P2P直播平台

  1. 项目说明
  2. 项目规划
    1. 开发进度
      1. 服务器端
  3. 使用说明
  4. 项目所需技术
    1. 服务器端
      1. FLV
      2. RTMP
        1. RTMP握手协议
        2. RTMP推流协议部分
          1. Message Chunk
  5. 文件说明

项目说明

使用C++17标准 Windows和Centos平台均使用gcc8.3编译通过正常使用

仅v1.0.0 版本支持Windows

运行后在两个推流者四个观看者情况下 占用内存6Mb CPU使用极低

支持IPV4和IPV6

服务器端代码量 4000余行

HttpFlv拉流的播放器目前测试通过PotPlayer, VLC, flv.js

RTMP推流播放器仅测试过Obs

网络部分学习自 https://github.com/chenshuo/muduo

跨平台支持学习自 https://github.com/balloonwj/flamingo

HTTP包装 RTMP解析 FLV解析 参考自网络相关文档

项目规划

开发轻量级Linux端的支持Rtmp推流HttpFlv拉流的服务端

项目不打算开发UI方面的功能, 视频将使用第三方的支持HttpFlv拉流的播放器来播放(如PotPlayer, flv.js)

开发进度

服务器端

支持多个RTMP推流者推流(已完成)

支持多个HTTP-FLV拉流者拉取对应的流观看(已完成)

推流者身份鉴定 Mysql查询账号密码(已完成)

多线程支持(开发完成)

完善的日志库(开发完成)

使用说明

安装Mysql库

yum install mysql-devel

配置main.cpp文件

// 修改数据库配置 main.cpp
if (!user_mapper_.Initialize(
"127.0.0.1", "lsmg", "123456789", "live"))
{
exit(-1);
}

// 可将main.cpp user_mapper_相关代码注释 修改OnAuthenticate函数 不使用Mysql配置

编译执行文件
下载源代码后在Windows平台或者Linux平台编译

git clone https://github.com/HiganFish/LiveBroadcast.git

cd LiveBroadcast/

mkdir build && cd build

cmake ..

make -j4

生成运行文件LiveBroadcastServer

运行服务器

./LiveBroadcastServer 4000 4100 # 4000 Rtmp推流端口 4100 HTTP-FLV拉流端口

Obs推流

# 设置->推流->服务器
rtmp://[::1]:4000/test-push # 注意 rtmp和http链接的对应关系 默认是相同的路径为同一个房间
rtmp://127.0.0.1:4000/test-push # 可以在main.cpp中修改映射关系

HTTP-FLV拉流

http://[::1]:4000/test-push # 注意 rtmp和http链接的对应关系 默认是相同的路径为同一个房间
http://127.0.0.1:4000/test-push # 可以在main.cpp中修改映射关系

项目所需技术

服务器端

FLV

FLV文件由一个FileHeader起头 后面为若干个FileTag 直到文件结束前四个字节
最后四个字节是上一个FileTag的大小减去4

FLV文件格式

class FileHeader
{
char flv[3]; // FLV
uint8_t version; // 1
uint8_t type_flags; // 5
uint32_t header_length; // 9
};

class FileTag
{
uint32_t previous_tag_size; // 不含previous_tag_size sizeof 上一个Tag - 4
uint8_t tag_type; // 音频 8 视频 9 scripts 18
uint8_t data_size[3]; // AudioTag VideoTag 的数据长度 从stream_id后开始算起
uint8_t timestamp[3];
uint8_t timestamp_extend;
uint8_t stream_id[3]; // 0

char* data;
};

前三个Tag可以认为有特殊作用 所以单独说一下

以后的所有Tag均为音视频数据

FileHeader file_header; // 每次开始都要发送一次
FileTag info_tag; // 每次开始都要发送一次
FileTag sps_pps_tag; // 每次开始都要发送一次 第一个视频tag存储编码信息
FileTag audio_tag; // 每次开始都要发送一次 第一个音频tag存储编码信息

