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基于Linux的流媒体服务器配置 第 22 页 共 22 页 基于Linux的流媒体服务器的配置 学生姓名：刘宇 指导老师：周书仁摘要 流媒体（Stream Media）指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体，如音频、视频或多媒体文件。Linux在网络应用中是先锋，作为流媒体平台的表现也不错。本课程设计主要是完成在Linux操作系统下流媒体服务器的配置和应用，在课程设计中，系统的开发平台是Redhat Linux 11.0。本文详细介绍了在Linux操作系统下实现流媒体服务器的配置过程。关键字： 流媒体；Linux ；服务器；配置 Abstract Stream Media is time-base media that using streaming tech- nology in Internet / Intranet,such as audio, video or multimedia files. Linux isnot only a pioneer on network application but also as a good performance in streaming media. This course is designed for completing application and configuration of Stream Media in the Linux operating system.In this curriculum design, System development platform is Redhat Linux 11.0. This paper introduces the process of configuration of Stream Media server under the Linux operating system in detail.Key Words: Stream Media ;Linux; serve; configuration1引言1.1课程设计的目的随着Internet的日益普及，在网络上传输的数据已经不再局限于文字和图形，而是逐渐向声音和视频等多媒体格式过渡。目前在网络上传输音 频/视频（Audio/Video，简称A/V）等多媒体文件时，基本上只有下载和流式传输两种选择。通常说来，A/V文件占据的存储空间都比较大，在带宽受限的网络环境中下载可能要耗费数分钟甚至数小时，所以这种处理方法的延迟很大。如果换用流式传输的话，声音、影像、动画等多媒体文件将由专门的流媒体服务器负责向用户连续、实时地发送，这样用户可以不必等到整个文件全部下载完毕，而只需要经过几秒钟的启动延时就可以了，当这些多媒体数据在客户机上播放时，文件的剩余部分将继续从流媒体服务器下载。由于受网络带宽、计算机处理能力和协议规范等方面的限制，要想从Internet上下载大量的音频和视频数据，无论从下载时间和存储空间上来讲都是不太现实的，而流媒体技术的出现则很好地解决了这一难题。要在Linux操作系统中使用音频、视频、数字图像和其他多媒体工具，必须先配置好流媒体服务器。因此学会配置流媒体服务器，有着非常重要的意义。1.2课程设计的内容 本次课程设计主要是研究Linux下流媒体服务器的配置和应用，所以此次课程设计要完成的内容如下： （1） 安装Helix Server；（2） 配置Helix Server；（3） 测试Helix Server。2 Linux和流媒体基本知识简介2.1 Linux 简介简单地说，Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个系统是由世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。 Linux最早由一位名叫Linus Torvalds的计算机爱好者开发，当时他是芬兰赫尔辛基大学的学生。他的目的是设计一个代替Minix（由一位名叫Andrew Tannebaum的计算机教授编写的一个操作系统示范教学程序）的操作系统，这个操作系统可用于386、486或奔腾处理器的个人计算机上，并且具有Unix操作系统的全部功能。Linux以它的高效性和灵活性著称。它能够在个人计算机上实现全部的Unix特性，具有多任务、多用户的能力。Linux可在GNU（“不是UNIX”工程的缩写）公共许可权限下免费获得，是一个符合POSIX标准的操作系统。Linux操作系统软件包不仅包括完整的Linux操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。它还包括带有多个窗口管理器的X-Windows图形用户界面，如同我们使用Windows NT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。Linux之所以受到广大计算机爱好者的喜爱，主要原因有两个，一是它属于自由软件，用户不用支付任何费用就可以获得它和它的源代码，并且可以根据自己的需要对它进行必要的修改和无约束地继续传播。