node-media-server

# Node-Media-Server 架构总览 ## 项目简介 Node-Media-Server 是一个高性能的 Node.js 实时流媒体服务器，支持多种流媒体协议和现代编解码器。本文档详细分析了整个项目的架构、工作流程和各个组件之间的关系。 ## 核心架构 ### 1. 系统层次结构 ``` ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ 应用层 (Application Layer) │ ├─────────────────┬─────────────────┬─────────────────────────┤ │ RTMP推流/播放 │ HTTP-FLV播放 │ WebSocket-FLV播放 │ │ (OBS/FFmpeg) │ (Web播放器) │ (Web播放器) │ └─────────────────┴─────────────────┴─────────────────────────┘ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ 协议层 (Protocol Layer) │ ├─────────────────┬─────────────────┬─────────────────────────┤ │ RTMP协议 │ FLV协议 │ WebSocket协议 │ │ (握手/分块) │ (标签格式) │ (帧格式) │ └─────────────────┴─────────────────┴─────────────────────────┘ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ 会话层 (Session Layer) │ ├─────────────────┬─────────────────┬─────────────────────────┤ │ RTMP Session │ FLV Session │ API Session │ │ (推流/播放) │ (HTTP/WS播放) │ (REST API) │ └─────────────────┴─────────────────┴─────────────────────────┘ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ 服务层 (Service Layer) │ ├─────────────────┬─────────────────┬─────────────────────────┤ │ RTMP Server │ HTTP Server │ Broadcast Server │ │ (TCP监听) │ (HTTP/WS监听) │ (流分发) │ └─────────────────┴─────────────────┴─────────────────────────┘ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ 核心层 (Core Layer) │ ├─────────────────┬─────────────────┬─────────────────────────┤ │ Context │ Logger │ Event System │ │ (全局状态) │ (日志系统) │ (事件管理) │ └─────────────────┴─────────────────┴─────────────────────────┘ ``` ### 2. 主要组件说明 #### 2.1 核心组件 (Core Components) **Context (`src/core/context.js`)** - 全局共享状态管理器 - 管理活跃会话 (sessions) - 管理广播流 (broadcasts) - 事件发射器 (eventEmitter) **Logger (`src/core/logger.js`)** - 统一日志记录系统 - 支持不同日志级别 - 结构化日志输出 **AVPacket (`src/core/avpacket.js`)** - 音视频数据包抽象 - 统一媒体数据格式 - 支持多种编解码器 #### 2.2 服务器组件 (Server Components) **NodeRtmpServer (`src/server/rtmp_server.js`)** - RTMP/RTMPS 服务器实现 - TCP/SSL 连接处理 - 支持标准1935端口和安全1936端口 **NodeHttpServer (`src/server/http_server.js`)** - HTTP/HTTPS 服务器 - 静态文件服务 - API 接口服务 - WebSocket 支持 **NodeRecordServer (`src/server/record_server.js`)** - 流录制功能 - 支持多种录制格式 - 自动分段录制 **NodeNotifyServer (`src/server/notify_server.js`)** - 推送通知系统 - 支持HTTP回调 - 事件通知机制 #### 2.3 会话组件 (Session Components) **BaseSession (`src/session/base_session.js`)** - 抽象会话基类 - 通用会话属性和方法 - 会话生命周期管理 **RtmpSession (`src/session/rtmp_session.js`)** - RTMP协议会话实现 - 推流和播放会话处理 - RTMP协议状态管理 **FlvSession (`src/session/flv_session.js`)** - FLV协议会话实现 - HTTP和WebSocket支持 - FLV流数据处理 #### 2.4 协议组件 (Protocol Components) **Rtmp (`src/protocol/rtmp.js`)** - RTMP协议完整实现 - 握手、分块、消息处理 - 支持增强RTMP FLV v1 **Flv (`src/protocol/flv.js`)** - FLV格式处理 - 标签解析和生成 - 现代编解码器支持 **Amf (`src/protocol/amf.js`)** - Action Message Format - 元数据序列化/反序列化 - 与Flash兼容的数据格式 ## 工作流程 ### 1. 