bardzo wygodne i efektywne organizowanie transmisji dla du\u017cych odbiorc\u00f3w, dzi\u0119ki mo\u017cliwo\u015bci jednorazowego za\u0142adowania segment\u00f3w na CDN.<\/li>\n<\/ul>\n\nPomimo ca\u0142ej prostoty silnika, nie wszystko w nim jest tak p\u0142ynne, jak si\u0119 wydaje. G\u0142\u00f3wnym problemem jest to, \u017ce deweloperzy zewn\u0119trznych odtwarzaczy odeszli od zalece\u0144 Apple, na przyk\u0142ad w zakresie obs\u0142ugiwanych format\u00f3w audio. W szczeg\u00f3lno\u015bci wielu deweloper\u00f3w zacz\u0119\u0142o dodawa\u0107 mo\u017cliwo\u015b\u0107 pracy z popularnymi strumieniami audio: mpeg2 video, mpeg2 audio itd. W rezultacie trzeba by\u0142o stworzy\u0107 r\u00f3\u017cne formaty list odtwarzania dla r\u00f3\u017cnych odtwarzaczy.<\/p>\n
Jednak jednym z najwi\u0119kszych problem\u00f3w silnika HLS jest du\u017ca op\u00f3\u017anienie w przesy\u0142aniu danych.<\/p>\n
Przyczyny \"zaci\u0119\u0107\"<\/h2>\n \nG\u0142\u00f3wn\u0105 przyczyn\u0105 wysokiego op\u00f3\u017anienia w HLS jest to, \u017ce programi\u015bci stworzyli silnik z my\u015bl\u0105 o uzyskaniu jak najwy\u017cszej jako\u015bci obrazu. Dlatego parametry u\u017cywanego interwa\u0142u klatek i obj\u0119to\u015b\u0107 bufora odtwarzania po prostu nie pasuj\u0105 do prowadzenia transmisji wideo na \u017cywo. W wyniku tego wyst\u0119puje stosunkowo wysokie op\u00f3\u017anienie w przesy\u0142aniu wideo, kt\u00f3re mo\u017ce wynosi\u0107 5-7 sekund.<\/p>\n
Z jednej strony to niespecjalnie du\u017co, na przyk\u0142ad dla tych, kt\u00f3rzy ogl\u0105daj\u0105 film z serwera wideo. Ale dla system\u00f3w monitoringu op\u00f3\u017anienie w przesy\u0142aniu wideo mo\u017ce mie\u0107 ogromne znaczenie.<\/p>\n
Je\u015bli obserwujesz biuro, w kt\u00f3rym pracownicy co godzin\u0119 odrywaj\u0105 si\u0119 od monitor\u00f3w, to 5 sekund op\u00f3\u017anienia nie ma wi\u0119kszego znaczenia. Jednak ludzie zacz\u0119li narzeka\u0107, \u017ce na przyk\u0142ad podczas transmisji meczu pi\u0142karskiego w czacie ju\u017c napisano GOOOOL, a na wideo tego jeszcze nie ma :). Ju\u017c mamy kilka przypadk\u00f3w u\u017cytkownik\u00f3w, gdzie Ivideon musi prawie zast\u0105pi\u0107 skype.<\/p>\n
Czy mo\u017cna pokona\u0107 op\u00f3\u017anienie w HLS? Odpowied\u017a na to pytanie brzmi jak wyst\u0105pienie do\u015bwiadczonego zwalczyciela szczur\u00f3w na wyk\u0142adzie przed pocz\u0105tkuj\u0105cymi deratyzatorami: \"Szczur\u00f3w nie da si\u0119 wyeliminowa\u0107, ale ich populacj\u0119 mo\u017cna zredukowa\u0107 do rozs\u0105dnego minimum\". Tak i z op\u00f3\u017anieniem w HLS, nie da si\u0119 go zredukowa\u0107 do zera, ale na rynku s\u0105 rozwi\u0105zania, kt\u00f3re pozwalaj\u0105 znacznie zmniejszy\u0107 op\u00f3\u017anienie.<\/p>\n
Ma\u0142e segmenty<\/h2>\n \nKolejnym minusem silnika jest u\u017cycie ma\u0142ych plik\u00f3w do przesy\u0142ania danych. Wydawa\u0142oby si\u0119, \u017ce co w tym z\u0142ego?<\/p>\n
Ka\u017cdy, kto pr\u00f3bowa\u0142 skopiowa\u0107 du\u017c\u0105 liczb\u0119 ma\u0142ych plik\u00f3w z jednego no\u015bnika na inny, na pewno zauwa\u017cy\u0142, \u017ce pr\u0119dko\u015b\u0107 zapisu takiego zestawu jest znacznie ni\u017csza ni\u017c w przypadku jednego du\u017cego pliku o tej samej obj\u0119to\u015bci. Intensywno\u015b\u0107 odwo\u0142a\u0144 do dysku twardego r\u00f3wnie\u017c znacznie wzrasta, co og\u00f3lnie negatywnie wp\u0142ywa na wydajno\u015b\u0107 ca\u0142ego komputera. Dlatego przesy\u0142anie danych wideo w postaci ma\u0142ych 10-sekundowych fragment\u00f3w tak\u017ce przyczynia si\u0119 do zwi\u0119kszonego op\u00f3\u017anienia silnika.<\/p>\n
