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东北大学硕士学位论文 摘要 i p t v 管理信息系统的设计与实现 摘要 随着宽带网络进入家庭和流媒体技术的不断成熟发展，利用普通家庭电视在线 访问置联网上丰富的资源成为一种极其新鲜而且吸引人的构想。i p t v 视频点播系统 的提出顺应了这个市场发展的需求，不但可以满足用户实现互动点播的要求还可以 为运营商提供新的增加利润的空间。 家庭宽带用户日益增多，访问量增多，而且用户分布比较分散，距离较远，带 宽有限，这就决定了本系统的多层次服务器组结构。在这种复杂的结构中，如何建 立一个实用、快速、方便的管理信息系统，把对各级服务器的操作和管理过渡到一 个真正开放的、与平台无关的环境中，使系统管理员使用浏览器就可以及时方便的 实现对整个视频点播系统的管理，就成为了一个复杂而又急需解决的问题。 本文分析了c s 、b s 两种常用系统结构的特点，并且根据i p t v 视频点播管理 信息系统的实际情况，采用了b s 三层体系结构。系统基于w e b 运行平台，采用 s q ls e r v e r 作为后台数据库，使用a s p n e t w e b 应用程序开发技术和a d o n e t 数 据库访问技术。本系统管理功能设计了三个功能模块；系统管理模块包括服务管理、 配置信息管理、日志管理、i p 段配置管理、性能管理：内容管理模块包括发布点类 型管理、文件分发管理、发布点内容管理：用户管理模块包括系统管理员管理和普 通用户管理。结合视频点播系统数据特点本文分析了系统数据库的需求，并设计了 系统所需的全部数据表，讨论了系统所用到存储过程的建立和使用。论文还对系统 的安全性做了分析，提出了保证系统安全性的具体方法。 目前，该系统已经通过模拟现场运行验收。系统实际运行的结果表明，本文设 计的i p 丁v 视频点播管理信息系统能够方便快速有效的实现整个系统的管理功能。 关键词：网络电视；视频点播：浏览器月幔务器；管理信息系统 - 东北大学硕士学位论文 t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fl p t vm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m a b s t r a c t a st h ee n t r a n c eo f b r o a db a n dt on o r m a lf a m i l i e sa n dt h ed e v e l o p m e n ta n dm a t u r a t i o n o ft h es t r e a m i n gm e d i at e c h n i q u e ，t h e r ei sa ne x t r e m e l yn o v e la n d a p p e a l i n gi d e ao ft a l d n g b s eo f t h ea b u n d a n tr e s o u r c e so nt h ei n t e m e tw i t hn o r m a lt e l e v i s i o na th o m e 1 1 抢a d v e n to f i p t vv i d e o - o nd e m a n ds y s t e mc o m p l i e sw i t ht h ed e m a n df o rm a r k e td e v e l o p m e n t t h i s s y s t e mc a r ln o to n l ys a r i s f yt h en e e do fc l i e n t st or e a l i z ei n t e r a c t i v ed e m a n d ，b u ta l s oc r e a t e n e w p r o f i ts p a c ef o rs y s t e mp r o v i d e r s b e c a u s eo f t h ei n c r e a s i n ga m o u n to f u s e r sa n dt h e i rv i s i t s ，i na d d i t i o n ，t h eu s e r sa r eo f t e n d i s t r i b u t e df a ra p a r ta n dt h e i rb a n di sl i m i t e d ，w ed e c i d et oa d o p tm u l t i - l a y e rs e r v e rs t r u c t u r e i n t h i ss y s t e m i nt h i sk i n do fc o m p l i c a t e ds t r u c t u r e ，h o wt ob u i l du pap r a c t i c a l ，f a s t ， c o n v e n i e n tm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m