（计算机应用技术专业论文）基于web的馆藏多媒体资源发布系统的设计与实现.pdf

摘要 摘要 图书馆作为信息资源建设的重要部门，收藏了大量有重要学术价值的音视频 多媒体信息资源，其本意是在校园局域网内为全校师生员工提供多样化的信息服 务。但是，这些音视频信息资源数据量大、实时性要求高，这类资源的共享比普 通文本、图像等信息资源的共享复杂得多。流媒体技术的出现解决了多媒体资源 的网络传输问题，实现了“边下载边使用”的流播放形式。 基于此，本文提出了开发一个局域网内基于w e b 的音视频资源发布系统的 研究课题。本文主要论述在首都医科大学的局域网内建立图书馆馆减音视频资源 发布系统，希望用较少的精力实现对大量音视频资源的管理和发布，提高馆藏多 媒体资源利用率，降低使用成本。 本文阐述了系统实现的关键技术和实践开发过程。首先对流媒体技术和多媒 体发布技术做了一般性概述、对比和总结。随后提出局域网中的音视频多媒体资 源发布系统设计模型。并重点阐述了局域网中基于w e b 音视频多媒体资源发布 系统的关键技术问题和解决方案，具体论述了流媒体技术、数据压缩技术、服务 质量( q o s ) 保证策略、并发用户数量问题的解决方法和数据库管理技术。最后本 文根据实际开发过程，从流媒体的压制、流媒体服务器的配置、创建动态系统网 页、客户端播放器的开发和嵌入等几个方面进行了详细的介绍。 本系统采用b s 的三层结构模型，采用p h p 技术结合m y s q l 数据库开发动 态网页，采用a p a c h e 作为w e b 服务器，采用p h p 和a d o 数据库访问技术，将 流媒体服务器和w e b 服务器在逻辑上分开，m y s q l 数据库只负责管理多媒体资 源的信息和文件路径，在运用协议传输多媒体文件时采用将r t s p 协议和h t t p 协议结合的方式。最后实现将r e a l p l a y e r 播放器插件内嵌在w e b 网页中提供给 用户在线播放多媒体文件。 关键词图书馆、多媒体、流媒体、p h p a b s t r a c t a b s t r a c t n o w a d a y s ，l i b r a r i e s ，a st h ei m p o r t a n td e p a r t m e n to fi n f o r m a t i o nr e s o u r c e s d e v e l o p m e n t ，h o l dl o to fm u l t i m e d i ar e s o u r c e sm a n yo ft h o s eh a v eg r e a ta c a d e m i c v a l u e s ，t h e i ro r i g i n a li n t e n t i o n sa r et op r o v i d et h ew h o l es t a f f si nt h ec a m p u sl a n w i t hv a r i o u si n f o r m a t i o ns e r v i c e s 。h o w e v e r ，t h ea u d i o v i d e or e s o u r c e sa r e c h a r a c t e r i z e db yl a r g ea m o u n to fd a t aa n dh i g hd e m a n do ft i m e l i n e s s ，s ot h e i rs h a r i n g i sm u c hm o r ec o m p l e xt h a no r d i n a r yt e x ta n dp i c t u r ei n f o r m a t i o n 。t h et i m e l y a p p e a r a n c eo fs t r e a mm e d i at e c h n o l o g ys o l v e st h ep r o b l e m so c c u r r i n gi nt h en e t w o r k t r a n s f e ro ft h ea u d i o - v i d e or e s o u r c e sa n dr e a l i z e st h es t r e a m i n gf o r n ao f “d o w n l o a d i n g a n du s i n g ” b a s e do nt h ec o n s i d e r a t i o no fs o l v i n gt h ea b o v ep r o b l e m s ，t h i sd i s s e r t a t i o n p r o p o s ea r e s e a r c ht o p i ca b o u tt h ep u b l i s hs y s t e mo ft h ea u d i o v i d e or e s o u r c e sb a s e d o nw e bi nt h el a n t h i sd i s s e r t a t i o nm a i n l yd e s c r i b e sh