另一个原因是，它具有Unix的全部功能，任何使用Unix操作系统或想要学习Unix操作系统的人都可以从Linux中获益。由于Linux是一套自由软件，用户可以无偿地得到它及其源代码，可以无偿地获得大量的应用程序，而且可以任意地修改和补充它们。这对用户学习、了解Unix操作系统的内核非常有益。 学习和使用Linux，能为用户节省一笔可观的资金。Linux是目前惟一可免费获得的、为PC机平台上的多个用户提供多任务、多进程功能的操作系统，这是人们要使用它的主要原因。就PC机平台而言，Linux提供了比其他任何操作系统都要强大的功能，Linux还可以使用户远离各种商品化软件提供者促销广告的诱惑，再也不用承受每过一段时间就升级的痛苦，因此，可以节省大量用于购买或升级应用程序的资金。Linux不仅为用户提供了强大的操作系统功能，而且还提供了丰富的应用软件。用户不但可以从Internet上下载Linux及其源代码，而且还可以从Internet上下载许多Linux的应用程序。可以说，Linux本身包含的应用程序以及移植到Linux上的应用程序包罗万象，任何一位用户都能从有关Linux的网站上找到适合自己特殊需要的应用程序及其源代码，这样，用户就可以根据自己的需要下载源代码，以便修改和扩充操作系统或应用程序的功能。这对Windows NT、Windows98、MS-DOS或OS/2等商品化操作系统来说是无法做到的1。.2流媒体基本知识简介流媒体将成为未来互联网应用的主流之一，并将推动互联网整体架构的革新。 在网络上传输音频、视频等多媒体信息，目前主要有下载和流式传输两种方案。A/V文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于网络带宽的限制，下载常常要花数分钟甚至数小时，所以这种处理方法延迟也很大。近年来，为解决文件下载时间过长的问题，适应网络多媒体化的发展趋势，一种新兴技术应运而生，这就是遵守特定网络协议的流媒体技术。 流式传输时，声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送。用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。当声音等实时媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。流式不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短，而且不需要太大的缓存容量。流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从Internet上下载才能观看的缺点。以宽带为基础，流媒体不仅可以进行单向的视频点播，还能够提供真正互动的视频节目，如互动游戏、三维动画等。 目前，流媒体技术在国内应用最多的行业是教育，其次是广电、政府和电信，而企业中应用得较少。目前，流媒体技术在企业里的主要应用包括职工培训、信息发布、产品介绍、远程监控、视频会议和客户服务等。美国“911”事件后，为了减少乘机风险，视频会议的应用越来越多。视频会议系统适用于那些有分支机构的企业，或者需要经常和合作伙伴交流的企业。视频会议系统可以明显地提高工作效率。 由于受网络带宽、计算机处理能力和协议规范等方面的限制，要想从Internet上下载大量的音频和视频数据，无论从下载时间和存储空间上来讲都是不太现实的，而流媒体技术的出现则很好地解决了这一难题。目前实现流媒体传输主要有两种方法：顺序流（progressive streaming）传输和实时流（realtime streaming）传输，它们分别适合于不同的应用场合2。（1）顺序流传输顺序流传输采用顺序下载的方式进行传输，在下载的同时用户可以在线回放多媒体数据，但给定时刻只能观看已经下载的部分，不能跳到尚未下载的部分，也不能在传输期间根据网络状况对下载速度进行调整。由于标准的HTTP服务器就可以发送这种形式的流媒体，而不需要其他特殊协议的支持，因此也常常被称作HTTP流式传输。顺序流式传输比较适合于高质量的多媒体片段，如片头、片尾或者广告等。（2）实时流传输实时流式传输保证媒体信号带宽能够与当前网络状况相匹配，从而使得流媒体数据总是被实时地传送，因此特别适合于现场事件。实时流传输支持随机访问，即用户可以通过快进或者后退操作来观看前面或者后面的内容。从理论上讲，实时流媒体一经播放就不会停顿，但事实上仍有可能发生周期性的暂停现象，尤其是在网络状况恶化时更是如此。与顺序流传输不同的是，实时流传输需要用到特定的流媒体服务器，而且还需要特定网络协议的支持3。.3流媒体协议目前,支持流媒体传输的协议主要有:（1）实时传输协议RTP(Real-time Transport Protocol) 用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。RTP通常工作在点对点或点对多点的传输情况下，其目的是提供时间信息和实现流同步。RTP通常使用UDP传送数据，但也可工作在ATM或TCP等协议之上。（2） 实时传输控制协议RTCP(Real-time Transport Control Protocol) RTCP和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。