流媒体服务器的构架.ppt

1、流媒体服务器的构架,通过前面章节的学习，我们已经可以制作流媒体文件，但是如果希望能够将这些流媒体文件在网络与大家共享，那么就需要一个叫做流媒体服务器的软件包。流媒体服务器的设计可以提供有效的手段来发送流媒体，作为HTTP的替代或补充，流媒体服务器使用实时流协议Real-TimeStream-intProtocol(RTSP)和MicrosoftMediaServer(MMS)。,流媒体平台,QuickTime，RealSystem和WindowsMedia的流媒体服务器几乎具备一样的功能，它们之间最大的不同，在于它们运行的平台以及它们发送的流媒体格式不同。 QuickTime和RealSyst

2、em都使用RTSP协议来发送流媒体文件，而Microsoft则使用它自己的协议MMS。这3种流媒体服务器除了支持它们自己的文件格式，并在相应的媒体播放器中播放，而且还可以发送一些其他多媒体格式，如mp3，。wav和avi等。,流媒体平台,一、APPle 0uickTime和Darwin流媒体服务器 QuickTime流媒体服务器只能运行于Mac的硬件上，QuickTime服务器支持QuickTime格式的流媒体文件。 但是并非必须使用Mac服务器以支持QuickTime格式的流，因为Apple还提供了Darwin流媒体服务器。Darwin服务器和QuickTime流媒体服务器具有同样的性质，并

3、月在UNIX平台和Windows NT2000上都可用。Apple还提供了Damin”台的源代码，所以如果需要的话可以被移植到其他平台上。QuickTime和Darwin流媒体服务器都是免费的。,流媒体平台,二、ReaI Networks ReaIServer RealServer 80以上版本在UNIX和WindowsNT2000下都可用。除了RealNetworks的流格式，RealServer还支持MP3和QuickTime文刊：作为流发送。RealServer有4个版本：Basic，Plus，Professional和Intranet。RealServer足3种主要流媒体服务器中唯收费

4、的(Basic版本是免费的但是只能同时支持25个流)。,流媒体平台,三、Windows Media Services Windows Media Services(WMS)只能运行基于Windows的服务器上，Windows 2000 Server和Advanced Server都免费附加了WMS。 WMS使用自己的MMS协议支持高级流格式(ASF)文件。ASF文件：可以有一些其他的文件扩展名，如sma和wmv等。,流媒体平台,四、选择适合的流媒体服务器 上面介绍的3种流媒体服务器都可以支持实时和按需发送，并且都提供了一些高级功能，如高速缓存(Caching)、多播(Multicasting)

5、和自动选择连接带宽。 对于许多流媒体提供者来说，操作系统是决定因素。如果使用的是UNIX，那么应该选择RealServer或Darwin，因为WMS不能在UNIX上运行。如果使用的是indows2000Server，因为WMS和操作系统结合得非常紧密，并且包含于操作系统中不需付费，所以应该选择WMS。如果使用的是MacOS，那么QuickTimeStreamingServer将是唯一的选择。需要注意的是，所选用的流媒体服务器决定了其所支持的流媒体文件类型。所以为了面向所有的潜在用户，许多流媒体专业人员在计算机上同时安装了这3种流媒体服务器。如果选择运行多于一种流媒体服务器，每一个服务器最好配置

6、一台独立的机器。Microsoft和Real Networks都强烈建议，除了非常小的安装，每一个流媒体服务器都应该运行于自己独立的机器上。 面向以上3种流媒体服务器的播放器软件都是免费的，而且都具有Windows和Mac版本，不必为兼容性问题担忧。,流媒体平台,五、其他流媒体服务器 虽然3大流媒体服务器占有了大部分的市场份额，其他的流媒体服务器仍然有可用之处。其中一些提供了特殊的功能，使得它们对于一些媒体提供者来说很有吸引力。 NullSoft的ShoutCast支持MP3文件，具备实时和随选两种方式。ShoutCast服务器能运行于Windows和UNIX平台上，同时ShoutCast也是

