Nginx 中 ngx_http_mp4_module 模块的使用

2023-10-24 07:58:13

一、概述

模块 ngx_http_mp4_module 为 H.264/AAC 文件（主要是以 .mp4、.m4v、和.m4a 为扩展名的文件）提供伪流媒体服务端支持。

伪流媒体是与 Flash 播放器一起配合使用的。播放器向服务端发送 HTTP 请求，请求中的查询串是以开始时间为参数的（以 start 简单命名，并以秒为单位指定），而服务端以流响应，这样流的开始位置就能于请求中的时间相对应。例如：

http://example.com/elephants_dream.mp4?start=238.88

这允许在任何时间执行随机搜索，或在时间线中间开始播放。

二、实现随机访问

为了支持随机访问，H.264格式会将元数据放到 "moov atom"中。 "moov atom" 是文件的一部分，放有整个文件的索引信息。为了开启回放，播放器首先需要读取元数据。这是通过发送一 start=0 为参数请求来完成的。许多编码软件会将元数据插入到文件末尾，这样做对伪流媒体来说是不好的：元数据需要在文件开始时定位好，否则整个文件需要下载完才能开始播放。如果文件组织的很好（将元数据放到文件开头），那么 nginx 仅仅返回文件的内容，否则，nginx 不得不读取文件并准备一个新的流，将元数据放在媒体数据前面，这将导致一些CPU，内存，磁盘I/O开销。所以一个比较好的做法是为伪流媒体准备文件，而不是让 nginx 处理请求时去处理。

对于匹配有非零 start 参数的请求，nginx 从文件中读取元数据，从请求的偏移位置开始准备流数据发送给客户端。这与上面描述的情况有同样的开销。如果匹配的请求没有包含 start 参数，就不会有额外开销，而文件仅仅是以静态资源被发送。一些播放器也支持字节范围请求，所以就根本不需要这个模块。

该模块还支持设置播放结束点的 HTTP 请求 (1.5.13) 的 end 参数。 end 参数可以与 start 参数一起指定，也可以单独指定，如下：
http://example.com/elephants_dream.mp4?start=238.88&end=555.55
对于具有非零 start 或 end 参数的匹配请求，nginx 将从文件中读取元数据，准备具有请求时间范围的流，并将其发送到客户端。这具有与上述相同的开销。

如果 start 参数指向非关键视频帧，则该视频的开头将被破坏。为了解决这个问题，视频可以在开始点之前加上关键帧以及它们之间的所有中间帧。这些帧将使用编辑列表 (1.21.4) 从播放中隐藏。
如果匹配的请求不包含 start 和 end 参数，则没有开销，文件仅作为静态资源发送。一些播放器还支持字节范围请求，因此不需要此模块。

这个模块默认是不安装的，需要通过 --with-http_mp4_module 来配置开启。假如你在使用第三方的 mp4 模块，一定要关闭该模块。一个简单的支持 FLV 文件的伪流媒体由模块 ngx_http_flv_module 提供。

三、实例

location /video/ {
    mp4;
    mp4_buffer_size     1m;
    mp4_max_buffer_size 5m;
}

1、mp4 指令

语法: mp4;
默认值: —
上下文: location
配置开启该模块处理当前路径。

2、mp4_buffer_size 指令

语法: mp4_buffer_size size;
默认值: mp4_buffer_size 512K;
上下文: http, server, location
设置处理MP4文件的初始内存大小。

3、mp4_max_buffer_size 指令

语法: mp4_max_buffer_size size;
默认值: mp4_max_buffer_size 10M;
上下文: http, server, location
在处理元数据时，可能必需较大的缓存。它的大小不能超过size指定的值，否则nginx将会返回服务器错误， 500 (Internal Server Error)，并记录如下日志：

"/some/movie/file.mp4" mp4 moov atom is too large:
12583268, you may want to increase mp4_max_buffer_size"

4、mp4_limit_rate 指令

语法：mp4_limit_rate on | off | factor;
默认值：mp4_limit_rate off;
上下文：http, server, location
限制对客户端的响应传输速率。该速率受所提供 MP4 文件的平均比特率限制。为了计算速率，比特率乘以指定的因子。特殊值“on”对应于因子 1.1。特殊值“off”禁用速率限制。该限制是针对每个请求设置的，因此如果客户端同时打开两个连接，则总体速率将是指定限制的两倍。该指令作为我们商业订阅的一部分提供。

5、mp4_limit_rate_after 指令

语法：mp4_limit_rate_after time;
默认值：mp4_limit_rate_after 60s;
上下文：http, server, location
设置媒体数据的初始数量（以播放时间衡量），之后对客户端的响应的进一步传输将受到速率限制。该指令作为我们商业订阅的一部分提供。

6、mp4_start_key_frame 指令

语法：mp4_start_key_frame on | off;
默认值：mp4_start_key_frame off;
上下文：http, server, location
该指令出现在 1.21.4 版中。强制输出视频始终以关键视频帧开头。如果 start 参数未指向关键帧，则使用 mp4 编辑列表隐藏初始帧。Chrome、Safari、QuickTime 和 ffmpeg 等主要播放器和浏览器都支持编辑列表，Firefox 部分支持。