WebSocket+MSE——HTML5直播技术解析-

当前为了满足比较火热的移动 Web 端直播需求，一系列的 HTML5 直播技术迅速的发展起来。

常见的可用于 HTML5 的直播技术有 HLS、WebSocket 与 WebRTC。今天我向大家介绍WebSocket 与 MSE 相关的技术要点，并在最后通过一个实例来展示具体用法。

文章大纲

• WebSocket 协议介绍

• WebSocket Client/Server API介绍

• MSE 介绍

• fMP4 介绍

• Demo 展示

WebSocket

通常的 Web 应用都是围绕着 HTTP 的请求/响应模型构建的。所有的 HTTP 通信都通过客户端来控制，由客户端向服务器发出一个请求，服务器接收和处理完毕后再返回结果给客户端，客户端将数据展现出来。由于这种模式不能满足实时应用需求，于是出现了 SSE、Comet 等 "服务器推" 的长连接技术。

WebSocket 是基于 TCP 连接之上的通信协议，可以在单个 TCP 连接上进行全双工的通信。WebSocket 在 2011 年被 IETF 定为标准 RFC 6455，并被 RFC 7936 补充规范，WebSocket API 被 W3C 定为标准。

WebSocket 是独立地创建在 TCP 上的协议，HTTP 协议中的那些概念都和 WebSocket 没有关联，唯一关联的是使用 HTTP 协议的 101 状态码进行协议切换时，使用的 TCP 端口是 80，可以绕过大多数防火墙的限制。

WebSocket 握手

为了更方便地部署新协议，HTTP/1.1 引入了 Upgrade 机制，使得客户端和服务端之间可以借助已有的HTTP语法升级到其它协议。这个机制在 RFC7230 的 6.7 Upgrade 一节中有详细描述。

要发起 HTTP/1.1 协议升级，客户端必须在请求头部中指定这两个字段 ▽

> Connection: Upgrade
Upgrade: protocol-name[/protocol-version]

> HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Connection: upgrade
Upgrade: protocol-name[/protocol-version]
[... data defined by new protocol ...]

WebSocket 握手就利用了这种 HTTP Upgrade 机制。一旦握手完成，后续数据传输直接在 TCP 上完成。

WebSocket Javascript API

目前主流的浏览器提供了 WebSocket 的 API 接口，可以发送消息（文本或者二进制）给服务器，并且接收事件驱动的响应数据。

Step1. 检查浏览器是否支持 WebSocket

> if(window.WebSocket) {
    // WebSocket代码
}

> var ws = new WebSocket(&＃39;ws://localhost:8327&＃39;);

分别注册 WebSocket 对象的 onopen、onclose、onerror 以及 onmessage 回调函数。

通过ws.send()来进行发送数据，这里不仅可以发送字符串，也可以发送 Blob 或 ArrayBuffer 类型的数据。

如果接收的是二进制数据，需要将连接对象的格式设为 blob 或 arraybuffer。

ws.binaryType = &＃39;arraybuffer&＃39;;

服务器端 WebSocket 库我推荐使用 Google 自己的 http://golang.org/x/net/websocket，可以非常方便的与 net/http 一起使用。也可以将 WebSocket 的 handler function 通过 websocket.Handler转换成 http.Handler，这样就可以跟 net/http 库一起使用了。

然后通过 websocket.Message.Receive 来接收数据，通过 websocket.Message.Send 来发送数据。

具体代码可以看下面的 Demo 部分。

MSE

在介绍 MSE 之前，我们先看看 HTML5

HTML5

• 不支持流

• 不支持 DRM 和加密

• 很难自定义控制, 以及保持跨浏览器的一致性

• 编解码和封装在不同浏览器支持不同

MSE 是解决 HTML5 的流问题。

Media Source Extensions（MSE）是 Chrome、Safari、Edge 等主流浏览器支持的一个新的Web API。MSE 是一个 W3C 标准，允许 Javascript 动态构建

