视频业务原理分析.docx

1视频播放流程概述视频效劳凭借着生动而又直观的画面，表现形式和娱乐性更加的丰富的优势，深受用户的喜爱。在GPRS时代，用户上网主要以浏览网页文字为主；在3G时代，用户上网富含图片和文字的触屏版网页为主；到了LTE时代，用户上网的趋势将向丰富多彩的多媒体视频业务开展。目前，国内主流视频类APP优酷、搜狐、腾讯、爱奇艺等)均是基于TCP/HTTP的OTT视频，OTT视频是指基于HTTP协议和开放互联网的视频效劳，同传统的IPTV视频协议栈基于UDP/RTP的MPEG-TS视频码流)不同，OTT视频采用标准HTTP/TCP协议来递送媒体数据。OTT视频也是本次用户视频感知研究分析的目标对象。OTT视频主要分为HTTP的渐进下载(ProgreSSiVeDownload)OTT视频和HTTP自适应流播放HTTPAdaptiveStreaming)OTT视频。基于HTTP的渐进下载(ProgreSSiVeDownload)C)TT视频是PD客户端在开始播放之前仅需等待一段较短的时间用于下载和缓冲该媒体文件最前面的一局部数据，之后便可以一边下载一边播放。基于HAS的OTT视频根据当前可用带宽自动向视频效劳器请求适宜的视频质量的分片文件，用户发起多条TCP连接分别下载视频分片文件。OTT下载流媒体播放采用标准HTTP协议来在Web效劳器和客户端之间递送媒体数据，而HTTP又承载于TCP之上。目前主流的视频有mp4、flv.3gp、IetV等，此次基于用户感知分析视频业务主要从TCP建链、HTTP业务数据传送等二个重要环节进行主流视频业务分析。视频观看可在多种应用场景中出现，本次主要是针比照拟常见的APP观看，使用浏览器观看以及观看嵌入视频这几个场景进行研究，开掘其中典型的信令流程。2 视频播放信令流程当用户使用客户端在线播放视频，客户端会向效劳器请求相应的视频信息，效劳器响应请求下发视频的相关信息，客户端根据获得的视频下载地址发起资源下载请求，效劳器响应资源请求消息即发送相应的视频数据。当客户端收到的视频数据超过初始缓冲门限后，客户端即可一边进行下载一边播放视频。整个视频流程如下列图所示：终端II里理JI核心网IIDNS无线接入过程II附着过程(PDP蕨丽程一iti(DNSqueryDNSresgonesDNS查询过程C/f200OKTCP建链、GET请求并返回过程HKPDATA用户面SYfLACK-A(X-GREPD三前页面准备X/1>TCP连接建立过程GETREPLY200OK艇三过程HKPDATAHTTP下载过程LASTH11PREPLYDATATCP连接拆除过程整个视频在线播放过程包括DNS过程、TCP建链拆链、HTTP业务过程，本文重点研究TCP和HTTP业务过程，整个OTT视频的完整的信令流程包括多个TCP流，效劳器返回的视频地址信息与终端的操作系统相关，文中只列出其中一种视频地址的转换方式。步骤1：TCP三次握手过程每个TCP流建立都必须经过TCP三次握手建立TCP连接，信令流程上都是一样，以下为其中一个TCP连接建立例子。LengthInfo3422342"2343423472-2-2-22-2.1111117111171171177117106.6.06.06.006.06.111111111111322323233237177171711717000000000OoooooooooonOooooooooooo63305993515204052992383Ir1018760469973773398859727888469912773335733355109992255557574445555555006:6:6:6:6:6:6:6:6:6:7:7:333333333335.0909090909090909090909OQ222222222227-Oooooooooooo111111111111-444444444444T-ILLLLLL工工111Ooooooooooon222222222227335651679763.900237777956113344444552343423423422342M22-2'2-"2'71-1'1>11-1.1177117117111171176.08086.086.086.6.086.OR1111111-1111123323232232-S711717177171PpttpppptpppTCTCEETCTCTCTCETCTCTC4yulsynjseq=i«:668054951SYN,ACKSeq=163899668Ack=1858075227Win=5760Len=OMSS=I300S.l5454951-80ACK1GPq=IR5HO75"7Auk=I64X99689H11=2Q144LPn=OI653GETfcgi-bin/video_comment_id?op=l&otype=json&vid=x00158h4jllcallback=js313HTTP1.1200OK(appl1ca由r/行jawp并自工T工口545495180ACKSecI=I858075卜幻lkF为鲍库于返d率FLen三0548054951ACKSeq=163899669Ack=1858075826Win=7040Len=O54TCPWindowupdate5495180ACKSeq=1858075826Ack三163899928Win三26214454TCPDupACK471#18054951ACKSeq=163899928Ack=1858075826Wi11三7040L313TCPRetransmissionhttp/1.1200OK(applicationx-javascript)54TCPDupACK476*15495180ACKSeq=1858075826Ack=163899928Wi11=262144548054951FIN,ACKSeq=163899928Ack=1858075826Win=7040Len=O5454Q51R0ak1Sp11=1R5O75R26Ark=IfiIRQQQPQWin=767144IPn=C步骤2：获取视频信息客户端向效劳器请求视频的相关信息，效劳器响应请求返回script,包括视频的文件大小，播放时间，下载地址等视频相关信息。