（计算机系统结构专业论文）基于扩展流媒体格式的教学点播系统设计与构建.pdf

中文摘要 随着i n t e r n e t 技术的发展以及音视频压缩技术的进步，基于i n t e r n e t 的多媒 体交互平台受到了越来越广泛的重视。目前，利用流媒体技术进行远程网络教学 已经逐渐普及，本文以构建基于扩展流媒体格式远程教学点播系统为目标，对其 中若干关键问题进行了研究和探讨。 系统采用b s ( b r o w e r s c r v c r ) 的系统架构，由服务器和客户端两部分组成， 以多媒体课件管理模块和视频点播模块具体实现相应的功能。本文完成了教学点 播系统服务器部分的设计与实现，包括管理服务器和流媒体服务器。 多媒体流的传输与同步是实时多媒体系统中的研究热点。本文对流媒体进行 网络传输的网络协议进行了探讨，使用了基于反馈的r t p r t c p 网络协议族，使 得系统在网络拥塞情况下动态调整发送速率，保证发送质量。为保证为多个用户 同时服务，本系统采用了多线程方式进行流式传输，对多线程使用缓冲区的临界 问题进行了描述。在综合考虑多种多媒体同步模型及相应的同步方法后，本系统 采用了时间戳结合同步点的流媒体传输同步方法，对本系统有更好的针对性。流 量控制是保证网络传输质量的重要方法，本文对基于反馈的闭环流量控制进行了 研究，并给出了服务器端的o o s ( q u a l i t y o f s e r v i c e ) 决策方法。 系统采用n e t 技术，可以简化系统部署，使用户界面更加友好，使用更加 方便。将不同功能划分为不同模块，便于系统的维护，更新。 关键词：流媒体n e t 技术视频点播同步 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dp r o g r e s so fi n t e r n e tt e c h n o l o g ya n dm u l t i m e d i ac o m p r e s s i o n c o d i n g m u l t i m e d i ac o m m u n i c a t i o ns y s t e m sb a s e do ni n t e r n e th a v eb e c o m em o r ea n d m o r ei m p o r t a n t a tt h ep r e s e n tt i m e ，t h er e m o t ee d u c a t i o ns y s t e mw i t ht h et e c h n o l o g y o fm e d i as t r e a m i n gi sm o l ea n dm o r ep o p u l a r i nt h i sp a p e r , o b i r e s e a r c hf o c u s e do n s o m ek e yt h e m e si no r d e rt oc o n s t r u c tar e m o t ee d u c a t i o ns y s t e mb a s eo ne x p a n d e d s t r e a m i n gm e d i af o r m a t t h en e t w o r kt o p o l o g yo fo u rs y s t e mi sb a s e do nb sm o d ei n c l u d i n gt w o s e g m e n t s ：s e r v e ra n dc l i e n t t h es y s t e mc o n s i s t so ft w om o d u l e s ，t h em u l i t i m e d i a c o u r s c w a r em a n a g e m e n tm o d u l ea n dt h ev o d ( v i d e oo nd e m a n d ) m o d u l e i nt h i s p a p e r , w ec o m p l e t et h ed e s i g na n dc o n s t r u c t i o no ft h er o de d u c a t i o ns y s t e ms e r v e r s e g m e n t , i n c l u d i n gw e bs e r v e ra n dm u l t i m e d i as t r e a m i n gs e r v e l t h et r a n s m i s s i o na n ds y n c h r o n i z a t i o no f m u l t i m e d i as t r e a m si st h ek e yp r o b l e m s i nr e a l - t i m em u l t i m e d i as y s t e m w er e s e a r c h e di n t ot h et r a n s m i s s i o np r o t o c 0 1 w eu s e