[Info] Xây dựng Streaming Server với Nginx-RTMP trên Ubuntu 20.04

Streaming là gì?

Streaming là quá trình phát hoặc truyền tải nội dung âm thanh và video qua internet mà không cần tải xuống toàn bộ dữ liệu trước khi xem hoặc nghe. Điều này cho phép người dùng truy cập vào nội dung gần như ngay lập tức. Dưới đây là một số điểm cần biết về streaming:

1. Cách Thức Hoạt Động:

• Truyền tải liên tục: Dữ liệu được truyền từ máy chủ đến thiết bị của người dùng dưới dạng một dòng liên tục và được phát ngay khi đủ dữ liệu để bắt đầu.
• Buffering: Để tránh gián đoạn, một phần nhỏ của nội dung sẽ được tải trước (buffer) trước khi phát. Nếu kết nối internet chậm, người dùng có thể trải qua việc buffering này nhiều lần.
• Chất lượng thích ứng: Nhiều dịch vụ streaming có khả năng điều chỉnh chất lượng phát dựa trên tốc độ kết nối internet, đảm bảo trải nghiệm mượt mà nhất có thể.

2. Các Loại Streaming:

• Live Streaming: Phát nội dung thời gian thực, như sự kiện thể thao, lễ trao giải, hoặc streaming cá nhân trên các nền tảng như Twitch, YouTube Live, Facebook Live.
• On-Demand Streaming: Phát nội dung đã được ghi lại trước đó, như phim, chương trình truyền hình, podcast, hoặc nhạc trên các dịch vụ như Netflix, Spotify, và Apple Music.

Streaming server là gì?

Streaming server, hay máy chủ streaming, là một loại máy chủ được tối ưu hóa để phân phối nội dung truyền thông, như video và âm thanh, đến các thiết bị của người dùng thông qua mạng internet hoặc mạng nội bộ. Máy chủ này xử lý việc truyền tải dữ liệu liên tục và đồng thời cho nhiều người xem hoặc người nghe, đảm bảo rằng nội dung được phát mượt mà và với chất lượng cao nhất có thể.

1. Các Chức Năng Chính của Streaming Server:

1. Lưu trữ Nội dung: Máy chủ streaming lưu trữ nội dung truyền thông như video và âm thanh. Nội dung này có thể được lưu trữ dưới dạng tệp tin hoặc dữ liệu trực tiếp từ nguồn cấp dữ liệu.
2. Xử lý Yêu cầu: Khi một người dùng muốn xem video hoặc nghe âm thanh, họ sẽ gửi một yêu cầu đến máy chủ streaming. Máy chủ này sau đó sẽ xử lý yêu cầu và bắt đầu truyền tải nội dung.
3. Truyền tải Dữ liệu: Máy chủ sẽ truyền tải nội dung dưới dạng dòng dữ liệu liên tục đến thiết bị của người dùng. Quá trình này thường được thực hiện thông qua giao thức truyền tải thời gian thực (RTSP) hoặc giao thức truyền tải siêu văn bản (HTTP).
4. Điều chỉnh Chất lượng: Một số máy chủ streaming có khả năng thích ứng với tốc độ kết nối của người dùng và điều chỉnh chất lượng của dòng dữ liệu để cung cấp trải nghiệm xem hoặc nghe tốt nhất có thể mà không bị gián đoạn.

2. Các Ví Dụ về Streaming Server:

• Máy chủ truyền thông của YouTube: Đây là máy chủ chuyên dụng để phục vụ hàng triệu video đến người dùng trên toàn thế giới.
• Twitch Servers: Các máy chủ này được tối ưu hóa cho việc phát trực tiếp video game và nội dung tương tác.
• Netflix Content Delivery Network (CDN): Netflix sử dụng một mạng lưới các máy chủ trên toàn cầu để phân phối nội dung video đến người dùng cuối cùng với độ trễ thấp nhất.
• Máy chủ Shoutcast/Icecast: Đây là các máy chủ phổ biến cho việc phát âm thanh trực tiếp, thường được sử dụng cho các đài phát thanh trực tuyến.

