网络视频传输技术入门：从压缩编码到流媒体分发
现在大家看在线视频、直播、视频通话都很顺畅，但很少有人想过，一段几GB的高清视频是怎么通过网络流畅传到你手机上的。网络视频传输是一整套技术的组合，涉及视频压缩、封装、传输协议、CDN分发等多个环节。今天帮大家把这个链路理一理。
视频传输的第一步是压缩。原始视频数据量太大，一个1080P的视频每秒就要几百MB，根本没法在网络上传输。所以必须用视频编码技术压缩。常用的编码标准有H.264、H.265、AV1。H.264是目前最通用的，兼容性最好；H.265压缩率更高，同样画质体积能小一半；AV1是新一代开源编码，免专利费，压缩率比H.265还高。编码的核心思路是利用空间冗余、时间冗余和视觉冗余，去掉人眼不敏感的信息。
压缩后的视频流要封装成容器格式，方便传输和播放。常用的容器格式有MP4、FLV、TS、WebM。MP4是最通用的，几乎所有设备都支持。FLV以前是Flash时代的主流，现在逐渐被淘汰。TS（Transport Stream）是流媒体直播常用的格式，它把视频切成一个个小片段，每个片段独立可解码，丢了一个不影响后面。WebM是Google推的开源格式，主要搭配VP9或AV1编码。
传输协议是视频从服务器到播放器的"运输方式"。早期的视频传输用HTTP渐进式下载，就是整个MP4文件边下边播，缺点是不能跳转、不能自适应码率。现在主流的流媒体协议有HLS、DASH、RTMP。HLS是苹果推的，把视频切成TS片段，用M3U8索引文件管理，支持自适应码率，兼容性好但延迟较高（一般10秒以上）。DASH跟HLS类似，是国际标准，支持更多编码格式。RTMP是Adobe的协议，延迟低（1到3秒），以前是直播的主流，但需要Flash支持，现在逐渐被WebRTC和SRT取代。
直播对延迟要求高，常用RTMP、WebRTC、SRT这些低延迟协议。RTMP基于TCP，延迟1到3秒，但需要专门的服务器。WebRTC是浏览器原生支持的实时通信协议，延迟可以做到1秒以内，适合互动直播。SRT是基于UDP的协议，抗丢包能力强，适合弱网环境下的直播。现在很多直播平台用RTMP推流、HLS拉流的组合，兼顾推流稳定性和播放兼容性。
CDN（内容分发网络）是视频传输的"加速器"。视频服务器一般在少数几个机房，如果用户都去那里取视频，服务器会扛不住。CDN把视频缓存到全国各地的边缘节点，用户访问时从就近的边缘节点取数据，速度快、延迟低。CDN还要处理负载均衡、防盗链、转码等任务。大的视频平台会同时用多家CDN，根据用户位置和网络情况智能调度。
视频传输的质量受很多因素影响：网络带宽、延迟、丢包率。播放器会根据网络情况自适应切换码率，网络好的时候看1080P，网络差的时候自动降到720P甚至480P，保证不卡顿。这个自适应功能靠流媒体协议的多码率支持实现。未来随着5G和千兆宽带的普及，4K甚至8K在线视频会越来越多，对视频压缩和传输技术的要求也会越来越高。
下一篇：没有了