时间：2023-05-29 17:45:47
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇rtsp协议，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：Gstreamer； 流媒体； rtsp； RTP/RTCP
中图分类号：TN919.8 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2013）03-149-002
1．前言
流媒体技术以流的方式在网络中传输媒体，具有良好的实时性和交互性。随着3G、4G等高速移动通信技术的发展成熟和多媒体智能移动设备的普及，流媒体技术获得了广泛应用和迅速发展。本文基于GStreamer架构，采用RTP/RTCP协议实现数据传输，设计了一种流媒体播放器，处理芯片采用OMAP3430，操作系统为嵌入式Linux系统，借助高速网络，可以实现高质量的流媒体播放。
2．相关技术介绍
2.1流媒体技术。流媒体是指以流的方式在网络中传输音频、视频和多媒体文件的形式。流媒体文件格式是支持采用流式传输及播放的媒体格式。流式传输方式是将视频和音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由服务器向用户计算机连续、实时传送。用户采用内容缓存的方式，只需要进行很短时间的缓冲，就可以一边播放一边下载，而不需要提前下载整个文件。
流媒体传输一般都是采用建立在udp协议上的rtp/rtsp实时传输协议。相对于注重传输质量的tcp协议来说，udp协议更加注重传输速度，这种协议对于实时性要求很高的流媒体文件来说，无疑是更加合适的。
2.2Gstreamer概述。GStreamer是一种流媒体应用框架，采用了基于插件（plugin）和管道（pipeline）的体系结构，框架中的所有的功能模块都被实现成可以插拔的组件（component），并且在需要的时候能够很方便地安装到任意一个管道上，由于所有插件都通过管道机制进行统一的数据交换，因此很容易利用已有的各种插件“组装”出一个功能完善的多媒体应用程序。其主要功能模块包括元件、衬垫、箱柜等。
元件(Elements)是Gstreamer框架中所有可用组件的基础，是组成管道的基本构件。元件可以分为数据源元件、过滤器元件、接收器元件等，实现数据的输入、处理和输出等功能。
衬垫（pad）是元件（element）与外界的连接通道，每个衬垫都带有特定的功能信息，通过将不同元件的衬垫依次连接起来构成一条媒体处理管道，使数据在流经管道的过程能够被各个元件正常处理，最终就可以实现特定的多媒体功能。
箱柜(Bins):箱柜是一个可以装载元件的容器，同时其自身也是一个GstElement对象，也能够被用来容纳其他的箱柜对象。
2.3实时传输协议（RTP/RTCP）。RTP/RTCP协议栈由两个相互紧凑的协议组成，其中RTP协议负责传送具有实时特征的多媒体数据，而RTCP协议负责反馈控制、监测QoS、监视和传递相关信息。由于流媒体数据传输对于传输实时性的要求远高于传输可靠性，RTP/RTCP数据通常采用UDP/IP封装，它们共同完成网络传输层的功能。
2.4实时流媒体协议（RTSP）。RTSP协议是一种对流媒体数据的传输进行控制的应用级协议。通过RTSP协议，可以实现音视频的控制、点播等功能。
3．流媒体播放器的实现
本文设计的流媒体播放器，可以分为以下几个模块：用户界面、RTSP控制模块、RTP/RTCP传输模块、数据转换模块、解码模块、视音频输出模块。如图1所示。用户通过用户界面与客户端交互，RTSP模块响应用户界面发送的命令，建立RTP数据传输会话，会话建立之后，由RTP/RTCP模块循环接收RTP数据包并进行排序，然后转换模块对RTP数据进行解包，转换成原始的音视频数据，然后送入解码模块进行解码，最后通过音视频输出模块将媒体展示给用户。
图1流媒体播放器架构
用户界面是客户端跟用户之间交互的界面，它包括两部分内容：一是媒体播放控制，比如暂停、快进等；二是媒体内容的展示，比如视频画面的显示等。在Linux系统下，本文利用GTK+库开发GUI框架。
RTSP模块用于会话的建立和控制，它提供响应界面操作的接口，直接响应界面发送的命令。RTSP也提供互联的双方或多方的一个传输方式和编码方式的协商操作，在网络允许的情况下，建立一条最佳的传输通道。当客户端用户选择服务器上某项流媒体内容的时候，播放器会通过RTSP协议，与服务器建立会话，通知服务器往本地RTP接收端口发送音视频数据。
RTP/RTCP模块为流媒体播放器的核心组成部分，当RTSP建立传输会话之后，RTP和RTCP会各使用一个端口，RTP端口会循环接收RTP数据包,同时RTCP端口会周期性的发送RTCP报，RTCP包中包含已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数据等统计资料，因此，服务器可以利用这些信息动态的改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。RTP包由RTP包头和RTP数据构成，RTP包头中包含了一些可以较好保证流数据连续性实时性的信息，如序列号、时间戳等。序列号可以保证到达客户端的RTP包的连续，而时间戳可以同步音视频包。根据包头中的时间戳接收的数据包进行重新排序，然后传送到转换模块进行处理。
4．小结
本文采用Gstreamer架构，对RTP/RTCP/RTSP协议进行了深入研究，设计了一种基于Linux系统的流媒体播放器，通过构建RTP/RTCP流媒体传输插件，实现了流媒体数据的实时传输和播放，在终端设备中可以取得良好的流媒体播放效果。
这种基于Gsreamer的媒体播放器具备良好的灵活性和可移植性，借助高速传播网络，特别适合在各种不同类型的智能终端实现流媒体的接收和播放等功能，在视频监控、远程会议、视频教学、多媒体娱乐等多种不同场合都可以获得广泛应用。
参考文献：
[1]孙弼阳，李虹，王颖．移动流媒体业务的技术与应用[J]现代电信科技，2008（06）：13-18
[2]陈丹，郭先会.RTP/RTCP协议在3GPP移动流媒体业务中的研究与应用[J]山西电子技术，2010(06):65-66
[3]陈洪敏．基于RTP/RTCP协议流媒体传输的研究[J]福建电脑.2010(02):93-94
[4]王蕊，刘卫东，王金童．基于GStreamer的媒体播放研究[J]电子设计工程.2012(03):34-36
【关键词】移动通信网络 监控系统 设计
移动终端不断普及，台式机、笔记本和移动终端的界限越来越模糊，很多功能都可以转移到移动终端上，同时移动终端无论从听说读写还是从感知方面都拥有电脑所没有的优势。作为移动互联网业务之一，移动平台的网络监控，也开始逐渐发展起来。
1 移动通信Android平台简介
Android的系统架构和其操作系统一样，采用了分层的架构。 Android结构分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Linux内核层。Android会同一系列核心应用程序包一起，该应用程序包包括客户端，SMS短消息程序，日历，地图，浏览器，联系人管理程序等。所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的。Android系统既是一个完全开放的系统，也是一个完整的生态系统。
2 移动通信Android开发环境
2.1 安装Java语言运行环境
Android应用程序采用Java代码开发，在Win 7系统下，需要Java编译器JDK，经典版本是JDK1.6，安装JDK之前要先安装JRE，即Java运行时环境，就是Java运行虚拟机。
2.2 下载安装Eclipse和Android SDK
为了更好地可视化地编译Java代码，还需要一个Java编译的IDE，Eclipse是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台。Eclipse是编译Java的优秀的可扩展的IDE，本文使用Eclipse环境结合Android SDK进行Java代码的开发。下载Eclipse并解压到某一目录，就能使用。AndrnidSDK的同样只需到相应网站下载，解压即可"这里还需AndroidsDK。
2.3 更新Eelipse，安装Android开发插件ADT
Google为Android定制了一个Eelipse插件，即AndroidDevelopment
Kit（ADT）"ADT插件专用于扩展Eclipse的功能，为用户能够快速地开发Android项目提供方便"例如，快速建立Andro记项目，使用XML布局文件创建应用程序界面等" 安装好ADT后，安装好ADT后，就能创建Android Project了。
3 移动通信网络监控系统方案设计
3.1 系统架构