7、一个免费产品。ShoutCast支持以下媒体播放器：Winamp(Windows平台)，Audion(Mac平台)，MMS(Linux平台)。 Liquid Audio支持Windows Media格式的流，而且可以通过使用Liquid Audio插件在RealServer上作为流发送并在RealPlayer上播放。它还为媒体提供者提供了一些打包的解决方案，包括完整的DigitalRightsManagement(DRM)。 SunStorEdgeMediaCentralStreamingServer，是运行于Sun的基于UNIX的操作系统上的流媒体服务器，并且支持QuickTime流格式。

8、当然，不管使用的是哪种流媒体服务器，关于安装和维护服务器的基本内容都是相同的。,流媒体的网络发布形式,流媒体的网络发布主要有两种形式：点播和广播。其中广播的方式根据播送的内容不同，又可以分为实时广播和非实时广播两种。 一、网络点播 点播(On-demand)就是由媒体制作者制作好流媒体文件，包括集成流式多媒体的SMIL文件，将这些流媒体内容预先存储在媒体服务器上。媒体服务器可以是流媒体服务器，如Real服务器，也可以是一般的Web服务器。网络用户可以在任何时间，通过点击网页中的超链接，使用流媒体播放器(如RealPlayer)播放存放在服务器上的流媒体文件；或者通过加入到网页中的Netscap

9、e插件或Active控件，用浏览器来播放存放在服务揣上的流媒体文件。在播放时，用户可以对播放进行控制，比如暂停、快进、快退和停止等，媒体服务器会根据用户发出的控制指令发送相应的文件数据。形象地说，通过网络点播的方式播放一个流式视频文件，就像可以随时去一个24小时营业的音像店租借一盘录像带，回家后在录像机上按自己的意愿随意播放。,流媒体的网络发布形式,二、网络实时广播 实时广播(LiveBroadcasting)就是将由媒体采集设备，如摄像机，采集的实时信号经过模数转换(AD)设备、数字信号采集设备(如视频捕捉卡)直接由编码压缩软件生成流媒体信号，再直接输送到担任网络广播任务的媒体服务器，由服务

10、器同时向预定的多个用户传送。所有这一切都是实时进行的。收看网络广播的用户只能在特定的时间收看特定的内容，而且在收看时不能进行快进、快退等操作。但是用户收看到的是当时发送的实际情况。用于网络实时广播的媒体服务器只能是流媒体服务器，如Real服务器。普通的Web服务器则无法实现这一功能。网终实时广播就像是日常生活中的电视实况直播。,流媒体的网络发布形式,三、网络非实时广播 非实时广播(SimulatedLiveBroadcasting)是由媒体服务器将预先制作好的流媒体文件，在特定的时间同时向预定的多个用户传送。和实时广播相同的是，用户同样只能在特定的时间收看特定的内容，而且在收看时同样不能进行快

11、进、快退等操作。不同的是，用户收看到的是预先制作好的内容。同样，用于网络非实时广播的媒体服务器也只能是流媒体服务器。非实时广播类似于日常生活中的电视实况录像。,带宽考虑,带宽是讨论流媒体服务的核心问题，主要原因是在因特网传输的音频文件和视频文件，比普通的Web页面文件要大很多，发送它们需要大量的带宽。 保持具有持续质量的流，取决于保证网络路径上的每一段部有多余的带宽，以满足通过其上的流。网络路径可以被分为3段： (1)用户因特网连接。 (2)服务器因特网连接。 (3)数据中心互联网络。,带宽考虑,一、理解传输带宽 某一个网络的传输带宽，就是指每秒在这个网络上传输的数据量的上限。Internet

12、的网络传输带宽是用Kbs来描述的。 由于用户到Internet的连接带宽不同，有低速的56Kb/sModem的用户，也有高速的宽带网用户,如果流媒体文件从传输速率超过了用户的带宽，用户端的播放会出现停顿和迟滞现象。采用ReatSystem的Sum Stream技术，可以使一个流媒体文件同时具有多个数据传输速率。从而对于低速Modem用户，使其具有基本的播放效果，而对于高速宽带网用户，使其具有比较完美的播放效果。,带宽考虑,二、了解用户的传输带宽 在为制作流媒体而定义数据传输速率之前，首先应该了解所面向的网络用户，到底能有多少带宽提供给流媒体文件的传输。在连接用户端和服务器端的网络中，除了传输正