FileTag data[N]; // 真正的数据部分

每次有观看者客户端连接的时候 都要发送一次file_header,info_tagsps_pps_tag 以及audio_tag之后便是数据部分

RTMP

RTMP握手协议

Obs客户端首先会发送C1 服务器端直接将C1作为S1发送回去, Obs会发送C2 服务端继续发送C1作为S2 握手成功

商定窗口大小

-->
connect

<-- Window Acknowledgement Size 5000000
[02 00 00 00 00 00 04 05 00 00 00 00 00 4c 4b 40]


<-- Set Peer Bandwidth 5000000,Dynamic|Set Chunk Size 4096|_result('NetConnection.Connect.Success')
[02 00 00 00 00 00 05 06 00 00 00 00 00 4c 4b 40 02]
[02 00 00 00 00 00 04 01 00 00 00 00 00 00 10 00]
[03 00 00 00 00 00 be 14 00 00 00 00 02 00 07 5f 72 65 73 75 6c 74 00 3f f0 00 00 00 00 00 00 03 00 06 66 6d 73 56 65 72 02 00 0d 46 4d 53 2f 33 2c 30 2c 31 2c 31 32 33 00 0c 63 61 70 61 62 69 6c 69 74 69 65 73 00 40 3f 00 00 00 00 00 00 00 00 09 03 00 05 6c 65 76 65 6c 02 00 06 73 74 61 74 75 73 00 04 63 6f 64 65 02 00 1d 4e 65 74 43 6f 6e 6e 65 63 74 69 6f 6e 2e 43 6f 6e 6e 65 63 74 2e 53 75 63 63 65 73 73 00 0b 64 65 73 63 72 69 70 74 69 6f 6e 02 00 15 43 6f 6e 6e 65 63 74 69 6f 6e 20 73 75 63 63 65 65 64 65 64 2e 00 0e 6f 62 6a 65 63 74 45 6e 63 6f 64 69 6e 67 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 09]

建立流

-->
releaseStream 此包中包含Obs设置的推流密钥 可用于获取后身份鉴定
FCPublish
createStream
<-- _result()
[03 00 00 00 00 00 1d 14 00 00 00 00 02 00 07 5f 72 65 73 75 6c 74 00 40 10 00 00 00 00 00 00 05 00 3f f0 00 00 00 00 00 00]




-->
publish
<-- onStatus('NetStream.Publish.Start')
[05 00 00 00 00 00 69 14 01 00 00 00 02 00 08 6f 6e 53 74 61 74 75 73 00 00 00 00 00 00 00 00 00 05 03 00 05 6c 65 76 65 6c 02 00 06 73 74 61 74 75 73 00 04 63 6f 64 65 02 00 17 4e 65 74 53 74 72 65 61 6d 2e 50 75 62 6c 69 73 68 2e 53 74 61 72 74 00 0b 64 65 73 63 72 69 70 74 69 6f 6e 02 00 10 53 74 61 72 74 20 70 75 62 6c 69 73 68 69 6e 67 00 00 09]

至此连接建立完毕, Obs开始推流

RTMP推流协议部分

RTMP的消息单元称为Message单个Message太大被拆分为多块 包装在Message Chunk中发送

所以服务器端需要从TCP流中获取Message Chunk组装出Message 再从Message中获取到音视频数据

Message Chunk

Message Chunk = Message Chunk Header + Chunk Data

Message Chunk Header = Basic Header + Message Header + extern timestamp

如以下例子

0000   04 00 00 00 00 00 31 09 01 00 00 00 17 00 00 00
0010 00 01 64 00 28 ff e1 00 1d 67 64 00 28 ac d9 40
0020 78 02 27 e5 9a 80 80 80 a0 00 00 03 00 20 00 00
0030 07 91 e3 06 32 c0 01 00 04 68 ef bc b0

Basic Header

04 = 00  00 0100// fmt = 0 csid = 4

1字节 初期只关注csid为4的数据部分, 因为csid为4时对应音视频数据

Message Header

fmt = 0 11字节

00 00 00 // timestamp
00 00 31 // msglength
09 // typeid 9视频
01 00 00 00 // 小端存储 message stream id

fmt = 1 7字节

00 00 00 // timestamp 前一个块时间戳与当前块时间戳的差值,即相对时间戳
00 00 31 // msglength
09 // typeid 9视频
// 不含 message stream id 此时块与之前的块取相同的消息流ID

fmt = 2 3字节

00 00 00 // timestamp 前一个块时间戳与当前块时间戳的差值,即相对时间戳
// 不含 msglength 与前一个相同
// 09 不含typeid 9视频
// 不含 message stream id 此时块与之前的块取相同的消息流ID

fmt = 3 0字节

不含头 一个消息被分成多个的时候 使用这个类型

至于Chunk Data就是Flv的data部分

Obs发送@SetDataFrame()其中Data为info_tag的data部分
Obs发送Audio Data其中Data为audio_tag的data部分 音频数据包
Obs发送Video Data其中Data为sps_pps_tag的data部分 视频数据包

