本文将带您探索直播是什么、它是如何工作的以及如何在您自己的企业或组织中使用它。我们先看一个典型的直播架构，然后详细讲解构成直播管道的转码、封装、DRM、广告插入、基于CDN的传输、播放等服务。

注：直播管道包含各种组件、工具和系统，但为了控制文章长度，我不会在文章中提及。例如，我不会在文章中深入解释OBS Studio、摄像头、麦克风、绿屏、图像、叠加、渲染、后处理、字幕等。但请继续关注我的文章，稍后我会带你深入探讨。

介绍完了，让我们一起开始直播之旅吧！

采集并传送视频到流媒体软件或平台

直播第一步就是通过摄像头采集视频。相机分辨率、配置和性能取决于应用程序。如果您要向朋友直播，也许笔记本电脑内置的摄像头就足够了。但如果是音乐会或体育赛事的直播，那么你最好使用专业设备（灯光、摄像机和其他专用设备等）。

在政治集会、音乐会、体育赛事等大型活动中，摄像机信号通过卫星通过OB Vans（室外视频转播车）传输到广播电台。这些地方/国家广播电台收到视频后，会对视频进行处理，包括添加图像、石板（类似于拍摄电影时使用的石板，以图像或短视频的形式插入直播中）、广告和提示文字，然后视频被发送到直播管道进行转码等操作。

对于较小规模的视频制作，可以直接使用OBS Studio 等专用软件在计算机上实时处理摄像机输入（包括添加图像、板片等），然后通过以下方式进行现场压缩（或在云端压缩）：专业的直播平台。

下一部分我们将学习直播中最重要的内容，——视频转码。

视频转码

视频编码是一门减小视频数据的大小或比特率而不对其质量（在人类视觉感知下）产生不利影响的科学，也称为压缩。视频转码是指对压缩文件进行重新编码，但它增加了在编码之前对传入视频进行解码的额外步骤。

通常，视频转码器具有许多功能，例如能够：

对H.264/AVC、HEVC、AV1、VP9等不同视频编解码器的比特率进行编码和解码。在不同容器格式（mp4、ts、fmp4、WebM、mkv 等）之间进行转换，通过调整（放大和缩小）视频大小来生成不同分辨率的输出。这对于ABR 和多速率广播至关重要。例如，1080p 输入可用于生成1080p、720p、640p 和480p 输出。视频转码是通过一系列称为视频编解码器的算法和工具来实现的。这些编解码器是通过众多公司和个人不断的讨论、辩论和实验而开发的。一旦视频编解码器标准化，任何人都可以购买许可证并根据该标准开发编解码器。市场上流行的视频编解码器包括H.264/AVC、HEVC、AV1、VP9、LCEVC、VVC、EVC等。

使用HLS和MPEG-DASH的ABR技术

转码后，编码的比特流被发送到包装器并创建符合ABR 的视频流。

什么是ABR？ ABR是视频传输中的一项技术：视频传输可以根据播放器的带宽和缓冲情况进行自适应调整。如果播放器的带宽条件好，那么就会请求高质量的视频版本；如果播放器的带宽突然下降或缓冲增加，则播放器将请求较低质量的视频以防止过度缓冲。

MPEG-DASH和HLS（HTTP Live Streaming）是主流的基于HTTP的自适应码率流媒体传输协议

为了支持通过HTTP 的ABR 视频流，需要转换转码器的输出。将其转换为HLS 或MPEG-DASH 兼容视频流的过程称为封装。封装过程包括：将视频分割成多个切片，然后记录视频切片编号、传送顺序、辅助信息、元数据等信息，并将这些记录放入所谓的清单（DASH）或播放列表（HLS）文件中。

该列表首先发送给玩家。按照清单的指示，视频播放器可以根据其缓存状态和可用带宽适当地请求视频切片。

使用DRM 和内容保护技术可以保护封装视频免遭盗版和盗窃。我们将在下一节中讨论这一点。

直播中的数字版权管理（DRM）

DRM（数字版权管理）是指保护视频内容免遭盗版、非法重播、非法下载并防止其他未经授权的视频内容消费的系统或技术。

DRM 如何运作？

DRM 使用对称加密算法（对称密钥算法）来加密视频内容。对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密。首先，内容通过密钥（通常是AES-128）加密，然后传输到客户端。该密钥由专用服务器提供，安全可靠。当客户端想要播放加密视频时，必须向DRM服务器发送请求以获取解密密钥。服务器对客户端进行认证，如果客户端通过认证，服务器将解密密钥和权限规则发送给客户端。收到解密密钥后，客户端使用名为CDM（内容解密模块）的安全软件对视频进行解密和解码，然后将其安全发送到屏幕。视频服务提供商可以配置多种许可规则来控制观看视频的人员、时间和地点。在大多数商业DRM 实施中，您可以：

