网络点播直播系统方案.doc

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网络点播、直播系统方案

一、宽频流媒体点播系统的整体规划设计

1.1流媒体点播系统设计原则

宽带流媒体点播系统性能优越、扩展灵活，系统从性能、结构等多方面均适应未来网络视音频应用的发展。

流媒体点播系统全面支持流媒体的节目点播功能，可以实现音视频节目的海量存储、检索、用户在线或离线观看；通过数字版权保护系统（DRM）有效保护内容供应商的利益；拥有完备的基于策略的计费系统、用户管理、认证、负载均衡系统、系统监控、后台管理功能，是具有完备功能的大型运营级流媒体业务支撑系统（OSS），特别适合电信级别的网络音视频应用需求。

系统设计应遵从并考虑以下原则

1、安全性

数据在网络上传输的安全性非常重要，本项目严格对用户名称、口令和权限进行设置，同时具备严格的管理员分级制度，以控制授权用户对多媒体信息的访问权限和控制权限，防止不合法操作。

本产品具有良好的安全触发机制，可以有效统计和控制用户的连接，具备系统报警功能，如磁盘空间不足等。

2、稳定性

音视频节目的数据量很大，传输和处理都要浪费很多资源，如传输需要很高的带宽，当大量用户访问本地视频服务器的时候，可能会由于某方面的资源不够或者出现问题，用户访问效果差，甚至服务器直接宕掉。

为了避免这类事情的发生，根据流媒体格式的特点，宽带流媒体系统采用内容分发系统CDN进行基于流媒体文件的内容分发。

对于点播系统来说，远程服务器相当一个内容的Cache，当用户第一个访问的时候，节目内容被存储到远程服务器的Cache中，其他用户访问时，就直接从远程服务器的Cache中取，而不必再到本地的视音频服务器上来取，既节省了中间的带宽，也节省了本地服务器的资源占用量，如CPU和内存等。

本系统具有很高的稳定性，可以达到7×24×365的长时间运行。

3、扩充性

软件的发展具有一定的扩展性，无论是功能上、还是容量上随时都有可能扩展。

所以在规划时必须要考虑具有良好的可扩充性。

本项目的扩充性主要表现在以下几点：

Ø功能扩充方便

流媒体点播系统采用模块化的设计思想，可以根据客户的需要做灵活的二次开发，整个系统不需要进行大的调整，就能很容易扩充新的功能；同时具备有Real和WindowsMedia两种格式的点播功能，方便用户选择；

Ø性能上扩充方便

本项目可以支持多个服务器组同时工作，达到负载均衡的效果。

随着用户访问量的增加，本系统也可以轻松的添加更多的视频服务器，或者采用内容分发系统（CDN），来支持更多的用户连接。

4、可移植性

本项目的体系结构应采用先进的三层结构系统，基于Java的一系列标准，具有良好的跨平台性，可以运行在UNIX、Linux和Windows平台上。

通过使用第三方厂家提供的中间层产品，本系统可在各种硬件平台、操作系统、WEBServer平台上进行方便的移植。

本项目应采用标准的JDBC和ODBC方式，使用标准的SQL对数据层中的数据库数据进行操作与管理，从而使系统可采用多种数据库系统。

5、易用性

本项目应采用WEB方式管理控制界面，提供友好的信息提示和错误提示，非专业人员也可以很容易进行操作。

终端用户只需装载RealPlay或MediaPlay等非常普遍的播放器就可以播出，无须安装其他第三方的播放器。

1.2流媒体点播系统整体规划

网络拓扑示意图

宽带网络流媒体点播系统实现的拓扑结构图可如下表示：

二、宽频流媒体音视频点播系统的设计与实现

本系统基于H.264编码的多媒体技术上开发而成，可支持用户建立多种数据格式的VOD等视音频应用。

系统采用B/S结构，操作简单、管理灵活，具有很好的安全性、稳定性、扩展性、可移植性、易用性。

2.1系统体系结构

本系统的体系结构采用了先进的三层结构系统，基于Java的一系列标准，具有良好的跨平台性，可以运行在UNIX、Linux和Windows平台上，通过使用第三方厂家提供的中间层产品，从而使本系统可在各种硬件平台、操作系统、WEBServer平台上进行方便的移植。