3. Tại Sao Cần Streaming Server?

Streaming server cần thiết vì nó có thể xử lý và phân phối lượng lớn dữ liệu truyền thông đến hàng ngàn hoặc thậm chí hàng triệu người dùng cùng một lúc. Nó giúp giảm bớt tải trên nguồn cung cấp nội dung ban đầu và cung cấp một cách hiệu quả để phân phối nội dung đến người dùng ở bất kỳ đâu trên thế giới mà không cần họ phải tải xuống toàn bộ nội dung trước khi xem hoặc nghe.

Xây dựng một Streaming Server

Xây dựng một streaming server đòi hỏi bạn phải hiểu biết về mạng, phần cứng máy chủ, và phần mềm streaming. Dưới đây là các bước cơ bản để xây dựng một streaming server:

1. Lựa chọn Phần Cứng:

• CPU: Một CPU mạnh mẽ là cần thiết để xử lý mã hóa video.
• RAM: Đủ RAM để xử lý các luồng dữ liệu đồng thời.
• Ổ cứng: Ổ cứng SSD cho việc truy cập nhanh dữ liệu và lưu trữ nội dung.
• Băng thông mạng: Băng thông mạng cao để hỗ trợ truyền tải dữ liệu đến nhiều người dùng.

2. Lựa chọn Phần Mềm:

• Hệ điều hành: Linux là lựa chọn phổ biến vì tính ổn định và linh hoạt.
• Phần mềm Streaming: Có nhiều lựa chọn như Wowza Streaming Engine, Red5, Adobe Media Server, hoặc các giải pháp mã nguồn mở như Icecast (cho audio) và NGINX với module RTMP (cho video).

3. Cài đặt và Cấu hình:

• Cài đặt Hệ điều hành: Cài đặt và cấu hình hệ điều hành trên máy chủ.
• Cài đặt Phần mềm Streaming: Cài đặt phần mềm streaming theo hướng dẫn của nhà cung cấp.
• Cấu hình Bảo mật: Cài đặt tường lửa và các biện pháp bảo mật khác để bảo vệ máy chủ.

4. Mã hóa và Phân phối Nội dung:

• Mã hóa: Sử dụng phần mềm mã hóa để chuyển đổi nội dung sang định dạng phù hợp cho streaming.
• Phân phối: Cấu hình máy chủ để phân phối nội dung đến người dùng cuối thông qua internet.

5. Tối ưu Hóa và Quản lý:

• Tối ưu Hóa: Điều chỉnh cấu hình để tối ưu hóa hiệu suất và chất lượng streaming.
• Quản lý: Sử dụng công cụ quản lý để theo dõi hiệu suất và sức khỏe của máy chủ.

6. Kiểm tra:

• Kiểm tra Tải: Thực hiện kiểm tra tải để đảm bảo máy chủ có thể xử lý lượng người dùng dự kiến.
• Kiểm tra Chức năng: Kiểm tra toàn bộ chức năng của hệ thống để đảm bảo mọi thứ hoạt động trơn tru.

7. Bảo trì:

• Cập nhật Phần mềm: Định kỳ cập nhật phần mềm để đảm bảo an ninh và tính năng mới nhất.
• Theo dõi: Theo dõi liên tục để phát hiện và giải quyết các vấn đề kỹ thuật.

Lưu ý:

• Giấy phép Bản quyền: Đảm bảo rằng bạn có giấy phép cần thiết để phát nội dung.
• Tuân thủ Pháp luật: Tuân thủ các quy định về quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu.

Xây dựng một streaming server có thể là một dự án phức tạp và đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về IT và mạng. Đối với những người mới bắt đầu, có thể cân nhắc sử dụng các dịch vụ cloud vps hoặc những nơi cung cấp các giải pháp streaming “turnkey” mà bạn có thể sử dụng mà không cần phải xây dựng từ đầu.

