dash

馬克

2018-11-01 20:15:29

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正文開始

接下來咱們要來介紹 MPEG-DASH協議。

MPEG-DASH 協議

本篇文章將會分成幾個章節來理解 MPEG-DASH 協議：

MPEG-DASH 協議是要用來完成什麼事情呢 ?
MPEG-DASH 協議如何完成它想做的事情呢 ?
建立 MPEG-DASH 的串流傳輸流程。
MPEG-DASH 的特點總結。

MPEG-DASH 協議是要用來完成什麼事情呢 ?

讓 client 與 server 可以透過 Http 來進行流媒體的傳輸

嗯事實上它想完成的事情和 HLS 事實上是相同的，那為啥他會誕生出來呢 ? 比較大的問題是

HLS 是由蘋果所主導的協議，而不是國際通用協議，這也代表蘋果怎麼改，其它人也要一起動，也就是說一切蘋果說的算。

因此在 MPEG 的主導下在與一些大廠合作下 MPEG-DASH 這種國際標準的協議就誕生了。

ISO/IEC 23009-1:2012

MPEG-DASH 協議如何完成它想做的事情呢 ?

它將聲音切成一小個一小個檔案，然後 client 就一個一個發 http 去下載。

就如同 HLS 一樣。

建立 MPEG-DASH 的串流傳輸流程

它的基本流程如下圖。

1. 直播主將聲音或影像傳輸到 Server

這裡可以使用 RTMP 來將聲音推收到 Server，又或是如果不是直播情況可以直接將聲音檔例如 .mp4 直接丟到 Server。

2. Server 將收到的聲音進行處理

這裡它基本上會將做兩件事情。

將聲音切分成多個 .mp4 或 .ts 檔案

DASH 它可以支援動態調整碼率，因此它會將聲音根據不同碼率來切分，如下。

產生 .mpd 檔

.mpd 檔就有點像是索引檔，裡面存放了這一段聲音的總共由那些小檔案所組成，然後 client 就是去看這個檔案來決定要抓那些影片影。它的內容如下圖。

圖片來源 : CSDN-MPEG-DASH介绍

Period : 這個會有多個，這也代表一個場景或是一段歌曲，並用來表示這段場景的長度，而用多個就代表你可以穿插廣告或啥的。
AdaptationSet : 它是用來說明這個媒體流的資訊，例如一個影像流或一個聲音流。
Representation : 用來表示不同的螢幕大小或碼率。也就是說 Dash 會根據使用者現在的狀態來決定要去抓那一種影片 ( ex. 1080p or 720p )
SegmentBase : 實際聲音的聲音或影像檔案。

然後下面為某一段實際的 .mpd 檔，從這檔案可以知道它提供了 1080p 與 720p 的 mp4 影像。全部的檔案請拉到最下面的備註。

<MPD xmlns="urn:mpeg:DASH:schema:MPD:2011" mediaPresentationDuration="PT0H3M1.63S" minBufferTime="PT1.5S" profiles="urn:mpeg:dash:profile:isoff-on-demand:2011"
type="static">
  <Period duration="PT0H3M1.63S" start="PT0S">
    <AdaptationSet>
      <ContentComponent contentType="video" id="1" />
      <Representation bandwidth="4190760" codecs="avc1.640028" height="1080" id="1" mimeType="video/mp4" width="1920">
        <BaseURL>car-20120827-89.mp4</BaseURL>
        <SegmentBase indexRange="674-1149">
          <Initialization range="0-673" />
        </SegmentBase>
      </Representation>
      <Representation bandwidth="2073921" codecs="avc1.4d401f" height="720" id="2" mimeType="video/mp4" width="1280">
        <BaseURL>car-20120827-88.mp4</BaseURL>
        <SegmentBase indexRange="708-1183">
          <Initialization range="0-707" />
        </SegmentBase>
      </Representation>