服务器启动流程 ```mermaid graph TD A[bin/app.js 启动] --> B[加载配置文件] B --> C[安全处理: 替换默认密码] C --> D[创建 NodeMediaServer] D --> E[初始化全局上下文] E --> F[启动各个服务器组件] F --> G[RTMP 服务器: 1935/1936端口] F --> H[HTTP 服务器: 8000/8443端口] F --> I[录制服务器] F --> J[通知服务器] G --> K[服务器运行中] H --> K I --> K J --> K ``` ### 2. RTMP推流流程 ```mermaid graph TD A[推流客户端连接] --> B[TCP握手] B --> C[RTMP协议握手] C --> D[connect命令处理] D --> E[createStream命令] E --> F[publish命令] F --> G[创建广播服务器] G --> H[身份验证] H --> I[开始接收媒体数据] I --> J[解析为AVPacket] J --> K[转换为FLV/RTMP格式] K --> L[分发给所有订阅者] L --> M[更新GOP缓存] ``` ### 3. 多协议播放流程 ```mermaid graph TD A[播放客户端] --> B{协议类型} B -->|RTMP| C[RTMP握手] B -->|HTTP-FLV| D[HTTP请求] B -->|WebSocket-FLV| E[WebSocket连接] C --> F[创建RtmpSession] D --> G[创建FlvSession HTTP] E --> H[创建FlvSession WS] F --> I[获取广播服务器] G --> I H --> I I --> J[身份验证] J --> K[发送流头部数据] K --> L[发送GOP缓存] L --> M[实时流数据传输] ``` ### 4. API请求处理流程 ```mermaid graph TD A[API请求] --> B[Express路由] B --> C{是否需要认证} C -->|是| D[JWT中间件] C -->|否| E[直接处理] D --> F{令牌验证} F -->|成功| G[API处理器] F -->|失败| H[401未授权] G --> I[访问Context数据] I --> J[格式化响应] J --> K[返回JSON数据] E --> G ``` ## 关键特性 ### 1. 多协议支持 - **RTMP/RTMPS**: 标准推流协议，支持SSL加密 - **HTTP-FLV**: HTTP长连接播放，低延迟 - **WebSocket-FLV**: WebSocket播放，更好的浏览器兼容性 ### 2. 现代编解码器支持 - **视频**: H.264, H.265/HEVC, VP9, AV1 - **音频**: AAC, MP3, Opus - **增强RTMP FLV v1**: 原生支持现代编解码器 ### 3. 安全特性 - **HMAC-SHA256握手**: 安全的RTMP握手验证 - **TLS/SSL支持**: HTTPS、RTMPS加密传输 - **JWT认证**: REST API访问控制 - **流认证**: MD5签名的推流/播放认证 ### 4. 监控和管理 - **REST API**: 完整的流管理接口 - **实时统计**: 会话、流、系统性能监控 - **事件系统**: 全生命周期事件通知 - **日志系统**: 结构化日志记录 ### 5. 高性能设计 - **事件驱动**: 基于Node.js事件循环 - **内存优化**: GOP缓存管理，防止内存泄漏 - **并发处理**: 支持大量并发连接 - **协议转换**: 实时格式转换，低延迟 ## 配置系统 ### 配置文件结构 (`bin/config.json`) ```json { "rtmp": { "port": 1935, "rtmps": { "port": 1936, "key": "server.key", "cert": "server.crt" } }, "http": { "port": 8000, "https": { "port": 8443, "key": "server.key", "cert": "server.crt" } }, "auth": { "play": true, "publish": true, "secret": "your-secret-key" }, "jwt": { "users": [ {"username": "admin", "password": "admin", "role": "admin"} ] } } ``` ## 事件系统 ### 生命周期事件 - `preConnect`: 连接建立前 - `postConnect`: 连接建立后 - `prePublish`: 推流开始前 - `postPublish`: 推流开始后 - `prePlay`: 播放开始前 - `postPlay`: 播放开始后 - `donePublish`: 推流结束 - `donePlay`: 播放结束 ### 事件使用示例 ```javascript nms.on('prePublish', (session) => { console.log(`Stream ${session.streamPath} starting to publish`); }); nms.on('donePlay', (session) => { console.log(`Player ${session.id} stopped playing`); }); ``` ## 性能优化 ### 1. 内存管理 - GOP缓存大小限制 (4096帧) - 会话及时清理 - 流数据自动释放 ### 2. 网络优化 - TCP_NODELAY启用 - 缓冲区大小优化 - 零拷贝数据传输 ### 3. 编解码优化 - 硬件编码支持 - 快速格式转换 - 延迟优化算法这个架构设计确保了Node-Media-Server能够高效处理大规模实时流媒体需求，同时保持良好的可扩展性和维护性。