t h ef e e d b a c kr t p r t c pp r o t o c o lg r o u pi no r d e rt og u a r a n t e et h et r a n s m i s s i o nq u a l i t y b yd y n a m i ca d j u s t m e n tt r a n s m i s s i o nr a t e i no r d e rt os e r v ef o rm u l t i - u s e r s s i m u l t a n e o u s l y , t h es y s t e ms e l e c t e dt h em u l t i t h r e a dm e t h o dd e a l i n gw i t hm u l t i m e d i a s t r e a m i n gt r a n s m i s s i o n t h ec r i t i c a lb u f f e ro f t h em u l t i t h r e a dm e t h o di sa l s od e s c r i b e d r e f e r e n c i n gm a n ym u l t i m e d i as y n c h r o n i z a t i o nm o d e l sa n dt h e i rc o r r e s p o n d i n g s y n c h r o n i z a t i o nm e t h o d ，w ea d o p tt h em e t h o dw h i c hc o m b i n e st h et i m es t a m p m e t h o da n ds y n c h r o n i z i n gp o i n tm e t h o d , w h i c hi sj u s ta v a i l a b l ef o ro r r s y s t e m t h e f l o wc o n t r o li sa ni m p o r t a n tf a c t o rt og u a r a n t e et h en e t w o r kt r a n s m i s s i o nq u a l i t y i n t h i sp a p e ro u rr e s e a r c hf o c u s e do nt h ec l o s e dl o o pf l o wc o n t r o lm e t h o db a s e do nt h e f e e d b a c km o d e i na d d i t i o n , w eb r o u g h tad e c i s i o ns t r a t e g yf o rt h eq o so f t h es e r v e r w eu s et h e n e tt e c h n o l o g yw h i c hc a ns i m p l i f yt h es y s t e md e v e l o p m e n t ，m a k e t h eu s e ri n t e r f a c em o r ef r i e n d l ya n dc o n v e n i e n tf o rt h ec l i e n t w ed i v i d et h es y s t e m i n t od i f f e r e n tm o d u l eb a s e do i lt h e i rd i f f e r e n tf u n c t i o n s ，i no r d e rt of a c i l i t a t et h e r e n e w a la n dm a i n t e n a n c eo f t h es y s t e m k e y w o r d s ：s t r e a m i n gm e d i a , n e tt e c h n o l o g y , v o d ，s y n c h r o n i z a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤鲞盘星或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一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了谢意。 学位论文作者签名：爻磕一 签字日期：，年y 月彤日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解鑫壅盘翌有关保留、使用学位论文的规定。 特授权鑫鲞盘茎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，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：力哎 导师签名：孑否事中季 签字日期：川年) ，月以日 签字日期：占年乙月z 石日 天津大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题的背景和意义 第一章绪论 随着计算机网络技术的不断成熟和进步，使得基于计算机网络技术的远程教 育成为可能。