m a k et h eo p e r a t i o na n dm a n a g e m e n t so ft h ea l l l e v e l ss e i v e ri nar e a lo p e ne n v i r o n m e n t ，m a k et h es y s t e mm a n a g e rm a n a g et h ew h o l ei p t v v i d e o - o nd e m a n ds y s t e mb yu s eb r o w s e ri nt i m ea n dc o n v e n i e n t l y ，b e c a m eac o m p l i c a t i o n s a n du r g e n tp r o b l e mn e e dt or e s o l v e t h i sa r t i c l ea n a l y z e dt h ec h a r a c t e r i s t i c so f t w ok i n d so fs y s t e ms t r u c t u r eo fc s ，b s ，a n d a c c o r d i n gt ot h ea c t u a lc i r c u m s t a n c e 口t vv i d e o - o nd e m a n d , w ea d o p tt h r e el a y e rs y s t e m s t l u c t u r e so fb sb a s e do nw e b ，a d o p tt h es q ls e r v e rt ob et h eb a c k s t a g ed a t a b a s e ，t h ew e b a p p l i c a t i o np r o c e d u r ed e v e l o p m e n tt e c h n i q u ea s p n e ta n dt h ea d o n e td a t a b a s e i n t e r v i e wt e c h n i q u e s w ed e s i g nt h r e ef u n c t i o nm o l dp i e c e s ：t h es y s t e mm a n a g e m e n ti n c l u d e s t h es e r v i c em a n a g e m e n t , c o n f i gi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t , d a i l yr e c o r dm a n a g e m e n t , t h ei p s e g m e n tm a n a g e m e n t ，p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ；t h ec o n t e n t sm a n a g e m e n ti n c l u d e sp u b c a t e g o r ym a n a g e m e n t , f i l ed i s t r i b u t em m m g e m e n ta n dp u bc o n t e n t sm a n a g e m e n t ；t h eu s e r m a n a g e m e n t i n c l u d e st h e s y s t e mm a n a g e rm a n a g e m e n ta n dt h en o r m a lu s e r m a n a g e m e n t c o m b i n et h ed a t ac h a r a c t e r i s t i c so fi p t vv i d e o o nd e m a n ds y s t e m ，w ea n a l y z e t h en e e do ft h es y s t e md a t a b a s e ，a n dd e s i g n e da l ld a t af o r mt h a ts y s t e mn e e d t h et h e s i sa l s o f o u c u so nt h es a f e t yo ft h i sm a n a g e m e n ts y s t e m ，p u tf o r w a r ds o m em e t h o dt os o l v et h e p r o b l e mo fs y s t e ms a f e t y - n i 东北大学硕士学位论文 a tp m s c n t ，t h i ss y s t e mh a sa l r e a d yp a s s e ds i m u l a t i o ns c e n e s o p e r a t i o nt e s ti nt h e l a