3. 聽眾向 HTTP Server 請求 .mpd 檔

4. 然後根據 .mpd 開始去請求一小段一小段的 .mp4 檔。

MPEG-DASH 特點總結

它的概念基本上與 HLS 差不多，因此延遲度也差不多。
它有提供動態選擇碼率 ( ex. 1080p or 720p )。
它可以支持任何的編碼格式 (ex. H.26X or VPX )。
以 HTTP 為基礎，所以看影片暢通無比。
Youtube、Facebook 是他的愛用者。

目前現在還是比較多 HLS 使用者，推測主要的原因是因為它先出來，而且又有大蘋果這個靠山，你想想蘋果的設備在這世界佔了多少。

參考資料

備註

<MPD xmlns="urn:mpeg:DASH:schema:MPD:2011" mediaPresentationDuration="PT0H3M1.63S" minBufferTime="PT1.5S" profiles="urn:mpeg:dash:profile:isoff-on-demand:2011"
type="static">
  <Period duration="PT0H3M1.63S" start="PT0S">
    <AdaptationSet>
      <ContentComponent contentType="video" id="1" />
      <Representation bandwidth="4190760" codecs="avc1.640028" height="1080" id="1" mimeType="video/mp4" width="1920">
        <BaseURL>car-20120827-89.mp4</BaseURL>
        <SegmentBase indexRange="674-1149">
          <Initialization range="0-673" />
        </SegmentBase>
      </Representation>
      <Representation bandwidth="2073921" codecs="avc1.4d401f" height="720" id="2" mimeType="video/mp4" width="1280">
        <BaseURL>car-20120827-88.mp4</BaseURL>
        <SegmentBase indexRange="708-1183">
          <Initialization range="0-707" />
        </SegmentBase>
      </Representation>
      <Representation bandwidth="869460" codecs="avc1.4d401e" height="480" id="3" mimeType="video/mp4" width="854">
        <BaseURL>car-20120827-87.mp4</BaseURL>
        <SegmentBase indexRange="708-1183">
          <Initialization range="0-707" />
        </SegmentBase>
      </Representation>
      <Representation bandwidth="686521" codecs="avc1.4d401e" height="360" id="4" mimeType="video/mp4" width="640">
        <BaseURL>car-20120827-86.mp4</BaseURL>
        <SegmentBase indexRange="708-1183">
          <Initialization range="0-707" />
        </SegmentBase>
      </Representation>
      <Representation bandwidth="264835" codecs="avc1.4d4015" height="240" id="5" mimeType="video/mp4" width="426">
        <BaseURL>car-20120827-85.mp4</BaseURL>
        <SegmentBase indexRange="672-1147">
          <Initialization range="0-671" />
        </SegmentBase>
      </Representation>
      <Representation bandwidth="100000" codecs="avc1.4d4015" height="144" id="5" mimeType="video/mp4" width="256">
        <BaseURL>car-20120827-160.mp4</BaseURL>
        <SegmentBase indexRange="671-1146">
          <Initialization range="0-670" />
        </SegmentBase>
      </Representation>
    </AdaptationSet>
    <AdaptationSet>
      <ContentComponent contentType="audio" id="2" />
      <Representation bandwidth="127236" codecs="mp4a.40.2" id="6" mimeType="audio/mp4" numChannels="2" sampleRate="44100">
        <BaseURL>car-20120827-8c.mp4</BaseURL>
        <SegmentBase indexRange="592-851">
          <Initialization range="0-591" />
        </SegmentBase>
      </Representation>
      <Representation bandwidth="255236" codecs="mp4a.40.2" id="7" mimeType="audio/mp4" numChannels="2" sampleRate="44100">
        <BaseURL>car-20120827-8d.mp4</BaseURL>
        <SegmentBase indexRange="592-851">
          <Initialization range="0-591" />
        </SegmentBase>
      </Representation>
      <Representation bandwidth="31749" codecs="mp4a.40.5" id="8" mimeType="audio/mp4" numChannels="1" sampleRate="22050">
        <BaseURL>car-20120827-8b.mp4</BaseURL>
        <SegmentBase indexRange="592-851">
          <Initialization range="0-591" />
        </SegmentBase>
      </Representation>
    </AdaptationSet>
  </Period>
</MPD>