HLS یک پروتکل پخش ویدیو پرکاربرد برای نمایش آنلاین محتواست. این فناوری کمک می‌کند کاربر بدون دانلود کامل فایل، ویدیو را به‌شکل زنده یا درخواستی تماشا یا استریم کند. امروز HLS در سرویس‌های ویدیویی، کلاس‌های آموزشی و برنامه‌های زنده استفاده می‌شود و جایگاه مهمی در دنیای پخش زنده و محتوای آنلاین دارد. در ادامه‌ی این مطلب با ما همراه باشید تا درباره‌ی این پروتکل بیش‌تر بدانید.
HLS چیست؟
HLS کوتاه‌شده‌ی HTTP Live Streaming یک پروتکل استریمینگ است که شرکت اپل در سال ۲۰۰۹ معرفی کرد. هدف اپل این بود که روشی برای پخش زنده بسازد که هم روی مرورگرها و هم روی دستگاه‌های مختلف کار کند. به‌همین‌خاطر HLS به‌سرعت در صنعت ویدیو جا افتاد و امروز استانداردی جهانی است.
در HLS، فایل ویدیو به چند قطعه‌ی کوچک چندثانیهای تقسیم می‌شود. این قطعه‌ها اغلب با فرمت TS یا fMP4 ذخیره می‌شوند. کنار این فایل‌ها، یک فایل Manifest با پسوند m3u8 وجود دارد که ترتیب قطعه‌ها را مشخص می‌کند. وقتی کاربر یک ویدیو را باز می‌کند، پلیر این فایل Manifest را می‌خواند و شروع به دانلود و نمایش قطعه‌ها می‌کند.
امروز سرویس‌های بزرگ دنیا مانند نتفلیکس، یوتیوب و توییچ و هم‌چنین سرویس‌های داخلی مانند پلتفرم ویدیو آروان‌کلاد، HLS را پروتکل اصلی پخش خود می‌دانند.
HLS چگونه کار می‌کند؟
در روش HLS فایل ویدیو یک‌جا به کاربر فرستاده نمی‌شود. ابتدا سرور ویدیو را به قطعه‌های چندثانیهای (Segment) تقسیم می‌کند. این قطعه‌ها اغلب با فرمت TS یا fMP4 ذخیره می‌شوند. کنار آن‌ها یک فایل متنی با پسوند m3u8 قرار دارد که به آن Manifest یا Playlist می‌گویند. این فایل مشخص می‌کند قطعه‌ها به چه ترتیب باید پخش شوند.
وقتی کاربر یک ویدیو را باز می‌کند، پلیر اول فایل Manifest را دریافت می‌کند. بعد به‌شکل پشت‌سر‌هم قطعه‌های ویدیو را دانلود می‌کند و همان لحظه به نمایش می‌گذارد. به‌این‌ترتیب، پخش بدون توقف انجام می‌شود، حتا اگر هنوز همه‌ی قطعه‌ها دانلود نشده باشند.
یکی از ویژگی‌های مهم HLS پشتیبانی از Adaptive Bitrate Streaming است. در این حالت سرور چند نسخه‌ی مختلف از یک ویدیو را با کیفیت‌های گوناگون (برای مثال 144p ،480p ،1080p) آماده می‌کند. پلیر با توجه به سرعت اینترنت کاربر، کیفیت مناسب را انتخاب و قطعه‌های همان نسخه را پخش می‌کند. اگر سرعت اینترنت تغییر کند، پلیر می‌تواند بین کیفیت‌ها جابه‌جا شود و از قطع‌شدن ویدیو جلوگیری کند.
ویژگی‌های اصلی HLS
HLS چند ویژگی کلیدی دارد که به‌خاطر آن سرویس‌های ویدیویی بزرگ دنیا و بسیاری از ارایه‌دهندگان محلی از آن استفاده کنند.
1. سازگاری گسترده
یکی از مهم‌ترین نقاط قوت HLS، سازگاری آن با انواع دستگاه‌هاست. کمابیش، تمام گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها، مرورگرهای مدرن و تلویزیون‌های هوشمند از این پروتکل پشتیبانی می‌کنند. این موضوع تضمین می‌کند که کاربر بدون توجه به نوع دستگاه یا سیستم‌عامل بتواند ویدیو را به‌راحتی تماشا کند. همین ویژگی، HLS را به انتخابی مطمین برای سرویس‌هایی تبدیل کرده که می‌خواهند به گسترده‌ترین جامعه‌ی کاربری دسترسی داشته باشند.