Podsumujmy wszystkie zalety i wady technologii HLS.<\/p>\n
Zalety HLS:<\/b><\/p>\n\nMo\u017cliwo\u015b\u0107 pracy z dowolnymi urz\u0105dzeniami. Mo\u017cesz ogl\u0105da\u0107 wideo na ka\u017cdym nowoczesnym urz\u0105dzeniu, czy to smartfonie, tablecie, laptopie czy komputerze stacjonarnym. Wa\u017cne, aby przegl\u0105darka internetowa by\u0142a nowoczesnej wersji i by\u0142a zgodna z HTML5 oraz Media Source Extensions.<\/li>\n Doskona\u0142a jako\u015b\u0107 obrazu. U\u017cywana funkcja adaptacyjnego przesy\u0142ania danych pozwala dynamicznie zmienia\u0107 jako\u015b\u0107 przesy\u0142anego obrazu w zale\u017cno\u015bci od pasma przepustowo\u015bci po\u0142\u0105czenia internetowego, przy czym algorytm stara si\u0119 zachowa\u0107 maksymaln\u0105 jako\u015b\u0107.<\/li>\n Brak potrzeby skomplikowanej konfiguracji sprz\u0119tu u\u017cytkownika.<\/li>\n<\/ol>\n\nWady:<\/b><\/p>\n\nOgraniczone wsparcie dla dzia\u0142ania silnika na niekt\u00f3rych urz\u0105dzeniach.<\/li>\n Wysokie op\u00f3\u017anienia w przesy\u0142aniu obrazu.<\/li>\n Znaczny wzrost koszt\u00f3w operacyjnych i trudno\u015bci w optymalizacji z powodu u\u017cycia ma\u0142ych plik\u00f3w. Z powodu specyfiki pojemnika nigdy nie b\u0119dziemy mogli uzyska\u0107 op\u00f3\u017anienia mniejszego ni\u017c rozmiar segmentu.<\/li>\n<\/ol>\n\nWady HLS przewy\u017cszy\u0142y dla nas jego zalety i zmusi\u0142y nas do poszukiwania alternatywnych rozwi\u0105za\u0144.<\/p>\n
Czym jest WebRTC<\/h2>\n \nc<\/noindex>)<\/p>\nPlatforma WebRTC zosta\u0142a opracowana przez Google w 2011 roku, aby przesy\u0142a\u0107 strumieniowe dane wideo i audio mi\u0119dzy przegl\u0105darkami a aplikacjami mobilnymi z minimalnym op\u00f3\u017anieniem. W tym celu u\u017cywany jest standardowy protok\u00f3\u0142 UDP oraz specjalne algorytmy zarz\u0105dzania strumieniem. Dzi\u015b jest to projekt o otwartym kodzie \u017ar\u00f3d\u0142owym, kt\u00f3ry jest aktywnie wspierany i rozwijany przez Google.<\/p>\n
WebRTC to zestaw technologii do transmisji wideo i d\u017awi\u0119ku peer-to-peer. Oznacza to, \u017ce na przyk\u0142ad przegl\u0105darki u\u017cytkownik\u00f3w mog\u0105 przesy\u0142a\u0107 dane bezpo\u015brednio do siebie za po\u015brednictwem WebRTC, bez u\u017cycia zdalnych serwer\u00f3w do przechowywania i przetwarzania danych. Wszystkie informacje s\u0105 tak\u017ce przetwarzane przez przegl\u0105darki i aplikacje mobilne ko\u0144cowych u\u017cytkownik\u00f3w.<\/p>\n
Wygod\u0119 i du\u017c\u0105 funkcjonalno\u015b\u0107 tej technologii docenili programi\u015bci wszystkich popularnych przegl\u0105darek. Dzi\u015b wsparcie dla WebRTC jest realizowane w Mozilla Firefox, Operze, Google Chrome (i wszystkich przegl\u0105darkach opartych na Chromium), a tak\u017ce w aplikacjach mobilnych na Androida i iOS.<\/p>\n
Pomimo wszystkich swoich niew\u0105tpliwych zalet, WebRTC ma kilka istotnych wad. <\/p>\n
Trudno\u015bci w wyborze<\/h2>\n \nTechnologia WebRTC jest znacznie bardziej skomplikowana pod wzgl\u0119dem interakcji sieciowych, poniewa\u017c jest oparta na P2P. Trudno j\u0105 debugowa\u0107 i testowa\u0107, mo\u017ce dzia\u0142a\u0107 w spos\u00f3b nieprzewidywalny. Musimy te\u017c pokonywa\u0107 NAT i zapory sieciowe, zapewniaj\u0105c funkcjonowanie w sieciach, w kt\u00f3rych UDP jest zablokowane.<\/p>\n
