使用NGINX和NGINX Plus支持远程学习视频流

NGINX | 2020年4月16日

一年前，当F5宣布收购NGINX时，我非常激动。作为一名在F5工作多年的员工，我知道NGINX与F5非常契合。在双方最初的几次联合会议中，NGINX员工谈到了对我而言非常重要的一点：他们对“社区”的承诺。这让我更加确信自己的判断。加入NGINX团队担任产品经理后，我很高兴看到他们切实践行这一承诺，也有机会更深入地与社区合作。

新冠疫情期间，NGINX社区携手同行

从事开源工作的人通常用“社区”来指通过提交代码支持开源项目的人。虽然他们很重要，但只是NGINX社区的一小部分。那么，社区的其他成员是谁？我们同样重视以下这些人：

在您通过GitHub分享的项目中使用NGINX
借助NGINX向用户安全交付网站、应用和API
撰写有关安装和使用NGINX的博客文章
在公共论坛上帮助NGINX用户

近几个月来，NGINX社区成员齐心协力，互相支持，并帮助许多在COVID‑19疫情期间艰难维持运营的组织。许多人向我们推荐了可能受益于NGINX软件的网站，甚至投入时间并分享专业知识，帮助调整NGINX以实现理想性能。为尽一份力，我们发布了面向受COVID‑19影响的网站提供的免费资源，也很高兴看到社区积极帮助新的NGINX用户。

为帮助各组织应对流量增长并增加新功能，我们一直向抗疫一线的组织免费提供最多5个NGINX Plus实例，其中包括医疗服务机构、政府部门，以及与本博客最相关的学校、高校和专注于教育的非营利组织。我们发现，这些组织越来越多地采用一种您可能并不意外的用例：流式视频！

随着世界各地的学校停课并迅速实施远程教学，预计未来几周和几个月内，流媒体视频的使用量将呈指数级增长。在本文余下部分，我将介绍如何使用NGINX Open Source和NGINX Plus实现稳定、安全且可扩展的视频流传输。

特别感谢NGINX技术解决方案架构师James Jones为本博客录制配套演示视频！

使用NGINX Open Source进行视频直播和视频存储

我们的视频流解决方案利用了NGINX的实时消息传输协议（RTMP）模块。在本视频中，James将逐步讲解整个过程：

为了让您在观看James的演示时无需做笔记，我们已在以下各节中整理了所有命令和配置。

安装构建工具
安装依赖项
使用RTMP模块编译NGINX
配置NGINX
验证配置并启动NGINX
测试播放方法

重要提示：切勿忽视安全！

本博客介绍的NGINX配置不包含用于限制视频流观看者的安全措施。您可以结合观看者用于观看视频的前端应用，通过多种方式保护视频流，例如仅允许从特定IP地址访问，或要求观看者进行身份验证。

安装构建工具

编译NGINX之前，需要安装一些基本的构建工具：autoconf、gcc、git和make。要下载并安装这些工具，请运行适用于所用操作系统的命令（如果此处未列出，请参阅操作系统供应商的文档）。

对于Debian和Ubuntu：

$ sudo apt update$ sudo apt install build-essential git

对于CentOS、Oracle Linux和RHEL：

$ sudo yum update$ sudo yum groupinstall "Development Tools"
$ sudo yum install git

安装依赖项

构建NGINX还需要多个依赖项：Perl兼容正则表达式（PCRE）、OpenSSL，以及用于压缩的zlib。

使用包管理器安装依赖项

使用包管理器可以更轻松地下载和安装依赖项。请运行适用于您所用操作系统的命令（如果此处未列出，请参阅操作系统供应商的文档）。

对于Debian和Ubuntu：

$ sudo apt install libpcre3-dev libssl-dev zlib1g-dev

对于CentOS、Oracle Linux和RHEL：

$ sudo yum groupinstall pcre-devel zlib-devel openssl-devel

从源代码安装依赖项

如果您希望改为从源代码构建并安装依赖项，请参阅我们的说明。

使用RTMP模块编译NGINX

要完成构建，请克隆RTMP和NGINX的GitHub代码仓库，运行NGINX的configure命令，然后编译NGINX。

$ cd /path/to/build/dir$ git clone https://github.com/arut/nginx-rtmp-module.git
$ git clone https://github.com/nginx/nginx.git
$ cd nginx
$ ./auto/configure --add-module=../nginx-rtmp-module
$ make
$ sudo make install

配置NGINX

可以配置NGINX，使用HTTP实时流（HLS）和基于HTTP的动态自适应流（DASH）协议中的一种或两种来传输视频。这两种协议提供相同的功能，因此可根据偏好进行选择。如果不熟悉这些协议，请参阅Vidbeo博客上的“HLS与DASH”。