b o r a t o r y t h er e s u l ts h o w st h a tt h i s 口t vm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t c mc a l lm a n a g et h e w h o l el o n gr a n g eo f s y s t e mc o n v e n i e n f l y , f a s f l ya n de f f e c t i v e l y k e yw o r d s ：i p t v ；v i d e o - o nd e m a n d ；b s ；m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得 的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 学位论文作者签名：雪妖粳 日 期：加“i 、 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位 论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 ( 如作者和导师同意网上交流，请在下方签名；否则视为不同意。) 差竺篓銮作者签名：积勤l 签字日期：驯i6 导师签名： 签字日期： 东北大学硕士学住论文第一章绪论 1 1 课题背景 第一章绪论帚一旱珀了匕 随着信息技术的不断发展，信息在现代人们生活中占有越来越重要的位置，已经 成为了不可缺少的元素【i 】。人们对信息的需求也随之不断的深化，己不仅仅停留在信 息查询和静态的文本内容上，开始向娱乐，影视欣赏等方向转移。获取信息的方式也 随着宽带网络的普及逐渐多样化，如电视、广播、互联网等等。 但是，传统的信息获取方式有很多弊端。如广播电视技术是一种被动的灌输接受 方式。虽然人们可以选择观看不同的频道，但是在某个频道中观看什么样的节目完全 是由电视台来决定，人们只能选择看还是不看，而不能做到想看什么就看什么，不能 决定播放的时间，一旦错过了播放的时间，便无从弥补。它并不能满足用户期待交互 式的，实现互动点播模式的需求。而互联网却是一个完全互动的平台，用户可以在任 何时间根据自己的喜好选择自己需要的信息。但互联网中的信息杂乱无章，要找到自 己需要的信息并非易事。这就导致互联网尚未得到如同电视一样的普及。现在人们对 视频的需求越来越广泛，传统的基于口网络的视频服务并不能提供用户类似于广播电 视的高质量图像信息。而且宽带用户数经过几年的快速增长，已走到了一个临界点， 许多城市在投入巨资建设城域网之后，并没有获得高的宽带用户接入率，挖掘新的用 户增长方式和业务量增长方式成为固网运营商关心的首要问题。 i p t v ( 交互式网络电视) 技术结合了各种传统信息传播方式的优点，顺应了市场 发展的趋势和用户的需求。而且，它作为一种革命性的宽带使用方式，既能保证用户 交互式的需求，又能保证音频、视频质量，这已经得到业界的公认。它通过一台机顶 盒接入宽带网络，是一种利用宽带互连网络向家庭用户提供包括数字电视在内的多种 交互式服务的新技术。显示终端既可以是p c 机，也可以是电视机，这就决定了其适 用范围相当广阔，凡是有电视机的家庭，即使不懂有关电脑与网络的知识，都能通过 加一台机顶盒接入互联网，按照美观生动的菜单画面方便的选择并欣赏自己喜爱的节 目，享受视频点播、视频广播、网上冲浪及网络游戏等丰富多彩的网络业务。 通过i p t v ，人们在“i p 机顶盒+ 电视机”上将告别单一被动的节目接受方式， 走向集互联网内容、网络游戏、电视节目为一体的更为丰富多彩的互动数字娱乐生活。 因此，p t v 产业的启动，必将迅速而深刻地改变人们的生活，i p t v 所代表的“三网 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 融合”的趋势也无疑是信息产业未来发展的方向田。 1 2 课题研究的目的和意义 为了在辽宁省全面推广流媒体服务，丰富辽宁人民的业余文化生活，提高辽宁偏 远地区教育水平，沈阳都市互动有限公司与东北大学网络与通信中心合作开发了 “i p t v 视频点播系统”。该系统将为全省家庭用户提供视频点播，在线教育等服务。 该系统将以沈阳为中心建立总站，在辽宁省各市建立分站，在分站下级继续设站点， 以保证覆盖范围的全面以及服务的质量。在系统运营中，沈阳总站负责资产管理、内 容分发以及总的监控和调度。各市区分站负责具体的音视频服务和请求路由。 该项目即将应用在辽宁省全省范围内，为网通、联通、铁通等多家宽带提供商的 用户提供以下服务： ( 1 ) 视频点播服务。通过资产管理，将丰富的电影、电视剧、动画片、m v 等视 频合理的组织起来，供用户方便的选择，从而丰富人民群众的业余文化生活。 ( 2 ) 远程教育服务。对于偏远山区和贫困地区儿童的教育一直以来都是一个难以 解决的问题，这些地区不仅缺乏优秀的教师，连普通教师的数量都不能保证。该系统 有效的解决了这个问题。优秀教师的讲座可以事先做好采集工作。偏远地区只要使用 了这个系统，就可以方便地获得远程教育，而不必聘请教师专门前来教学，并节省了 大量的开支p 】。 ( 3 ) 转播服务。普通家用电视能接收到的频道很有限。但是通过该系统采集的世 界各地大量频道的实时信号，原则上就可以看到世界各地所有的频道了。这是任何有 线电视目前都不能做到的。 多用户，大并发流和高质量是视频点播发展的趋势【4 】。i p t v 视频点播系统的网络 环境瞬息万变，在全省乃至全国这样的范强里提供高质量流畅的视频服务，就必须要 保证各级服务器高效、安全而且稳定的运行。怎样设计和实现对各级服务器的管理， 就成为系统实现中一个重要的问题。因此需要建立一个实用、快速、使用方便的管理 信息系统，把对各级服务器的操作和管理过渡到一个真正开放的、与平台无关的环境 中。系统管理员使用浏览器就可以及时方便的实现对整个视频点播系统的管理，保证 各级服务器高效、安全而且稳定的运行，为用户提供流畅高质的视频服务。 目前社会上很多基于c s 模式的系统开发存在成本高、维护困难，而且用户使用 需要培训、安全性和可扩展性差等缺点。而b s 结构恰恰能解决这些缺点。因此，本 文重点讨论口t v 视频点播系统中基于b s 结构的管理信息系统在实际应用中的设计 2 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 与实现问题。 1 3 国内外发展概况 目前我国宽带接入已经呈现出发展乏力的苗头，发展余地有限。而全国有线电视 机超过1 2 亿台，进入口t v 领域可望突破宽带发展中计算机数目的瓶颈。i p t v 技术 提供了潜在的新业务、新收入、新商务模式的机遇，是一种多重业务捆绑的新业务形 式。而且发展i p t v 有利于利用固网的强大网络资源优势，是走向三网融合的战略需 要和切入点。因此，国内、外许多运营商和制造商纷纷加大对i p t v 的投资力度，为 用户提供更多更好的信息服务。 在国外，已经部署了i p t v 的运营商集中在欧美地区和亚太部分国家和地区。在 北美电信运营商的电视业务市场中，加拿大传统电信公司走在了前列，曼尼托巴电信 和萨斯喀萨温电信已经在v d s l 和a d s l 网络中开通m t v 业务，t c l u s 和加拿大贝尔 也计划在2 0 0 5 年进入这一市场。与加拿大i p t v 市场相比，美国i p t v 市场的发展进 程较为稳定，美国众多的本地运营商非常积极地在其领地上开展d s l 网络和光纤网络 上的砰t v 业务【5 】。 在国内，i p t v 业务也同样让宽带运营商找到了一条介入内容运营挖掘宽带网络商 业潜力的现实路径。2 0 0 4 年9 月，北京地区网络电视p t v 用户正式开始收费运营， 上海、江苏、广东等地的坤t v 业务很快也逐渐推广开来，在前不久刚刚结束的北京 通信展上，中国电信将p t v 业务与“新视通”、“互联星空”新应用作为重点项目推 向公众，而中国网通近期也积极部署i g r v 。可以说，口t v 技术已经成为当今最热门 技术之一，i p t v 的星火燎原之势已逐渐形成。 目前，国内外先进的管理信息系统都采用了现代信息技术的最新成就，除了普遍 被采用的用户界面技术( g u i ) 、s q l 结构化查询语言、面向对象技术、b s 和分布式 数据库管理系统等技术之外，还实现了更为开放的不同平台相互操作，并采用适应于 网络技术的编程软件，融合w e b 、h t m l 超文本信息、图文图像结合的多媒体开放文 档体系结构、交互式对象和全文检索等各项新技术。 现在社会上很多基于c s 模式的系统开发存在成本高、维护困难。而且用户使用 需要培训、安全性和可扩展性差等缺点。因此，需要一种新的基于三层b s 模式来开 发i p t v 管理信息系统来解决这些问题。 3 东北大学硕士学位论文第一章绪论 1 4 论文结构 本文结构如下： 第一章绪论，介绍了课题的背景，研究目的意义及发展现状。 第二章系统相关的概念与技术。介绍了i p l 、，的概念特点，流媒体技术的相关概念， c s 和b ，s 模式的优缺点及比较选择，设计和实现该系统所用到的c # 程序设计语言、 s q l s e r v e r 数据库、a d o n e t 数据库访问技术和w e b 应用程序开发技术a s p , n e t 。 第三章i p t v 视频点播系统总体设计。介绍了i p t v 整个系统的功能模块、物理结 构及处理流程。 第四章i p t v 管理信息系统的设计与实现。分析了i p t v 管理信息系统的功能需求 并给出了功能模块的设计思想。对系统各部分功能模块进行了详细的功能分析、页面设 计及实现。根据视频点播数据特点分析了系统数据库需求，详细设计了系统所需的数据 表及存储过程。并对系统的安全性作出了一定的分析，而且给出了相应的处理方法。 第五章系统测试与分析。系统在实验室环境下测试运行良好并对运行结果进行了 分析。 第六章结论。对全文进行概括性总结，指出未来的研究工作。 第六章结论。对全文进行概括性总结，指出未来的研究工作。 d 东北大学硕士学位论文第二章系统相关的概念与技术 第二章系统相关的概念与技术 2 1i p t v 概述 当代的宽带已成为一种成熟的产业在全球各地推行，宽带技术的蓬勃发展，形成 了各类数字信息内容依托宽带平台相互发展的良性循环，孕育出了一个融多媒体内容、 宽带网络、数字电视于一体的综合服务平台他w 系统服务平台。 