基于i n t e m e t 的多媒体教学成为教学中的研究热点。远程教育突破 了传统“面授”教学的局限，为求知者提供了时间分散、资源共享、地域广阔、 交互式的教学新方式。 虽然现在网络传送视频和音频的点播系统非常普及，然而在教育领域应用 中，符合远程教育方式的多媒体点播系统还无法满足要求。在现代的远程教育环 境中，如果在教师上课的同时，将教师上课的情况拍摄记录下来，利用计算机多 媒体技术将其制成数字化的视频和音频资料，配合同步信息制成整体的数字化课 堂内容( 称为堂件) 【1 】，并将这些内容发布在网络上供学生点播，使学生能够 利用网络看到教师上课的整个过程，无疑对学生进行课后复习、巩固课堂所学知 识是非常有帮助的。 而且前教学点播存在以下几点问题： 堂件由教师授课的音视频和上课的多媒体课件组成，这两部分制作独立 分开，然后再进行人工的音视频和课堂教案同步合成，在播放时不可避免的出现 不同步等错误，且耗费了人力。 所采用的视频点播系统直接采用国外现有的视频点播服务软件( r e a l s y s t e m ，w i n d o w sm e d i a 等) ，这些服务软件是大众化的，其服务器的预读策略 与媒体的内容独立，而且由于它们本身提供对外接口的封闭性和有限性，使得不 能在服务器的预读策略上进行有效的扩展。然而远程教育以知识点作为点播媒 体，必然存在较大相关性，因此存在“以知识点作为流媒体的相关特征对学生的 点播话动信息进行挖掘，再以挖掘用户点播记录的结果为基础，提高点播服务器 的服务智能和性能”的可能。 使用现有的s m i l 或者m i c r o s o f t 的h t m l + t i m e 的标准或者应用a s x 元文 件形式的同步。但是这些标准在远程教育这一特定应用上，它们的同步标准都存 在着一定的不足。 针对以上问题，本文构建了一个基于扩展流媒体格式的远程教学点播系统。 本系统可供学生选择不同学科，不同知识点的多媒体堂件进行点播。所使用的多 天津大学硕士学位论文第一章绪论 媒体堂件基于扩展媒体格式，是使用多媒体教学同步录播v 1 0 系统录制的，该 系统由本实验室自行研发，用摄像头采集教师的表情动作，用话筒录制声音，用 屏幕捕捉的方式记录授课内容，然后将其存储到同一文件中。由于堂件制作时将 媒体数据进行压缩，使得录制的媒体文件单位时间内容量较小，适于网络传输。 并且堂件中多路音视频同时采集、存储，将相应的同步信息也记录到堂件中，所 以在传输文件时可以通过顺序发送的方式发送多种媒体流，在接收端通过接收记 录在文件中的同步信息以较好的播放质量将堂件回放。 1 2 教学点播系统的结构 本系统采用b s 系统结构，点播界面使用n e t 技术，在服务器端发布，播 放器使用v c + + 开发，以a c t i v e x 嵌入页面内，便于高效处理客户点播要求。 在登录页面进入后，系统会根据登录着不同的身份，转到相应的页面。管理 员界面主要负责人员信息的维护及多媒体堂件的管理。客户( 广大师生) 登陆后 可根据自己的选择，点播已经存放在服务器上的堂件，进行在线观看。系统结构 如图1 一l 所示。 i 薯婺墨f 翟h ；符霎君葺的 _ 堆罨壶毳萎体节l ：蹙t 执证 i 主再酉l皂管理摸块l r l i l i 投凝竹囊 l镇块l 下_ 工。 豳i i 童匿卜圆i 髯错曩 1 黼卜一i | 粼j 图卜1 系统整体架构图 教学点播系统以w e b 服务器作为信息管理平台，浏览器作为终端用户操作界 面，遵循开放协议、软件管理和播放控制的标准化，在统一的i p + w e b 框架中提 供宽带流媒体服务。流式传输示意图和w e b 接收流程图如图1 2 和图一3 所示。 w e b 舅务蕾 i | e t e定l i n i t 崔i 杰、巡啦 ：兰：斟基 天津大学硕士学位论文第一章绪论 圈卜3w e b 接收流程图 特别指出的是，系统传输的多媒体音视频文件，由于是基于扩展媒体格式的， 所以不能采用已有的流媒体系统，流媒体服务器，播放器都使用自己开发的软件。 系统开发环境构成如下： 1 硬件配置：连接网络的p c 机 2 软件配置：v c h o ，v i s u a ls t u d i o n e t2 0 0 3 ，s q ls e r v e r2 0 0 0 。m p e g 4 编解码器 1 3 论文的主要研究工作 课题研究目标 l 、完成基于扩展媒体格式的流媒体教学点播系统的构建； 2 、对流媒体系统中的数据传输、缓冲区设置、多媒体同步等问题进行深入研究， 并提出相应的解决方案。 在课题研究过程中，本人主要完成了以下工作： 1 、实现了基于n e t 技术的教学点播系统构建； 2 、实现了流媒体服务器的基本功能； 3 、实现了多媒体文件的流式传输功能； 4 、对媒体流传输过程中的缓冲区设计，服务器端的流媒体传输同步问题，流量 控制问题，提出了适合本系统的解决方案。 