阻止来自某些国家/地区的观看者允许在特定时间访问内容阻止用户将电影投射到屏幕上阻止免费用户观看付费内容阻止在某些设备上播放

直播中的广告插入

AVOD（基于广告的视频点播）是一种视频点播商业模式，通过在视频流中插入广告来产生收入。

按理来说，AVOD服务是免费观看的，因为视频服务提供商已经从你的每一次观看或点击中赚钱。但他们将广告捆绑到免费增值服务中，因此您需要订阅才能观看无广告的内容。

VAST（Video Ad Serving Template，视频广告服务模板）和VPAID（Video Player-Ad Interface Definition，视频播放器广告接口定义）是主要的广告服务标准，由IAB（Interactive Advertising Bureau，互联网广告局）制定。通过使用这些标准，整个广告生态系统在创建、编辑、服务和跟踪广告的过程中紧密合作。

在广告投放方面，视频中插入广告的方式有两种：CSAI（Client-Side Ad Insertion，客户端广告插入）和SSAI（Server-Side Ad Insertion，服务器端广告插入）。

CSAI 是指从视频播放器向响应广告创意的广告服务器进行调用。因此，CSAI 是玩家驱动的。 SSAI是指直接在视频流中插入（拼接）广告，而不需要调用服务器接收广告。 SSAI 的优点是它能够绕过广告拦截器（因为广告是由服务器而不是客户端发起的）。但是播放器如何知道何时播放视频呢？通过清单或播放列表发送给播放器的信息已使用广告插播信息进行了修改，因此清单将明确指定广告何时播放、从何处获取以及将广告跟踪数据发送到何处。

我可以在哪里插入广告？广告可以在视频播放前（前贴片）、视频播放期间（中贴片）或视频结束后（后贴片）插入。插入位置的选择取决于视频服务提供商想要使用的广告位置组合。他们还可以选择将视频组合到Ad-pods（YouTube推出的一种广告产品，允许广告商在广告时间播放两个连续的广告。）。

直播中的CDN

CDN（Content Delivery Networks，内容分发网络）是分布在世界各地的服务器，用于快速有效地传输直播视频。 CDN位于视频播放器和源站之间，负责跨地理区域分发视频内容。 CDN通过有效调节流量、防止服务器过载、减少延迟来保证流畅的观看体验。

下面简单介绍一下直播时CDN的工作原理：

经过转码、封装、DRM 和广告插入后，视频流最终被发送到源端（基本上是Web 服务器）。 CDN中配置源站URL（即可用视频流所在地址）。视频播放器被编程为从CDN 请求视频片段，而不是直接从源请求视频片段。下次另一个视频播放器请求相同的视频片段时，CDN 首先检查缓存以查看请求的内容是否已被缓存。如果已经缓存，则CDN将分发缓存的视频；如果没有缓存，CDN会请求源站发送视频切片。

以下是直播时使用CDN的好处：

可扩展的视频传输减少延迟和缓存减少源站负载提高视频质量保护源站免受DDoS 攻击

多屏视频回放

到目前为止，我们已经讨论了转码、封装、使用DRM 保护视频以及将其插入视频中广告或广告标签，将视频存储在源上并设置CDN 进行分发，现在让我们学习如何开发一个播放器供人们播放和观看视频。

视频播放器有多种形状和尺寸，需要针对操作系统和环境进行定制。这是因为人们在不同的设备上观看视频，例如笔记本电脑、游戏机、智能手机（iOS、Android）、智能电视、平板电脑和电视机顶盒（Roku、Chromecast、Amazon Fire TV）。由于这种多样化的生态系统，视频播放器的开发和维护需要多种编程技能，包括使用不同编程语言进行编程、了解DRM、广告插入和API 使用。

我们来看看不同平台上使用的视频播放器：

Android：Exoplayer iOS、tvOS：适用于联网电视的AVPlayer Roku（用Brightscript 编写）、Amazon Fire TV 和Chromecast Web/HTML5 三星电视AVPlayer 适用于Tizen OS 和LG WebOS 播放器

还有一些开源播放器，例如Exoplayer、VideoJS、HLS.js、Dash.js 和Shaka 播放器。除此之外，许多公司还提供付费视频播放器并提供支持。这些商业播放器需要测试与HLS、DASH、DRM、广告插入和字幕的兼容性，并且（通常）附带用于收集播放信息的扩展API。

视频分析：QoE和QoS

整个世界都靠数据运转，您的直播平台也不例外。直播视频提供商应使用分析服务系统或构建自己的分析系统来收集直播的使用情况、QoE 和QoS 数据。

这些数据不仅告诉您服务的执行情况，还证明视频流管道的每个部分都可以通过正确的数据质量和数量进行优化。

播放器中收集的最重要的数据包括：

延迟或首屏延迟：测量用户按下播放按钮后视频出现所需的时间。缓冲时间：视频缓冲所需的时间。缓冲比率：播放特定量的视频后，缓冲时间是多长？播放次数（开始次数） 完成次数视频开始前退出：用户按下播放按钮后，用户会在第一帧显示之前退出吗？如果出现这种情况，原因是什么？对于AVOD 提供商来说，跟踪广告填充率、广告QoE、完成率、完成四分位数等（用于优化和交付）非常重要。