该系统开发一个开放源码的解决方案，能够用很小的开销在手机或者服务器上交换现场视频。用户只需要一个Android移动设备和通过WiFi或蜂窝网络。建立的网络连接，就可以直接上传或者播放现场视频，达到实时监控的目的。
3.2 系统编码协议和实时传输协议
3.2.1 H.263
H.263是由ITU-T制定的网络会议用的低码率视频编码标准，属于网络信息编解码器。H.263最初设计为基于H.324的系统进行传输（即基于公共交换电话网和其它基于电路交换的网络进行网络会议和网络电话）。后来发现H.263也可以成功的应用与H.323（基于RTP/IP 网络的会议系统），H.320（基于综合业务数字网的会议系统），RTSP（流式媒体传输系统）和SIP（基于因特网的会议）。H.263在2010年和2012年调整为更高质量的流。H.263从众多类似的信息编码/解码标准中脱颖而出，因为它被谷歌Android操作系统所采用，因此目前市场上大多数的Android设备都支持。除了良好的兼容性，H.263是一种低带宽流，使得能够在第三代（3G）蜂窝网络上工作。
3.2.2 实时传输协议（RTP）
实时传输协议（RTP），是定义了一种传输音频和视频的报文格式，这些音频和视频在互联网或本地网络上采用各种不同的编码器类型进行编码。RTP通过UDP进行传输，而不需要TCP确认或TCP ACK数据包。UDP作为向服务器传送的报文类型原因之一就是不需要ACK数据包。例如，如果发送视频的设备或用户进入一个较差的蜂窝覆盖区域，可能会导致没有足够的带宽将所有的数据包及时地从服务器发送给用户来观看事件。这将会导致一个时断时续的视频，不过视频仍在传输。最坏的情况是用户进入一个完全没有蜂窝网络的区域，在用户端的播放装置就会完全停止；直到设备到达了一个可以传输数据包的区域，播放器才能重新显示。
3.2.3 实时流传输协议
实时流传输协议（RTSP）是用来控制播放RTP流。RTSP服务器允许播放器接收从设备发送的RTP数据包。播放器（例如VLC或ffmpeg）不能直接打开一个RTP流，因此，RTSP服务器需要提供其他的流信息并控制流数据包的开始和停止。RTSP服务器是基于RFC2326。它包含以下命令：选项，描述，宣布，设置，播放，暂停和拆卸。基于RFC4566的会话描述协议（SDP）与描述命令配合使用。
4 系统实现方案
该系统将信息编解码协议，RTP协议以及RTSP协议相互关联并组成一个界面友好的、操作简单的应用程序。系统应实现由Android设备的获取信息流，传输至信息服务器，并可以在基于WEB浏览器的终端网页上的播放实时信息流。
服务器打开许多不同的侦听端口接收传入连接。端口使用的协议是TCP和UDP。服务器产生两个监听器，一个用于客户或播放器查看接收到的信息，另一个用于用户或手机发送信息。每个新的TCP或UDP端口需要一个额外的线程。每产生一个新的线程类型就要增加一个新的Java类。一个并发哈希表将用于同步用户观看信息和手机线程之间的信息流。
参考文献：
【关键词】Android；视频监控；智能手机
1 移动流媒体技术
移动流媒体技术就是把连续的声音影像信息经过压缩处理后传送到网络服务器上，让终端用户能够在下载的同时观看收听，而不需要等到全部的多媒体文件下载完成就可以即时观看的技术。移动流媒体技术的出现是伴随这移动通信技术的发展和网络音视频技术的进步，其只要是关于流媒体数据从采集到播放整个过程中所需要的核心技术。流媒体播放技术有优点也有缺点。优点是能够及时传送随时播放，缺点是由于网络的速率不稳定性，当播放速率大于传输速率时，视频播放将出现停滞，时断时续的现象。
2 Android的视频监控系统
基于Android的视频监控系统分为五个模块：依次为采集模块、编码模块、视频传输模块、解码模块、显示模块，下面分别进行详细介绍。
2.1 视频采集模块
Android摄像头采集到的视频格式为YUV420格式的视频流。采集模块的实现可以在Android的应用层中通过编写代码来实现。
2.2 编码模块
数字视频编码标准主要由两个标准化组织制定。MPEG制定的视频编码标准有MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4。ITU一T制定的视频编码标准有H.261和H.263。为了促进下一代多媒体通信的应用， MPEG和VCEG共同成立了联合视频工作组（JVT），共同开发了视频编码标准H.264。H.264是目前最先进的视频编码标准。
H.264视频编码标准是目前最新的技术，虽然H.264遵循了原来压缩标准的架构，但是H.264具有一些新的特性，H.264标准分两层结构，包含网络抽象层（NAL）和视频编码层（VCL）。网络抽象层用于数据打包和传输，编码层负责视频压缩编码，这种分层结构，实现了传输和编码的分离。由于H.264标准引入了数据分割等抗误码技术，实现了在复杂环境下的使用，可以适应不同网络的传输要求。由于采用高度复杂的实现算法，H.264是目前低码率下压缩率最高的编码标准，在带宽不稳定的无线网络上有着无法比拟的优点。
2.3 传输模块
流媒体传输和控制协议在应用层主要涉及到HTTP，RTSP，RTP和RTCP协议，在传输层有TCP和UDP协议。HTTP是建立在传输控制协议（TCP）之上的超文本传输协议。TCP/IP协议是专为数据传输而设计的，能够保证传输的可靠性。RTP是在一对一或一对多的情况下针对流媒体数据流工作，不仅能够提供时间信息而且可以保证数据流的同步。通常RTP建立在UDP之上，使用UDP传输数据。RTP本身没有可靠的传送机制，其流量控制和拥塞控制是由实时传输协议（RTCP）来提供的。RTP和RTCP共同协作才能完成流媒体的传输和控制。实时流协议（RTCP）是应用层协议，位于RTP和RTCP协议层之上，通过IP网络传输多媒体数据，在传输机制上采用TCP和RTP完成数据传输。RTSP用于控制实时数据的发送，提供用于音视频流的VCR远程控制功能和用于控制流媒体的播放、暂停、记录等操作。会话描述协议SDP，SDP是用来描述RTSP，以便说明一个流媒体会话的基本属性。结合移动视频监控系统对通信实现的特点，本文采用RTP，RTSP，RTCP和HTTP协议完成视频监控系统的通信和远程控制。
一个最基本的流媒体系统包括编码器，流媒体服务器和客户端播放器三个部分。各个模块之间的数据通信交换都是按照特定的协议。编码器用来将原始的音视频转换成合适的流媒体格式文件，服务器用来接收和转发编码后的媒体流，客户端则是负责解码和播放接收到的流媒体数据。流媒体传输有两种方式，一种是顺序流式传输，一种是实时流式传输。
（1）顺序流式传输。顺序流式传输就是顺序下载。用顺序流式传输方法基于标准HTTP或FTP服务器来传输文件，通常容易管理，方便用户的使用。整个下载过程是无损的，能够保证视频的高质量，但是用于网络传输速率的问题，一般需要等待较久的时间。顺序流式传输常用于对视频质量要求较高的场合，对实时性，随机访问性要求较高的场合则不适用。
（2）实时流式传输。实时流式传输能够保证信号带宽与网络连接的匹配，实现实时传送，适合现场直播，支持随机访问，用户可进行快进后退操作。实时流式传输需要传输网络协议和专用的流媒体服务器。由于这些协议与防火墙有关，在使用时一需经过配置。系统设置，管理比顺序流式传输复杂。由于必须匹配连接带宽，在低速连接设备时或者网络拥塞时，会出现丢帧现象，导致视频质量下降。
2.4 解码模块
解码从性质来来讲，其实是编码过程的逆过程。编码采用H.264进行编码，所以该模块也采用H.264进行解码。解码器的整体设计可以分成两部分，一部分是视频数据的解码部分，主要用C语言来实现，采用Android NDK+C的实现机制。另外，一部分是视频的显示部分，主要采用Android提供的组件来实现，采用Android SDK+Java的实现机制。而这两部分的集合，则是通过java提供的jni机制来实现Java和C语言之间的通信。整个解码流程可分为三个功能模块：前段码流处理、H.264解码和后段视频显示。
（1）前段码流处理：主要负责文件的读取，从码流中分隔出NAL然后交给底层进行解码处理。
（2）H.264解码：整个解码的核心部分，通过本地C语言的实现和解码库对码流数据进行处理，完成H.264解码实现图像重建。
（3）后端视频显示：接收H.264解码模块解码后的视频数据，在客户端进行显示。
通过分析三个模块的功能可知，H.264解码模块是最耗费资源的。H.264视频标准为了更好的适应网络传输的特性，采用了分层设计的思想既视频编码层VCL和网络提取层NAL。
2.5 显示模块
通过调用Android自带的显示器，来显示解码后的本地数据流，从而达到实时视频的显示效果。
3 结束语
本文介绍了移动流媒体技术的概念及特点，考虑到网络速率的不稳定性带来的一些列影响，设计了一个基于Android的视频监控系统，系统分为五个模块，依次为采集模块、编码模块、视频传输模块、解码模块、显示模块，这种系统很好地解决了视频监控系统的安全性、实时性和稳定性等要求。
【参考文献】
[1]温敏，艾丽蓉，王志国.Android智能手机系统中文件实时监控的研究与实现[J].科学技术与工程，2009（4）：1716-1719.