天津大学硕士学位论文第二章教学点播系统中的n e t 技术 第二章教学点播系统中的n e t 技术 本章将介绍n e t 架构的概念、特点和关键技术，阐述利用a d o n e t 访问 数据库的基本方法，详细分析教学点播系统所涉及的功能模块，采用b s 架构进 行系统规划，提出了n e t 架构下的教学点播系统的解决方案。 2 1 n e t 架构 2 1 1 n e t 技术概述 n e t 平台1 2 包括用于创建和操作新一代服务的n e t 基础结构和工具，可 以启用大量客户机的n e tu s e re x p e r i e n c e ，用于建立新一代高度分布式的数以 百计的n e t 积木式组件服务，用于启用新一代智能互联网设备的n e t 设备软件 等。 2 1 2 n e tf r a m e w o r k 架构 n e tf r a m e w o r k l i p 所谓的n g w s ( n e x tg e n e r a t i o nw i n d o w ss e r v i c e s ) ，它的 标是成为新一代基于i n t e m e t 的分布式计算应用开发平台。 n e t 语言家族中的每个成员都根据公共语言规范，被编泽为m i c r o s o f t 中间 语言输出。应用开发的主要类型是开发w e bf o r m 、w c bs e r v i c e 以及w i n d o w s f o r m 应用。这些应用通过x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，扩展标注语言) 和 简单对象访问协议( s o a p ，s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l ，简单对象存取协议) 1 3 1 进行通信，从基类库获得功能，然后在通用语言运行时运行。n e t 架构图 如图2 - 1 所示。 天津大学硕士学位论文第二章教学点播系统中的n e t 技术 图2 1 n e t 架构示意图 2 1 3 教学点播系统的三层架构表示 系统采用n e t 技术，堂件点播页面使用网页浏览器的形式，便于广大师生搜 索需要点播的堂件，也便于系统及时更新上传堂件信息。适用于网页编程的 a s p n e t 较以前的a s p 网页编程技术，在程序结构、控件实现等方面均有长足的进 步，尤其以三层程序架构取代了以往程序结构混乱的编程模式。本系统遵循n e t 三层架构的编程思想，将程序架构分为表示层，中间层和数据层。教学点播系统 三层架构如图2 2 。 表示层：采用w i n d o w s 客户和w e b 相结合方式，内部管理使用w i n d o w s 界面 设计，便于快速处理及响应，堂件点播采用w e b 界面设计，以适应多客户并发。 中间层中间层也称逻辑层，包括w e b 服务器及各种服务( 组件) ，完成各种 业务逻辑处理，数据库访问采用a d o n e t 。 数据层采用s q ls e r v e r 2 0 0 0 。 表示层中间层 数据层 二 三j ；三丰= 三茸芰：黧i 图2 2 三层结构示意图 2 2a s p n e t 的主要特点 2 2 1 透过因特网的标准做整合 以x m l 4 1 及s o a p 等标准通讯协议，将各种由不同环境所组成的应用程 序及组件整合在一起工作。 2 2 2 对编译语言的支持 现有的a s p 版本是基于脚本语言的，如v b s c f i p t 和j s c r i p t 。脚本语言本身并 没有什么错，但是它们有缺陷：它们是解释型的，并且分类不严格。a s p n e t 并没有完全抛弃脚本语言的概念，它引入了对全编译语言的支持，使开发人员能 天津大学硕士学位论文第二章教学点播系统中的n e t 技术 够用v i s u a lb a s i c 编写自己的服务器端代码，除了v i s u a lb a s i c 和c + + ，开发人员还 可以使用最新的m i c r o s o f t 语言c # 来编写服务器端代码。c # 将c + + 中不实用的部分 都去掉了，使它更容易理解。用a s p n e t 编译动作在页面第一次装载时发生。即 使代码是脚本语言，它也会在执行前被编译，因此j s c f i p t 代码页面的性能也会得 到提高。m i c r o s o t t n e t 框架中的通用语言运行时间环境c l r ( c o m o nl a n g u a g e r u n t i m e ，通用语言执行环境) 允许对已经用通用运行时间支持编译过的任何代码 进行紧密的交互作用，这就使得新的v b n e t 和c # 编译器能创建在运行时间中被 管理的代码。 这样做最大的优点是使得真正的跨语言开发成为可能。有了通用运行时问环 境c l r ，开发人员可以用c # 创建对象，并在v i s u a lb a s i c 中通过继承功能对它们进 行扩展。现在的v i s u a lb a s i c n e t 支持继承功能，这样开发人员就可以在c # 中编 写组件，然后在v i s u a lb a s i c 中将它们设置成子集。a s p n e t 支持可编译的语言， 包括v b n e t 、c 撑、j s e r i p t n e t 等语言，其他语言如s m a u t a l k 、e i f f e l 、p a s c a l 等， 也将会被支持。