o wt oc r e a tap u b l i s hs y s t e m o no u rc a m p u sl a no fc c m u t h ep u b l i s hs y s t e ma i m st o ，w i t ht h el e a s te n e r g y , r e a l i z et h em a n a g e m e n ta n dp u b l i s h m e n to ft h ea u d i o v i d e or e s o u r c e s i m p r o v et h e u t i l i z a t i o nr a t eo ft h el i b r a r y h o l dm u l t i m e d i ar e s o u r c e sa n dd e c r e a s et h eu s e c o s t t h i sd i s s e r t a t i o ne x p o u n d st h ek e yt e c h n o l o g i e si nt h ep u b l i s hs y s t e ma n dt h e d e v e l o p m e n tp r o c e s so fi t w bf i r s t l ya d d r e s st h eg e n e r a lc o n c e p t i o na n dm a k e ss o m e c o m p a r i s o n sa n dc o n c l u s i o na b o u ts t r e a m i n gm e d i aa n dm u l t i m e d i ap u b l i s h i n g t h e n w ep u tf o r w a r dt h ed e s i g nm o d e l w r ea l s oi nd e t a i ld i s c u s st h em a i np r o b l e m sa n d h o wt os o l v et h e mb yk e yt e c h n o l o g i e sa n dm e t h o d s ，s u c ha ss t r e a m i n gm e d i a ，d a t a c o m p r e s s s t a n d a r d sa n dm e t h o d s ，q o s ，m a x i m u mc l i e n tc o n n e c t i o n s ，d a t a b a s e m a n a g e m e n t ，e t c a tt h ee n d ，w ee l a b o r a t e sh o w t oe s t a b l i s hs u c hap u b l i s hs y s t e mo n t h ec a m p u sl a n ，f r o mt h e s ea s p e c t s ：e n c o d es t r e a m i n gm e d i a ，c o n f i g u r ev i d e o s e r v e r , c r e a t ep h p a c t i v ew e b p a g e ，e m b e dt h ep l a y e ri nt h ew e bp a g e t h i sp u b l i s hs y s t e me m p l o y sb st h r e e 1 a y e rs t r u c t u r a lm o d e l ，a n du s e sp h p a n dm y s q ld a t a b a s et od e v e l o pt h ea c t i v ew e bp a g e s ，a d o p t sp h pa n da d oa s d a t a b a s ec o n n e c t i o nt e c h n o l o g y , d i v i d e st h ew e bs e r v e ra n ds t r e a m i n gm e d i as e r v e r l o g i c a l l y , u s eb o t hi h s pp r o t o c o la n dh t t pp r o t o c o lt oa c c e s st h eu r lo ft h e m u l t i m e d i af i l e a tt h ee n di te m b e d st h er e a l p l a y e rp l u g i ni nt h ew e bp a g et o c o n v e n i e n tf o ru s e r s k e y w o rd sl i b r a r y , m u l t i m e d i a ，s t r e a mm e d i a ，p h p i i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证：忙而使用过的材料。