之后便是正常画面声音的Flv数据发送.

文件说明

├── CMakeLists.txt
├── main.cpp
├── mapper 包装mysql 提供用户验证
│   ├── UserMapper.cpp
│   └── UserMapper.h
├── mysql 包装基础mysql api
│   ├── DbMysql.cpp
│   ├── DbMysql.h
│   ├── Field.cpp
│   ├── Field.h
│   ├── QueryResult.cpp
│   └── QueryResult.h
├── network 网络相关
│   ├── Acceptor.cpp
│   ├── Acceptor.h
│   ├── Callback.h
│   ├── Channel.cpp
│   ├── Channel.h
│   ├── Connector.cpp
│   ├── Connector.h
│   ├── EventLoop.cpp
│   ├── EventLoop.h
│   ├── EventLoopThread.cpp
│   ├── EventLoopThread.h
│   ├── EventLoopThreadPool.cpp
│   ├── EventLoopThreadPool.h
│   ├── InetAddress.cpp
│   ├── InetAddress.h
│   ├── multiplexing 多路复用
│   │   ├── Epoll.cpp
│   │   ├── Epoll.h
│   │   ├── MultiplexingBase.cpp
│   │   ├── MultiplexingBase.h
│   │   ├── Select.cpp
│   │   └── Select.h
│   ├── protocol Rtmp和HttpFlv连接管理
│   │   ├── RtmpClientConnection.cpp
│   │   ├── RtmpClientConnection.h
│   │   ├── RtmpServerConnection.cpp
│   │   └── RtmpServerConnection.h
│   ├── Socket.cpp
│   ├── Socket.h
│   ├── SocketOps.cpp
│   ├── SocketOps.h
│   ├── TcpClient.cpp
│   ├── TcpClient.h
│   ├── TcpConnection.cpp
│   ├── TcpConnection.h
│   ├── TcpServer.cpp
│   └── TcpServer.h
├── README.md
├── test 测试文件
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── Connector
│   │   └── ConnectorTest.cpp
│   ├── DbMysql
│   │   └── DbMysqlTest.cpp
│   ├── EventLoopThread
│   │   └── EventLoopThreadTest.cpp
│   ├── Logger
│   │   └── LoggerTest.cpp
│   ├── Main
│   │   ├── 2.data.back
│   │   └── MainTest.cpp
│   ├── TcpServer
│   │   └── TcpServerTest.cpp
│   ├── Thread
│   │   └── ThreadTest.cpp
│   └── UserMapper
│   ├── live_user.sql
│   └── UserMapperTest.cpp
├── thread 线程库包装
│   ├── Condition.cpp
│   ├── Condition.h
│   ├── CurrentThread.cpp
│   ├── CurrentThread.h
│   ├── Mutex.cpp
│   ├── Mutex.h
│   ├── Thread.cpp
│   ├── Thread.h
│   ├── ThreadPool.cpp
│   └── ThreadPool.h
└── utils
├── Buffer.cpp
├── Buffer.h
├── codec Rtmp和Flv的编解码器
│   ├── FlvCodec.cpp
│   ├── FlvCodec.h
│   ├── FlvManager.cpp
│   ├── FlvManager.h
│   ├── RtmpCodec.cpp
│   ├── RtmpCodec.h
│   ├── RtmpManager.cpp
│   ├── RtmpManager.h
│   └── test
│   ├── FlvManagerTest.cpp
│   └── RtmpManagerTest.cpp
├── File.cpp
├── File.h
├── Format.cpp
├── Format.h
├── Logger.cpp
├── Logger.h
├── Timestamp.cpp
└── Timestamp.h

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