通过使用 MSE，你可以动态地修改媒体流而不需要任何插件。这让前端Javascript可以做更多的事情—— 在 Javascript 进行转封装、处理，甚至转码。

虽然 MSE 不能让流直接传输到 media tags 上，但是 MSE 提供了构建跨浏览器播放器的核心技术，让浏览器通过Javascript API来推音视频到 media tags 上。

Browser Support

通过 caniuse 来检查是否浏览器支持情况。

MSE 本身的设计是不依赖任务特定的编解码和容器格式的，但是不同的浏览器支持程度是不一样的。

可以通过传递一个 MIME 类型的字符串到静态方法：

> MediaSource.isTypeSupported来检查。比如 ▽
MediaSource.isTypeSupported(&＃39;audio/mp3&＃39;); // false
MediaSource.isTypeSupported(&＃39;video/mp4&＃39;); // true
MediaSource.isTypeSupported(&＃39;video/mp4; codecs="avc1.4D4028, mp4a.40.2"&＃39;); // true

获取 Codec MIME string 的方法可以通过在线的 [mp4info](http://nickdesaulniers.github.io/mp4info)，或者使用命令行 mp4info test.mp4 | grep Codecs，可以得到类似如下结果 ▽

> mp4info fmp4.mp4| grep Codec
    Codecs String: mp4a.40.2
    Codecs String: avc1.42E01E

普通的 MP4 文件是不能和 MSE 一起使用的, 需要将 MP4 进行 fragment 化。

检查一个 MP4 是否已经 fragment 的方法 ▽

> mp4dump test.mp4 | grep "\[m"

> mp4dump nfmp4.mp4 | grep "\[m"
[mdat] size=8+50873
[moov] size=8+7804
  [mvhd] size=12+96
    [mdia] size=8+3335
      [mdhd] size=12+20
      [minf] size=8+3250
    [mdia] size=8+3975
      [mdhd] size=12+20
      [minf] size=8+3890
            [mp4a] size=8+82
    [meta] size=12+78

如果已经 fragment，会显示如下的类似信息 ▽

>  mp4dump fmp4.mp4 | grep "\[m" | head -n 30
[moov] size=8+1871
  [mvhd] size=12+96
    [mdia] size=8+312
      [mdhd] size=12+20
      [minf] size=8+219
            [mp4a] size=8+67
    [mdia] size=8+371
      [mdhd] size=12+20
      [minf] size=8+278
    [mdia] size=8+248
      [mdhd] size=12+20
      [minf] size=8+156
    [mdia] size=8+248
      [mdhd] size=12+20
      [minf] size=8+156
  [mvex] size=8+144
    [mehd] size=12+4
[moof] size=8+600
  [mfhd] size=12+4
[mdat] size=8+138679
[moof] size=8+536
  [mfhd] size=12+4
[mdat] size=8+24490
[moof] size=8+592
  [mfhd] size=12+4
[mdat] size=8+14444
[moof] size=8+312
  [mfhd] size=12+4
[mdat] size=8+1840
[moof] size=8+600

可以使用 FFmpeg 的 -movflags 来转换。

对于原始文件为非 MP4 文件 ▽

> ffmpeg -i trailer_1080p.mov -c:v copy -c:a copy -movflags frag_keyframe+empty_moov bunny_fragmented.mp4

对于原始文件已经是 MP4 文件 ▽

> ffmpeg -i non_fragmented.mp4 -movflags frag_keyframe+empty_moov fragmented.mp4

> mp4fragment input.mp4 output.mp4

最后阶段，展示两个demo，分别是 MSE Vod Demo、MSE Live Demo

MSE Vod Demo

展示利用 MSE 和 WebSocket 实现一个点播服务

后端读取一个 fMP4 文件，通过 WebSocket 发送给 MSE，进行播放

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以上就是WebSocket+MSE——HTML5 直播技术解析的详细内容，更多请关注 第一PHP社区 其它相关文章！