与我一同丁作的同志剥。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。 签名： 量侄铋 同期： 关于论文使用授权的说明 幽：塑! 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 躲照塑l 新 77 纱假l 一l v 1c 广 同期： 弓。引 第1 章绪论 1 1 课题来源及意义 第1 章绪论 高校图书馆发展到今天，正在向数字图书馆方向迈进。数字图书馆是采用现 代高新技术所支持的数字信息资源系统，是计算机技术、互联网技术、多媒体技 术和传统图书馆理论结合与发展的产物，已被认为是互联网上信息资源最理想的 管理和运作模式。而在传统图书馆向多功能数字图书馆演变过程中，我们必然会 碰到的一个很重要的问题就是多媒体信息资源的数字化问题。在传统图书馆中， 现有的多媒体信息主要保存在录影带、磁带、c d 、v c d 、d v d 等载体上，这些 载体不仅难于长期保存，而且难于查询和使用，更不用说能够在网络上传输并提 供给用户使用。因此，流媒体技术的产生和发展将为数字图书馆解决多媒体信息 处理难题提供了一套完整的解决方案。数字图书馆采用流媒体技术势在必行 【l ，2 ，3 1 o 本文设计并开发了一个基于w e b 的馆藏多媒体信息资源发布系统，将图书 馆收藏的磁带、光盘为载体的信息资源以数字化格式进行存储和管理，并以流媒 体的形式为用户提供在线播放服务。 本课题研究意义：本课题主要研究流媒体技术在数字图书馆中的应用，将使 图书馆的服务方式发生重大变化、提高图书馆信息服务质量。首先，解除了图书 馆开、闭馆对提供声像信息服务的限制，只要网络运行良好，用户就可以随时通 过校园网获得所需的声像信息。其次，解除了多用户不能共用一部声像信息资料 的限制，网络信息资源的共享性使得只要服务器和网络性能提供足够保证，同一 个多媒体信息资源就可以同时被多个用户在线使用。 1 2 本文的工作 本文第一章作为绪论，主要说明课题的来源和意义，介绍本论文的组织结构， 简要介绍本课题的研究背景，国内外目前研究现状，现存的问题和不足，以及本 文将要解决的主要问题等。 第二章介绍本文所用到的关键技术流媒体技术，包括流式传输技术、流 式传输协议、流媒体传输网络协议、音视频文件格式、流式传输的服务质量以及 几种流式传输服务质量模型。 第三章介绍本课题相关的技术理论基础，包括w e b 开发模型、c s 、b s 两 种结构模型比较分析、网络操作系统选择、数据库管理系统选择、网页开发语言 的选择等。 北京t 业大学t 学硕l 学位论文 第四章介绍多媒体信息资源发布系统的设计。主要阐述系统的设计原则、系 统总体设计思路、系统分析、数据库设计以及系统性能设计。 第五章介绍多媒体信息资源发布系统的实现。主要阐述系统的技术支持、数 据库连接的实现、后台管理功能的实现和前台操作功能的实现。 第六章介绍多媒体信息资源发布系统的测试与应用。 最后对本系统进行总结与分析。 1 3 研究背景及国内外研究现状 i n t e m e t 的应用普及和计算机技术的迅猛发展使人们的工作、生活发生了巨 大变化，个人计算机、计算机网络己经逐渐成为老百姓生活的一部分。人们对于 信息和娱乐的需求快速增长，形式趋于多样化：从静态的文本、图片形式，逐渐 向动态的语音、视频方向发展。随着多媒体技术的发展，各种音视频格式层出不 穷，音视频信息的传输、处理技术的应用越来越广泛；而宽带网络的逐步成熟， 又使得应用流媒体技术在互联网上传输高质量的音视频成为可能，在宽带的基础 上，流媒体可以提供更丰富的音视频内容( 包括课堂教学直播、视频会议等) h 置6 。 图书馆作为信息资源建设的重要单位，馆藏信息资源正逐步朝着多样化快速 发展，除了传统的纸质资源外，多媒体资源所占的比例也在逐年增加。在传统图 书馆中，现有的多媒体信息资源主要保存在录影带、磁带、c d 、v c d 、d v d 等 载体上，这些载体不仅难于长期保存，而且难于查询和使用，更不用说能够在网 络上传输并提供给广大用户使用【7 8 】。高校图书馆多媒体信息服务一直是图书馆 信息服务的一项重要工作，是推动高校社会主义精神文明建设的一个重要窗口。 多年来，多媒体信息服务工作对丰富校园文化生活，提高大学生思想素质和文化艺 术修养、展示当代大学生风采起到了积极有效的作用【9 ，h 。随着计算机、网络技 术的迅猛发展，计算机多媒体技术使基于传统多媒体模拟信号技术的高校图书馆 多媒体信息服务从硬件到软件都受到了巨大的冲击，很多图书馆的多媒体信息服 务除了一些语言磁带、光盘的复录和视听外，已经几乎停止。而依托于先进的计 算机网络技术建立起来的多媒体电子阅览室却被读者广泛使用。 目前，高校图书馆馆藏音视频资源数字化工作及网络化应用已经有了较大范 围的开展。一般的工作模式都是将图书馆购买的多媒体光盘或其他来源的多媒体 影像资源通过统一采集、编码、格式转换，制作成统一格式的多媒体文件上传到 存储服务器集中存储，再利用动态网页结合数据库技术在w e b 网页上面向网络 用户发布多媒体信息，提供多媒体信息数据库检索服务i l l 1 z l 引。 国家图书馆选用杭州麦达电子有限公司的博文非书资料管理系统作为建设 平台。该系统通过将馆藏多媒体光盘通过网络进行管理和布，来实现非书多媒体 资料的网络使用，既可以独立使用，也可以与图书馆自动化系统集成使用。 