m i c r o s o f t n e t 框架的一个优势就是扩展非常容易，因此使用一 种新的语言仅仅需要为运行时间环境兼容的输出提供编译器支持。 2 2 3 缓冲技术 a s p n e t 提供高速缓冲服务，以改善性能。输出缓冲可完全节省网页翻译， 段缓冲储存部分的网页。由于提供了相应的类，所以只要需要，应用程序、h t t p 模块以及请求处理程序可以在高速缓存中储存任意数量的对象。 2 2 4 调试和跟踪 a s p n e t 的目标之一就是要使编写应用程序变得简单，因为要避免问题同时 发生，所以调试是开发的一个重要部分。a s p n e t 页面的编译模式允许在页面 被执行的过程中c o m + 保留在里面，这样就提供了一个丰富的调试环境。在 m i c r o s o f t n e t 框架中，调试是跨语言的，它允许开发人员从基于v i s u a lb a s i c 的 w e b 页面进入到一个用c # 编写的控件中。 2 2 - s 简i 匕部署和可移植性 n e t 中的可执行模块是自描述性的。一旦c l r 知道模块的位置，它就能从 该模块本身找到运行该模块需要知道的其它一切事物。从当今复杂的部署来看， 这是一个巨大的进步。 n e t 采用尽可能多地抽象掉平台特定的访问方式，使得将来能够将软件向 天津大学硕士学位论文第二章教学点播系统中的n e t 技术 其它硬件和操作系统平台移动。 2 3a d o n e t 技术分析 a d o n q 3 t ( a c d i v e xd a t ao b j e c t s s e t ) 【5 】是微软公司在n e t 平台中对数 据存取问题新的解决方案在a s p n e t 中使用a d o n e t 对数据库进行存 取a d o n 盱是对a d o 的继承，是一个用来存取数据和信息的a p i 。它提供与 0 l ed b 兼容的数据源的数据存取接口，应用程序可以使用a d o n e t 连接到这些 数据源来获取、操纵和更新数据其执行效率比传统的a d o 传输的方式快很 多同时在a d o 基础上，又增加了许多对象，如d a t a s e t 、d a t a v i e w 、d a t a r e a d e r 和d a t a s e t c o m m a n d 等。 2 3 1 挑n e t 的技术优点 a s p a d o 技术是目前开发动态网站和w e b 数据库比较普及的技术，但a d o 的 数据存取处理主要依赖于2 层结构，并且是基于连接的。断开连接，数据就不能 进行存取操作。a d o n e t 作为m i c r o s o f t n e t 中包含的新一代数据存取技术，它 采用3 层以上数据处理结构，具有对断开连接的数据的内部支持及其与整个n e t 框架的无缝整合，从而使之成为w e b 数据库开发中的领先关键技术之，这些就 是设计a d o n e t 组件的目的。 2 3 2d a t a s e t 组件 d a t a s e t 对象是a d o n e t 核心。d a t a s e t 代表一套包含关系表、约束和表间关 联的完全数据集合。a d o n e td a t a s e t 是a d o n e t 的断开式结构的核心组件。 d a t a s e t 的设计目的很明确：为了实现独立于任何数据源的数据访问因此，它 可以用于多种不同的数据源或用于管理应用程序本地的数据。d a t a s e t 包含一个 或多个d a t a t a b l e 对象的集合，这些对象由数据行和数据列以及主键、外键、约 束和有关d a t a t a b l e 对象中数据的关系信息组成。 2 3 3 数据提供者 数据提供者又称为可管理支持程序( m a n a g e dp r o v i d e r s ) ，它被认为是介于 d a t a s e t 和数据源之间的一组对象这些中间对象负责与给定的数据源进行通信， 同时对用户来说用d a t a s e t 编码变得更加容易，原因在于不再依赖任何数据源它 们提供了对底层数据源的访问。 天津大学硕士学位论文第二章教学点播系统中的n e t 技术 目前有三个可管理支持程序： ( 1 ) s q ls e r v e r n e t 数据提供程序。用于连接n m i c r o s o i ts q ls e r v e r 系 列系统。 ( 2 ) o l ed b n e t 数据提供程序，这是一个用于管理o l ed b 数据源的数据 提供程序它的效率要低于s q ls e r v e r n e t 数据提供程序，因为在与数据库通信 时，它需要通过o l ed b 层进行呼叫。 ( 3 ) o r a c l e n e t 数据提供程序。用于连接到o r a c l e 数据库，这是v i s u a l s t u d i o n e t2 0 0 3 版本新增添的功能。 2 4 n e t 关键技术 2 4 1 用e t 的。元语言。