订阅和付费服务

订阅和支付服务对于管理订阅者、接受付款和跟进续订是必需的。他们可以保证您的PVOD、SVOD和TVOD（PPV）业务的正常运营。当大多数人想象如何构建直播系统时，他们只能想到编码器和CDN，但事实上，计费、支付、订阅等辅助服务对于构建和运营您的业务也至关重要！

TVOD（按次付费）提供商还需要此类服务和工具来管理支付、（仅）允许付费用户访问内容、在特定时间限制访问并施加某些限制。这些可以通过支付处理服务、订阅管理服务和附加租赁协议的DRM 来实现。

与直接从现有提供商购买这些服务相比，重新发明轮子并花费100 个小时自行构建这些订阅管理和支付服务是没有意义的。

结语

如您所见，直播需要许多紧密配合的移动组件才能提供出色的用户体验。您可以使用开源或COTS 应用程序自行设置所有组件，也可以选择包含这些组件的OVP（在线视频平台）以快速上线。

DIY 和购买现成产品之间总是需要权衡，例如成本、上市时间、维护成本和质量。最好在仔细调查影响您业务的所有因素后在两者之间做出决定。

我希望本文为您提供有用的信息，帮助您了解直播及其工作原理。下次再见，祝大家直播愉快！

致谢

原文链接：

https://ottverse.com/what-is-live-streaming-how-does-livestreaming-work/

进一步阅读：

Easy Tech：什么是I帧、P帧、B帧？

为什么要使用CDN进行直播？

了解ABR 及其工作原理

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用户评论

景忧丶枫涩帘淞幕雨

看了这篇文章，对直播行业有了更深入的了解，感觉现在的直播不仅仅是娱乐，还有很多商业运作在里面。直播带货真的挺火的，我得赶紧研究一下怎么参与进去。

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?亡梦爱人

标题里的“运作方式”讲得太明白了，以前总是觉得直播很神秘，现在一看原来这么简单，以后可以自己尝试开了。

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各自安好ぃ

直播这个行业真是日新月异，这篇文章让我对直播的运作方式有了全新的认识，看来得重新审视一下我对直播的看法了。

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最迷人的危险

文章中对直播的运作方式描述得挺详细的，不过感觉还是有些地方没讲透，希望作者能出一篇续集深入探讨。

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空巷

以前对直播行业一直抱有偏见，但看了这篇文章后，我觉得直播其实也可以是一门正能量的职业，希望更多人能正确看待直播。

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ˉ夨落旳尐孩。

这篇文章对直播的运作方式讲解得很全面，我算是彻底明白了。不过，感觉直播的内容质量参差不齐，希望监管部门能加强管理。

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可儿

看了这篇文章，对直播行业的运作方式有了更清晰的认识，但同时也感到有些担忧，担心这个行业会被过度商业化。

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凉凉凉”凉但是人心

直播行业的发展速度太快了，这篇文章让我意识到其中的机遇和挑战。我觉得自己也可以尝试做直播，说不定能找到新的职业方向。

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命该如此

对于刚接触直播的人来说，这篇文章真的很实用。希望作者能继续分享更多关于直播行业的知识和技巧。

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逃避

直播的运作方式确实很复杂，这篇文章让我明白了其中的门道。不过，我还是觉得直播行业需要更多的规范，防止乱象。

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拉扯

这篇文章让我对直播有了全新的认识，原来直播不仅仅是主播和观众，还有那么多的幕后工作者。感谢作者的分享。

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厌归人

直播行业的水太深了，看了这篇文章后，我更不敢轻易尝试了。感觉需要有一定的资源和背景才能在这个行业立足。

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败类

感觉直播的运作方式越来越像是一场秀，观众们更注重的是娱乐效果，而不是内容本身。有点失望。

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折木

这篇文章让我对直播有了更深入的了解，也让我意识到自己对这个行业的误解。感谢作者的澄清。

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ヅ她的身影若隐若现

直播的运作方式虽然复杂，但我觉得只要用心，还是可以在这个行业找到自己的位置。希望这篇文章能激励更多人加入直播行业。

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良人凉人

直播行业的发展让我看到了很多机会，但同时也担心这个行业会像其他新兴行业一样，迅速膨胀后走向衰落。

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你tm的滚

这篇文章让我对直播的运作方式有了更全面的了解，也让我对未来的直播行业充满了期待。希望作者能继续关注并分享更多资讯。

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風景綫つ

直播行业确实需要更多的规范和引导，这篇文章让我看到了一些希望。希望监管部门能尽快出台相关政策。

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