互联网中的流媒体核心技术Word下载.docx

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通俗讲，在互联网上视音频服务器将声音、图像或动画等媒体文献从服务器向客户端实时持续传播时，顾客不必等待所有媒体文献下载完毕，而只需延迟几秒或十几秒，就可以在顾客计算机上播放，而文献别的某些则由顾客计算机在后台继续接受，直至播放完毕或顾客中断操作。

这种技术使顾客在播放视音频或动画等媒体等待时间成百倍减少，并且不需要太多缓存。

流媒体指在internet/intranet中使用流式传播技术持续时基媒体，如：

音频、视频或多媒体文献，它在播放前并不下载整个文献，只将开始某些内容存入内存，其她数据流随时传送随时播放，只是在开始时有某些延迟，其核心技术就是流式传播。

与老式单纯下载相比较，流媒体具备明显长处:

由于不需要将所有数据下载，因而等待时间可以大大缩短；

由于流文献往往不大于原始文献数据量，并且顾客也不需要将所有流文献下载到硬盘，从而节约了大量磁盘空间；

由于采用了rstp等实时传播合同，更加适合动画、视音频在网上实时传播。

三．流媒体系统构成及网络环境

3.1流媒体系统构成

一种完整流媒体系统应涉及如下几种构成某些：

编码工具：

用于创立、捕获和编辑多媒体数据，形成流媒体格式，这可以由带视音频硬件接口计算机和运营其上制作软件共同完毕；

数据：

流媒体数据;

服务器：

存储和控制流媒体数据;

网络：

适合多媒体传播合同或实时传播合同网络;

播放器：

供客户端浏览流媒体文献;

3.1.1媒体服务器硬件平台

视频服务器把存储在存储系统中视频信息以视频流形式通过网络接口发送给相应客户，响应客户交互祈求，保证视频流持续输出。

视频信息具备同步性规定，一方面必要以恒定速率播放，否则引起画面抖动，如mpeg-1视频原则规定以1.5mb/s左右速度播放视频流。

另一方面，在视频流中包括各种信号必要保持同步，如画面配音必要和口型相一致。

此外，视频具备数据量大特点，它在存储系统上存储方式，直接影响视频服务器提供交互服务，如快进和快倒等功能实现。

因而视频服务器必要解决视频流特性提出各种规定。

视频服务器响应客户视频流后，从存储系统读入一某些视频数据到相应于这个视频流特定缓存中，然后此缓存中内容送入网络接口发送到客户。

当一种新客户祈求视频服务时，服务器依照系统资源使用状况，决定与否响应此祈求。

其中，系统资源涉及存储i/o带宽、网络带宽、内存大小和cpu使用率等。

3.1.2媒体服务器软件平台

网络视频软件平台涉及媒体内容制作、发行与管理模块、顾客管理模块、视频服务器。

内容制作涉及视频采集、编码。

发行模块负责将节目提交到网页，或将视频流地址邮寄给顾客。

内容管理重要完毕视频存储、查寻；

节目不多时可使用文献系统，当节目量大时，就必要编制数据库管理系统。

顾客管理也许涉及顾客登记和授权。

视频服务器将内容通过点播或直播方式播放，对于范畴广、顾客多情形，可在不同区域中心建立相应分发中心。

3.2流媒体网络环境

流媒体通信网并不是一种新建专门用于流媒体通信网络，当前绝大某些多媒体业务多是在既有各种网络上运营，并且按照多媒体通信规定对既有网络进行改造和重组。

当前通信网络大体上可分为三类：

一类为电信网络，如公共电话网（pstn）、分组互换网（pspdn）、数字数据网（ddn）、窄带和宽带综合业务数字网（n-isdn和b-isdn）等；

一类为计算机网络，如局域网（lan）、城域网（man）、广域网（wan），详细如光纤分布式数据接口（fddi）、分布式队列双总线（dqdb）等；

一类为电视广播网络，如有线电视网（catv）、混合光纤同轴网（hf）、卫星电视网等。

以上简介通信网虽然可以传播多媒体信息，但都不同限度上存在着各种缺陷。

于是，人们自然将目光转向了某些新网络存取方式，如宽带综合业务数字网（b-isdn）、异步传播（atm）网和宽带ip网络。

事实表白，这些网络是到当前为止是最适合多媒体信息传播网络。

3.2.1ATM技术

在atm技术问世之初，其设计思想是在高质量、高稳定宽带光纤传播网上运用固定长度信元进行迅速信息传播与互换，由于提供了灵活流量监控、拥塞避免与控制、带宽管理、端到端qos保证等机制，世界各国普遍将其作为发展下一代电信网主体技术，纷纷投资建设以atm网络为标志国家信息基本设施。

1998年ccitt（itu－t前身）提出将atm作为承载宽带综合业务核心技术，这促使atm技术在宽带信息网建设中迅速发展，而在sdh上实现atm传播是建设宽带信息网抱负方案，它融合了atm技术和sdh技术各自长处，具备灵活接入，能支持宽带和窄带业务间平衡转移，为每个顾客以可保证服务质量经济地传送各类业务，能便利地对全网进行统一管理，且安全可靠，这就为实时地传送数据、图像和语音综合多媒体业务提供了也许。

但atm原则完善性使设备成本相对昂贵，其精益求精设计思路使合同自身变得十分复杂，面对其她新技术，如ipoversdh和ipoverwdm强烈冲击，atm放弃了统一将来通信平台目的，而定位于成为综合业务宽带传播平台。

3.2.2IP技术

internet迅速发展显示出了它巨大优越性，不但使得ip技术得到了广泛应用，并且老式数据通信业务甚至语音、视频在转向使用ip网，这就浮现了everythingoverip.ip网不是基本网络，它只能架构在各种基本网络之上，即所谓ipovereverything.internet开始是用ddn专线通过路由器连接各地网络构成。