通常RTP和RTCP配合使用，RTP依靠RTCP为传送的数据包提供可靠的传送机制、流量控制和拥塞控制，因而特别适合传送网上的实时数据。（3）实时流协议RTSP(Real-time Streaming Protocol) 它是由RealNetworks和Netscape共同提出的，该协议定义了点对多点应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。（4）资源预留协议RSVP(Resource Reservation Protocol) 它是网络控制协议，运行在传输层。由于音视频流对网络的时延比传统数据更敏感，因此在网络中除带宽要求外还需满足其它的条件。在Internet上开发的资源预留协议可以为流媒体的传输预留一部分网络资源，从而保证服务质量(QoS)。.4流媒体技术 目前市场上主流的流媒体技术有三种，分别是RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft的Windows Media和Apple公司的QuickTime。这三家的技术都有自己的专利算法、专利文件格式甚至专利传输控制协议这三个关键要素在里面。图21 是流媒体服务器构架。图21 流媒体服务器构架2.5 网络流媒体工作传输原理Linux网络环境流媒体工作传输原理如图2-2所示。图2-2流媒体文件传输原理一般来说,流式传输的过程包括三个步骤：(1) 用户选定一流媒体服务后,Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息,得到需要传输的实时数据。然后客户机上的Web浏览器启动A/V Helper程序,使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。(2) A/V Helper程序及A/V服务器运行实时流协议(RTSP),以交换A/V传输所需的控制信息。RTSP提供了操纵播放、快进、快退、暂停及录制等命令的方法。(3) A/V服务器使用RTP/UDP协议将A/V数据传输给A/V客户程序(一般可认为客户程序等同于Helper程序),一旦A/V数据抵达客户端,A/V客户程序即可播放输出。在流式传输中,使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V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/V Helper程序所在客户机的目的地址4。3软件的安装3.1软件下载用Helix Server之前，首先要在 /rnforms/页面中填写自己使用的操作系统、用户姓名、电子邮件地址、公司名称、网址等相应信息，接着可以下载到Helix Server的30天试用版。此时需要注意的是，这里的电子邮件地址一定要填写可以正常使用的，否则将无法收取到RealNetworks公司发送的试用授权文件。注册结束后，RealNetw- orks公司会向你的电子邮件发送一个授权码（License Key），让你在服务器使用Helix，授权码的格式是Zip包请把它解压后保存，在安装软件时要使用。接着就可以选择下载Helix Server了。最新版本号是：1101。3.2系统要求首先配置一个基于Apache的LAMP服务器，另外在软件方面它要求内核（Kenerl）至少在2.4以上，桌面分辨率至少为800600 ，桌面颜色至少16位增强色。硬件方面中央处理器：奔腾III667 以上 ，内存 128 兆 ，硬盘空间 600兆、OSS/Linux兼容声卡、16兆显示内存 。3.3安装详细步骤以根权限登陆Linux X-Windows,建立一个Helix的目录将授权码拷贝到目录中。 #mkdir Helix#cp RNKey-Helix_Server-90-1479442709717329.lic /Helix改变下载的文件名称和组属性和组使它成为可执行文件。#chmod +x helix-server-retail-11.01-rhel4-setup.bin详细步骤如下：./ helix-server-retail-11.01-rhel4-setup.bin（1） Linux操作系统首先列出授权码的存放目录：参考写法：/root/Helix/ RNKey-Helix_Server-90-1479442709717329.lic（2） 接着系统会显示很长的一份授权协议，在协议末尾处按回车键接受该协议。（3） Linux操作系统接着询问安装目录，填写root/Helix 后按回车键继续。（4） Linux操作系统要求你填写Helix Universal Server 的系统管理员（Adminstrator）的用户名和密码。一定不要忘记。（5） Linux操作系统接着系统询问你用那个端口来连接RTSP (Prog- ressive Networks Audio)。 实时流协议（RTSP）是应用级协议，控制实时数据的发送。RTSP提供了一个可扩展框架，使实时数据，如音频与视频，的受控、点播成为可能。数据源包括现场数据与存储在剪辑中数据。该协议目的在于控制多个数据发送连接，为选择发送通道，如UDP、组播UDP与TCP，提供途径，并为选择基于RTP上发送机制提供方法。这里我们使用缺省端口554。见图3-1。 