2 第l 章绪论 清华大学图书馆选用畅想之星非书资料管理平台，将图书馆馆藏多媒体资源 进行数字化加工处理，对多媒体资源进行相应的格式转换，上传到服务器上进行 存储，并通过局域网络进行管理和发布。 通过对现有的馆藏多媒体资源发布系统的对比分析，发现存在一些不足和问 题： ( 1 ) 自主开发的馆藏多媒体资源发布系统中，较少使用流媒体在线播放技 术，大多只是简单地将多媒体信息目录以w e b 页面的形式进行发布，仅有简单 的检索功能，不利于用户使用：有的图书馆将馆藏多媒体资源进行格式转换后直 接将转换的音视频文件提供用户下载使用，有可能涉及到知识产权问题。 ( 2 ) 部分图书馆通过购买商业化系统软件，提供了基于流媒体播放的解决 方案，但大部分仅限于将馆藏视频资源进行转换并提供在线播放服务，而馆藏音 频资源( 如磁带) 由于设备的特殊要求和格式转换的复杂程度而基本上没有进行 处理。 本课题针对上述问题，自主开发出一套同时适用于音视频多媒体资源，使用 流媒体传输协议提供多媒体资源在线播放和基于w e b 的资源发布系统。并针对 一些关键技术进行研究和开发。 第2 章流媒体技术概述 视频点播( v i d e oo nd e m a n d ，v o d ) ，即按需要的音视频流播放，是近年来新 兴的传媒方式。v o d 是以“用户自主 的崭新概念为基础的双向音视频信息系 统，实现了按用户需要播放音视频资源的理想，其最大特点在于主动性和选择 性v o d 是计算机技术、网络通信技术、多媒体技术、电视技术和数字压缩技术 等多学科、多领域融合交叉结合的产物，并依托在高带宽网络平台基础上。v o d 是未来信息高速公路构架的重要组成部分，是未来信息服务中宽带业务的灵魂。 但是，音视频资源的数据量大、实时性要求高，这使得它们的存储、传输、 大全并发性访问等诸多问题的解决比目前在互联网上流动的文本、图像信息要复 杂得多。随着应用的扩展，系统将积累更多的音视频数据，如何保证用户快速方 便地找到有用数据，如何有效地对这些数据进行各种管理，这都是视频点播中急 需解决的问题【1 4 , 1 5 j 。 基于此，本文提出设计开发一个基于w e b 馆藏音视频多媒体信息资源管理 和发布系统的课题。希望能实现馆藏多媒体信息资源的长期保存，充实图书馆数 字化资源，提高图书馆馆藏多媒体信息资源的利用率。 2 1 流媒体技术 2 1 1 流媒体技术 网络最引人注目的特点是资源共享。传统网络资源共享方式主要有两种：文 件共享、下载。但由于音视频文件容量较大，网络带宽有限，这两种方式很难满 足用户对音视频的需求。此时，流媒体技术应运而生。作为一种新的传输方式， 流式传输逐渐成为i n t e m e t 上音视频传输的基本方式。 2 1 2 流式传输技术 流媒体，是指在i n t e m e t i n t r a n e t 中使用流式传输技术的连续媒体，例如音频、 视频或其他多媒体文件。流媒体有单播、广播、点播、多播几种不同播放方式。 流媒体实现的关键技术是流式传输。 流式传输定义很广泛，现在主要指通过网络传送媒体( 如视频、音频) 的技术 总称。其特定含义是通过i n t e m e t 将音视频资源传送到p c 机。实现流式传输有 两种方法：实时流式传输( r e a l t i m es t r e a m i n g ) 和顺序流式传输( p r o g r e s s i v e 北京t 业人学工学硕i j 学位论文 s t r e a m i n g ) 【1 6 j 。 ( 1 ) 顺序流式传输 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线媒体。既定时 刻，用户只能观看已经下载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分。标准的 h t t p 服务器可发送这种形式的文件，并不需要其他特殊协议，因此，它经常被 称作h t t p 流式传输。顺序流式传输不能在传输期间根据用户连接的速度做调 整。文件在播放前的部分是无损下载的，因此这种方法保证资源播放的最终质量。 这也意味着用户在观看前必须经历延迟，对较慢的连接尤其如此。 ( 2 ) 实时流式传输 实时流式传输指保证媒体信号带宽与网络连接匹配，使媒体可被实时观看。 实时流式传输需要专用的流媒体服务器与传输协议。实时流式传输总是实时传 送，特别适合现场事件，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看前面或后面 的内容。理论上，实时流一经播放就不可停止，但实际上可能发生周期暂停。 实时流式传输需要特定服务器，如：q u i c k t i m es t r e a m i n gs e r v e r , r e a ls e r v e r 或w i n d o w sm e d i as e r v e r 。实时流式传输还需要特殊网络协议，如：r t s p ( r e a l t i m es t r e a m i n gp r o t o c 0 1 ) 或m m s ( m i c r o s o f tm e d i as e r v e r ) 。