2 1 1i p t v 定义 i p t v 是i n t e m e tp r o t o c a lt e l e v i s i o n 的缩写，即交互式网络电视，是一种利用宽带 网络，集互联网、多媒体、通信等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在 内的多种交互式服务的崭新技术。用户终端可以是计算机，也可以是网络机顶盒与普 通电视机。 普通电视机用户产品连接如图2 1 所示。 2 。1 2i p t v 特点 图2 1i p t v 产品连接的示意图 f i g 2 1 c o n n e c t i o no f l p t vp r o d u c t s i p t v 最大的特点是使电视图像业务在高速互联网上的应用成为现实b p i p t v 给宽 带业务注入了电视服务内容。腰t v 可以充分利用宽带资源，用宽带平台整合有线电视资 源，为用户提供更多多媒体信息服务的选择。其特点： ( 1 ) 频道多且真正实现了互动 i p t v 不同于传统的模拟电视和正在兴起的数字电视。i p t v 侧重于网络，是以电视 为终端，用宽带网络将家庭和因特网联在一起，提供互动性的内容。在理论上可以承载 5 东北大学硕士学位论文第二章系统相关的概念与技术 无限的频道数量，还能够提供类似网页的互动性服务，使用户可以互动点播自己喜欢的 内容，从而拥有更灵活的消费模式。 ( 2 ) 信息丰富、技术成熟 i p t v 的技术发展和业务应用，都借助并依赖于互联网的信息资源和技术支攥这两大 优势，其信息来源面广量大，异常丰富，技术、标准更早已日渐成熟，实现成本很低。 ( 3 ) 潜在用户数量大 目前，我国电信行业宽带用户数达数千万，其中a d s l 用户占据了宽带市场的8 0 ， 已成为宽带接入的主流。这表明借助宽带接入，特别是a d s l 技术的升级改造，i p t v 业 务将有拥有巨大的潜在用户群。 ( 4 ) 节省了网络带宽 m p e g - - 4 、h 2 6 4 、w m v 9 等视频压缩编码标准技术的发展，特别是h 2 6 4 的 应用，使i p r v 技术的视频编码效率大大提高，从而迅速提升了现有带宽条件下的视频质 量。有效地节省了网络带宽。 ( 5 ) 将广电业、电信业和计算机业三个领域融合在一起 由于i p t v 的技术传输遵循t c p i p 协议这就决定了口t v 能够非常容易地将数字电 视节目、可视i p 电话、d v d v c d 播放、互联网游览、电子邮件以及多种在线信息咨询、 娱乐、教育及商务功能结合在一起，实际上已有效她将广电业、电信业和计算机业三个 领域融合在一起，充分体现出i f f v 在未来竞争中的优势。 2 2 流媒体技术概述 流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后存放到视频传送服务器 上，由视频传送服务器把节目传送到网络，用户在客户端通过播放器就可实时观看节 目。使用流媒体技术，用户可以一边传输一边观看、收昕，不需要下载整个多媒体文 件，不仅不会占用大量的磁盘空间，而且提高了数据传输效率旧。 2 2 。l 流媒体的概念 流媒体是与传统的下载播放方式相对应的。传统的媒体播放方式的优点是播放与 下载分开，因此播放与网络速度无关，可以重现发送端的质量，还可以一次下载多次 播放。流媒体方式是播放机只要获得文件的头部，就可以知道播放文件的必要信息， 之后就可以实现随传随播门。流媒体则是使用流传输技术，通过网络实时传输多媒体 数据。流化把数据分成适当大小的分组，然后在服务器和客户端之间传输【8 】。实时数 6 东北大学硕士学位论文第二章系统相关的概念与技术 据的处理流程分解成传输、解码和播放等几个流程。客户端可以在播放一个分组的时 候，解码下一个分组，同时接收后续分组，类似于流水线操作1 9 1 。通常，流应用通过 重复使用缓冲区来存储到达的分组。 2 2 2 流媒体文件格式 把普通的视频文件格式转化成流媒体文件格式需要经过特殊编码，使其适合在网上 边下载边播放，而不是等下载完整才播放。视频文件首先进行编码处理，并分割成一个 个适于在网络上传播的数据包。另外在编码时，还需要在数据包中加入一些附加信息， 如计时、压缩和版权信息，最终形成流媒体文件。 常用的流媒体编码技术标准有：m p e g l 、2 、4 、7 ，h 2 6 3 ；r e a l n e t w o r k s 公司的 r e a l v i d e o ，r e a l a n d i o 编码技术；微软公司的w i n d o w sm e d i a 和w i n d o w sa u t o 编码技术 等【l 。j 。目前在流媒体市场上主要有微软、r e a l n e t w o r k s 和苹果电脑等三家公司，它们的 产品分别是w i n d o w sm e d i a ，r e a ls y s t e m 和q u i c kt i m e 。表2 1 列出了这三家公司使用的 流媒体文件格式0 1 1 。 