下列图是响应消息的一个例子：wkeyid*：wx00158h4jll.100OOl*,文件名2401AF4452F9D0F90D99C9CC30336C12FB64FBlE3277E087F57F4972241DF9D80D5","£n":"x00158h4ill,ml.mp4".fs":2564858,fffvkeyw：rt5A17B43978E173053D2E54DD7AFlC4“level"：。，“Ink"："XooI58h4jLL","cntF,HVf:5,"cd":2,“£mt”:40002,"£n"："q2",*h*：90,It*url*：whttp：/video_caps0",%F60,“share“：1,"sp"：O,wtdw84.36wj视频时长ml"type"：1035,wurlw：whttp：/v>w三"dt"：2,wdtc*wurlw:wvtw:1"dt"：2,：/vkplx.video,视频下载地址：/"dt>2,“dtcF0,"url"："http："video,dispatch,tc.qq.Com/77527668/",*v*11"vh":272,"vid"："x00158h4jll",步骤3：获取真实地址信息根据效劳器返回的视频下载地址，随机抽取一个发起视频下载请求。如果之前效劳器返回的地址并非真实地址，那么请求视频资源下载后，效劳器会返回响应消息，提供转向地址，地址转向方式有多种，主要与客户端的操作系统有关，这里不一一举例。该过程交互跟访问的网站或者网站资源有关，此步骤在访问的资源发生转向或者变化时才有，如果没有转向或者变化那么不会有该过程。下列图是地址转向的一个例子：SourceDestinationProtocolLengthInfo172.16.111.2220.161.209.54TCP785498680SYNSeq=1987652148Win=65535Len=ON220.161.209.54172.16.111.2TCP668054986SYN,ACKSeq=28956735ACk=I98765214£172.16.111.2220.161.209.54TCP545498680ACKSeq=1987652149Ack=28956736Win=172.16.111.2220.161.209.54HTTP852GET/flv220116x158h4jll.ml.mp4?Vkey=5A17B4220.161.209.54172.16.111.2TCP548054986ACKSeq=28956736Ack=1987652947Win=220.161.209.54172.16.111.2HTTP393HTTP1.0302Found220.161.209.54172.16.111.2TCP548054986FIN,ACKSeq=28957075Ack=1987652947172.16.111.2220.161.209.54TCP545498680ACKSeq=1987652947Ack=28957075Win=172.16.111.2220.161.209.54TCP545498680ACKSeq=1987652947Ack=28957076Win=172.16.111.2220.161.209.54TCP545498680FIN,ACKSeq=1987652947Ack=2895707e220.161.209.54172.16.111.2TCP548054986ACKSeq=28957076Ack=1987652948Win=220.161.209.54172.16.111.2TCP548054986RSTSeq=28957076Win=OLen=OOoooooooooooOoooooooooooOooooooooooo579232207481200809330512839789056618692611211193730044477788023344444456九7.九九九九九九九九九九Oooooooooooo777777777777333333333333999999999999Oooooooooooo999999999999222222222222_OoooooooooooIxxixixiixxx_54444444444441eILrHlrHLrHrdr-IrH工LmooooooooooooTI222222222222568945678915666677777788555555555555)nwire(3144bits),393bytescaptured(3144bits)onInterfEthernetII,Src:4c:eb:42:7e:26:fc(4c:eb:42:7e:26:fc),Dst:90:fd:61:86:0c:a7(90:fd:61:86:Oc:a7)SinternetProtocolversion4,src:220,161.209.54(220.161.209.54),Dst:172.16.111.2(172.16.111.2)STransmissionControlProtocol,SrcPort:80(80),DstPort:54986(54986),Seq:28956736,Ack:1987652947,Len:339BlertextTransferProtocol±HTTP1.0302Foundrncache-control:-cachernI_Cbrnwetlbn:elsern1truncatedLocation:http:/183.57.84.20/vkpws.video,flv220116x00158h4jll.ml.mp47vkey=5A17B43978E173O53D2E54DD7AFlC4A2F13B35ihttpresponse1/1转向地址信息Timesincerequest:0.135210000seconds步骤4：下载视频数据客户端根据得到的视频下载信息，向效劳器发起视频下载请求。