[WebRTC]打造P2P Live Streaming系統－龍之家族

引用網址：http://jamchen1025.blogspot.tw/2015/01/p2p-live-streaming.html

序－原因

Yo～
GOOGLE網誌第一篇，
碩論需要做這個，
給補習班撥放教學串流使用，
然後廠商有建議WebRTC這個東西，
所以就開始摸摸看囉！
希望到最後可以做出東西來，
因為做不出來就畢不了業啦啦啦啦！！

第1章－想法

首先我什麼都不知道阿QQ，
我只是一個寫Android的被抓來做這個東西，
所以第一步先把需求和使用者情境整理好！
之後就開始查一些背景知識，
列出一些Terminology，
然後會再把我了解的東西複製進來哈哈，
希望可以整理出頭緒來。

第2章－整理使用者情境

礙於不知道會不會有什麼敏感原因，
這章我就文字敘述系統的需求了，
希望儘量詳細一點。

目的：

補習班使用的Live Streaming系統。

使用情境：

老師端：網頁登入帳號－＞開啟視訊鏡頭－＞開啟節目－＞傳送視訊串流
學生端：網頁登入帳號－＞選擇節目－＞接收串流

硬體系統：
（這邊都還沒有融入WebRTC的東西，之後會再補上）

老師端：一般的電腦，發送串流到Edge Server。
學生端：一般的電腦，從Edge Server接收串流。N個學生端和Edge Server組成P2P Network，以減少Edge Server的頻寬用量。
Edge Server：接收老師端的串流再傳給學生端，管理與學生端P2P Network的Routing（誰要從誰那裏接收串流？）。系統有六台Edge Server，一個老師會傳送串流到一台Edge Server，如果該台Edge Server負荷過高，就會從這台Edge Server再傳給另一台Edge Server做分流，因此Edge Server之間也可能會連接起來。
Control Sever：負責跟老師端說要傳送串流到哪個Edge Server，跟學生端說要跟哪個Edge Server連線加入P2P Network，接受Edge Server上有那些課程與負荷的狀況，這裡因為角色的關係把Edge Server和Control Sever分開來，其實這一台Control Server應該是某一台Edge Server的工作之一。
WWW Server：架設使用者端要登入系統的網頁的網頁伺服器。

困惑的點：

Q：為什麼要自己做？市面沒有可用的方案嗎？
A：節省頻寬。（未完待續．．．）
Q：
A：

第3章－了解相關Terminology

Streaming
HLS
Video Chunk
WebRTC
CDN
P2P
Streaming Server
Web Server
Web Socket

第4章－找出現有Solution

再找資料的時候有找到一些參考方案和一些教學網頁，

貼在這邊分享：

WebRTC.org，官方網站，但是我不太知道怎麼從這裏面找資源...
http://www.webrtc.org/
MDN 的 WebRTC介紹，可以大概知道一下WebRTC有什麼東西。
https://developer.mozilla.org/zh-TW/docs/Web/Guide/API/WebRTC
SimpleWebRTC，幫你包好很多東西可以參考上面的範例熟悉一下WebRTC。
https://simplewebrtc.com/
W3C-WebRTC，Spec~~
http://dev.w3.org/2011/webrtc/editor/archives/20121019/webrtc.html
Git-Swem/WebRTC-on-LAN比較詳細的一個教學範例，有興趣可以去Trace裡面的code
https://gist.github.com/swem/9731203
WebRTC Fundamentals，要付費的教學影片
http://www.pluralsight.com/courses/description/webrtc-fundamentals
天镶的博客－目前正在參考的教學範例
http://lingyu.wang/tags/WebRTC/
Git-bemtv-好像就是給我這個系統用的哈哈...
https://github.com/bemtv/bemtv/wiki/tutorial

第5章－bemtv章-HLS

首先就上次找到的"bemtv"專案來研究一下！
在這個專案裡面，
大部分影像的傳輸、分段、處理使用HLS來實作，
WebRTC則是負責點對點傳送一小段一小段的影像片段，

HLS是什麼呢？
可以從參考資料1得知：
HLS跟WebRTC使用的SRTP、RTP不太一樣的是
在HLS直播中，Client端接收的不是一個完整的數據流，
HLS會在Server端將直播數據儲存為連續的、短時間的多媒體文件（MPEG-TS格式），
而Client端則只需要透過不斷的下載撥放這些小文件就可以實現直播，
這樣也導致了HLS的延遲會高於一般的流媒體直播協議。
另外作者也貼心的提供了實作HLS需要注意的技術點：

採集影音數據（WebRTC-getUserMedia()）
對原始數據進行H264編碼和AAC編碼
影音數據需封裝成MPEG-TS格式
HLS分段生成的策略以及m3u8影音索引文件
HTTP傳輸協議（WebRTC-RTCDatachannel）

(過了兩天後...)

後來再跟廠商確認系統的需求，

發現延遲只想容許1-1.5秒，

但是網路上搜尋一下HLS大部分推薦的都是把10秒切一個影像片段，

也就是最好的情況也會Delay10秒，
但是切成1秒對media server的負擔又過重...，

所以這幾天會Trace code看看能否修改成WebRTC的RTCPeerConnection，

直接傳送串流以減少延遲，

然後如果還是延遲的話可能就是再從bemtv的routing algorithm的程式碼了。

這邊貼一下我找到的參考資料，想玩HLS可以試試：

搭建HTTP Live Streaming直播系统
http://nmgfrank.com/?p=56
FFMPEG采集摄像头数据并切片为iPhone的HTTP Stream流
http://blog.csdn.net/langeldep/article/details/9855631
linux下搭建生成HLS所需的.ts和.m3u8文件http://www.cnblogs.com/mystory/archive/2013/04/07/3006200.html
Linux下用FFMPEG采集usb摄像头到RTMP
http://blog.sina.com.cn/s/blog_3cb6a78c0100xgo7.html

第6章－確認系統中各角色的功能

首先先確認一下系統的功能，
之後若有改變也會在這邊更新。

Web Server
負責架設給老師與學生登入並撥放或觀看直播的網頁。
Signal Server
負責兩個點之間的交換SDP(session description)的連線。
Media Server
負責接收老師端的串流並且轉傳給學生端。
Control Server
負責控制系統的Routing algorithm（Server、Client：S-S、S-C、C-C）。

參考資料：

媒體協議介紹（rtp/rtcp/rtsp/rtmp/mms/hls）
http://bem.tv/
https://github.com/muaz-khan/WebRTC-Scalable-Broadcast
https://github.com/muaz-khan/WebRTC-Experiment/tree/master/webrtc-broadcasting
https://github.com/muaz-khan/WebRTC-Experiment/issues/2

第7章－Janus WebRTC Gateway

久未更新...
碩論真的好難呀~
最後streaming server是採用janus webrtc gateway，
他的程式滿寫的滿易懂得，
有提供多種plugin(功能)，
像是1 to many，1 to 1，等使用情境，
稍微修改一下也可以讓streaming server之間傳遞streaming，
所以採用了這個來當streaming server了。
雖然很抱歉，不過這邊就不詳述了。
有興趣的話可以自己去研究ㄧ下，
"打造P2P Live Streaming系統"就到這邊結束了QQ，
如果之後有機會在深入研究的話會再做更新的。
Goodbye~

參考資料：

Demo site
https://janus.conf.meetecho.com/
Github
https://github.com/meetecho/janus-gateway
Google Group
https://groups.google.com/forum/#!forum/meetecho-janus

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