同时采用标准的JDBC和ODBC方式，使用标准的SQL对数据层中的数据库数据进行操作与管理，从而使系统可采用多种数据库系统。

本系统由Java、JavaScript、VC++等编程语言结合WindowsSQLServer2000WEB数据库共同实现。

采用WEB方式管理控制界面，提供友好的信息提示和错误提示，非专业人员也可以很容易的进行操作。

本系统采用B/S结构,直接构建在通用服务器上，不需要下载专用客户端播放程序，单机即可能够支持1000以上并发流（500Kbps码流）,通过全局或局部负载均衡可支持无限用户扩展使用。

平台可以对多种资源内容进行整合管理，实现内容的编辑、存储、发布、应用、传输等业务应用。

2.2功能流程图

网站管理人员把制作好的音视频节目上传到视频服务器后，系统管理员对上传到视频服务器的视音频节目进行归类入库统一管理，并在用户点播页面进行发布。

用户要进行视频点播，首先用浏览器Web远程登陆用户点播页面，通过节目分类浏览、模糊查询等方式查找喜欢的视频节目，并提交视频点播请求，系统管理服务器把用户视频点播请求发送到视频服务器。

视频服务器根据点播请求的信息，把用户需求的节目以流的形式传输到用户终端。

系统可实现用户的管理认证和节目点播计费；可对系统服务器工作状态和用户点播情况进行实时的监控。

系统支持的节目格式包括wmv、asf等。

2.3网络视频点播系统主要功能及优势

n采用Real/Media流媒体技术设计，对带宽的适应性高，在窄带及宽带网络环境中均能应用自如；

n多码流自适应设计，独有的多码流自适应功能可以根据不同用户实际网络带宽情况自动选择不同的码流播放；可以使不同接入环境的用户在点播音视频节目时获得最佳的收看效果。

n支持asf、real、wmv、wma、mpeg1、mpeg4、mp3、wav等多种格式的多媒体数据，支持多级多种分类方式；

n强大的视音频文件操作功能，支持针对视音频节目的文件操作，如预览、修改、剪切、合并、删除等；

n支持视频片段（如广告）的插播，可在视音频文件中添加文字、图片或视音频广告等；

n数字版权保护（DRM）管理功能，防盗链、防下载:

可实现对数字节目的版权保护，非法用户即使将内容下载到本地也无法正常播放，有效保护内容供应商的知识产权； 

n完善的用户认证管理:

完善的用户分类和认证机制，实现多级别的用户管理，支持二次认证，防止用户绕过页面认证，直接使用URL访问，并且防止任何非法用户使用各种流式下载工具下载，有效防止节目数据的泄密丢失；

n负载均衡管理，有效保证运营效率:

系统提供完善的负载均衡功能，真正的基于服务器CPU、内存监测与Web任务实时监控的动态任务分配，准确地将用户点播请求均衡到集群服务器中的流媒体服务器端，使负载真正能够均衡，让服务器集群中的每台服务器都能发挥最大的效率，提高整体网络性能，提高自愈性，确保网络视频点播系统的关键性应用；

n内容分发管理CDN，支持各种分布式网络应用：

采用层状结构，自定义内容分发策略，通过采用“推”、“拉”等多种视音频资源分发模式中心视频服务器自动向边缘缓冲视频服务器分发节目，边缘视频服务器自动定时向中心视频服务器更新节目。

以多媒体数据中心为主节点，通过电信骨干网，将内容分发到各地的负载分节点，大大减轻骨干网的网络流量和数据中心视频服务器的负载，各地用户通过CDN子节点就地或就近实现流媒体节目的收看，以获得最低的网络延时、达到最佳的浏览效果；

n良好的扩容性:

采用分布式结构体系，方便添加视频服务器，在后台管理系统中做简单设置，即可实现视频域集群组的扩容，轻松满足系统扩容需求。

n强大的计费管理功能:

系统提供多种途径进行用户认证和计费，可按照用户类型定义收费标准，灵活定制多种计费类型、优惠政策、套餐组合；支持发卡、与ADSL号码绑定、短信计费等多种计费模式。

2.4管理系统构成

视音频点播系统主要由自动上载系统、视频服务器管理系统、后台管理系统、前台发布系统、用户管理及认证系统等组成。

2.4.1视频上传功（入库）能实现

第一种是数据库入库，既分析用户原有相关管理系统中的数据库进行数据库导入，既可完成视频和图片入库到此平台中。

第二种方式是接口传送，也就是与已有的非编、图片管理、网站等管理系统进行接口整合，由源系统提供接口，系统调用接口内容进行入库，需要原系统厂家配合。

第三种自动扫描入库，在管理平台中配置好音视频、图片等相关文件存储的路径，启用内容扫描程序，系统将自动扫描该路径下所指定的音视频文件、图片，并自动截图，按照文件夹分类入库，必要时可以自动发布到页面进行内容呈现。

扫描路径支持磁盘阵列、NAS、IP-SAN、网络共享等。

第四种远程客户端FTP上传入库，也适合以后的内容更新，按照权限分配给予相关管理账户，相关内容上传和编辑人员通过WEB界面登录后即可通过网络上传视频、图片等内容，上传内容时提供专用的上传客户端，支撑断点续传、断网重联、暂停、终止等人性化上传功能，此方式适合少批量工作。

FTP上传方式，采用B/S结构的视频上传界面，适合于单个或批量文件添加和入库，优点在于不需对服务器和磁盘阵列进行任何操作，在任何具备网络环境的地方连接管理系统后台，进入媒体资源管理中心，即可将本地视频文件添加到视频库中进行统一管理，系统会自动以FTP的方式将本地文件传送到用户选择的任何一个视频存储点上。

考虑到网络环境有可能产生的不稳定性，平台的FTP客户端上传程序有多种网络适应性设计，支持高清视频（1080P、720P）上传及大文件（10G以上）的断点续传、断网自动重连、上传状态和速度等等。

上传的视频文件支持FLV/AVI/MOV/MPEG/RM/RMVB/ASF/MP4/WMV等多格式内容，上传视频后系统可以自动进行FLV格式转换和DRM数字版权加密，支持对H.264等高清FLV格式的转换

系统上对上传节目相关信息进行可丰富的编目管理，系统上有默认的标签属性如：

节目名称、导演、演员、摘要、上映或发布时间、来源、节目关联、海报……等诸多相关标签，方便页面发布调用以及节目的检索。

同时信息编目的标签是能够做到灵活调整的，因为用户对于视频节目的标签定义并不是完全相同，所以可以根据需要修改或添加更多标签属性来满足多种编目要求，比如将节目名称、导演等标签改成标题、主讲人等各种自定义标签，可以同时定义多个编目属性菜单应用于不同的节目分类。

2.4.2资源批量上传

远程客户端上传入库，平台具可以批量上传音视频内容，需要输入关键字、缩略图等基本信息。

管理员可以把上传权限分配给用户，相关内容上传和编辑人员通过WEB界面登录后即可通过网络上传视频内容，上传内容时提供专用的上传客户端，支撑断点续传、断网重联、暂停、终止等人性化上传功能。

支持批量文件的上传，支持超大文件上传。

2.4.3视频转载与下载

支持从其他网页转载流媒体格式视频，输入视频网页地址后，可直接将视频嵌入到本系统中。

支持根据视频网页地址，自动将视频文件（FLV）抓取到本地。

2.4.5资源审核

平台提供资源发布审核功能

支持对用户上传内容进行审核，实现先审后发机制，还可以由由管理员设置是否需要审核才发布，不同等级用户可以采用不同的审核机制。

2.4.6资源转码

节目转码负责把多种格式、码率的素材转换为适合网站应用的流媒体文件，以扩大节目素材的来源。

节目转码包括文件格式、压缩方式、高低码率等的转换。

在转码时可添加水印，水印文字和图片支持自定义管理；

支持rm、wmv、asf、mp4、flv、3gp、Ts、asf、mov、vob、avi、mpeg、mpg……等视频格式统一转换与管理应用。

压缩方式的转换包括：

◇视频：

MPEG2IBP（TS/PS/ES），MPEG2I，MJPEG，WMV

◇音频：

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