图3-1 选择RTSP端口（6） Linux操作系统接着询问你用那个端口来连接HTTP端口。流式传输的实现需要合适的传输协议。由于TCP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HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时声音数据。一般HTTP监听端口设置为8080。（7） Linux操作系统接着询问你用那个端口来连接MMS协议。Helix Universal Server从8.0 版本后开始支持MMS协议。MMS 协议用于访问 Windows Media 发布点上的单播内容。MMS 是连接 Windows Media 单播服务的默认方法。若用户在 Windows Media Player 中键入一个 URL 以连接内容，而不是通过超级链接访问内容，则他们必须使用 MMS 协议引用该流。当使用 MMS 协议连接到发布点时，使用协议翻转以获得最佳连接。“协议翻转”始于试图通过 MMSU 连接客户端。MMST 是 MMS 协议结合 UDP 数据传送。如果 MMSU 连接不成功，则服务器试图使用 MMST。MMST 是 MMS 协议结合 TCP 数据传送。一般设置为1755。（8） 下面要设置Helix 服务器的系统管理员控制端口。这个端口可以自己设定，不过一定注意不要和已经定义的端口重复。（9） 接着系统给出所有选择的汇总列表，请仔细阅读。确认无误后按“F”键表示接受设定，开始安装。配置见图3-2。若有问题按Esc键回去从新选择。图3-2系统设定的列表（10） 系统安装结束后自动退出回到根目录下。（11） 启动服务器。执行以下操作进入安装目录。 #cdHelix;#cpRNKey-Helix_Server-90-1479442709717329.lic /Licence;#cd Binrmserver /root/Helix rmserver.cfgHelix Universal Server就可以正常启动。（12） 查看运行情况，使用命令: #ps ef|grep rmserver4 Helix服务器进阶配置4.1 管理员登陆在一台和流媒体服务器连接的主机上启动浏览器输入如下：http:/ip或者域名：端口号/admin/index.html其中端口号是安装流媒体服务器时设置的。如图4-1所示。:14170/admin/index.html图4-1 登录管理员页面下面浏览器会弹出一个对话框要求输入管理员的用户名和密码，正确输入管理员的用户名和密码后，按“确定”按钮，即可完成登录。此时的管理页面已经是中文化的，如图4-2所示 。图4-2 Helix管理员首页4.2 查看流媒体服务器的基本信息首先点击页面右上方“关于”按钮，查看流媒体服务器的软件版本信息，这里还可以看到管理端口等内容，主要是许可证文件（License）的对服务器功能做出的功能限制。明确当前使用的流媒体服务器的基本功能是重要的，对于进一步配置服务器非常有帮助。界面如图4-3所示。图4-3 流媒体服务器基本信息4.3 Helix服务器需要设定的选项进入Helix服务器设置选单，Helix服务器设置选项一共十二个：端口、IP绑定 、MIME类型 、连接控制 、冗余服务器 、加载点、URL别名 、HTTP分发 、缓存目录 、延时关机 、用户/用户组名和媒体演示5。（1）端口可以看到自上而下依次定义了各种不同类型的端口,包括RTSP, PNA, HTTP, MONITOR, ADMIN等端口，是因为在安装时已经设定好了，出于安全因素,管理端口在安装时被设定为一个随机值，请校验重新定义的端口是否系统现有的端口相冲突，在UNIX系统中,访问低于1024的端口的时候,需要以管理员的身份登录，如图4-4所示 。图4-4 流媒体服务器的端口设置（2）IP绑定当服务器被安装在一个拥有多于一个IP地址的系统上时,你需要指定服务器所使用的IP地址。下面列表中所定义的IP地址将被保留,仅供给服务器使用如果想保留系统中所有IP地址供服务器使用,那么请在下面地址列表中加入IP地址, 同时删除其他IP地址，如图4-5所示 。图4-5 流媒体服务器的IP绑定（3）MIME类型MIME类型列表确保了服务器可以正确的通过HTTP协议传送数据文件,建议不要更改下面列表. 如果想通过HTTP传输的文件类型不在下面列表定义中,可以添加新的MIME文件类型定义。（4）Connecting Control（连接控制）用来定义Helix Server有关连接的选项,在这里可以定义服务器的最大连接数,最大允许连接数(这个就是有授权所规定的),以及对用户播放器的限制, 比如仅限制Realplayer播放器使用,或者仅限制PLUS版本播放器使用等等.当然在这里还可以对服务的带宽进行限制,以保证同一台服务器上面的其他服务有足够的网络资源。（5）Redundant Server（冗余服务器）冗余服务器的配置页面包括：服务器列表,目录映射关系以及例外目录设置。（6）Mount Points（配置加载点） 这里就是设置流媒体文件加载点。Helix Server 安装完成后，将自动生成三个载入点，即 Content、secure、fsforcache 。默认情况下，Content 指向安装目录下的“ content ”文件夹，该文件夹里的视频文件可以直接被访问。