一x m l c x t c n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ( 可扩展标记语言) ，又简称x m l ，是针对网络应 用的一项新技术。x m l 主要有3 个要素：s c h e m a ( 模式) 、x s l ( e x m n s i b l cs t y l e s h c c t l a n g u a g e 可扩展样式语言) 和x l l ( e x t e n s i b l el i n kl a n g u a g e 可扩展链接语言) 。 s c h e m a 规定了x m l 文件的逻辑结构，定义了x m l 文件中的元素、元素的属性以及元 素和元素的属性之间的关系；x s l 是用于规定x m l 文档样式的语言，它能在客户端 使w e b 浏览器改变文档的表示法，从而不需要再与服务器进行交互通信；x l l 将进 一步扩展目前w e b 上已有的简单链接。大多数n e t 底层集成是由x m l 完成的，如w e b s e r v i c e s 、a d o n e t 。在a s p n e t 中，x m l 应用主要体现在数据访问和w e b 应用程序。 n e t 的数据访问技术a d 0 n e t ，完全依赖x m l 进行远程数据的表示。从本 质上来说，当a d o n e t 创建d a t a s e t ( a d o n e t 的数据集对象) 时，该数据集即 被转化为x m l 数据格式并由a d o n e t 的换位x m l 来进行处理。此外，在基于w e b 的应用程序中，x m l 可以作为进入n e t 和其它区域的“进入点”，使得未来应用 程序的集成机会大大增加。x m l 通过描述接口信息，方便n e t 部署，使得开发 人员可以以新的、未知的方式透过因特网的标准将组件和函数整合在一起。x m l 就像是胶水，将代码块以从未想到的方式粘结起来。 2 4 2w e bs e r v i c e s w e b 服务是一组函数，这组函数通过网络在一个通用的架构中打包起来使用。 w e b n 艮务可以在标准的i n t e r n e tp r o t o c o l 下，通过w s d l 合同( 服务的x m l 描述) 来 访问信息。这个简单的概念给i n t e r n e t 开发和企业的应用程序提供了广阔的应用 天地。 天津大学硕士学位论文第二章教学点播系统中的n e t 技术 当今在m i c r o s o f t n e t 中实现基于h t t p 的w e b 服务有两种根本不同的方法。第 1 种也是较低级的一种技术是编写一个定制的i h t t p h a n d l e r 类并把它嵌入至u h t t p 管道中。这种方法要求开发人员使用s y s t e m w e ba p i 处理到来的h t t p 消息，用 s y s t e mx m la p i 处理】h t t p 消息体中的s o a p 封装。编写一个定制的旬柄同样也需要 手工编写w s d l 文档，准确地描述实现过程。做到这一切要求对x m l 、x s d 、s o a p 和w s d l 规范有深入的了解，但这对大多数人来讲会让人望而却步。 实现w e b 服务的一种更高效的方法是使用m i c r o s o f ta s p n e t 的w e b m e t h o d s 框架。a s p n e t 为a s m x 终节点( 叫作w e bs e r v i c eh a n d l e r ) 装载了一个专门的 i h t t p h a n d l e r 类，它为开发人员提供了x m l 、x s d 、s o a p 和w s d l 的功能性样板。因 此w e b m e t h o d 框架使开发人员从底层x m l 技术的复杂性中解脱出来，可以将精力集 中到一些紧要的业务问题。 w e b m e t h o d s 框架在方法开始处标记 w e b m e t h o d s 属性，将s o a p 消息映射到一 个n e t 类的方法， w e b m e t h o d s 可以在s y s t e m w e b s e r v i c e 名称空间中找到。 比如下面的n e t 类包括被标注了 w e b m e t h o d s 属性的两个方法。 u s i n gs y s t e m w e b s e r v i c e s ； p u b li cc l a s sm a t h s e r v i c e w e b m e t h o d p u b l i cd o u b l ea d d ( d o u b l ex ，d o u b l ey ) r e t u r nx + y ； ) w e b m e t h o d p u b l i cd o u b l es u b t r a c t ( d o u b l ex ，d o u b l ey ) r e t u r nx y ； ) ) 要在w e b m e t h o d s 框架中使用这个类，需要把它编译成一个a s s e m b l y 并拷贝到 虚拟目录的b i n 子目录下。 