2. مقیاس‌پذیری
HLS روی پروتکل HTTP عمل می‌کند. همان پروتکلی که برای بارگذاری صفحات وب استفاده می‌شود. به‌همین‌خاطر، به‌راحتی می‌توان آن را روی شبکه‌های توزیع محتوا (CDN) گسترش داد. در عمل، این یعنی یک ویدیو می‌تواند بدون فشار آوردن به یک سرور خاص، هم‌زمان به هزاران کاربر در نقاط مختلف دنیا برسد. مقیاس‌پذیری بالا موجب شده HLS انتخاب اصلی پلتفرم‌هایی باشد که حجم زیادی از ترافیک ویدیو دارند.
3. کیفیت تطبیقی (Adaptive Bitrate)
HLS از فناوری کیفیت تطبیقی پشتیبانی می‌کند. در این روش از هر ویدیو نسخه‌های متعددی با کیفیت‌های مختلف آماده می‌شود. پلیر بسته به سرعت اینترنت کاربر، به‌شکل خودکار نسخه‌ی مناسب را انتخاب می‌کند. اگر سرعت اتصال تغییر کند، پلیر می‌تواند به نسخه‌ی دیگر سوییچ کند و همین موضوع پخش روان و بدون توقف را ممکن می‌سازد. به‌این‌ترتیب، حتا کاربرانی که اینترنت ضعیف‌تری دارند هم می‌توانند ویدیو را بدون قطعی دنبال کنند.
4. امنیت محتوا
حفاظت از محتوای ویدیویی برای بسیاری از ارایه‌دهندگان اهمیت زیادی دارد. HLS امکان رمزگذاری جریان ویدیو و استفاده از سیستم‌های مدیریت حقوق دیجیتال (DRM) را مهیا می‌کند. این قابلیت به سرویس‌ها اجازه می‌دهد دسترسی غیرمجاز را کنترل و محتوای خود را در برابر کپی یا توزیع غیرقانونی محافظت کنند. این موضوع به‌خصوص برای پخش برنامه‌های تلویزیونی و سرویس پخش زنده اهمیت بالایی دارد.
مزایای استفاده از HLS
HLS در کنار سادگی اجرا، چند مزیت کلیدی دارد که باعث محبوبیت آن در سرویس‌های پخش ویدیو شده است:
- پشتیبانی از پخش زنده و ویدیوهای درخواستی (VOD): هم برای رویدادهای زنده کاربرد دارد و هم برای ویدیوهای آرشیوی.
- سازگاری با دستگاه‌ها و مرورگرهای مختلف: کم‌و‌بیش روی همه‌ی سیستم‌عامل‌ها و مرورگرهای مدرن قابل استفاده است.
- پخش روان در شرایط اینترنت متفاوت: کیفیت تطبیقی اجازه می‌دهد ویدیو حتا با اینترنت ضعیف بدون قطعی نمایش داده شود.
- ادغام آسان با زیرساخت وب و CDN: چون بر پایه‌ی HTTP کار می‌کند، به‌راحتی روی شبکه‌های توزیع محتوا پیاده‌سازی می‌شود.
- مقیاس‌پذیری برای کاربران زیاد: می‌تواند محتوای ویدیویی را هم‌زمان به هزاران کاربر در نقاط مختلف برساند.
چالش‌ها و معایب HLS
در کنار مزایا، HLS محدودیت‌هایی هم دارد که باید در نظر گرفته شوند:
- تاخیر بالا در پخش زنده: به دلیل تقسیم ویدیو به قطعه‌های چندثانیهای، تاخیر اغلب بین ۱۵ تا ۳۰ ثانیه است.
- نیاز به منابع سرور بیش‌تر: ساخت و مدیریت چند نسخه از یک ویدیو بار زیادی روی سرور ایجاد می‌کند.
- پیچیدگی در پیاده‌سازی و تنظیمات: راه‌اندازی HLS ساده نیست و به دانش فنی و زیرساخت مناسب نیاز دارد.
- مشکلات در سازگاری با برخی نسخه‌های قدیمی: بعضی مرورگرها یا دستگاه‌های قدیمی پشتیبانی کامل از HLS ندارند.
کاربردهای رایج HLS
HLS امروزه در بیش‌تر حوزه‌های پخش ویدیو نقش اساسی دارد. این پروتکل هم برای سرویس‌های جهانی و هم برای ارایه‌دهندگان محلی به‌کار می‌رود و توانسته بخش بزرگی از نیازهای صنعت سرگرمی، آموزش و اطلاع‌رسانی را پوشش دهد.