表2 1 媒体文件格式 t a b l e2 1f i l ef o r m a to f s t r e a m i n gm e d i a f 1 1 微软的w m d o w sm e s a ：作为计算机行业的龙头老大，微软在流媒体领域也不 示弱，推出了全套的流媒体解决方案。包括流媒体文件格式：流媒体视频格式w i l l v 、流 媒体音频格式w m a 以及可转换的通用流媒体音视频文件格式a s f ，流媒体服务器 m i c r o s o f tw m d o w sm e d i as e r v e r ( 集成于g r m d o w s 操作系统中) ，以及流媒体窖户端援 放器m i c r o s o f tw i n d o w sm e s ap l a y e r 。此外微软还提供了一套完整的媒体编码制作方案， 用于制作流媒体音视频文件并进行文件格式转换，以及服务器播件编程组件w m ss d k ， 用于对其播放服务器内部进行编程，更灵活的实现用户特定的服务功能。 7 东北大学硕士学位论文第二章系统相关的概念与技术 ( 2 ) r e a l n e t w o r k s 的r e a lm e d i a ：作为目前网络中最流行的r e a lm e d i a ，几乎是无人 不知，无人不晓。r e a l n e t w o r k s 同样也提供了一套完整的流媒体解决方案：包括流媒体 文件格式r r n ，r m v b 等等，以其文件大小的灵活配置，较高的压缩率，较好的网络传输 性能被广大的网络用户所承认和支持。它同样有自己特有的播放器：如：r e a l p l a y e r , r e a l o n e 等等，都被广大网民所熟知。 ( 3 ) a p p l e 的q u i c k t i m e ：作为专门用在苹果机上的流媒体系统，q u i e k t i m e 已经将 其应用范围扩展到w i n d o w s 平台的市场中。如今不仅a p p l e 中可以见到m o v 等文件格 式的身影，许多w i n d o w s 用户也对m o v 有所了解。该文件格式的专用播放器是q u i c k t n n e p l a y e r ，但是许多w i n d o w s 应用程序如：m e d i a p t a y e r , r e a l p l a y e r 等都对m o v 格式有所 支持。这表明众商家对该流媒体系统的承认度还是相当高的。 本文在设计和实现碑t v 流媒体视频点播系统时，选用的是微软的w m d o w sm e d i a 。 原因不仅是因为该系统无论是服务器还是播放机都有较好的性能和稳定性，更主要的是 作为i p t v 的家用客户端机顶盒使用的是w m d o w sc e 操作系统和内置的w i n d o w sm e d i a p l a y e r9 0 。 2 2 3 发布点 w m d o w sm e d i as e r v i c e s 使用发布点将客户端对内容的请求转换为安置该内容的 服务器上的物理路径。在客户端成功连接到发布点之后，w i n d o w sm e d i a 服务器管理 该连接并传输该内容。 客户端通过连接到发布点访问来自服务器的内容流。w m d o w sm e d i as e r v i c e s 包 括两种类型的发布点：点播和广播。每种类型都可以配置为从某种类型的来源( 如来 自编码器的实况流、文件或播放列表) 传递流。一个w h d o w sm e d i a 服务器可以配 置为运行多个发布点，并安置广播内容和点播内容的组合。 这两种类型的发布点在许多方面都相似，但是它们有一些重要的区别。 ( 1 ) 如果希望用户能够控制正在传输的内容的播放，则最适于从点播发布点传输 内容。这种类型的发布点最常用于安置以文件、播放列表或目录为来源的内容。当客 户端连接到该发布点时，将从头开始播放内容，最终用户可以使用播放机上的播放控 件来暂停、快进、倒回、跳过播放列表中的项目或停止。 ( 2 ) 如果希望创造与观看电视节目类似的体验，则最适于从广播发布点传输内容。 这种类型的发布点最常用于从编码器、远程服务器或其他广播发布点传递实况流。当 客户端连接到广播发布点时，客户端就加入了已在传递的广播中。例如，如果公司范 一8 东北大学硕士学位论文第二章系统相关的概念与技术 围内的会议在上午1 0 ：0 0 进行广播，在上午1 0 ：1 8 连接的客户端将错过会议的前1 8 分钟。客户端可以启动和停止流，但是不能暂停、快进、倒回或跳过。 2 2 4 单播与多播 在选择要使用的发布点类型时，应当考虑如何传递内容。例如，是以单播流方式 还是以多播流方式传递内容。利用单播流，客户端连接到w m d o w sm e d i a 服务器以 访问内容。利用多播流，服务器向网络上的单个多播i p 地址传输内容，所有客户端 都访问该i p 地址( 而不是连接到服务器) 以接收流。因为多播流只使用一个流就能 够满足多个客户端请求，所以这将降低网络上所需的带宽量。 ( 1 ) 多播流是指w m d o w s m e d i a 服务器和接收流的客户端之间的一对多关系。