13、常的文件数据外，还有其他的数据也会通过网络传输。因此，平常意义上的用户带宽，并不能作为他所能提供给传输流媒体文件数据的最大带宽。一般地，对于播放流媒体文件的用户来讲，其传输带宽由以下两部分组成。 (1)用于传输流媒体文件数据的最大带宽。制作的流媒体文件的数据传输速率不能超过这个带宽。如果制作的是流式多媒体，则同时播放的各个媒体文件，其数据传输速率的总和不能超过这个带宽。因为对流式多媒体来讲，在它时间线上的不同点，其数据传输速率的总和不同。比如，有时是同步播放Real视频和RealText文件，有时是同步播放RealPix和Real音频文件。这里讲的传输速率的总和应该是它整个时间线上的最大值。

14、(2)用于传输网络噪声、数据丢失、文件头部信息以及其他信号数据的带宽。通常这一部分对于模拟线路的用户，如电话线路的Modem用户，通常为整个带宽的25。对于数字线路的用户，如光纤局域网和DSL用户，通常为整个带宽的10。,带宽考虑,三、选择合理的带宽分配策略 在了解了能够从用户那里获得的用于流媒体文件数据传输的最大带宽后，就可以制定带宽策略了。如果要发布的仅仅是单一的流媒体文件，那么带宽策略就比较简单。如果是将多个不同类型的流媒体文件组合成流式多媒体，那么带宽分配策略会复杂一些。 1理解各种媒体文件的带宽特性 要制定合理的带宽策略，首先要了解各种类型的流媒体文件的带宽特性。下面主要介绍Real

15、System系列的媒体文件，如果涉及到其他系列的流媒体文件，比如Apple的OuickTime系列，请读者参阅相关的资料。 (1)Real音频文件： Real声音文件的数据传输速率是一个固定值，是由生成该文件时所采用的压缩编码决定的。例如，如果在生成Real音频文件时选择了8Kbs的编码，那么在播放这个声音文件时，所用于传输文件数据的带宽就稳定在8Kbs。采用RealSystem的SureStream技术，在编码生成Real音频时，可以使得一个文件：同时具有最多6种数据传输速率。 (2)Real视频文件： Real视频文件的数据传输包括声音数据和图像数据，它的传输速率也是一个固定值。例如，如果

16、面对56KbsModem用户，Real视频总的传输速率为42Kbs。如果声音部分的编码决定了其传愉速率为8Kbs，则图像部分的传输速率为34Kbs。采用RealSystem的SureStream技术，在编码生成Real视频时，可以使得一个文件同时具有最多8种数据传输速率。,带宽考虑,(3)Flash动画文件： Flash动画文件的数据传输速率变化很大，在它的时间线上，当图像变化时传输速率会变大，当图像静止时，它的传输速率又会变得很小。RealNetworks提供了一系列的工具软件，以提供在某一特定传输速率下优化flash文件。 (4)RealText文件： 由于RealText文件是纯文本文件

17、，文件体积通常很小，所需的传输带宽基本在1Kbs以下。所以一般地，在多数情况下可以不考虑RealText文件的传输速率。 (5)RealPix文件 RealPix文件同样也是纯文本文件，但是它关联了很多静止的图像文件，在播放时，图片文件也要传输到RealPlayer。因此，RealPix文件的传输速率取决于它所关联的图片文件的数量和文件体积以及图片变化的快慢。可以通过选择图片文件和改变RealPix文件的时间线来控制它的数据传输速率。 (6)静止图片文件 在默认状态下，直接在RealPlayer中显示的JPEG、GIF和PNG等静止图片文件(不是RealPix所关联的图片)，比如SMIL文件中