对于OTT视频这种方式，通常视频是分段下载，然后由客户端再重新组合成完整的视频文件，因此会有多个视频下载请求的消息，下列图是测试过程中的一个例子：5842014-10-2909:37:5872014-10-2909:37:07.7043700005892014-10-2909：37：07.7482130006692014-10-2909：37：08.6760180007692014-10-2909：37：10.0827580008212014-10-2909:37:10.323363000qgfom/flv/22Q/116/x00：L58h4jll.ml.mp4?Vkey=5Al7可467HTTP1.0206Partialcontent(videomp4)727GETrame584:721bytesonwire(5768bits),721bytescaptured(5768bits)oninterface0SEthernetII,Src:90:fd:61:86:0c:a7(90:fd:61:86:0c:a7),Dst:4c:eb:42:7e:26:fc(4c:eb:42:7e:26:fc)IEmternetProtocolversion4,src:172.16.111.2(172.16.111.2)lDst:183.57.84.20(183.57.84.20)田TranSnriSSioncontrolProtocol,SrcPort:54987(54987),DstPort:80(80),Seq:3829699559,Ack:1413603929,Len:667BBPertextTransferProtocol+truncatedGETvkpws.video,Host:183.57.84.20rnAccept-Language:zh-cnrnX-Playback-session-Id:8DB2EE21-24EB-4DF5-8DlF-5D94990AED3CrnRange:bytes=O-lrnAccept:*rnuser-Agent:Mozilla/5.0(-iPhone;CPUiPhoneOS8_1likeMacOSx)Applewebit600.1.4(KHiML,likeGecko)Version8.0Mobi1e12B411Safari/600.1.4rnReferer:cover009e2jybjpvdfeq.html?vid三x158h4j1lrnAccept-Encoding:identityrnconnection:keep-alivernrnFullreuestUR工truncatedl:httD：/I835784.20/VkDWS.video,步骤5：视频开始播放根据OTT视频的原理，视频初始缓冲一段后即可进行播放，这里的交互过程跟视频提供商的设计有关，局部视频提供商需要手动点击播放按钮才能开始播放，某些那么可自动开始播放。步骤6：视频观看结束客户结束视频观看，包括客户观看完整段视频结束观看或者是中途退出，这里与视频下载结束不是一个概念。3重点视频播放信令流程3 .IAPP客户端观看视频下文以Android版本腾讯视频客户端播放视频为例描述视频播放的详细信令流程。视频播放的一般过程如下列图所示:小时代3：剌金时代©固小时代3：剌金时代w1、 播放视频时，在频道列表选择要播放的视频，如上图1所示，选择“小时代3：刺金时代”，会弹出播放界面进行视频播放，如上图2所示，播放页面包括视频窗口、网页文字、图片等。2、 点击“播放”按钮，这一步与视频提供商的软件设计有关，有些需要点击播放，有些那么不需要，在翻开窗口后完成初始缓冲后，即可进行播放。3、 视频播放，播放可分成几个局部：广告播放，视频初始缓冲，播放视频，视频卡顿，卡顿后缓冲再播放等，同时也会有视频暂停，视频拖动，更改清晰度等个性化操作。其中广告播放，如上图3所示，有无广告及广告时长那么根据视频提供商的播放内容和要求而有差异。4、 视频观看结束，由用户感知的角度，用户观看过程中退出视频观看，完整观看后退出以及软件原因导致退出都视为观看结束。视频业务分析重点分析点击进入视频播放页面到视频播放结束的全过程总体流程如下列图所示:5、1、进入视频播放页面，获取播放信息从“GET.”消息可以得到视频相关的一些信息，包括文件大小，视频时长，文件名，Vkey等信息，具体如下列图所示:392014-10-2517：44：56.4675541132014-10-25171222014-10-251744:56.76883544:56.820031183.60.217.63172.17.236.2113.108.16.118172.17.236.2113.108.16.118172.17.236.2HTTPHTTPHTTP/XML981HTTP/1.1200OK(x-json)353GETgetvinfo?vid=t0015wlwzgf&platform=10303728HTTP/1.1200OK田<fclip>田<fmd5>H<fn>tOO15wlwzgf.p403.mp4v/fn><fs>3199989<.