1. پخش رویدادهای زنده
یکی از مهم‌ترین استفاده‌های HLS در پخش زنده‌ی رویدادهایی مانند مسابقات ورزشی، مسابقات بازی‌های ویدیویی آنلاین، استریمرها، کنسرت‌ها و برنامه‌های تلویزیونی است. تقسیم ویدیو به قطعه‌های کوچک موجب می‌شود حتا کاربرانی که در نقاط مختلف دنیا هستند بتوانند هم‌زمان و با کیفیت مناسب، جریان زنده را دنبال کنند.
2. سرویس‌های استریم بین‌المللی
پلتفرم‌های بزرگی مانند یوتیوب، نتفلیکس و توییچ از HLS برای رساندن محتوا به میلیون‌ها کاربر استفاده می‌کنند. علت این انتخاب، سازگاری بالای HLS با انواع دستگاه‌ها و قابلیت مقیاس‌پذیری آن است. وقتی میلیون‌ها نفر هم‌زمان وارد یک سرویس می‌شوند، HLS کمک می‌کند تا فشار روی سرورها مدیریت شود و تجربه‌ی کاربر افت نکند. برای آشنایی بیش‌تر با مفهوم استریم، می‌توانید مقاله‌ی استریم چیست را بخوانید.
3. آموزش و کلاس‌های آنلاین
در سال‌های اخیر آموزش مجازی گسترش زیادی داشته است. پلتفرم‌های آموزشی از HLS برای برگزاری کلاس‌های زنده و ارایه‌ی ویدیوهای ضبط‌شده استفاده می‌کنند. مزیت HLS در این بخش، امکان تنظیم کیفیت بر‌اساس سرعت اینترنت دانشجوهاست تا حتا با اتصال ضعیف هم بتوانند درس را دنبال کنند.
4. رسانه‌های خبری
سایت‌ها و شبکه‌های خبری برای پوشش زنده‌ی رویدادها، نشست‌های خبری یا پخش برنامه‌های تلویزیونی از HLS استفاده می‌کنند. این روش به آن‌ها اجازه می‌دهد خبر را در کوتاه‌ترین زمان ممکن به مخاطب برسانند و مطمین باشند کاربران روی هر دستگاهی امکان دسترسی دارند.
مقایسه HLS با دیگر پروتکل‌های استریمینگ
در حوزه‌ی استریمینگ ویدیو پروتکل‌های متنوعی وجود دارد. هرکدام مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند و انتخاب بین آن‌ها به نیاز پروژه بستگی دارد. HLS بیش‌ترین سازگاری را با دستگاه‌ها دارد، ولی پروتکل‌هایی مانند RTMP ،DASH و WebRTC نیز در شرایط خاص می‌توانند انتخاب بهتری باشند.
| پروتکل | مزایا | معایب | کاربرد مناسب |
| HLS | سازگاری بالا، کیفیت تطبیقی، مقیاس‌پذیری | تاخیر به‌نسبت بالا | پخش زنده عمومی، VOD، سرویس‌های استریم بزرگ |
| RTMP | تاخیر کم، ساده برای تولیدکننده‌ها | پشتیبانی کم در مرورگرها و دستگاه‌های جدید | ورودی استریم به سرور، استریم با تاخیر پایین |
| MPEG-DASH | استاندارد باز، کیفیت بالا، انعطاف‌پذیر | پشتیبانی کم‌تر در iOS | استریم ویدیو در پلتفرم‌های باز و سفارشی |
| WebRTC | تاخیر بسیار پایین (Real-Time)، تعاملی | مقیاس‌پذیری دشوار، نیاز به تنظیمات پیچیده | تماس تصویری، کلاس آنلاین تعاملی، گیمینگ |
جمع‌بندی
امروز HLS یا HTTP Live Streaming یکی از مهم‌ترین روش‌ها برای پخش ویدیو در اینترنت است. این پروتکل با تقسیم ویدیو به قطعه‌های کوچک، امکان نمایش روان روی انواع دستگاه‌ها را در اختیار کاربران می‌گذارد. هم‌چنین، HLS با ویژگی‌هایی مانند مقیاس‌پذیری و کیفیت تطبیقی، تجربه‌ی کاربر را بهبود می‌دهد. در عین حال، محدودیت‌هایی مانند تاخیر در پخش زنده یا نیاز به منابع سرور بیش‌تر هم وجود دارد که باید در نظر گرفته شود.
به‌طور‌کلی، HLS راهکاری مناسب برای سرویس‌های ویدیویی، آموزش‌های آنلاین، رسانه‌های خبری و پخش زنده‌ی رویدادهاست. اگر هدف، رساندن محتوا به کاربران زیاد با کیفیت پایدار باشد، HLS هم‌چنان یکی از بهترین انتخاب‌ها در حوزه‌ی استریمینگ است.