18、关联的静止图片，它们的数据传输速率为12Kb/s。,带宽考虑,2发布单一媒体文件 如果要制作一个56Kbs Modem用户能够播放的流媒体声音文件，根据上面的分析，只需要定义这个流式音频文件。比如是Real音频文件的传输带宽为42Kbs或略小一点，那么任何一个通过56KbsModem或更高带宽连接进入Internet的用户都可以正常播放这个文件。 但是，对于含有多个数据流的文件，如一个Real视频文件，它同时含有声音和图像两个数据流，就应该考虑每个数据流所需要的传输带宽。,带宽考虑,3.当组织一个流式多媒体节目时，在带宽策略上，应该注意以下几点。 (1)仔细考虑各个媒体文件的播放顺序，即该多媒

19、体文件的播放时间线，尽量消除带宽 “瓶颈”。所谓带宽“瓶颈”，就是用户带宽不足以提供多媒体文件的数据传输。应该尽量避 免两个高带宽消耗的媒体文件同步描放，取而代之的应该是其与低带宽消耗的媒体文件的同 步播放。 (2)将每个媒体文件开始播放的时间错开。因为每个文件在开始播放之前，都要传输预置数据。如果避免媒体服务器同时传输两个文件的预置数据，流式多媒体的播放将更加平滑。 (3)在多媒体文件开始时或高带宽消耗文仆播放开始之前，尽量播放低带宽消耗的媒体文件，比如RealText文件。这样RealSystem可以利用多余的带宽预先传送后面要播放的文件数据。 (4)在测试文件的播放效果时，一定要在“真实

20、”的环境中，即完全模拟用户的网络环境。因为制作好的流式多媒体节日，如果仅仅在本地计算机上测试，由于本地机的数据传输速率要大大高于网络传输，因此大多数是没有问题的。但如果到了真正的Internet环境中，难免不会出现这样那样的问题。,带宽考虑,四、支持多带宽连接 为了使流媒体文件在Internet上拥有更多的用户，需要制作适合于低带宽连接用户播放的媒体文件。对于一段Real音频，可以将其编码为44Kb/s的传输速率，这样所有56Kb/sModem用户以及其他更高连接带宽的用户都能正常播放它。但是，如果将其编码为128Kb/s的传输速率，它的音质效果更好，但对于低带宽的Modem用户就不能流畅地倾

21、听了。 为了使流媒体在Internet上的发布达到这样的效果：对于同样的发布内容，为低带宽连接的用户提供较好的播放质量，为高带宽连接的用户提供更好的播放质量。可以通过下面两种方法来，甚至可以将这两种方法混合起来使用。 第一种方法是采用RealSystem的Sure Stream技术，使单个的流媒体文件同时具有多种数据传输速率，可以同时适应不同连接带宽的用户。第二种方法是针对每一种传输速率都制作一个独立的流媒体文件，通过SMIL的带宽选择，让用户的播放器根据实际情况来决定播放哪一个文件。 当然，不管采用哪一种方法，在Web页面中，都只需要建立一个超级链接，而不必为Modem，ISDN和光纤宽带网

22、的用户分别建立不同的链接。,带宽考虑,四、支持多带宽连接 1用Sure Stream技术支持多带宽 采用RealSystem的Sure Stream技术，在编码生成Real音频和视频文件时，采用RealSystem 8的编码方式，可以使得一个媒体文件最多同时具有8种数据传输速率。例如，可以使得一个Real音频文件同时适合56KbsModem，112KbsISDN、512KbsADSL和1Mbs CablbModem4种带宽的用户。在web页中建立指向这个媒体文件的超链接，当用户点击链接时，RealPlayer播放器和Real服务器根据实际的带宽情况来选择数据传输速率。 采用SureStream技术，在网络传输出现异常情况，原有的传输带宽下降时，Real服务器还可以自动地改变媒体文件原有的数据传输速率，即将其相应地变小来适应当时网络出现的异常情况。当网络恢复正常时，文件的数据传输速率又会变大，恢复其原