用户可以通过一个a s m x 终节点来访问a d d 和s u bt r a c ew e b 服务操作：创建 一个文本文件m a t h a s m x ，它包含下面的简单声明，然后把它放到包含a s s e m b l y 的同一个虚拟目录下。 天津大学硕士学位论文 第二章教学点播系统中的n e t 技术 这个声明告诉：a s i i l x 句柄去哪个类中查找w e b m e t h o d s ，余下的就由句柄全权 处理。 w e b s e r v i c e s 的潜在价值是难以估量的。无论是科研还是商业应用， w c b s e r v i c c s 都将大大简化开发或部署的过程。例如天气信息、航运状态信息、 税务计算等，都可以被展示为w e b s e r v i c e ，用于集成到其它需要的应用程序之 中。 2 4 3 部署 w e b 站点是与i i s ( i n t e m e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ) 服务器相关联的一个虚拟目录。 以前的基于a s p 的w e b 站点的配置只能通过i i s 提供的工具进行。和a s p 不一样， a s p n e t 通过x m l 格式的文件m a c h i n e c o n f i g 和w e b c o n f i g 来完成对网站和网站目 录的配置。 对于一个网站整体而言，整个服务器的配置信息保存在m a c h i n e c o n f i g 文件 中，它定义了a s p n e tw e b 应用程序的默认设置和行为。在此文件中可改变例 如默认超时时间、安全性、编译、语言设置以及对增加到项目中的默认集合、对 不同文件扩展名的操纵以及浏览器定义等进行定期升级。w e b c o n f i g 包含了各种 专门针对一个具体应用的一些特殊的配置，比如s e s s i o n 的管理、错误捕捉等配 置。 一个w e b c o r t f i g 可以从m a c h i n e c o n f i g 继承和重写部分备置信息。因此， 对于a s p n e t 而言，针对一个具体的a s p n e t 应用或者一个具体的网站目录， 是有两部分设置可以配置的，一是针对整个服务器的m a c h i n e c o n f i g 配置，另 外一个是针对该网站或者该目录的w e b c o n f i g 配置，一般w e b c o n f i g 存在于独 立网站的根目录，它对该目录和目录下的子目录起作用。 2 5 b s 、c ，s 开发模式 目前比较流行的两种网络开发模式分别是客户机服务器c s ( c l i e n t s e r v e r ) 模式与浏览器服务器b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 模式【6 】。 c s 结构将任务合理地分配到c 1 i e n t 端和s e r v e r 端，充分利用两端硬件环境 的优势，降低了系统的通讯开销。但c s 体系结构采用的开放模式只是系统级的 开放性，在特定的应用中无论是c 1 i e n t 端还是s e r v e r 端，都还需要特定的软件， 需要针对不同的操作系统系统开发不同版本的软件。 b s 结构是随着i n t e r n e t 技术的兴起对c s 结构的一种改进。b s 结构的前端 以t c p i p 协议为基础，企业内的w w w 服务器可以接受安装有w e b 浏览程序的 天津大学硕士学位论文 第二章教学点播系统中的n e t 技术 i n t e r n e t 终端的访问。在这种结构下，用户界面完全通过w 嗣浏览器实现，一部 分事务在前端实现，主要事务在服务器端实现。终端用户只须通过w e b 浏览器， 就可以调用系统资源来完成各种处理任务。 b s 结构利用不断成熟和普及的浏览器技术实现原来需要复杂专用软件才能 实现的强大功能，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的成本， 是一种全新的软件系统构造技术。 b s 结构图如图2 - 3 所示。 图2 - 3b s 结构图 所以本系统在采用b s 的系统架构进行设计，使得客户端( 广大师生) 在进 行查询、浏览操作时更加方便，无需安装客户应用程序。同时便于管理员对人员 信息、堂件信息的维护。也利于系统的集成和进一步开发。 天津大学硕士学位论文 第三章流媒体及视频点播技术 第三章流媒体及视频点播技术 多媒体文件通常体积庞大，下载需要很长的时间。流媒体( s t r e a m i n g ) 是为 解决下载时间长的问题而产生的。视频点播v o d ( v i d e oo nd e m a n d ) 是一种根据 用户需要，提供视频节目和其它图文信息的综合服务系统。在远程教学中利用流 媒体r o d 技术向远程用户提供教学信息资源，用户通过终端获取自己需要的信息 来学习，这种教学方式不受时空限制，交互性好，有利于远程教育质量的保障和 提高，具有巨大的发展空间。 