关键词：3G技术；J2ME；手机视频监控
中图分类号：TP277
移动互联网飞速发展给人们带来了多样化的网络智能终端与互联网功能，人们只需将所需的应用程序安装在手机上即可享受此程序所带来的服务，人们完全能够实现在办公和生活。并且随着3G时代的来临，手机视频监控系统将会逐渐成为3G视频应用中的重点，在通过手机视频监控系统进行道路管理、公安执法、街道巡查以及事故应急指挥等操作已经基本实现，而在手机视频监控系统中所采用的J2ME技术更是为手机客户端进行远程视频接收与查看提供了更为便捷的方式，J2ME技术通过服务端口进行摄像和数据采集，并将数据传送至中心服务器进行视频图像压缩，为用户提供高清流畅的视频资源，用户只需通过手机即可对所需视频进行浏览。
1 关键技术
1.1 H.264技术
H.264是由ITU（国际电信联盟）和ISO（国际标准化组织）联合组建的数字视频压缩格式，在ITU-T中其是以H.26x系列为名称命名，在ISO/IEC中，它又被称为MPEG-4高级视频编码。H.264技术的提出主要为了在现有的视频编码标准器的基础上进行带宽优化，为相同带宽下的使用者提供更为优质的视频图像。H.264不仅能够为用户提供连续性的流畅高质量视频图像，还具有极强的容错能力，让使用者在网络环境不稳定的情况下避免出现数据丢失的情况。采用先进整数变换、帧间预测与帧内预测技术的H.264系统技术具有超高的数据压缩比率，能够使高清流畅的视频图像顺利传送至用户接收端口，在传输过程中实现带宽减少，节约数据资源。
1.2 J2ME技术
J2ME又称Java ME，其包括JVM规范与API规范技术，是通过JCP制定、与Java SE、Java EE并称Java技术的三大版本。J2ME的虚拟机技术可以为用户提供无线和有线连接，使用户能够随需进行应用程序的使用。J2ME采用了JAVA虚拟机技术为各类的嵌入式消费电子设备提供JAVA语言平台，是一种高度优化下的JAVA运行环境，其运行目标多样化，能够满足各方面的用户需求。
1.3 RTSP协议
RTSP不仅是一种实时流传输协议，同时也是TCP/IP系统中的一项应用层协议，其可以有效控制流媒体数据进行有线或无线网络数据的传送，还能够为用户提供视频模式的远程控制功能，包括对视频图像进行快进、后退、停止和定位等基本操作，RTSP还允许用户进行同时多个串流需求控制，在服务器端口可根据需求选择是否使用TCP或UDP来进行数据内容的串流传送。除此之外，RTSP还可根据实际负载情况进行服务器转换和重新导向加载功能，避免数据负载造成服务器延迟，并通过与低层协议结合为基于网络环境下的数据传输提供流化服务。
2 基于J2ME的手机实时监控系统的设计
2.1 系统设计
手机视频监控系统体系结构如图1所示，手机视频监控系统主要由前端采集、中心服务器和客户终端构成，通过前端采集视频图像，并在监控中间的服务器中进行数据分析、整理并压缩，最后通过有线和无线网络环境传输至客户终端进行视频图像的释放。
2.2 客户端
监控系统客户端口通过了J2ME平台进行设计，主要用于满足用户登录需求与信息的收发，客户端读取服务器响应信息后自动选择视频数据源来接收图像并实现实时播放，同时可以根据用户需求进行视频切换、屏幕图案捕捉、保存视频信息等处理，用户只需通过服务器登陆并进行验证，在通过验证后从服务器发送的视频设备列表中提取需要的视频源，选择接收视频图像即可，在视频播放期间还可进行各种基本的简易操作。
2.3 视频服务器
该系统既要向终端提供和传输图像，还要给客户提供可在web端口进行浏览的视频数据，这就要求J2ME系统必须满足不同客户端口的数据传输要求，设置不同规格的视频压缩模式。可采用低码流、高质量图像的H.264来进行视频压缩。H.264的转码模块主要由核心转码器、接收和发送模块构成，接收模块与网络监控相连，为用户提供调用指令，同时接收和提取来自监控端口的格式编码、帧率、分辨率和码率等视频流，核心转码器将视频流信息转换成H.264视频格式，并同步用户选择来修改视频分辨率，转码后进行TS/ES流分装，最后通过网络为用户提供视频数据。
3 基于J2ME的手机实时监控系统的实现
3.1 服务器端
服务器开发工具为VC6.0，采用了Windows 2003 sever操作系统，是一款微软制作的C++编译器。在操作过程中，先采用InitStreamClientLib函数对系统进行初始化，同时利用StartServer函数初始化服务器，接着启动流媒体服务器，设置本地文件路径，再启用Run Server函数启动服务器端口，如果需要结束服务端软件，调用停止服务系统，再关闭系统服务即可。当服务端口接收到用户需求信息时会自动开启独立数据传输与客户端进行数据连接，然后利用图像捕捉系统进行图像捕捉并压缩，最后将经过处理的图像以JPEG的格式发送至用户的手机接收端口。
3.2 手机客户端
手机系统客户端是一种方式移动信息设备程序，支持用户在MIDP设备上运行MIDP应用并利用仅利用MIDP规范各种API的运行。其中WTK（Sun J2ME Wireless Toolkit）是Sun开发者研制的一款无线开发工具包，目的在于帮助开放人员更为便捷的进行J2ME的开发。而Eclipse（集成开发环境）则为无线开发者提供了一个全新的框架服务，并通过插件组件为使用者构建一个统一的开发环境。手机系统客户端利用多样化线程为用户进行不同数据的传输与存储，同时调用socket来与服务器端口进行通讯，为了给使用者一个更好的用户体现，手机系统客户端界面选用了MIDP（移动信息设备配置文件）来显示用户图形界面，其主要运用程序包括Choice Group、Alert、Item、Form、Text Field、List等。在系统线程中主要使用的网络连接主要通过Java.lang.Thread来进行数据传输，并未用户提供Socket UDPDatagram Connection、Connection、ServerSocketConnection数据源接口，使MIDlet在TCP/IP层能够通过socket作为BSD UNIX的进程通信机制来描述端口和IP地址。
4 结语
综上所述，基于J2ME的手机实时监控系统的设计在近些年来已经逐渐成为3G时代下视频应用的重要组成部分，使用者通过手机客户端对服务器端所传输的数据来对视频进行浏览和查看，为网络数据的传播提供了多元化的方式。且随着J2ME系统中关键技术的进步和发展，J2ME手机实时监控系统将会为人们的生活提供更多的便捷服务，其在未来必然会拥有广阔的发展空间。
参考文献：
[1]夏帮贵.J2ME的手机视频点播系统设计[J].电脑编程技巧与维护，2009（12）.
[2]刘桂英，周琴.基于J2ME平台的手机实时监控的实现方法[J].工矿自动化，2008（1）：67-69.
关键词:VOD;客户端软件;流媒体流量均衡装置;ip filter driver hook
中图分类号:TN919.85文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2009)20-100-03
Implementation of Client End Software for New VOD Scheme
YANG Zhenlun,JIANG Yajun,HUANG Zhongwei
(Guangzhou Panyu Polytechnic College,Guangzhou,511483,China)
Abstract:Based on VOD scheme of load balancing equipments in stream medium,a new client end software is proposed.The client end software is developed under ip filter driver hook and raw socket.It redirects the users′ VOD demand in the way of network drivers operation.Cooperating with the advanced graded application structure of load balancing equipments of stream medium,it optimizes the application structure of VOD scheme and decreases the additional load of load balancing equipments of stream medium,improves the flexibility,efficiency and application prospects of VOD scheme.
