HLS (HTTP Live Streaming) ist ein äußerst beliebtes Kommunikationsprotokoll für das Streaming von Medieninhalten. Es wurde von Apple entwickelt und ist Teil von QuickTime, Safari, OS X und iOS-Software. Dieses Protokoll ermöglicht das Aufteilen eines Streams in kleine Teile, die nacheinander über HTTP heruntergeladen werden. Der Vorteil dabei ist, dass der Strom kontinuierlich ist und theoretisch endlos sein könnte.
Warum ist HLS so beliebt?
HLS bietet eine Reihe von Vorteilen, die es zu einer beliebten Wahl für das Streaming von Videos machen. Einer dieser Vorteile ist die Tatsache, dass alle internetfähigen Geräte das HTTP-Protokoll unterstützen. Dadurch ist es einfacher zu implementieren als Streaming-Protokolle, die spezielle Server erfordern. Darüber hinaus kann das HLS-Streaming die Videoqualität je nach Netzwerkbedingungen erhöhen oder verringern, ohne die Wiedergabe zu unterbrechen. Dies ermöglicht eine adaptive Videobereitstellung, bei der sich die Videoqualität während der Wiedergabe an die Netzwerkbedingungen anpasst. Dadurch wird verhindert, dass die Videowiedergabe bei langsamen Netzwerkverbindungen vollständig unterbrochen wird.
Wie funktioniert HLS?
HLS spielt eine entscheidende Rolle im Live-Streaming-Prozess. Der Ablauf des Live-Streamings ist wie folgt:
- Erfassungsgeräte wie Kameras und Mikrofone nehmen Inhalte auf.
- Die Inhalte werden von den Erfassungsgeräten an einen Live-Video-Encoder gesendet.
- Der Encoder überträgt die Inhalte über das RTMP-Protokoll an die Videohosting-Plattform.
- Die Videohosting-Plattform verwendet HLS-Ingest, um die Inhalte an den HTML5-Videoplayer zu senden.
Um diese Prozesse durchzuführen, werden zwei grundlegende Softwarelösungen benötigt: ein HLS-Encoder für Live-Videos und eine leistungsstarke Videohosting-Plattform. Beide müssen die erforderlichen Protokolle und Funktionen unterstützen, um das Streaming von Videos mit HLS zu ermöglichen.
Die HLS-Architektur
HLS verwendet einen Standard-Webserver, um Video auf Abruf zu verbreiten. Es erfordert jedoch spezielle Software, um das Streaming von Inhalten in Echtzeit zu ermöglichen.
Server-Teil
Im Server-Teil wird das eingehende Material kodiert und in ein für die Zustellung geeignetes Format umgewandelt. Anschließend wird das Material segmentiert, um es für die Verteilung vorzubereiten. Die Medien werden in Chunks und eine Indexdatei (Wiedergabeliste) unterteilt. Dabei wird das Video in H.264 und der Ton in MP3, HE-AAC oder AC-3 kodiert. Alle diese Daten werden in einen MPEG-2-Transportstrom eingefügt, der später ausgeliefert wird. Die Inhalte in MPEG-2 TS werden in gleich lange Abschnitte segmentiert und in .ts-Dateien geschrieben. Es wird auch eine Indexdatei erstellt, die Verweise auf Slices oder andere Indexdateien enthält und als .m3u8-Datei gespeichert wird.
Verteilung
Der Server arbeitet wie ein Standard-Webserver, nimmt Anfragen von Clients entgegen und liefert alles, was für die Wiedergabe benötigt wird.
Kunde
Der Kunde fordert alle Dateien an und lädt sie herunter, um dem Nutzer einen kontinuierlichen Videostrom zu liefern. Die Client-Software lädt zuerst die Indexdatei über eine URL herunter und dann mehrere verfügbare Mediendateien. Die Wiedergabesoftware fügt alles in einer Sequenz zusammen, um das Video abzuspielen. Es gibt zwei Betriebsarten für HLS: “On-Demand” und Live-Streaming. Im “On-Demand”-Modus enthält die Wiedergabeliste Links zu allen Fragmenten, vom ersten bis zum letzten. Im Live-Modus bezieht sich die Wiedergabeliste nur auf die letzten Fragmente, und diese ändern sich von Patch zu Patch, um den aktuellen Stand der Sendung widerzuspiegeln.
HLS unterstützt auch die adaptive Bitrate, eine Technik, bei der mehrere gleichzeitige Streams verfügbar sind. Diese Streams sind mit unterschiedlichen Bitraten und Merkmalen kodiert und ermöglichen es dem Client, je nach Netzwerkbedingungen zwischen ihnen zu wählen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass HLS (HTTP Live Streaming) nicht nur das am weitesten verbreitete, sondern auch eines der ältesten HTTP-Videoübertragungsprotokolle ist. Es bietet eine einfache Implementierung über das weit verbreitete HTTP-Protokoll und ermöglicht die Anpassung der Videoqualität an die Netzwerkbedingungen.