-文件名文件大小田<fst><fvkey>823E389AF3692B22DA539AOE91C21F9E7CF65E771D5A8BAC6CAC96CEBEDB65OBFA55CD89AFF5CC27176OF889D652D89E27A6A9E773OO82E6<fvkey><1evel>0<1evel><1nk>tOO15wlwzgf<1nk>S<1ogo>1<1ogo>田<pl><share>田<sp>国g”<td>7676视频时长1132014-10-2517：44：56.768835工222014-10-2517：44：56.82003工172.17.236.2113.108.16.118工工310816.工工817217236.2HTTPHTTP/XMLnr353GET/getvinfo?vid=to615wlwzgf&plavform=10303&ne叩728HTTP/1.1200OK田VdtoH<U1>http:/183.60.171.25/vkp.tc.qq.co<n/<url>S<vt><ui><ui><dt>田vdtc>B<url>http:/vkpws.V<url>下载资源转换效劳器地址田<vt><ui><ui>田<dt>S<dtc>B<url>http:/vkplX.V<url>田<vt><ui><ui>S9<dt>S<dtc>0<url>954116752、点击播放视频腾讯视频不是一键式播放设计，需要在进入页面后点击播放按钮进行视频播放，APP与效劳器交互APP客户端的状态信息，它们传递的内容是进行加密处理的，如下列图所728HTTP/1.1200OK319GETgetvbkey7vid=t15wlwzgfAformat=10403Avt=206Aidx=l562HTTP/1.1200OK718POSTmstat/report/?!ndex=1414230181HTTP/1.1174HTTP1.0200OK344GETt0015wlwzgf.p403.1.mp4?vkey=823E389AF：569HTTP/1.1302MovedTemporarily416GETvkp.tc347GETflv1O5/219/tOO15wlwzgf.p4O3.I.mp4?vkey=823E389AF36!417TCPout-of-orderhttp/1.0302Found/)/)PpppppppppTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTHhhhhhhhhh211232252391726.6.6.126.1.6.1.4.6.3133737432-22212112九。九九O.九O.九九111161651232-2323327174787887821572123222216.6.6.6.126.1.6.6.4.1313-373348.28.24221221OO九O.九九九1111161153.2.3,2.2.3.2.2.3.171747877814137774433670600895099619797409483969542241289567833667785567799111805555511111444445555544444444447777777777111111111155555555552222222222_Oooooooooo-4444444444LLLLLLLLLLOooooooooo2222222222257364652521134112771224400033IllllI川EiPOSTmstatreport7nde×=1414230181http1.lrnSExpertinfo(Chat/sequence):POSTmstatreport7index=1414230181HTTPl.lrnRequestMethod:postRequestURI：mstat/report/?!ndex=1414230181Requestversion:http1.1Accept-Encoding:gziprnconnect!on:Keep-AlivernH：omgmta.qq.c<Content-Encoding:rc4,gziprn国Content-Length:664rnrnFullreuestUR工:httD:/O:80mstatreDort?IndeX=I4142301811HTTPrequest13/15Prevreuestinframe:2231Responseinframe:4461Nextreuestinframe:5641content-encodedentitybody(rc4,gzip):664bytesError:DecompressionfailedBData(664bytes)Data:bdla72890da9a57702eb23b0e3ac2e830adl8b915b24748c.Length:664点击播放视频与加载视频资源两者的顺序不是固定的，当获得视频信息后，客户端即会发起资源下载请求，而点击视频播放是用户行为，在进入页面后任何时间段均可。3、加载视频资源客户端根据获得的视频信息，向资源地址转换效劳器发起资源请求，通常获得的效劳器会有多个，客户端会随机向一个或者多个效劳器发起请求，这些转换效劳器通常不是真实的资源下载地址，转换效劳器会根据客户端的操作系统，向客户端返回不同格式的资源下载地址信息，如ios6以前的版本，转换效劳器会返回m3u8文件，ios7以后版本那么会返回302地址重定向消息，对地址进行重定向，下列图是一个具体的例子：向三个不同的资源转换效劳器发起请求10142014-10-251710162014-10-2517：.±S三0302地址重定向丽消息:11.789907172.17.236.2183.60.171.25、344GETvkp.tc.qq.co<nt0015wlwzgf.p403.1.mp47vkey=823E38!10252014-10-251713662014-10-251713672014-10-251713722014-10-251713752014-10-251713832014-10-251721222014-10-251721242014-10-251721352014-10-251725952014-10-251725962014-10-251726012014-10-251726062014-10-251726142014-10-251756812014-10-2517R711A>n-y1-1177272232Z2121221221222;O.6.6.6.4.6.6.4.6.6.