Xây dựng Streaming Server với Nginx-RTMP trên Ubuntu 20.04

Ở bài viết này, HOSTVN sẽ hướng dẫn bạn xây dựng một Streaming Server cơ bản với Nginx-RMTP trên Ubuntu 20.04 để bạn có thể làm quen với việc tạo một Streaming Server cơ bản.

Xây dựng Streaming Server với Nginx-RTMP trên Ubuntu 20.04

1. Nginx-RTMP là gì?

1.1 Nginx là gì?

Nginx (phát âm là “engine-x”) là một máy chủ web mã nguồn mở và một proxy ngược (reverse proxy) cho HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, và IMAP protocols, cũng như một tải cân bằng (load balancer), HTTP cache, và một máy chủ proxy cho các giao thức không phải là HTTP. Nginx được biết đến với hiệu suất cao, ổn định, bộ nhớ thấp và cấu hình linh hoạt.

Tính năng chính của Nginx:

• Hiệu suất cao: Nginx được thiết kế để xử lý hàng ngàn kết nối đồng thời, và nó làm điều này rất hiệu quả nhờ vào kiến trúc không đồng bộ và sự kiện dựa trên (event-driven).
• Reverse Proxy: Nginx có thể được cấu hình để hoạt động như một proxy ngược, chuyển tiếp yêu cầu từ client đến máy chủ nội bộ khác và sau đó chuyển tiếp phản hồi trở lại client.
• Load Balancing: Nginx có thể phân phối lưu lượng truy cập đến nhiều máy chủ ứng dụng, giúp tăng cường khả năng sẵn sàng và độ tin cậy của ứng dụng.
• Caching: Nginx có thể lưu trữ (cache) nội dung tĩnh và động, giúp giảm thời gian tải trang và giảm tải cho máy chủ ứng dụng.
• Bảo mật: Nginx cung cấp một số tính năng bảo mật như tự động chặn các yêu cầu độc hại, hỗ trợ chứng chỉ SSL/TLS để mã hóa dữ liệu, và hơn thế nữa.

Sử dụng phổ biến của Nginx:

• Máy chủ web: Nginx thường được sử dụng như một máy chủ web độc lập hoặc kết hợp với các máy chủ web khác như Apache.
• Proxy ngược và tải cân bằng: Nginx thường được dùng trong cấu trúc microservices và các ứng dụng web quy mô lớn để cân bằng tải và quản lý lưu lượng truy cập.
• Máy chủ proxy cho email (IMAP/POP3): Nginx cũng có thể được cấu hình để hoạt động như một proxy cho email.
• Streaming Media: Nginx có module RTMP (Real-Time Messaging Protocol) mà có thể được sử dụng để xây dựng máy chủ streaming cho video và âm thanh.

Nginx đã trở thành một trong những máy chủ web và proxy ngược phổ biến nhất trên thế giới, được nhiều tổ chức lớn sử dụng nhờ vào khả năng mở rộng và hiệu suất cao của nó.

1.2 RTMP là gì?

RTMP, viết tắt của Real-Time Messaging Protocol, là một giao thức mạng được thiết kế để truyền tải dữ liệu âm thanh, video và dữ liệu khác giữa một máy chủ và một client, thường là một máy chủ phát trực tiếp (streaming server) và một ứng dụng hoặc máy chủ phát lại. RTMP ban đầu được phát triển bởi Macromedia, sau đó được Adobe Systems mua lại, và đã trở thành một phần mềm chuẩn trong việc phát trực tiếp nội dung truyền thông qua internet.