Keywords:VOD;client end software;load balancing equipments of stream medium;ip filter driver hook
0 引 言
针对中小型园区网VOD应用中因网络带宽及点播服务器I/O带宽不足导致的系统阻塞问题,作者前期的研究成果提出了一种新型网络设备流媒体流量均衡装置(以下简称流量均衡装置),基于该装置的VOD方案通过在VOD系统中添加多个流量均衡装置,从而减轻点播服务器和主干网络的负载,解决系统阻塞问题[1]。
该方案依赖流量均衡装置内部的均衡策略,通过各个单点设备之间的协同来实现全局流量均衡,而由于每个单点设备只能获取对应区域的点播状况,因此实现全局均衡则需要各个设备进行频繁且大量的信息交换,增加了每个单点设备的负载,也导致全局流量均衡收敛时间的延长,并且新的流量均衡设备加入后,需要一段时间才能融合到系统中,这限制了该VOD优化方案的应用。
为解决该问题,在此提出一种应用于该VOD方案的客户端软件,前述的VOD应用方案在引入了该客户端软件后,能进一步优化VOD应用结构,提高运行效率,增强该方案的实用性。
这里将分别对改进方案结构以及客户端软件的设计进行说明。
1 改进方案结构
通常的VOD系统都配有Web服务器,以提供节目列表[2],原来基于流量均衡装置的VOD应用方案的点播需要Web服务器修改客户机上网页插件的属性,使得用户的点播请求重定向到每个区域指定的流量均衡装置中,再由流量均衡装置为之提供服务。由于目前VOD系统有若干种主流的点播软件方案,用户可能使用Real player,Media player或QuickTime player等几种客户端中的一种[3]。该方式需要根据客户机上的不同点播软件提供不同的配置方式,而实现全局流量均衡需要各个单点的流量均衡装置之间的交互来获知整个园区网的点播状况,为了达到较快的全局均衡收敛速度,这种信息交互的频率较高,这给资源相对有限的流量均衡装置带来一定的额外负载。如果降低信息交互的频率,则会导致收敛性能的降低。
改进的VOD应用方案主要是在点播的客户机上添加了一个与流量均衡装置配合的客户端软件,该软件除了能实现将客户机的点播请求转发到某个流量均衡装置,实现各种点播软件对流媒体流量均衡装置的透明使用外,主要还提供一个额外的通信接口,流量均衡装置可以通过该通信接口修改相应点播客户机的点播请求转发方向。在这种情况下,全局流量均衡主要是通过将点播客户机的点播请求,依据全局网络状况转发到最合适的流量均衡装置处而得到实现。
为了实现这个目的,对VOD应用方案进行微调,根据具体数量将网络中的流量均衡装置分为两级或者三级,每一级的下一层流量均衡装置将所属区域的网络状况发到上一层的流量均衡装置中。最终汇总到一个事先指定的主控流量均衡装置中,该流量均衡装置根据全局流量均衡策略以及实际网络状况控制所有点播客户机上客户端软件的点播转发方向,如图1所示。
2 客户端软件设计
该改进方案的关键在于客户端软件。客户端软件需要实现的最主要功能是将客户机的点播请求重定向到流量均衡装置中,并且引导服务器将流媒体数据发送到流量均衡装置中。由于目前主流流媒体协议RTSP协议簇在发送流媒体数据前,必须在服务器及客户端之间经过多次RTSP协商,确定具体参数,而后续的操作则根据RTSP协商的结果进行。如果在客户机对点播软件发起的RTSP协商过程进行干预时,则完全可实现点播全过程的重定向。本文客户端软件的设计思想正是基于这一点。实现RTSP协商数据包的重定向实质是实现数据包的截获、修改和转发,在客户端发起连接时,从网络底层将请求数据包拦截,并根据接收到的命令将其目的IP地址修改再发出去,接收到回复包再进行反向的处理,而这一切对于客户机的点播软件都是透明的。
由于目前VOD系统中的用户端以采用Windows操作系统的微机为主,该客户端软件的设计面向Windows。在Windows下实现这些功能需要使用内核模式驱动程序[4]。目前适用于该客户端要求的可选内核模式驱动模式包括:微端口NIC 驱动程序(Miniport NIC Drivers) 、中间层驱动程序( Intermediate Drivers) 、协议驱动程序(Protocol Drivers)以及过滤器钩子驱动程序(IP Filter Driver Hook)等[5-7]。相比较而言,过滤器钩子驱动程序具有处理流程简单,效率较高的特点[8],并且从功能上能很好地满足要求。该方案采用过滤器钩子驱动程序进行设计。
过滤器钩子驱动程序依赖于Microsoft 提供的IP 协议过滤驱动程序,在Windows 2000/XP 系统中,System 32\\drivers目录下的ipfltdrv.sys是Microsoft 提供的IP 协议过滤驱动程序,它允许用户注册自己的IP 数据包处理函数,即过滤器钩子函数[9]。本机所有进出的IP包都经操作系统的IP过滤驱动程序处理,而IP过滤驱动程序调用用户定义的过滤器钩子函数进行处理,确定是丢弃或者传送。
该客户端软件由处于内核态的过滤器钩子驱动程序和处于用户态的应用程序组成,应用程序包括接收主控流量均衡装置命令的监听线程和配合驱动程序工作的服务线程,如图2所示。
图1 改进方案结构示意图
图2 客户端软件结构图
过滤器钩子驱动程序中设计主要是进行过滤钩子函数的编写。该客户端软件过滤器钩子驱动程序的钩子函数完成的工作主要是比较本机进出的数据包是否符合设定的转发方向设置,如果符合则拦截,进行改写后传送,具体流程如图3所示。
图3 过滤器钩子驱动程序流程图
过滤器钩子驱动程序工作在IP层,只能改写IP包的内容,对于本机发送到其他机器的包,由于其MAC地址已经设定好,只改写IP地址不能实现数据包的重定向。为解决该问题,驱动程序修改目标IP为本机IP,端口号为约定传送端口后传送数据包。由于基于原始套接字能实现自由收发TCP包的功能[10]。应用程序中的服务线程采用原始套接字方式与驱动程序配合进行二次处理:在约定的传送端口进行监听,获取驱动程序发送的需要,重定向的IP包,根据设定的规则改写对应IP地址及端口号,再通过原始套接字转发至相应的流量均衡装置,其流程图如图4所示。
命令监听线程等待主控流量均衡装置发送的命令,一旦接收到命令,则通过修改程序的配置来实现转发方向的更改,具体流程如图5所示。
图4 应用程序服务线程流程图
图5 应用程序命令监听线程流程图
3 结 语
本文在前期的研究成果即基于流媒体流量均衡装置的VOD方案基础上,提出一种改进方法。在点播的用户计算机上添加一个客户端软件,减少了流量均衡装置间的信息交互,降低了流量均衡装置的负载,并且该软件直接对用户发送的点播请求网络包进行拦截和改写,能与各种不同的VOD客户端配合使用,具有较高的灵活性和适用性,从而拓展了该新型VOD方案的应用前景。
参考文献
[1]杨震伦,蒋亚军,黄中伟.基于MIPS的流媒体流量均衡设备的设计[J].计算机应用与软件,2008(11):125-127.
[2]胡斌.基于Web流媒体系统的设计与实现[J].现代电子技术,2009,32(2):111-113.
[3]薛元昕,韩维.论流媒体技术及流媒体服务器的建立[J].现代电子技术,2004,27(16):28-31.
[4]王兰英,居锦武.Windows内核模式驱动程序运行环境的分析[J].微计算机信息,2005(23):201-202.
[5]廖永红,李洛,黄战.基于Windows 200x的WDM体系的IP过滤实现技术[J].计算机工程与设计,2007,22(11):5 425-5 427.
[6]裴林,曹斌.基于NDIS中间层的网络数据包拦截技术及实现[J].计算机安全,2008(12):13-15.
[7]李明欣,佘.基于NDIS中间驱动的入侵检测[J].计算机工程与设计,2007(1):51-52.