这些协议遇到防 火墙时可能会出现问题，导致用户看不到一些地点的实时内容1 7 , 1 8 , 1 9 , 2 0 。 2 1 3 流式传输协议 流式传输的实现需要级存。因为i n t e r n e t 以包传输为基础进行断续的异步传 输，对于一个实时a v 源或存储的州文件，它们在传输中被分解为许多包。 网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟 也就不等，甚至先发的数据包还有可能后到。为此，使用缓存系统来弥补延迟和 抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因 为网络暂时拥塞导致播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大，因为高速缓 存使用环形链表结构来存储数据：通过丢弃己经播放的内容，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。 流式传输的实现需要合适的传输协议。由于t c p 需要较多的开销，故不太 适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用h t c p t c p 来传输控 制信息，而用r t p u d p 来传输实时音视频数据。 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 t 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 vh e l p e r 程序，使用 h t p 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。这些参数可能包括目 6 第2 章流媒体技术概述 录信息、a v 数据的编码类型或与刖v 检索相关的服务器地址【2 。 a vh e l p er 程序及a v 服务器运行实时流控制协议( r t s p ) ，以交换a v 传 输所需的控制信息。与c d 播放机或v c r s 所提供的功能相似，r t s p 提供了操 纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。a v 服务器使用r t p 肘d p 协 议将a v 数据传输给a 厂v 客户程序( 一般可认为客户程序等同于h e l p e r 程序) ， 一旦a n 数据抵达客户端，州客户程序即可播放输出【2 2 1 。 需要说明的是，在流式传输中，使用r t p u d p 和r t s p t c p 两种不同的通 信协议与a n 服务器建立联系，是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同 于运行a h e l p e r 程序所在客户机的目的地址实现流式传输一般都需要专用服 务器和播放器，其基本原理如图2 1 所示。 图2 - 1 流式传输基本原理 f i g u r e2 1t h eb a s i cp r i n c i p l e so fs t r e a m i n g 2 1 4 流媒体传输网络协议 支持流媒体传输的网络协议主要有如下几种： ( 1 ) 实时传输协议r i p ( r e a l t i m et r a n s p o r tp r o t o c 0 1 ) r t p 是一种具有i n t e m e t 标准的，针对实时数据流的传输协议，它包括音频 和视频传输。r t p 被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作。它支持具有实 时属性的连续的媒体文件，包括定时重建、错误探测、安全和内容验证。数据包 包头包含了序列信息，描述了包的净载负荷性质，还包括用于同步不同数据流的 时钟信息。 ( 2 ) 实时传输控制协议r t c p ( r e a l t i m et r a n s p o r tc o n t r o lp r o t o c 0 1 ) r t c p 和r t p 一起提供流传输控制和拥塞控制服务：r t c p 和r t p 配合使用j 能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合网上实时数据的 传送；r t c p 允许应用软件检测以适应网络中变化的通信，通过与r t p 集合，多 媒体应用软件能够监视网络环境参数并做适当调整，r t c p 还可用来搜集关于 s e s s i o n 的统计信息。 ( 3 ) 资源预留协议r s v p ( r e s o u r c er e s e r v a t i o np r o t o c 0 1 ) 北京t 业人学工学硕j j 学位论文 r s v p 资源预留协议是一种1 p 网络中的信令协议，它与路由协议相结合以 实现对网络传输服务质量( q o s ) 的控制。由于音视频数据的实时流对网络延时很 敏感，所以要在网络中连续、稳定地传输音视频信息，除带宽要求之外，还需其 他更多的条件。使用r s v p 预留一部分网络资源( e l i 带宽资源) ，能在一定程度上 为流媒体的传输提供q o s 。 ( 4 ) 实时流协议r t s p ( r e a l - t i m es t r e a m i n gp r o t o c 0 1 ) r t s p 定义一对多情况下如何有效地通过i p 网络传送多媒体数据。r t s p 在体系结构上位于r t p 和r t c p 之上，它使用t c p 或r t p 完成数据传输；r t s p 可以结合r t p , r t c p , r s v p 等协议进行实时流媒体的传送和拥塞控制以及v c r 播放控制。r t s p 的客户机和服务器都可以发出请求，即r t s p 是双向的【2 引。 2 1 5 音视频文件格式 ( 1 ) 流式文件格式 流式文件格式经过特殊编码，使其适合在网络上边下载边播放，而不是等下 载完整才播放。标准媒体文件可在网上以流的方式播放，但效率不高。流式文件 由媒体文件压缩编码，且必须加一些附加信息，如计时、压缩和版权信息。 目前，主要流媒体格式有r e a ln e t w o r k s 公司的r e a lm e d i a ( r e a la u d i o ，r e a l v i d e o ，r e a lf l a s h ) ，m i c r o s o f t 公司的w i n d o w sm e d i a ( a d v a n c e ds t r e a m i n gf o r m a t 一 - a s f ) ，a p p l e 公司的q u i c k t i m e 和来自图像专家组的m p e g 。最著名的格式是 m p e g 3 ，即音乐文件广泛使用的m p 3 。常用流式文件类型如表2 1 所示。 表2 1 常用流式文件类型 t a b l e2 - 1t h eg e n e r a lt y p e so fs t r e a m i n gf i l e s 文件类型媒体类型 a s f a d v a n c e ds t r e a m i n gf o r m a t ( m i c r o s o f t ) n nr e a lv i d e o a u d i o 文件( p r o g r e s s i v en e t w o r k s ) r ar e a la u d i o 文件( p r o g r e s s i v en e t w o r k s ) s w fs h o c kw a v ef l a s h ( m a c r o m e d i a ) m p 3m p e g 3 格式文件( a p p l e ) ( 2 ) 媒体发布格式 媒体发布格式不是压缩格式，也不是传输协议，其本身并不描述视听数据， 也不提供编码方法。媒体发布格式是视听数据安排的唯一途径。物理数据无关紧 要，我们仅需要知道数据类型和安排方式。以特定方式安排数据有助于流式多媒 体的发展，因为我们希望有一个开放媒体发布格式为所有商业流式产品应用，为 应用不同压缩标准和媒体文件格式的媒体发布提供一个事实上的标准方法。我们 也可以从用相同格式同步不同类型流中获益。总有一天，单个媒体发布格式能包 8 第2 章流媒体技术概述 含不同类型媒体的所有信息，如计时、多个流同步、版权和所有人信息。实际视 听数据可位于多个文件中，用媒体发布文件包含的信息来控制流的播放【2 4 ，2 5 1 。常 用媒体发布格式如表2 2 所示。 表2 - 2 常用媒体发布格式 t a b l e2 - 2t h eg e n e r a lf o r m a t so fm e d i ap u b l i c a t i o n s 媒体发布格式媒体类型和名称 a s fa d v a n c e ds t r e a min gf o r m a t s m i ls y n c h r o n i z e dm u l t i m e d i ai n t e g r a t i o nl a n g u a g e r a mr a mf i l r p m e m b e d d e dr a mf il e a s xm i c r o s o f ts t r e a m i n gf il ei n d e x 2 2 流式传输的服务质量( o o s ) 问题 2 2 1o o s 概述 服务质量q o s ( q u a l i t yo f s e r v i c e ) 是一种抽象的概念，指网络的服务质 量，是衡量媒体流特性的一个基本指标体系，也是流媒体传输的瓶颈问题。它用 于说明用户与服务提供者之问、发送与接收信息的用户之间有关信息传递质量的 约定。用户和系统在动态的协商中对服务质量进行调整、确认q o s 的目的就是 想用户提供端到端的服务质量保证。服务质量不但是网络的事情，还是应用程序、 用户终端、网络、服务器各部分的综合效应。 与其他网络传输相比，音视频特别是视频传输在延迟和丢失方面有特别的限 制，而且网络可用的带宽不仅存在不确定性，同时会随时间而改变，不可避免地 发生网络拥堵现象，造成音视频流的延迟和丢包，因此在音视频传输框架中要有 网络q o s 探测机制来实时衡量网络传输品质，使得编码器可以根据网络状况改 变编码速率，最大限度利用带宽，给终端用户提供较好的音视频质量。 