20世纪90年代中期，internet迅速发展，但由于路由器互换速度和端口速率限制，骨干网速率最高只有40mbit/s，因而atm成为唯一解决方案，这时速率可达到155mbit/s，622mbit/s，一时atm成为internet骨干网上支持多合同、多业务主流数据通信平台。

随着顾客对internet骨干网带宽需求进一步增长，这种optical/sdh/atm/ip系统缺陷开始暴露，内部开销大，效率不到80％，管理困难并且设备昂贵，于是采用吉位线速路由互换机ipoversdh方案在internet骨干网上代替atm，成为当代主流。

四．流媒体技术特性

4.1采用流式传播

在网络上传播音／视频等多媒体信息当前重要有下载和流式传播两种方案。

音/视频文献普通都较大，因此需要存储容量也较大；

同步由于网络带宽限制，下载经常要花数分钟甚至数小时，因此这种解决办法延迟也很大。

流式传播时，声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向顾客计算机持续、实时传送，顾客只需通过几秒或十几秒启动延时即可进行观看。

当声音等时基媒体在客户机上播放时，文献剩余某些将在后台从服务器内继续下载。

流式传播不但使启动延时大大缩短，并且不需要过多缓存，从而避免了顾客必要等待整个文献所有从internet上下载才干观看缺陷。

流式传播定义很广泛，当前重要指通过网络传送媒体（如视频、音频）技术总称，其特定含义为通过internet将影视节目传送到pc机。

实现流式传播有两种办法：

实时流式传播（realtimestreaming）和顺序流式传播（progressivestreaming）。

普通说来，如视频为实时广播，或使用流式传播媒体服务器，或应用如rtsp实时合同，即为实时流式传播。

如使用http服务器，文献即通过顺序流发送。

固然，流式文献也支持在播放前完全下载到硬盘。

4.1.1顺序流式传播

顺序流式传播是顺序下载，在下载文献同步顾客可观看再线媒体，在给定期刻，顾客只能观看已下载那某些，而不能跳到尚未下载前头某些，顺序流式传播不象实时流式传播在传播期间依照顾客连接速度做调节。

由于原则http服务器可发送这种形式文献，也不需要其她特殊合同，它经常被称作http流式传播。

顺序流式传播比较适合高质量短片段，如片头、片尾和广告，由于该文献在播放前观看某些是无损下载，这种办法保证电影播放最后质量。

这意味着顾客在观看前，必要经历延迟，对较慢连接特别如此。

顺序流式文献是放在原则http或ftp服务器上，易于管理，基本上与防火墙无关。

顺序流式传播不适合长片段和有随机访问规定视频，如：

讲座、演说与演示。

它也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术。

4.1.2实时流式传播

实时流式传播指保证媒体信号带宽与网络连接配匹，使媒体可被实时观看到。

实时流与http流式传播不同，需要专用流媒体服务器与传播合同。

实时流式传播总是实时传送，特别适合现场事件，也支持随机访问，顾客可快进或后退以观看前面或背面内容。

理论上，实时流一经播放就可不断止，但事实上，也许发生周期暂停。

实时流式传播必要配匹连接带宽，这意味着在以调制解调器速度连接时图像质量较差，并且，由于出错丢失信息被忽视掉，网络拥挤或浮现问题时，视频质量很差。

如欲保证视频质量，顺序流式传播更好。

实时流式传播需要特定服务器，如quicktimestreamingserver、realserver与windowsmediaserver.这些服务器容许对媒体发送进行更多级别控制，因而系统设立、管理比原则http服务器更复杂。

实时流式传播还需要特殊网络合同，如：

rtsp（realtimestreamingprotocol）或mms（microsoftmediaserver）。

这些合同在有防火墙时有时会浮现问题，导致顾客不能看到某些地点实时内容。

4.2支持流媒体传播网络合同

流式传播实现需要适当传播合同。

由于tcp需要较多开销，故不太适合传播实时数据。

在流式传播实现方案中，普通采用http/tcp来传播控制信息，而用rtp/udp来传播实时声音数据。

4.2.1实时传播合同rtp与实时传播控制合同rtcp

实时传播合同rtp（real-timetransportprotocol）是用于internet上针对多媒体数据流一种传播合同。

rtp被定义为在一对一或一对多传播状况下工作，其目是提供时间信息和实现流同步。

rtp普通使用udp来传送数据，但rtp也可以在tcp或atm等其她合同之上工作。

当应用程序开始一种rtp会话时将使用两个端口：

一种给rtp，一种给rtcp.rtp自身并不能为按顺序传送数据包提供可靠传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依托rtcp提供这些服务。

普通rtp算法并不作为一种独立网络层来实现，而是作为应用程序代码一某些。

实时传播控制合同rtcp（real-timetransportcontrolprotocol）和rtp一起提供流量控制和拥塞控制服务。

在rtp会话期间，各参加者周期性地传送rtcp包。

rtcp包中具有已发送数据包数量、丢失数据包数量等记录资料，因而，服务器可以运用这些信息动态地变化传播速率，甚至变化有效载荷类型。

rtp和rtcp配合使用，它们能以有效反馈和最小开销使传播效率最佳化，因而特别适合传送网上实时数据。

4.2.2实时流合同rtsp

实时流合同rtsp（real-timestreamingprotocol）是由realnetworks和netscape共同提出，该合同定义了一对多应用程序如何有效地通过ip网络传送多媒体数据。

rtsp在体系构造上位于rtp和rtcp之上，它使用tcp或rtp