Realizacja WebRTC od Google jest bardzo trudna w u\u017cyciu. Istnieje nawet ca\u0142a firma, kt\u00f3ra \u015bwiadczy us\u0142ugi w zakresie budowy SDK. Dodatkowo implementacja od Google by\u0142a bardzo trudna do zintegrowania z naszym systemem w taki spos\u00f3b, aby nie trzeba by\u0142o przetwarza\u0107 ca\u0142ego wideo.<\/p>\n
Jednak od dawna chcieli\u015bmy da\u0107 u\u017cytkownikom mo\u017cliwo\u015b\u0107 pracy z pe\u0142noprawnym, 'na \u017cywo' wideo i zminimalizowa\u0107 op\u00f3\u017anienia obrazu na ekranie w por\u00f3wnaniu z rzeczywistymi wydarzeniami. Co wi\u0119cej, chcieli\u015bmy u\u0142atwi\u0107 korzystanie z kamer PTZ, w kt\u00f3rych op\u00f3\u017anienia maj\u0105 kluczowe znaczenie.<\/p>\n
Bior\u0105c pod uwag\u0119, \u017ce inne implementacje walki z lagami maj\u0105 ograniczon\u0105 funkcjonalno\u015b\u0107 i dzia\u0142aj\u0105 zauwa\u017calnie gorzej, postanowili\u015bmy skorzysta\u0107 z WebRTC. <\/p>\n
Co zrobili\u015bmy<\/h2>\n \n
Aby WebRTC dzia\u0142a\u0142o poprawnie, nale\u017cy najpierw przeprowadzi\u0107 modernizacj\u0119 technologii stosu do pracy z wideo w Internecie. I to zrobili\u015bmy.<\/p>\n
Najpierw zrealizowali\u015bmy serwer sygnalizacyjny protoko\u0142u WebRTC oparty na Websocket oraz wdro\u017cyli\u015bmy serwer peer WebRTC w chmurze na podstawie SDK webrtc.org. Jego zadaniem jest dostarczanie strumieni wideo do klienckich peer\u00f3w WebRTC w formacie H.264 + Opus\/G.711 bez transkodowania wideo.<\/p>\n
Wyb\u00f3r Websocket jako protoko\u0142u sygnalizacyjnego wynika z jego solidnego wsparcia w popularnych przegl\u0105darkach internetowych. Dzi\u0119ki temu mo\u017cna znacz\u0105co zmniejszy\u0107 zar\u00f3wno koszty rozwoju, jak i czas oraz zasoby potrzebne na powtarzaj\u0105ce si\u0119 zestawienia TCP i TLS w por\u00f3wnaniu do AJAX.<\/p>\n
Faktem jest, \u017ce domy\u015blnie WebRTC nie dostarcza protoko\u0142u sygnalizacyjnego, kt\u00f3ry jest niezb\u0119dny do prawid\u0142owego ustawienia, wsparcia i zako\u0144czenia wideo rozmowy w czasie rzeczywistym mi\u0119dzy aplikacjami \u017ar\u00f3d\u0142owymi a klienckimi.<\/p>\n
Aby samodzielnie zaimplementowa\u0107 technologi\u0119 sygnalizacji, musieli\u015bmy opracowa\u0107 w\u0142asny serwer sygnalizacyjny obs\u0142uguj\u0105cy r\u00f3\u017cne protoko\u0142y internetowe (Websockt, WebRTC). A tak\u017ce z mo\u017cliwo\u015bci\u0105 bezpiecznego zarz\u0105dzania sesjami i powiadomieniami w czasie rzeczywistym, zarz\u0105dzania wideo i wieloma innymi parametrami.<\/p>\n
Ograniczenia P2P pokonali\u015bmy, zmniejszaj\u0105c op\u00f3\u017anienia nie poprzez P2P, ale poprzez UDP i zarz\u0105dzanie strumieniem, kt\u00f3re koncentruje si\u0119 na redukcji op\u00f3\u017anie\u0144. To r\u00f3wnie\u017c jest zawarte w WebRTC, poniewa\u017c g\u0142\u00f3wnym zastosowaniem s\u0105 rozmowy p2p przez przegl\u0105dark\u0119.<\/p>\n
W mobilnym kliencie zaimplementowali\u015bmy odtwarzacz z u\u017cyciem SDK webrtc.org, poniewa\u017c tylko w nim prawid\u0142owo zaimplementowano zarz\u0105dzanie strumieniem, s\u0105 wszystkie znane schematy Forward Error Correction (FEC), a mechanizm ponownej wysy\u0142ki pakiet\u00f3w dzia\u0142a poprawnie we wszystkich przegl\u0105darkach. Nie bez znaczenia jest r\u00f3wnie\u017c fakt, \u017ce SDK webrtc.org jest aktywnie rozwijane przez Google.<\/p>\n
Jaki jest wynik wdro\u017cenia WebRTC?<\/h2>\n \n
![\"WebRTC](\"\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/d185b546f5fc4c15021481c0cc2fedbd.jpeg\")