[8]吕建军,罗万伯,陈蓉,等.基于过滤器钩子驱动的数据包过滤研究与实现[J].四川大学学报:自然科学版,2005,41(4):754-757.
关键词：小型局域网；多媒体中心；MIPS；Linux；Darwin streaming server
0 引言
在小型网络中一般没有专用的多媒体点播服务器，而相当多的网络用户都有音乐和视频节目的视听需要，每个用户都保存一份音乐及视频文件拷贝的方式，这不但浪费空间，也不利于节目的共享。应用系统若采用个人计算机PC实现小型多媒体服务，则在功耗，稳定性等各方面又存在问题。小型网络多媒体中心(small-sized network multimedia center，简称SNMC)正是针对以上问题而设计的一种新型网络设备。
SNMC一般独立接入局域网运行，图1是一种常见的应用结构。SNMC采用嵌入式架构，提供海量的多媒体节目存储空间，提供扩展存储空间的接口，提供MP3音乐和视频节目的点播，提供Web管理界面。除了提供多媒体服务外，SNMC还可以同时作为NAS(网络附加存储)设备及打印服务器等。它在各种小型局域网，如小型企业，家庭，高校学生宿舍等场合具有广阔的应用前景。
1 硬件设计
SNMC的硬件结构如图2所示。其硬件设计基于MIPS架构的CPU－BCM1122。MIPS是业界领先的一种高效精简指令集计算机(RISC)体系结构，具有低功耗，高性能的特点u’，目前在各种嵌入式应用尤其是网络基础设备及家庭娱乐应用等方面得到广泛的应用。BroadCom公司的BCM1122是一款低功耗、高性能的通信处理器，基于MIPS64内核，主频400MHz，处理能力达到880 Dhrystone MIPS，并且功耗低至4W；片上集成了一个G比特以太网控制器及一个快速以太网控制器，具有兼容PCI2.2标准，可配置为HOST模式的PCI总线接口，非常适合于SNMC的设计。
工作在园区网环境下，SNMC需要以太网接口，使用BCM1122片上集成的快速以太网控制器加外接物理层芯片即可实现网络接口。同时SNMC需要廉价的大容量的存储空间作为VOD节目缓存。而目前常规应用的海量存储主流方向已经由IDE硬盘向SATA硬盘转变，SATA硬盘具有容量大，速度快和价格低等优势。BCM1122芯片上集成了PCI HOST控制器，直接扩展SATA控制器后可连接多个SATA硬盘。另外SNMC还提供了扩展存储空间以及外接打印机的USB HOST接口，可采用外接USB控制器的方式实现。其硬件结构如图2所示，其中MEM29PL64LM是8MB的FLASH存储器，MT46V64M16是128MB的DDR SDRAM，CH375是USB控制器，RTL8201BL是网络物理层芯片，SiI3512是SATA控制器。
2 软件设计
2.1 软件系统结构
SNMC是功能较为复杂的设备，需要操作系统支持。基于嵌入式Linux进行SNMC的软件系统开发具有以下可行性及优点：①Linux开放源码，具有很好的可裁减性及可配置性；②Linux具有强大的硬件驱动支持；③Linux的网络功能强大。
开源社区已经实现了MIPS体系结构的Linux移植，可直接获取源码包并根据设计的硬件添加相应驱动程序并进行配置编译即可。
Linux提供了多种服务软件包，如ftp server，samba服务器等，这些服务软件包都能为实现SNMC的功能提供支持。另外SNMC需要提供视音频的点播服务器以及基于Web的管理界面。基于Linux实现SNMC软件系统的方案如图3所示。
2.2 视音频点播服务模块
目前视音频点播服务系统主要包括三种：第一是Real公司的Helix Server，第二是微软公司的Windows Media Server，第三种是Apple公司的Darwin Streaming Server，其中HelixServer和Darwin Streaming Server采用的是标准的RTSP协议，而Windows Media Server采用微软内部的协议。目前基于标准RTSP的两种方案由于采
用了开源策略，可扩展性和灵活性都较高，占据较大的市场份额。基于该原因，SNMC的视音频点播服务模块采用基于RTSP的方案。其具体实现可采用多种方式：自主研发周期长，稳定性难以保证，升级需要不断投入；而现有的有苹果公司的Darwin streaming server，具有开源，稳定性好的特点，并且apple公司有固定的研发团队对之进行维护更新，在遵循APPLE公司的APSL协议的基础上能自由地对Darwin streaming server进行修改，公布和。所以本方案直接采用苹果公司的Darwin streaming server。获取源码包后采用面向MIPS处理器的GCC编译工具编译后即可使用。
2.3 Web管理模块
视音频点播服务模块只实现了SNMC的基本功能，SNMC还需要提供用户管理(包括分别对点播用户，文件管理用户的权限以及密码进行管理等)，多媒体文件管理(包括对文件进行上传／下载，归类等操作)，系统管理(包括时间设置，网络设置，磁盘管理等)等功能。在SNMC中采用Web来实现这些管理功能，其框图如图4所示。
SNMC中的Web管理模块的实现主要基于CGI接口，采用PERL编写的相应的脚本，运行在轻量级的Web服务器程序THTTPD上，具有消耗系统资源少，便于配置使用的特点。
【关键词】 SIP 融合通信客户端 软件体系架构
一、引言
目前，现代电力企业员工日常办公活动中，沟通交流越来越重要。而随着技术的发展，利用先进的技术打破当前通信手段（如电话、短信、电子邮件和多媒体会议等）中以设备和网络为中心的限制，实现只要通过最常使用的通信工具和应用，就可以便捷高效地与上级、同事、客户及合作伙伴保持联系，这是人们一直以来期望的目标，而移动性和统一通信的结合可以达成这个目标。本文将结合移动设备自有的特性，讨论统一通信移动终端的融合技术。
二、融合通信移动终端设计架构
2.1 融合通信移动终端概述
融合通信通常是指把计算机技术与传统通信技术融合一体的新通信模式，融合计算机网络与传统通信网络在一个网络平台上，实现电话、传真、数据传输、音视频会议、呼叫中心、即时通信等众多应用服务。随着移动互联的快速发展，特别是是近几年iPhone、Android等智能手机的快速普及，越来越多的移动设备开始进入企业IT环境当中。
2.2 融合通信移动终端面临的问题
融合通信移动终端设计的目标是要实现在任何地方、利用任何设备，与任何通信实体进行跨平台、跨地域、跨设备的透明通信，且能够保证网络安全通畅，这使得客户端设计面临以下的主要问题：（1）统一通信平台的多样化，如市场上拥有成熟统一通信产品的就有思科、华为、中兴、西门子、微软、IBM等等，如何保证客户端都能够和这些厂商产品兼容；（2）终端系统种类和运行环境多样化，如市面常见的就有iOS、Android和Windows Phone等；（3）移动网络多样性和复杂性，而企业出于安全性考虑，使得移动客户端接入需要考虑的问题变得复杂化；（4）业务功能的可靠性。如语音、视频等实时性业务对IP承载网的网络质量要求很高，而移动设备的网络一般都没有达到这么高的带宽，如何保证音频/视频业务质量。
2.3 融合通信移动终端总体架构
2.3.1 功能架构
结合融合通信的功能要求和所面临的问题，我们设计的功能框架图如图1所示：
移动终端：融合通信平台的用户侧最终呈现的应用。该客户端安装在企业工作人员或者顾客的手机上。
管道侧：用来为平台侧与终端侧传输数据。
服务端：平台侧依据SOA框架搭建，包括框架管理界面、逻辑处理层、接口层和数据层。平台侧为终端上的服务能力提供支持，其服务能力能够利用接口进行添加和扩展。
2.3.2 设计体系架构
为了解决移动终端开发所面临的问题，我们提出了基于中间件的开发模式，即把所有除实时音视频业务外的所有其他业务统一封装整合（如基于SOAP协议的Webservice），而对于实时性的音视频业务，采用通用的SIP协议和RTP/RTSP协议结合的方式处理。结构图如图 2所示：
实现原理：（1）所有非实时音视频业务全部通过中间件适配形成统一的WebService接口提供给客户端；这样可解决多种统一通信平台接入、多种业务系统接入的问题；所有协议使用Https协议进行传输，内容通过3DES加密和GZIP压缩，保证传输的安全性；（2）而所有实时音视频业务则通过SIP会话进行控制，具体协商通过SDP实现，所有业务添加对Qos质量控制支持，确保业务功能的可靠性；（3）实时音视频业务会话协商完成后，音视频数据流通过RTP/SRTP协议直接与统一通信对应的音视频服务器进行对接，确保通用性。
三、移动终端统一通信融合的关键技术
3.1 SIP协议