3 1 流媒体及其应用 3 1 1 流媒体技术 流媒体【7 1 0 1 是指在i n t e r n e t i n t e 功a t 中使用流式传输技术的连续时 基媒体，也就是音频、视频等媒体文件在播放前并不下载整个文件，只将部分内 容存入内存，这些媒体文件也被叫做流式媒体，流式媒体的数据流随时传送随时 播放，只是开始时有些延迟，这样就节约了大量的下载时间。 目前视频、音频等流媒体文件主要是通过网络传送，也就是通过i n t e r n e t 将节目传送到p c 机。实现流式传输有两种方式，顺序流式传输和实时流式传输。 3 1 2 流式传输基本原理 流式传输【1 1 】是边下载边观看，因此它的实现需要缓存。因为在i n t e r n e t 中数据流以包的形式进行断续的异步传输。每一个实时的音频视频源或者存储 的音频视频文件，在传输的时候被分解为许多包。因为网络是动态变化的，各 个包选择的路由可能不尽相同，因此到达客户端的时间延迟也就不等，甚至可能 先发的数据包后被收到。因此，需要缓存系统来弥补延迟和抖动带来的影响，保 证数据包的顺序是正确的，从而使得音频视频数据能连续播放。 流式传输的过程一般是这样的，用户选择某一流媒体服务后，w e b 浏览器与 w e b 服务器之间使用h t r p t c p 交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原 始信息中检索出来。然后客户机上的w e b 浏览器启动a v ( a u d i o v i d e o ) h e l p e r 程序，使用h t t p 从w e b 服务器检索相关参数对h e l p e r 程序初始化。这些参数可 天津大学硕士学位论文 第三章流媒体及视频点播技术 能包括目录信息、a v 数据的编码类型或与 v 检索相关的服务器地址。实现流 式传输一般都需要专用服务器和播放器。 3 1 3 流媒体的播放方式 流媒体的播放方式主要有单播、组播、广播与点播： ( 1 ) 单播 单播为点对点的一种播放方式。在单播情况下，需在客户端与媒体服务器之 间建立一条单独的数据通道。用户分别对媒体服务器发出申请、媒体服务器只向 申请用户发送i p 包。 ( 2 ) 组播 组播【1 2 为点对多点的一种播放方式。在组播情况下，媒体服务器能对所 有的申请用户同时发送相同内容的i p 包。 ( 3 ) 点播 点播为点对点的一种播放方式。在点播情况下，用户按照菜单选择节目，主 动与媒体服务器进行连接，媒体服务器根据用户需要播放节目。在收视过程中用 户可根据需要进行停止、后退、快进、慢进或暂停等操作。 ( 4 ) 广播 广播为点对多点的一种播放方式。在广播情况下无需用户申请，媒体服务器 对所有用户同时发送相同内容的i p 包。且接收广播的用户只能被动的接收“流”， 而不能主动控制“流”的暂停、快进、后退等。 本系统考虑到学生点播课件的不同时性，采用了单播的播放方式。 3 1 4 流媒体的基本特点 般说来只有同时具有以下三项基本特点的媒体方可称为流煤体。 ( 1 ) 流媒体所涉及到的媒体是指在i p 网上传送的数字音频媒体、数字音视 频媒体或多媒体。如模拟有线电视或i p 网上的实时股票信息亦是一种“流“技 术，但不是流媒体。 ( 2 ) 由一个媒体服务器用于发送流媒体信息，用户端一边接收流媒体信息。 一边对媒体信息进行处理与播放。用户端用以处理流媒体信息的软件称为播放 器，一旦播放器接收到足够的数据口开始播放。流媒体边下载边播放的特点，使 流媒体的传输具有少量的时延，区别于接收整个媒体文件后才开始播放的高时延 “下载”技术。 ( 3 ) 为保护版权，在客户端只能接收、处理和播放媒体文件，未经授权的用 户不能对其进行录制或转发。 天津大学硕士学位论文第三章流媒体及视频点播技术 3 1 5 流媒体技术特点 ( 1 ) 普通的多媒体数据必须进行处理才能适合流式传输，这是因为普通的多 媒体文件尺寸很大，不能使用现有的窄带网络传输。另外普通的多媒体文件也不 支持流式传输。针对以上两点预处理的主要工作包括：一是采用高效的压缩算法 减小文件的尺寸，二是向文件中加入流式信息。 ( 2 ) 流式传输的实现需要缓存。在流式传输基本原理一节中已经提到缓存的 重要作用。通常高速缓存所需容量并不大，这是因为高速缓存使用环形链表结构 来存储数据，通过丢弃已经播放的内容，“流”可以重新利用空出的高速缓存空 间来缓存后续尚未播放的内容。 ( 3 ) 流式传输的实现需要合适的传输协议。硼_ i y 技术是以h t t p 协议为基础的， 而h t t p 又建立在t c p 协议基础之上。但是t c p 的特点决定了它并不很适合于传输实 时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用h t t p t c p 来传输控制信息，而用 r t p u d p 来传输实时声音数据。u d p 和t c p 协议的主要区别是两者对实现数据的可 靠传递特性不同。t c p 协议中包含了专门的数据传递校验机制，当数据接收方收 到数据后，会自动向发送方发出确认信息，发送方在接收到确认信息后才继续传 送数据，否则将直处于等待状态。与t c p 协议不同，u d p 协议并不提供数据传送 的校验机制。从发送方到接收方的数据传递过程，u d p 协议本身并不能做任何的 校验