q o s 采用一系列可度量的参数来描述：吞吐率、最大延迟、最大延迟抖动、 位差错率( b e r ) 和分组差错率( p e r ) 等1 2 刚。常见的多媒体信息的参数要求见 表2 3 ： 北京t 业大学t 学硕i j 学位论文 表2 3 各类多媒体信息对网络传输能力的要求 t a b l e2 3t h er e q u i r e m e n t so nn e t w o r kt r a n s m i t t a b i l i t yo fv a r i o u st y p eo fm u l t i m e d i a 最大延迟最大延迟抖动 平均吞吐率可接受的可接受的分 ( m s )( m s )( m s ) 位差错率 组差错率 音频2 5 01 00 0 6 4 1 0 l 1 0 i 视频2 5 0l o1 0 0 1 0 五 1 0 3 压缩的视频 2 5 0l2 2 0 1 0 r 6 1 0 9 数据文件1 0 0 02 1 0 0oo 实时数据 1 1 0 0 0 1 0oo 图彤、图像 1 0 0 02 一l o 1 0 4 d b 2 数据库管理系统 d b 2 采用多进程多线程体系结构，可以运行于多种操作系统中，并分别根据 相应平台环境进行调整和优化，具有较好的性能，其主要的特点和功能有： 支持面向对象的编程； 支持多媒体应用程序； 备份和恢复能力； 支持存储过程和触发器； 支持异构分布式数据库访问； 支持标准的s q l 语言。 d b 2 内嵌于i b m 的a s 系统上的数据库管理系统，直接由硬件支持，因此它 具有速度快、可靠性好的优点。但是，只有硬件平台选择了i b m 的a s 才能选 择使用d b 2 数据库管理系统，而且d b 2 的价格十分昂贵。 ( 2 ) m i c r o s o f ts q ls e r v e r 数据库管理系统 徽软公司的s q ls e r v e r 是一个高效数据库管理系统。它是目前大中型网 络中常用的数据库管理系统之一，其主要特点如下： 同微软的产品有着很好的兼容性； 它内置i n t e r a c t 集成的最佳数据使得企业能够建立当前w e b 站点，在i n t e m e t 上使用开放的高效方案发布数据； 采用并行和分布式运行方式和多处理器技术，使系统的性能大大提高，因 此其事务处理量大，响应速度快，并能为数百或更多的用户服务而维持较高性能； 同平台数据移植性较好，可方便地将信息复制到a c c e s s 、o r a c l e 、d b 2 等 致据库中； 系统可操作性好，有利于用户进行二次开发。 但是，s q ls e r v e r 验证的登录只对特定的服务器有效，也就是说，在一个多 服务器的环境中管理比较困难。对于每一个数据库，必须分别地为它管理权限， 跨平台移植性较差，价格也不便宜。 ( 3 ) o r a c l e 数据库管理系统 o r a c l e 是以高级结构化查询语言为基础的大型关系数据库，用方便逻辑管理 的语言操纵大量有规律数据的集合，是目前比较流行的客户服务器( c s ) 体系结 构的数据库之一。它的主要特点有： 北京t 业大学t 学硕l ：学位论文 引入了共享s q l 和多线索服务器体系结构，这样减少了o r a c l e 的资源占用， 并增强了o r a c l e 的能力； 具有多用户数据仓库管理能力，多种分区方式，快速和便捷的数据移动机 制等特性； 提供了基于角色分工的安全保密管理； 在数据库管理功能、完整性检查、安全性、一致性方面都有良好的表现； 能在c 、c h 等语言中嵌入s q l 语句及过程化语句，对数据库中的数据进 行操纵； 提供了新的分布式数据库能力； 可通过网络较方便地读写远端数据库里的数据，并有对称复制的技术。 但是，o r a c l e 的前端工具易用性较差，需较多地依按第三方产品，数据的转 移需手工编写s q l 脚本，在处理复杂的数据转换需求时困难很多，开发难度较 大，价格昂贵，服务费用也比较高，对硬件要求也比较高，使得整体投入非常高。 ( 4 ) m y s q l 数据库管理系统 m ys q l 是一个真正的多用户、多线程s q l 数据库服务器。 s q l ( 结构化查询语言) 是世界上最流行的和标准化的数据库语言，它使得存 储、更新和存取信息更加容易。m y s q l 是一个客户n 务器( c s ) 结构的实现，它 由一个服务器守护程序m y s q l d 和许多不同的客户程序以及库组成的。 m y s q l 的主要目标是快速、健壮和易用。主要有以下特点： 能与任何不昂贵硬件平台上提供数据库的厂家在一个数量级上处理大型数 据库，但速度更快； 提供c 、c + + 、j a v a ( j d b c ) 、p e r l 、p y t h o n 、p h p 的a p 接口； 非常灵活和安全的权限系统，密码加密； 支持存储过程； 为w i n d o w s 提供o d b c 接口，另有第三方开发商提供多样的o d b c 驱动程 序； 在m y s q l 3 2 3 及以上版本中使用m y l s a m 表，最大的表大小可达8 百万 t b ( 2 6 3 个字节) 。 但是，为了实现快速、健壮和易用的目的，m y s q l 必须牺牲一部分灵活而 强大的功能，如子查询、触发器、外键、事务处理等。