利 用多播流，服务器向网络上的一个多播p 地址传输，客户端通过向该碑地址订阅 来接收流。所有的客户端都接收相同的流。因为无论有多少个接收流的客户端，服务 器只传输一个流，所以多播流需要的带宽量与包含相同内容的单个单播流的带宽量相 同。使用多播流会节省网络带宽，且对于带宽较低的局域网可能非常有用。 图2 2 显示通过使用广播发布点以多播流方式从编码器分发内容的示例。 圈2 2 多播示例 f i g2 2 t h ed e m o n s w a t i o no f m u k i c a s t ( 2 ) 单播流是服务器和客户端之间的一对一连接，这意味着每个客户端都接收不 同的流且只有那些请求流的客户端才接收流。跌单播流方式传递内容时既可以采用点 播发布点又可以采用广播发布点。 正如图2 3 所示，在名为s e r v e r l 的w m d o w sm e d i a 服务器上有一个名为t v l 的点播发布点。该发布点标识要传输的内容的位置。 9 东北大学硕士学位论文 第二章系统相关的概念与技术 2 2 5 内容分发 圈2 3 单播示例 f i g2 3 t h ed e m o n s t r a t i o no f u n i c a s t 播放服务器向客户端提供服务，实质上就是播放服务器将数据流发送到客户端的 播放器中。然而，播放的数据的来源是不同的。数据可能是保存在当前提供服务的播 放服务器上，也可能保存在其他服务器上，这样就需要一种策略将其他服务器上的资 源分发到当前服务器中，然后进行服务。这种分发有两种情况：一种是当前播放服务 器作为一种代理，一边从有数据的数据源服务器获得数据，一边提供服务，实际上只 是起到内容中转代理的作用，这种情况下称当前服务器为分发服务器。另一种是在提 供服务之前就将数据从源服务器分发到当前的播放服务器，当流媒体文件全部下载到 当前播放服务器上之后，再向客户端提供服务【1 0 】。 ( 1 ) 使用分发服务器 分发服务器发布从另一个流式源( 如另一个g r m d o w sm e d i a 服务器) 接收到的 内容。运行w i n d o w sm e d i as e r v i c e s 的任何计算机都可以作为分发服务器运行。源服 务器是分发服务器播放内容的来源。客户端可以像连接源服务器一样连接到分发服务 器。分发服务器位于内容流中的源服务器和客户端之间，因此能够执行多种功能，如： 负载平衡、网络安全策略、服务器翻转等p 2 1 。 这种方法的缺点是要灵活实现这些功能必须依赖于服务器内部插件的开发，功能 受到很多限制。 ( 2 ) 先分发后服务 在播放服务器向客户端提供服务之前保证播放服务器有该文件的一种机制。按照 一定的策略将文件事先分发到播放服务器上，就可以保证在有用户请求的时候能顺利 可靠的提供服务。文件分发的时机很重要，根据文件分发的方式可以分为两种情况： 拉式下发和推式下剔1 3 】。 1 0 东北大学硕士学位论文第二章系统相关的概念与技术 拉式下发：发现当某个服务器没有用户请求的文件的时候，主动从其他有文件的 服务器上下载文件。优点是有需要的时候才下发文件，可以有选择的有效的利用本地 硬盘资源【。 推式下发：无论其他服务器是否需要该文件，都以某源服务器为起点向其他无文 件的服务器发送文件的一种方式。这种方式的优点是可以利用网络闲置的时间将一些 热门的点播文件分发到各个服务器中，这样可以充分节省网络和服务器的负载”】。 2 3 系统模式选择 在信息系统的发展过程中，共产生过四种开发模式：主机终端模式、文件服务器 模式、客户机服务器( c l i e n t s e r v e r ) 模式和浏览器，服务器( b r o w s e r s e r v e r ) 模式。 主机终端模式由于硬件投资得不到保证，已逐渐被淘汰。而文件服务器模式由于应用 程序及电脑的主体转向个人，整个系统的开销和维护成本大大提高，而且这种也只适 用于小规模的局域网，对于客户多，数据量大的情况就会产生网络瓶颈。因此目前使 用最多的是c s 和b s 两种模式。 2 3 1c i s 模式 所谓c s 模式是指在松散耦合的分布式计算环境中，一个进程将某一部分计算任 务委托提交给本地或远程的另外一个进程的计算模式，即该模式是客户进程从服务器 进程中请求服务的一种计算方式。图2 。4 是c s 的运行模式图。 谓目 客户端 服务器 图2 4c s 结构 f i g 2 4 c i ss 1 口i i c t u r e c s 结构是分离的逻辑实体，它通过网络协同工作来完成一项工作，它具有以下 特征： 功能分离：s e r v e r 进程是服务的提供者，c l i e n t 进程是服务的消费者。它们 是在不同的机器上运行进程的一种关系。 位置透明：s e r v e r 可以驻留在与客户相同或不同的处理上，一旦需要时， c l i n e t s e r v e r 平台可以通过重新定向服务来掩盖位置。 东北大学硕士学位论文 第二章系统相关的概念与技术 服务封装：客户过程只需要知道s e r v e r 的界面，而不必了解其逻辑。 同步异步操作：客户可以用同步或异步的方式来请求服务，异步方式可以使 s e r v e r 并发地处理多个客户任务。 可扩展性：支持水平或垂直扩展。