为什么直播系统不用 RTP 协议

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soolaugust
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发布于: 2020 年 08 月 18 日
为什么直播系统不用RTP协议

本文转自“雨夜随笔”公众号,欢迎关注



直播技术的背后--RTMP协议 文章中,我们讨论了目前主流的直播系统,大部分都会采用RTMP作为推流甚至于拉流的技术。但是当我们去了解目前的音视频通话时,会发现他们背后的技术是一种叫做RTP(Real-time Transport Protocol)的技术。而我们日常使用微信或者钉钉等进行音视频通话时,会发现延迟很低,基本在1s内。而RTMP协议,就是优化到极限,才能保证延迟在1s内,而且还是权衡之后舍弃了其他的功能。



那么我们可能会想:为什么我们不能直接使用RTP协议来实现我们的直播系统呢?就像知乎上这位同学的提问:





可靠性

首先我们看一下目前主流的音视频传输协议在网络结构中的位置:



协议图



我们可以看到目前主流的RTMP和HLS都是采用TCP作为传输协议的基础,TCP的优点就是可靠,缺点当然也很明显,就是需要三次握手。而UDP的优点是简单,不需要建立连接,缺点就是不可靠。



所以基于UDP之上的拓展协议RTP同样不保证可靠性,不保证服务的QoS(服务质量)。这个在官方定义中就声明过。那么如果想要保证RTP的可靠性,就需要RTP的伴生协议--RTCP(Real-time Transport Control Protocol),即实时传输控制协议,负责控制RTP协议的内容。RTCP定期在参加者之间传输控制数据,RTCP的主要功能是为保证RTP的QoS。



image.png



所以如果我们想要单单依靠RTP协议来实现直播系统,并不能保证直播系统的可靠性。



注:这里我们将RTP定义为传输层(L4)协议,在网上很多地方会将RTP作为L5,L6甚至L7的网络协议。但是单单就RTP本身,更像是UDP的一个拓展协议,所以我们依旧把它当作传输层协议。



兼容性



当然了解直播内容的同学会问:目前WebRTC为RTP协议提供了很好的应用层支持,使得基于WebRTC的音视频通话系统的可靠性和实时性都得到了保证。为什么我们不能使用WebRTC作为直播技术的选型?



一方面基于RTMP和HLS的直播技术的支持更为成熟,大部分推流工具或者客户端都支持RTMP协议,而拉流可以通过HTTP-FLV的方式进行拉流,浏览器老的可以采用flash的方式来播放直播流,新的可以通过flv.js等新型工具进行拉流。而移动端或者苹果等其他第三方系统都有成熟的RTMP或者HTTP方式的拉流SDK。可以说基于RTMP等技术的生态已经非常成熟了。



而WebRTC的兼容性如下:





所以WebRTC并不能保证所有终端和浏览器都能正常使用,这点也是很多平台没有采用RTP以及基于它的WebRTC技术作为直播技术的选型。



未来

但是WebRTC的延迟性低对于直播领域是一个很大的吸引力,虽然兼容性现在还有待完善,但是各个平台正在逐步完善,并且越来越多的人开始关注WebRTC,并提供了各种各样的解决方案。虽然这些方案都不尽完善,但是我很相信在未来WebRTC肯定能得到更为长足的发展。



WebRTC具有很大的兼容性问题,直接使用会出现下面几个问题:

  1. WebRTC 使用的是点对点传输,虽然节约了服务器资源的开销,但实际使用时也带来了传输质量的问题,比如跨国以及跨运营商网络之间的传输质量往往很难保证,在错综复杂的网络条件下,表现也很难让人满意。并且如何处理多人拉流和混流也是一个极具挑战的问题,目前还没有很好的开源解决方案。

  2. WebRTC 在移动端的表现也很差。由于早期缺少对于 H.264 编解码器的支持,导致移动端的解码效率很低,在中低端手机根本无法正常支持。

  3. 浏览器的兼容性导致直接用WebRTC进行商用变得不可能。



但是目前很多基于WebRTC的二次研发让我们看到了WebRTC用于直播的未来,比如淘宝直播就采用WebRTC作为直播的技术选项,如下:





可以看出淘宝在WebRTC的技术上做了深层定制开发,但是这些对于中小型公司或者非专业领域的公司来说,想基于WebRTC来做直播系统是一件挑战性非常大的工作。



总结

目前RTP或者基于上面的WebRTC直接使用作为直播技术的挑战性非常高,还缺乏成熟的开源工具和生态。但是RTP的低延迟特性使得很多大厂正在进行二次开发。所以RTP不是不可以作为直播平台的技术选项,只是目前缺乏很好的支持,需要自己进行定制开发的部分较多。并且还需要考虑WebRTC目前的兼容性问题。所以对于想要实现直播系统的同学,目前不推荐直接使用RTP或者WebRTC作为技术选型。



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公众号:雨夜随笔 2018.09.21 加入

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