SIP由IETF RFC定义，用于多方多媒体通信。按照IETFRFC2543的定义，SIP是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层传输协议TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。SIP协议借鉴了HTTP、SMTP等协议，支持、重定向及登记定位用户等功能，支持用户移动。通过与RTP/RTCP、SDP、RTSP等协议及DNS配合，SIP支持语音、视频、数据、E-mail、状态、IM、聊天、游戏等。SIP协议可在TCP或UDP之上传送，由于SIP本身具有握手机制，可首选UDP。
3.2 视频编解码
因为视频内容传输需要消耗大量的网络带宽资源，采用合适的视频编码技术也是系统的关键。根据已有的编码标准来看，能够适合码流在1M到2M，同时又能保证高清的图像质量，比较好的标准有MPEG-4、 H.264、VC-1和AVS几种。H.264属于下一代编码技术标准，是所有压缩技术里面压缩率最高的，在支持实时标清电视节目时只需要1.5Mbit/s带宽、点播电视只需要1.2Mbit/s带宽，其画质就可以达到DVD效果，这显然有利于未来通信与娱乐、有线与无线的业务开展。因此，从技术的演进来看， H.264视频编码标准被认为是下一阶段的必然选择。因此，本系统优先实现编码H.264。
3.3 业务质量控制
语音、视频等实时性业务对IP承载网的网络质量要求很高，为了保障语音、视频业务QoS质量，在局域网中将语音、视频业务与OA等信息数据业务采取不同的VLAN进行隔离，要求在交换机上作配置相应QoS策略，实现对语音、视频等实时业务媒体流优先转发。
四、结果展示
通过以上的技术研究，搭建起一台中间件服务器，作为与即时消息服务器、UC服务器和信息系统服务器进行数据传输的中间平台，使用这些服务器提供的开发开发接口开发所需要的功能。
同时，在苹果iOS系统上开发完成了“融合通信移动客户端”，主要功能包括以下功能：（1）移动应用门户：融合门户、OA等信息系统，形成统一的移动应用门户；（2）SSO单点登录：为所有移动化信息系统提供统一的认证功能；（3）通讯功能：个人通讯录、企业通讯录、群组、短信群发、智能搜索、快速定位、点击拨号、一号通、语音会议等业务功能；（4）即时消息：融合腾讯通即时消息功能，可与腾讯通PC版进行互通。
关键词： FMS； 流媒体； 流媒体传输协议； RTP； RTSP； RTMP； MMS； 宽带网络
中图分类号：TP37 文献标志码：A 文章编号：1006-8228(2012)07-67-02
0 引言
互联网在过去的数十年中发生了翻天覆地的变化。在互联网普及的早期阶段，我们不得不适应数据传输时延引起的“World Wide Waiting”，但是，互联网的发展速度让我们震惊——从最初的调制解调器带给我们数十Kbps的数据传输速率，到ADSL 512K、1M、2M、4M、再到3G时代的悄然来临，移动互联网登上舞台，也就用了10余年的时间。人们从最初在网上玩文字MUD游戏，看简单的文字图片信息，到后来上QQ聊天、开立空间、建设博客，玩大型的网络游戏，再到后来在PC上或拿着iPad看电影……。互联网的技术发展已为我们的生活带来了层出不穷的新鲜体验。
与此同时，我们教育工作者关注到，教育渐渐不依赖“固定时间”、“固定地点”的模式，而随着互联网的发展走到了校园外。学生们只要有台PC，能够连接到互联网，就可以进行学习。这就是我们所看到的远程教育，它的出现和普及，也在对现有的教育模式进行着一场革命。
远程教育的技术平台随着网络带宽的升级，时时在经历着更新变化。我们曾经花费很多时间和精力去研究基于窄带网络的视频数据的传输效率，对视频信息压缩算法及格式的选择、以及对采用什么浏览器端视频播放器软件的论证和实验等繁复的工作之后，我们又欣然看到流媒体服务器软件的出现，世界进入了视频的流媒体时代。
1 早期的流媒体技术及方案
Microsoft和Real，作为在当时非常重要的流媒体软件提供商，占据着早期流媒体技术市场的大多数份额。在这里我们有必要简单回顾一下两款曾非常流行的视频流媒体服务器软件。
⑴ WMS（Windows Media Service）
WMS是当时在Windows服务器平台上构建流媒体服务的重要选择之一。WMS为微软的Windows媒体播放器（Windows Media Player）提供基于MMS（Microsoft Media Server）协议的流媒体视频点播及直播服务。MMS是一种流媒体的传输协议，用来访问并流式接收Windows Media服务器中以ASF文件的URL所标识的视频源。观众可以在浏览器中直接输入其URL，但协议必须为MMS，即以MMS://开始。
WMS的实施需要用户在浏览器端安装并激活Windows Media Player的插件。在服务器端，需要使用Microsoft Windows Server系列服务器操作系统，这在当时Windows服务器系统占优势的情况下是很容易被大范围应用的。但随着Linux主导的网络服务器操作系统快速抢占了大部分市场份额，以及Real Player伴随着rm、rmvb等新的视频格式出现并成为了多数用户视频回放的主要选择，很多流媒体内容者宁愿选择跨平台的另一套解决方案：Real Server。
⑵ Real Server
Real Server的成功是借助了其流行的视频压缩格式-rm、rmvb流媒体服务端软件，它以流畅的播放效果吸引了众多用户。Real Server使用RTSP（Real Time Streaming Protocol）协议进行视频数据的传输。它是由哥伦比亚大学、网景公司和Real Networks公司所提交的，更易于扩展、更适配于HTTP协议、更安全的流媒体传输协议。Real Server曾经成为很多远程教育机构、电视台及独立流媒体内容商的重要选择。
但Real Server同样存在对用户端插件的依赖。在Windows Media Player，Real Player及Quick Time的多年抢占市场份额的混战中，人们急需一种更统一、更简单，更方便的互联网视频播放方式。这个时候，Flash依托其广泛安装的Flas播放插件，作为新的视频播放软件竞争者，浮出了水面。
2 新的流媒体服务器软件-FMS
Adobe公司不惜重金收购了MacroMedia，将Flash技术收入囊中。这一颇具前瞻性的战略举动，奠定了Adobe公司作为新的视频流媒体技术提供商坚实的市场地位。Flash Player凭借其垄断性的装机率，很容易就把一种新型的视频播放方式带到了用户面前，那就是在Flash Player中集成了视频播放功能。因为互联网用户几乎人人都会安装Flash Player插件，这使嵌于网页中的视频播放器在很短的时间被Flash所统一，占据了90％以上的份额。
Adobe将其视频领域的产品线视作其互联网战略的重头戏，适时推出了Adobe Flash Media Server，就是我们所说的FMS。FMS与用户端浏览器中的Flash Player以RTMP协议进行通信，更高效地传输视频流数据及控制指令，并以众多优点成为流媒体者的首选。其推出的新的FLV视频格式，也很快成为网络视频文件的重要格式选择。下面，我们分析一下这些集合式的优势如何被我们应用到远程教育系统中。
3 FMS的优势在远程教育系统中的应用
我们可以看到，FMS流媒体技术框架有着诸多优势，是非常适合应用在远程教育系统中的。
【摘要】为了提高视频监控系统的安全性和可靠性，分析现阶段的实时视频传输协议，提出了一种流媒体服务器与终端播放器间心跳机
>> 一种网络视频监控系统的设计与实现 拨号上网环境下的一种远程视频监控实现方法 一种基于ARM处理器的视频监控系统关键技术的实现 一种输电线路防外破视频监控系统设计与实现 一种基于Docker的数据中心云平台实现方法及系统 一种基于网络的银行视频监控系统的研究与设计 一种移动视频监控及定位系统的设计 一种移动多点远程无线视频监控系统的设计 一种适用于视频监控系统的快速模式选择算法 一种基于智能图像识别的远程视频监控系统 一种改进的从交通监控视频中提取关键帧的方法 一种基于网络的家用视频监控方案 一种基于数据中心的集中监控系统的设计 一种IP网络的视频会议系统的开发及实现 一种基于P2P的视频共享系统的研究与实现 一种软件实现的音视频通信系统 一种数字视频广播通用接口转换电路的实现方法 一种新型污水泵站远程监控系统的设计与实现 一种基于SQLite内存数据库的监控系统设计与实现 一种网络流量监控系统的设计与实现 常见问题解答 当前所在位置：l.