水平扩展是可以增加或更换客户工作站；垂 直扩展是可以转移到新的或多个s e r v e r 机器上。 在c s 结构中，客户端的用户请求被传送到数据库服务器，数据库服务器进行处 理后，只将结果返回给用户( 而不是整个数据库文件) ，这样显著减少了网络上的数据 传输量，提高了系统的性能、吞吐量和负载能力；c s 结构的数据库往往更加开放( 多 种不同的硬件和软件平台、数据库应用开发工具) ，应用程序具有更强的可移植性，同 时也可以减少软件维护开销【坷。 2 3 2 b s 模式 随着i n t e r a c t 越来越广泛的应用，网络浏览器功能的进一步扩展，于是，一种新 型的体系结构b s 模式结构应运而生，并获得飞速发展。本质上，b s 结构也是一种 c s 结构，它是一种由传统的二层c s 结构发展而来的三层c s 结构在w e b 上的 应用特例。 在浏览器服务器结构的系统中，用户可以通过浏览器向分布在网络上的许多服 务器发出请求。b s 结构极大地简化了客户机的工作，客户机上只需安装、配置少量 的客户端软件即可。服务器将担负更多的工作，对数据库的访问和应用程序的执行都 将在服务器上完成【1 7 】。三层b s 模式的体系结构如图2 5 所示。从图中可以看出它 分为表示层、中间层和数据层。 数据库服务器w e b 服务器浏览器 ( ) 数 请求 事物 请求显 据 i 一 数据库 处理不 处 逻辑 逻 - - 理 1 响应响应 辑 图2 5b s 结构 f i g 2 5 b ss t r u c t u r e 表示层：w e b 浏览器。在表示层中包含系统的显示逻辑，位于客户端。它的任务 是由浏览器向网络上的w e b 服务器提出请求。w e b 服务器对用户身份进行验证后， 1 2 东北大学硕士学位论文 第二章系统相关的概念与技术 把请求的页面传送过来，在浏览器上进行显示。 中间层：包含系统的事务处理逻辑，位于w e b 服务器端。它的任务是接受用户 的请求，首先需要执行相应的扩展应用程序与数据库进行连接，向数据库服务器提出 数据处理请求，然后等数据库服务器将数据处理的结果传送给客户端。 数据层：数据库服务器。在数据层中包含系统的数据处理逻辑，位于数据库服务 器端。它的任务是接受w e b 服务器对数据库操作的请求，实现对数据库查询、修改、 更新等功能，把运行结果提交给w e b 服务器【1 s 】。 2 3 3 两种模式的分析比较 b s 模式与c s 模式相比不仅具有c s 模式的大部分优点，而且还有着其独特 的优势【1 9 】： ( 1 ) 简化了客户端。 b s 无需像c s 模式那样，在不同的客户机上安装不同的客户应用程序，而只需 安装通用的浏览器软件。这样不但可以节省客户机的硬盘空间与内存，而且使安装过 程更加简便、网络结构更加灵活。便于口t v 视频点播系统的管理信息系统在i n t e m e t 发布和传播。 ( 2 ) 使用界面简单、友好。 对于c s 模式，客户应用程序有自己特定的规格，其使用方法和界面各不相同， 使用者需要接受专门培训。而采用b s 模式时，客户端只是一个简单易用的浏览器软 件。浏览器界面友好，易于使用。这样，口t v 系统管理员和用户都可以直接使用。 ( 3 ) 简化了系统的开发和维护。 系统的开发者无须再为不同级别的用户设计开发不同的客户应用程序了，只需把 所有的功能都实现在w e b 服务器上，并就不同的功能为各个组别的用户设置权限就 可以了。各个用户逶过 f r r p 请求在权限范围内调用w e b 服务器上不同处理程序， 从而完成对数据的查询或修改。当形势变化时，它无须再为每一个现有的客户应用程 序升级，而只需对w 曲服务器上的服务处理程序进行修订，这就简化了系统的维护。 ( 4 ) 系统变的更加灵活。 c s 系统的模块中有一部分需要改变，就要关联到其他模块的变动，使得系统难 以升级。b s 系统盼三部分模块各自相对独立，其中一部分模块改变时，不影响其它 模块，系统改进变得非常容易，并且可以用不同厂家的产品来组成性能最佳的系统。 ( 5 ) 适合网上信息的发布 - 1 3 东北大学硕士学位论文 第二章系统相关的撅念与技术 b s 特别适用于网上信息发布，这是c s 所无法实现的。丽这种新增的网上信息 发布功能恰是i p t v 视频点播系统所需的。 ( 6 ) 保障系统的安全性 在c s 系统中由于客户机直接与数据库服务器进行连接，用户可能很轻易地改变 服务器上的数据，无法保证系统的安全性。b s 系统在客户机与数据库服务器之间增 加了一层w e b 服务器，使两者不再直接相连，客户机无法直接对数据库操作，有效 地防止用户的非法入侵【2 0 】。 总之，三层b s 体系结构具有许多c s 体系结构不具备的优点，而且又紧密结 合了i n t e m e t 技术，是发展的大势所趋，它把应用系统带入了一个崭新的发展时代。 针对上面讨论的两种模式的优缺点，本系统采用三层b s 模式来设计i p t v 视频点播 系统的管理信息系统结构。 2 4 系统开发工具 2 4 1m i c r o s o f t n e t 概述 v i s u a ls t u d i o n e t 是一套完整的开发工具，用于生成a s pw