品6.九6."£533343343333232-,22212212222127/.九九九九九九九九九九九9.九34711115115111131111Z22232232222-297/7778778777717171111111111116111y7272232J121220122012222x1.6.6.4.6.24.6.26.6.九6.546.17/334344343323231221281202212'275九九九九九九九九九九9.九3九401151551511311175.2.2.3.2.3.3.2.3.2.2.12.9.2.1677878878771717HTTP569HTTP1.1302MovedTemporariIy416GETt0015wlwzgf.p403.1.mp47vkey=823E38<I78Standardquery0x2ae2A243Standardqueryresponse0x2ae2CNAMEvkpws.video.qq.347GET/flv105219t0015wlwzgf.p403.1.mp47vkey=823E389AI417TCPout-of-orderHTTP1.0302Found386GETvkpws.video,/87GETvkpws.video,218Standardqueryresponse0x36e2CNAMEvkplx08.video.q<348GET/flv105219t0015wlwzgf.p403.1.mp47vkey=823E389AI751HTTP/1.1302MovedTemporarily(text/html)z407GETb9a49dldOOOOOOOO-1414235715-25335567datalvkp'629HTTP/1.1206PartialContent(videomp4)SCCDCUr/mufnfrrcrT/73cr<v-1I1Tl>NC11JT"D/11田Expertinfo(chat/sequence):http/1.1302MovedTemporarilyrnRequestversion:http/1.1statuscode:302根据重定向地址，发起资源下载请求ResponsePhrase:MovedTemporarilyL：60171.39vkp.tc.qq.Comt0015wlwzgf.p4031.InP4?Vkey=823E389AF3692B22DA539AOE9IC21F9E7CF65E77ID5A8BAC6CAC96CEBECnnnprtinn:rlnprnOTT视频会对整个视频进行分段下载，上图的几个资源下载请求的具体信息如下所ZjN：10252014-10-2517:45:11.859984172.17.236.2183.60.171.3913662014-10-25174518.511050172.17.236.2172.17.236.113672014-10-25174518.544827172.17.236.1172.17.236.213722014-10-25174518.565794172.17.236.2183.57.144.17213752014-10-25174518.574453183.57.144.172172.17.236.213832014-10-25174518.654251172.17.236.2183.57.84.207157>m117311aa->17,17>53fi7IaaR7IAA177416GETt0015wl78Standardquery0×2ae2Av243StandardqueryresponseOx347GET/f1v105219t0015wlwz417TCPOut-Of-OrderHTTP1.386GET<I川田Frame1025:416bytesonwire(3328bits),416bytescaptured(3328bits)(±EthernetII,Src:f4:9f:f3:49:68:ad(f4:9f:f3:49:68:ad),Dst:08:ed:b9:84:c4:0b(08:ed:b9:84:c4:Ob)ElinternetProtocolVersion4,Src:172.17.236.2(172.17.236.2),Dst:183,60.171.39(183.60.171.39)ElTransnrissionCoiTtrolProtocol,SrcPort:56145(56145),DstPort:80(80),Seq:481595839,Ack:2888859857,Len:362日ByPerteXtTransferProtocoltruncatedGETt0015wlwzgf.p403.1.mp47vkey=823E389AF3692B22DA539A0E91C21F9E7CF65E771D5A8BAC6CAC96CEB田truncatedExpertInfo(Chat/Sequence):GETt0015wlwzgf.p403.1.mp47vkey=823E389AF3692B22DA539A0E9RequestMethod:GETRequestURItruncated:t0015wlwzgf.p403.1.mp47vkey=823E389AF3692B22DA539A0E91C21F9E7CF65E771D5A8BRequestversion:http/1.1H