[6] 黄金雪. Socket高效网络服务端研究[J]. 现代计算机， 2011（10）： 22-25.
[7] Stephan Wenger. H.264/AVC over IP[J]. IEEE Transactions on Circu its and System for Video Techno-logy， 2003，7（13）： 64-65.
[8] 刘焱，钟国辉，刘玉. 基于RTSP协议的流媒体双向认证模型的研究[J]. 计算机应用与软件， 2009，26（8）： 83-85.
[9] Li Huaming， Tan Jindong. Heartbeat-Driven Medium-Access Control for Body Sensor Networks[J]. IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine， 2010，14（1）： 44-51.
[10] 钟玉琢，向哲，沈洪. 流媒体和视频服务器[M]. 北京： 清华大学出版社， 2003.
[11] 王小燕. 一种高效点播流媒体服务器的设计与实现[J]. 计算机工程与科学， 2010（2）： 118-120.
本文在引言部分阐述了流媒体技术的基础：流媒体的一般概念及相关的概念。在正文部分介绍了流媒体技术的原理以及媒体服务器的硬件平台。最后主要的介绍了流媒体技术了两种教育应用：校园网视频系统的解决方案和远程多媒体教学方案。
关键字: 流媒体 流式传输 媒体服务器 校园网视频系统 远程多媒体教学系统
一、引言
在网络上传输音／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。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数秒的启动延时即可进行观看。当声音等时基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。
流媒体指在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。流式媒体在播放前并不下载整个文件，只将开始部分内容存入内存，流式媒体的数据流随时传送随时播放，只是在开始时有一些延迟。
在这篇文章中，主要是讨论流媒体的技术基础，以及流媒体技术在教育中的应用。
二、流媒体技术基础
1、 流媒体技术的原理
流式传输的实现需要缓存。因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输，对一个实时A/V源或存储的A/V文件，在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变化的，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使播放出现停顿。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。
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，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP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Web浏览器启动A/VHelper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。
A/VHelper程序及A/V服务器运行实时流控制协议（RTSP），以交换A/V传输所需的控制信息。与CD播放机或VCRs所提供的功能相似，RTSP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。
需要说明的是，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/VHelper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1所示。
图1.流式传输的基本原理
2、 媒体服务器硬件平台
视频服务器把存储在存储系统中的视频信息以视频流的形式通过网络接口发送给相应的客户，响应客户的交互请求，保证视频流的连续输出。视频信息具有同步性要求，一方面必须以恒定的速率播放，否则引起画面的抖动，如MPEG-1视频标准要求以1.5Mb/s左右的速度播放视频流。另一方面，在视频流中包含的多种信号必须保持同步，如画面的配音必须和口型相一致。另外，视频具有数据量大的特点，一个经MPEG-1压缩的90 min的电影，长度约为1GB，它在存储系统上的存放方式，直接影响视频服务器提供的交互服务，如快进和快倒等功能的实现。视频服务器必须解决视频流特性提出的要求。
视频服务器的工作模式是当服务器响应客户的视频流后，从存储系统读入一部分视频数据到对应于这个视频流的特定的缓存中，然后此缓存中的内容送入网络接口发送到客户。当一个新的客户请求视频服务时，服务器根据系统资源的使用情况，决定是否响应此请求。系统的资源包括存储I/O的带宽、网络带宽、内存大小和CPU的使用率。
三、流媒体技术的应用
互联网的迅猛发展和普及为流媒体业务发展提供了强大的市场动力，流媒体业务正变得日益流行。 流媒体技术广泛用于多媒体新闻、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、 实时视频会议等互联网信息服务的方方面面。流媒体技术的应用将为网络信息交流带来革命性的变化，对人们的工作和生活将产生深远的影响。
一个完整的流媒体解决方案应是相关软硬件的完美集成，它大致包括下面几个方面的内容： 内容采集、 视音频捕获和压缩编码、内容编辑、内容存储和播放、应用服务器内容管理及用户管理等。
下面就介绍流媒体技术在教育上的两个具体的应用方案。
1、 校园网视频系统
校园网的建设随着教育产业的兴起和发展也逐渐呈现出蓬勃向上的态势。随着多媒体技术的不断发展，特别是多媒体传输技术的突破，使网络多媒体教学得以实现。现在已经有许多的成熟的产品可以用来组建网络多媒体教学的解决方案。
一般一个校园网视频系统的要求有：
（1）通过校园网实现音、视频实况转播、视频预订，制作并存储节目。
（2）在校园网上实现VOD教学。
图2.校园网系统方案
每个教室安装相应的软件及视频卡，摄像头，麦克风，可以把教室实时的声音和图象通过校园网传到监控中心。在存储服务器安装SERVER软件，可以存贮传输过来的实时图象。在点播服务器安装SERVER软件，存储视频节目。
虽然现在校园网络硬件水平和质量现在都非常高，但是，困惑也随之而来，具体表现为以下几个方面：
A、校园网投入大，但没有用在教育主业上。
B、网络仅用在办公自动化中，投资效益低。
C、无法实现充分共享。即享受好的教育资源的学生很有限；同样的课程需要年复一年的教授；同样的问题需要一次次重复回答；材质差异明显的学生按同一模式接受教育，做不到因材施教。
计算机网络技术在教育产业中的应用现状和由此产生的问题引起了教育界和计算机界对于计算机网络条件下教学模式的思考。教学模式在网络条件下最终会变化成什么样子？目前和将来一段时间内网络技术发展到底能导致产生哪些更富成效的教育手段，逐步推动教学模式的改变？
2、 远程多媒体教学系统
知识经济的时代需要人们不断的学习新的知识、技能，才能跟上时代的步伐。学习必须转变成一个伴随每个人一生的过程。网上教育突破了传统"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，因而广受人们观注。
从远程教育的定义可以看出它有下列三方面的内涵:学生与教师的分离，学生与学生的分离，利用传播媒体和传输系统组织教学。从技术上讲，远程教育系统是建立在现代传媒技术基础上的多媒体应用系统，它通过现代的通信网络将教师的图象、声音和电子教案传送给学生，也可以根据需要将学生的图象、声音回送给教师，从而模拟出学校教育的授课方式；同时还可以利用现有的网络条件建立虚拟的班级，加强学生之间的交流。
鉴于远程教育的深远意义，我们的远程多媒体教学系统所要实现的功能有：实现教学课件的点播（VOD），教学直播，网络课堂等等。
在IP网上开展远程教学活动，需要解决两个基本问题：音频、视频流信息的传送以及它们与数据之间的同步。由于音频、视频信息的带宽比较宽，不可能让学生将所有的节目下载到本地计算机上后再播放，必须要采用先进网络播放技术来实现边发送边播放。此外，由于在教学过程中教师会经常使用电子教案来辅助教学，比如用PowerPoint，而电子教案的展示与音频、视频流之间有严格的时间同步关系，这就要求在传输过程中我们仍然要保持它们之间的同步关系。
图3.远程教育网络结构
系统的工作过程如下：输入的视频和音频信号将送给MPEG4的编码器进行编码，编码器输出的节目流既可以存入存储设备也可以直接送给MediaServer，MediaServer的主要功能是完成节目流的播出。MediaServer播出的节目有三个来源，它可能是保存在存储设备中的ASF文件，也可以是编码器实时传送来的节目，它播出的节目还可以从其它的MediaServer上获取。普通的用户可以通过LAN或通过无线网络接入到该系统之中。
参考文献
[1]曹功靖，王晖，吴玲达 Real流媒体技术及其在远程教学中的应用 计算机应用研究 2001.
关键词：P2P；流媒体；流式传输
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)15-2pppp-0c
Abstract:Network has been changing our life.More and more people watch TV programes through network,so that people could have more choices,now.Basic on p2p stream media player software are emerge in an endless.This passage will introduce p2p stream media technology,include p2p's protocol and how to transport in real time..At last this passage will introduce in the architecture of streammedia, briefly.