如果想将其他文件夹中的视频文件用于服务器播放，则需要设置新的加载点。单击“ + ”按钮添加新的载入点的描述（如 movie ），在“ Mount Point ”栏编辑加载点名称（如 /movie/），其将显示在链接地址中（如 rtsp: / ip: 554/movie/ 文件名）。加载点出现在Helix Server的每一个连接中它是一个到文件实际存放位置的 访问指向.下面的页面中将显示所有加载点以及它们所对应的实际存放路径，一个加载点都由斜线作为开始和结束的标志,唯一例外的是作为根加载点的时候,仅用一个/表示. 根加载点对应的是在服务器安装目录下面的Content子目录.你也可以根据自己的需要更改根加载点的位置以指向本地的其他媒体文件目录.设置界面如图4-6。图4-6 流媒体服务器的加载点配置（7）别名别名用于在地址中替代真实文件名和目录路径.通过使用别名,可以在发布地址时隐藏资源的真实路径. 同时,也可以让发布的地址变得更为简短。（8）Http分发Helix Server可以通过HTTP协议提供HTML的页面访问服务,同时控制经由HTTP协议访问的文件目录.下面的HTTP分发列表中定义的目录将被允许通过HTTP协议进行访问(同时包含它们的下级子目录)。（9）缓存目录在默认情况下,所有的对流媒体文件的点播请求以及所有的广播文件都被缓存和分发到服务器和客户端之间的PROXY设备上. 当多个用户请求同一个文件的时候,他们就将之间从PROXY上读取,这样就节省了服务器的带宽占用.服务器的管理员或许希望他们中的一些不被缓存和分发到PROXY设备上,为了指明这些不需要缓存和分发的流媒体,下面的页面给出了设置信息.当设置拒绝所有缓存请求的时候,服务器上所有的流媒体服务都将不被缓存和分发。（10）延时关机包括四个选项：播放器中断间隔、关机进程时间、允许新的客户段连接和记录播放器中断状态。延时关机的设置界面如图4-7所示。图4-7 流媒体服务器的延时关机的设置界面（11）用户/用户组名必须以超级用户的方式登录才可以更改下面设置用户/用户组名。（12）媒体演示 在这个页面,需要测试当前服务器的服务情况,通过这里的示例文件,可以点播包括RM, FLASH, RP/RT, MPEG-1, MPEG-4, QT, ASF/WMV/WMA, 在内的多种文件,Helix Server 对于文件多样性上的支持有了很大的进步。4.4 Helix服务器端口的配置不同类型媒体的访问方式不同，所以，配置服务器端口时使用了几个不同端口号，就是为了对应不同的流媒体格式：（1） rm或rmvb格式：rtsp:/服务器ip:554/加载点名/目录名/文件名说明如果使用缺省配置那么其中:554可以省略。当在客户端的realplayer播放器中输入此地址时，如看到正在联接”和正在缓冲”并且时间不断的跳动时，那么就成功了。（2） wmv、asf等Media格式：mms:/服务器ip:1755/加载点名/目录名/文件名 说明如果使用缺省配置其中:1755也可以省略。注意事项：用Helix点播media媒体文件时，请不要使用中文的目录和文件名，否则很可能出现莫名其妙的错误，所以还是避开为妙。4.5 Helix服务器的安全认证配置经过前面的设置，搭建的服务器已经可以很稳定地运行了。如果我们不想让任何人都能访问服务器，就需要进行用户认证设置，通常可以通过访问控制和用户认证来实现。 “ Access Control ”： Helix Server 可以建立基于 IP 地址和客户端链接的访问限制，通过建立访问规则，能允许或拒绝来自某一 IP 或某台机器对某个端口的访问请求。一旦用户访问被拒绝，其客户端上就会弹出出错提示。执行“ Security/Access Control ”操作，然后就可以添加新的规则来对用户的访问权限进行设定，比如能够设定允许或者禁止来自某个或者某段 IP 的访问请求，而且可以针对用户访问的端口进行特殊设置。 “用户认证”：当用户众多，设置的 IP 规则太多，或者用户有的是通过代理集中上网的， IP 限制往往不能满足要求，这时就需要进行用户帐号认证许可。这时基于数据库的用户验证，可以扩充进行计量收费，更具有灵活性、方便性，能与第三方配合扩充功能等效果。经过设置，用户认证设置基本就完成了，现在可以测试一下是否正常，如果提示出现输入帐号和密码，那就是成功。5 Helix服务器的应用5.1测试Helix服务器 推荐使用realone for Linux，实际上是RealPlayer在Linux上的克隆，甚至从性能上超过了RealPlayer。它支持相当多的视频、音频和图象格式，例如：SMIL 2.0, Ogg Vorbis, H.263 video, JPEG, GIF, PNG, MP3, AMR narrow band, AMR wide band, RA8, sipro, RV7, RV8, RV9, RV10, H263+, 3GPP rel5 SMIL 2.0等等。使用起来和熟悉的RealPlayer没有什么不同。用RealOne Player可欣赏网上在线音频和视频资料。主要功能包括：带有目标按纽，只需单击鼠标就可收听新闻和娱乐资讯；近乎CD一样的音频效果（只在28.8kbps或更快的连接速度情况下）全屏播放图象功能（只适用于高带宽连接情况）。其他功能包括：内容频道，自动升级功能，SmartStream技术消除了再次缓冲，查找媒介