HLS配置

HLS配置如下。在演示视频的5:10处，James解释了这些指令的用途。

rtmp {     server { 
        listen 1935; 
        application live { 
            live on; 
            interleave on;
 
            hls on; 
            hls_path /tmp/hls; 
            hls_fragment 15s; 
        } 
    } 
} 
 
http { 
    default_type application/octet-stream;
 
    server { 
        listen 80; 
        location /tv { 
            root /tmp/hls; 
        } 
    }
 
    types {
        application/vnd.apple.mpegurl m3u8;
        video/mp2t ts;
        text/html html;
    } 
}

DASH配置

DASH的配置如下。在演示中，James将HLS和DASH合并到同一配置中，因为这两种协议的许多指令相同。

rtmp {     server { 
        listen 1935; 
        application live { 
            live on; 
            dash on; 
            dash_path /tmp/dash; 
            dash_fragment 15s; 
        } 
    } 
} 
 
http { 
    server { 
        listen 80; 
        location /tv { 
            root /tmp/dash; 
        } 
    }
 
    types {
        text/html html;
        application/dash+xml mpd;
    } 
}

验证配置并启动NGINX

建议始终验证NGINX配置，确保不存在语法错误。运行以下命令：

$ sudo nginx -tnginx: the configuration file filename syntax is ok
nginx: configuration file filename test is successful

然后运行以下命令以启动NGINX：

$ sudo nginx

测试播放方法

启动视频流。OBS Studio是一款常用的开源工具。通过配置自定义RTMP服务器，可以使用该工具将工作站上的内容直播到NGINX服务器。将OBS的流式传输地址配置为rtmp://NGINX_server/tv/tv2，其中NGINX_server是NGINX服务器的IP地址或主机名。无需流密钥。

James在演示中没有使用OBS，因为他是从文件而非实时源传输视频。他在9:30通过运行stream.sh脚本启动视频流。该脚本的内容如下：

ffmpeg -re -I bbb_sunflower_1080p_60fps_normal.mp4 -vcodec copy -loop -1 -c:a aac -b:a 160k -ar 44100 -strict -2 -f flv rtmp:192.168.1.138/live/bbb

他正在流式传输的视频（通过-I参数指定）是来自Big Buck Bunny的开源视频blender.org。有关其他参数的详细信息，请参阅ffmpeg文档。

视频开始流式传输后，可以测试NGINX是否使用已配置的协议正确提供视频。James打开了三个VLC媒体播放器实例，并访问每种播放方式对应的URL。在这些URL中，NGINX_server是其NGINX服务器的IP地址或主机名：

RTMP：rtmp://NGINX_server/live/bbb
HLS：http://NGINX_server/live/bbb.m3u8
DASH：http://NGINX_server/live/bbb.mpd

使用NGINX Plus改善用户体验

如果您正在构建视频库或课程，可能需要NGINX Open Source现有功能之外的能力。NGINX Plus提供扩展功能，可通过预构建模块提升性能和最终用户体验。您可以：

通过缓存视频支持更大规模
提供视频点播（VOD）服务
通过限制带宽来管理流媒体成本和容量

在COVID‑19疫情期间，NGINX向教育、政府公共部门和非营利组织提供最多5个NGINX Plus实例的一年期免费许可证（须经审核和批准）。有关详情，请参阅“面向受COVID‑19影响的网站提供的免费资源”。

要将RTMP模块集成到NGINX Plus中，请动态加载该模块。请参阅《NGINX Plus管理指南》。

在第二个演示中，James 展示了如何使用 Ansible 和 Terraform，轻松将 NGINX Plus 设置为三台视频服务器的负载均衡器：

如需访问James在第二个演示中使用的文件，请查看他的GitHub仓库。

携手同行

如果在实施视频流或任何其他用例时遇到问题，我们随时为您提供帮助。NGINX员工和社区正在关注Stack Overflow上的NGINX频道 ¹，并尽快回复问题和请求。

如果您所在的组织奋战在抗击疫情一线，并且有高级需求，则可能有资格获得上述NGINX Plus许可证以及更高级别的F5 DNS Load Balancer Cloud Service。有关详情，请参阅《面向受COVID‑19影响的网站提供的免费资源》。

另请查看该博客，了解如何利用NGINX和F5提供的免费资源，轻松提升网站性能。

¹Stack Overflow是第三方网站，与F5, Inc.无关联。对于发布在Stack Overflow或任何其他第三方网站上的内容（包括一般信息和针对问题提出的解决方案），F5及其关联公司不承担任何责任。

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Nina Forsyth

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