因而，m y s q l 在某些应 用中缺乏灵活。 以上数据库管理系统各有所长，能分别满足不同层次的需要。综合各数据库 管理系统的特点、本系统的要求和我们现在的实际情况，选择m y s q l 作为后台 数据库系统。本文中m y s q l 数据库应用于远程监翻诊断系统的开发，主要是能 体现出m y s q l 以下的优势： 2 0 第3 章相关技术理论基础 ( 1 ) 是目前运行速度最快的s q l 语言数据库，更能满足用户对本系统信息检 索和信息浏览的快速性、实时性； ( 2 ) 多样的数据类型和超大的容量可以方便完整地保存各种数据； ( 3 ) 支持多平台，可以在不同的操作系统下进行数据的准确移植； ( 4 ) 开源软件，可以免费获得，可以有效降低成本。 3 2 3 网页开发语言的选择 动态网页技术的原理是：使用不同技术编写的动态页面保存在w e b 服务器 内，当客户端用户向w e b 服务器发出访问动态页面的请求时，w e b 服务器将根 据用户所访问页面的后缀名确定该页面所使用的网络编程技术，然后把该页面提 交给相应的解释引擎；解释引擎扫描整个页面找到特定的定界符，并执行位于定 界符内的脚本代码以实现不同的功能，如访问数据库，发送电子邮件，执行算术 或逻辑运算等，最后把执行结果返回w e b 服务器；最终，w e b 服务器把解释引 擎的执行结果连同页面上的h t m l 内容以及各种客户端脚本一同传送到客户端。 虽然，客户端用户所接收到的页面与传统页面并没有任何区别，但是，实际上页 面内容已经经过了服务端处理，完成了动态的个性化设置。目前实现动态网页主 要有四种技术：c g i 、a s p 、j s p 、p h p 。 c g i ( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ，公用网关接口) 是早期的开发网络数据库 的应用程序，c g i 程序可以使用不同的程序语言编写，最常用的语言是p e r l ( p r a c t i c a le x t r a c t i o na n dr e p o r tl a n g u a g e ，文字分析报告语言) ，每一次修改程 序都必须重新将c g i 程序编译成可执行文件，因此编制起来比较困难而且效率 低下、修改复杂，有逐渐被新技术取代的趋势。 a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ，动态服务器网页) 使用v b s c r i p t 、j s c f i p t 等简单 易懂的脚本语言，可以快速编写网站的应用程序。无须编译，容易编写。其核心 技术是对组件和对象技术的充分支持，在程序编制上富有灵活性，是一种发展较 为成熟的网络应用程序开发技术。a s p 技术有一个缺陷：它基本上是局限于微软 的操作系统平台之上，主要工作环境是微软的i i s 应用程序结构。虽然u n i x 下 也有c h i l i s o f t 的组件来支持a s p ，但是a s p 本身的功能有限，必须通过a s p + c o m 的群组合来扩充，u n i x 下的c o m 实现起来非常困难。此外，无法完全实 现一些企业级的功能，如集群、负载均横。 p h p ( h y p e r t e x tp r e p r o c e s s o r ，超文本预处理器) 是一种嵌入h t m l 页面中 的脚本语言。它大量地借用c 、j a v a 和p e d 语言的语法，并结合自己的特性，使 w e b 开发者能够快速地写出动态页面。p h p 是完全免费的开源产品，不用花钱， a p a c h e 和m y s q l 也是用样免费开源，在国外非常流行，p h p 和m y s q l 搭配使 北京t 业人学工学硕1 j 学位论文 用是最佳的组合，可以自己编写外围的函数去间接存取数据库，因此当更换数据 库时，可以轻松地修改编码以适应这样的变化，利用p h p 可以非常快速的搭建 一套不错的动态网站系统，因此国外大多数主机系统都配有免费的a p a c h e + p h p + m y s q l 。通常认为这种搭配的执行效率比i i s + a s p + a c c e s s m s s q l 要 高，而后者的使用还必须另外交钱给微软。p h p 秉承l i n u x 的g n u 风格，借助 于源代码公开，悄然成为目前世界上应用最为广泛的网站制作语言之一。p h p 在w i n d o w s 、u n i x 、l i n u x 的w e b 服务器上都可以正常执行，具有很好的可移植 性。最新版的p h p 5 中，使用第二代z e n d 引擎，并引入了对全新的p e c l 模块 的支持。p h p 5 引入了面向对象的全部机制，并且保留了向下的兼容性。程序员 不必再编写缺乏功能性的类，并且能够以多种方法实现类的保护。另外，在对象 的集成等方面也不再存在问题。使用p h p 5 引进了类型提示和异常处理机制，能 更有效的处理和避免错误的发生。 j s p ( j a v a s e r v e rp a g e s ) 是s u n 公司推出的新一代网站开发语言。s u n 公司将 j a v a 从j a v a 应用程