Đặc điểm của RTMP:

• Thời gian thực: RTMP được thiết kế để giảm độ trễ, cho phép phát video và âm thanh gần như ngay lập tức, điều này là cần thiết cho các ứng dụng như chat video, hội nghị trực tuyến và phát trực tiếp (live streaming).
• Dữ liệu đa phương tiện: RTMP có thể xử lý nhiều loại dữ liệu, bao gồm video (FLV, F4V), âm thanh (MP3, AAC), và dữ liệu tương tác.
• Độ tin cậy cao: Giao thức này sử dụng kết nối TCP, đảm bảo rằng dữ liệu được truyền tải một cách đáng tin cậy và theo thứ tự chính xác.
• Tương thích: RTMP làm việc tốt với Flash Player, mặc dù sự phổ biến của Flash đã giảm đi đáng kể kể từ khi HTML5 và các công nghệ khác trở nên phổ biến.

Các biến thể của RTMP:

• RTMPS: Là RTMP qua một kết nối SSL/TLS, cung cấp bảo mật tăng cường.
• RTMPE: RTMP được mã hóa, cung cấp một lớp bảo mật thông qua mã hóa.
• RTMPT: RTMP được đóng gói trong HTTP, cho phép nó vượt qua firewalls và proxy servers mà có thể chặn kết nối RTMP thông thường.
• RTMFP: Real-Time Media Flow Protocol, sử dụng UDP thay vì TCP, cho phép truyền tải dữ liệu đa phương tiện hiệu quả hơn.

Sử dụng RTMP:

Trong môi trường hiện đại, RTMP chủ yếu được sử dụng trong việc phát trực tiếp từ một nguồn đến máy chủ streaming. Tuy nhiên, vì các trình duyệt web hiện đại không còn hỗ trợ Flash, RTMP không còn được sử dụng rộng rãi để phát nội dung đến người dùng cuối. Thay vào đó, các giao thức như HLS (HTTP Live Streaming) và DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) đã trở nên phổ biến hơn vì chúng tương thích tốt hơn với các thiết bị di động và trình duyệt web hiện đại. Tuy nhiên, RTMP vẫn còn được sử dụng rộng rãi để đẩy nội dung từ nguồn phát đến máy chủ, từ đó máy chủ sẽ chuyển đổi sang các giao thức khác để phân phối đến người xem.

2. Xây dựng Streaming Server với Nginx-RTMP trên Ubuntu 20.04

Trước tiên bạn cần một máy chủ Linux (một máy chủ mới, chỉ cài hệ điều hành và chưa cài thêm dịch vụ gì), ở bài viết này HOSTVN sẽ thực hiện trên một máy chủ chạy Ubuntu 20.04

Bạn đăng nhập SSH vào máy chủ của mình, bạn có thể đăng nhập bằng user có đặc quyền sudo, không cần thiết phải đăng nhập bằng root.

2.1 Cài đặt Nginx

Vì Nginx có sẵn trong kho mặc định của Ubuntu nên có thể cài đặt nó từ các kho này bằng hệ thống đóng gói apt.

sudo apt update
sudo apt install nginx

sudo apt install libnginx-mod-rtmp

sudo nano /etc/nginx/nginx.conf

rtmp {
        server {
                listen 1935;
                chunk_size 4096;

                application live {
                        live on;
                        record off;
                }
        }
}

sudo systemctl reload nginx.service

Streaming Service: Custom
Server: rtmp://ip_may_chu/live
Play Path/Stream Key: hostvn

Vậy là bạn đã hoàn tất việc xây dụng một streaming server cơ bản, để xây dựng một streaming server chuyên nghiệp cần cấu hình máy chủ, cũng như kiến thức cao hơn. Bài viết này chỉ tập trung vào việc cho bạn cái nhìn tổng quát về streaming server và cách xây dựng một streaming server cơ bản.

Chúc bạn thành thông!

Bạn cũng có thể tham khảo thêm các dịch vụ Web Hosting, Cloud VPS, Server, Email Business do chúng tôi cung cấp hoặc xem các bài viết chia sẻ khác của chúng tôi tại đây