Key word:P2P;Stream media;Stream transmission
1 流媒体技术
目前，在网络上传输音、视频等多媒体信息有两种解决方案：Http (或Ftp) 以及流式传输(流媒体传输)。Http传输使用标准的Http协议。一般多媒体信息文件都很大，下载一个多媒体文件时间，可能比整个视频的时间更长。这样造成的情况很可能是：网络带宽不断提高，人们下载的等待时间越来越少，但最终还是不能观看网上现场直播。
流式传输时，声音、影像或动画等多媒体信息，由流媒体服务器向用户计算机提供连续、实时传送。它首先在客户端的电脑上创建一个缓冲区，在播放前预先下载一段作为缓冲，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或数十秒的启动延时即可进行观看。当多媒体信息在客户端播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器上继续下载。如果网络连接速度小于播放的多媒体信息需要的速度时，播放程序就会取用先前建立的一小段缓冲区内的资料，避免播放的中断，使得播放品质得以维持。
流式传输除了能够发送已经制作完成的文件外，还可以通过采集服务器实时采集现场音、视频，送到流媒体服务器端，实时提供给用户。因此流媒体除了能够更好的承担如下载一样的多媒体点播服务外，更能够应用在现场直播、电视转播、突发事件报道等多种对实时性传输要求较高的领域。
2 P2P技术
互联网的本质就是要实现信息交流与资源共享，因此，它应该是自由、互动和无中心的，就是说互联网最初的设计是无中心化。然而，当前各大网站确立了在互联网中的中心位置，用户端只是被动地由一个地方链接到另一个地方去浏览信息，互联网的发展偏离了最初设想的轨道。随着计算机等数字终端不断普及和用户需求的不断增强，通过更直接的共享方式来提高沟通效率、减少资源浪费并保障信息服务安全将为信息社会带来新一轮的发展。P2P技术的出现就打破了这种网站占据中心控制信息流动的局面。
P2P意为“点对点”、“端对端”，强调人与人之间的直接交流与沟通，是一种用于不同PC用户之间直接交换数据或服务的技术，它打破了传统的网站在互联网中占据中心位置的C/S (客户/服务器)模式，即在P2P网络中每个节点的地位都相同，具有客户端和服务器双重特性，可以同时作为服务使用者和提供者，重返互联网最初的无中心化，体现了互联网的本质。
主要的P2P模式变化经历了集中式、分布式和混合式3个阶段。
第1代集中式P2P模式中有一个中心服务器来负责记录共享信息以及回答对这些信息的查询，主要缺点是：中央服务器的瘫痪容易导致整个网络的崩溃；可靠性和安全性较低；缺乏有效的强制共享机制，资源可用性差。
第2代P2P是分布式对等网络。其中，对等机通过与相邻对等机之间的连接遍历整个网络体系，每个对等机在功能上都是相似的，没有专门的服务器。对等机必须依靠它们所在的分布网络来查找文件和定位其他对等机。这种无中心、纯分布式系统的特点是：不再是简单的点到点通信。而是更高效、更复杂的网络通信，在一定程度上避免了第1代P2P服务器管理带来的随意性和低效率。主要缺点是：占用很多带宽，花费时间长，容易导致网络拥塞，网络的可扩展性不好，安全性不高，易遭受恶意攻击。
第3代混合P2P 模式结合了集中式P2P 模式和分布式P2P模式的优点。在设计思想和处理能力上都得到优化。克服了集中式模式容易遭到直接攻击和分布式P2P缺乏快速搜索和可扩展性的缺点。在分布式模式基础上，将用户节点按能力进行分类，使某些节点担任特殊的任务。其速度要比纯P2P模式快得多。
3 基于p2p平台的流媒体技术
P2P 流媒体播放系统原理是：多个媒体服务器按同一规则：将本机上的、对应播放系统中同一个节目的媒体文件分块成很多个数据包播发；媒体播放器多点下载这些数据包重组成实时节目流。 通俗地说，多个服务器同时为一个客户服务：平摊到每个服务器上的负担减轻了，客户得到的服务质量也提高了。
3.1 流媒体的传输协议
大家在观看网上视频时， 一般都会注意到这些文件的连接都不是用Http (或Ftp )开头，而是一些rtsp 或者mm s开头的东西。为什么呢？实际上，这些和http、ftp一样, 都是数据在网络上传输的协议，只是它们是专门用来传输流式媒体的协议而已。下面，让我们来看一下现在使用的主要的流媒体协议：
实时流协议RTSP（real-time streaming protocol）该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过ip网络传送多媒体数据。(下图是播放软件“影音风波”中对播放流媒体的设置)
MMS (Microsoft Media Server protocol) , 这是微软的流媒体服务器协议,MMS 是连接Windows Media单播服务的默认方法。
实时传输协议RTP（real-time transport protocol）是用于internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。rtp被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，其目的是提供时间信息和实现流同步。rtp通常使用udp来传送数据，但也可以在tcp协议之上工作。
实时传输控制协议RTCP（real-time transport control protocol）和rtp一起提供流量控制和拥塞控制服务。在rtp会话期间，各参与者周期性地传送rtcp包。rtcp包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，因此，服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。rtp和rtcp配合使用，它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。
3.2 P2P 流媒体实时传送的原理
比如说我们在收看一个p2p 流媒体软件上正在播放的电视节目，这个节目信号是由服务器发出的， 服务器的信号来自于电视卡，电视卡的信号来自电视台， 那么这里就有个问题了，如何进行数据的实时接受与实时发送呢？怎么我们就可以在网络上看到基本同步了的电视信号呢？
首先，刚刚开始我们说过，客户端把数据不断接受的数据放到到缓冲区，当缓冲区满了，下一块数据又进来了，使得缓冲区内第一块数据被顶出了缓冲区。最后开始被视频程序解码，开始播放。就这样我们在客户端上看到了和现场基本同步了的视频了。
当有热门节目时，观看的用户必然很多，那么，P2P 流媒体是如何实现观看人数众多而不卡、观看人数越多速度越快的呢？
在传统C/S 模式的流媒体服务系统中， 服务器S 若要同时为A、B、C 三个客户提供相同的媒体流，则服务器S 要发送3份相同的数据，最极端的情况就是A、B、C 处于同一个子网内，3份数据的路由路径相同，这造成服务器和网络带宽的极大浪费。P2P网络可以不通过服务器而在两节点间直接传递数据的特点就促使我们设想，如果让A缓存收到的数据，然后提供给B 和C 使用，则服务器S 只需向A发送一份数据就可以使A、B、C 都能得到服务。显然, C/S 模式只使用服务器的资源为客户提供服务，因此服务质量和容量受到服务器性能和服务器端网络带宽的限制。而引入P2P后，不仅可以使用服务器的资源，而且可以充分利用客户计算机的资源，客户在享受流媒体节目的同时，也在利用自身计算机的资源为其他客户提供服务。整个系统的计算和网络资源随客户数的增多而增多。
理论上，基于P2P的流媒体服务系统的客户数可以达到无限大，而且在建立系统时不用增加服务器和网络设施。通过上面的分析可知，基于P2P 的流媒体服务系统并不改变现有的流媒体服务架构, 只是在现有系统的基础上，改变传统模式下的服务方式和数据传输路径，使请求同一媒体流的客户端组成一个P2P网络，使服务器只须向这个P2P 网络中的少数节点发送数据，而这些节点可以把得到的数据共享给其余的节点。
3.3 P2P 流媒体网络模型
流媒体服务系统中的P2P在其组织上有别于一般的P2P下载。我们把它组织成树型结构，称为多播树，服务器是树的根，树的第一层节点直接从服务器获取数据，树的第二层节点从第一层节点那里获取数据，依次类推。多播树可以在节点的不断加入过程中建立起来。由于多播树中一般的节点的服务能力有限，其所带的子节点不能太多，一般为几个，另外因流媒体对时延的要求较高，所以节点与服务器之间的路径不能太长，否则流的时延太大，即树的高度受限。因此，服务器需要维护一些信息, 如当前树中哪些是非饱和(指有剩余带宽资源，可以接纳新节点) 节点，这些节点的IP 地址等信息。下面描述节点加入时建立多播树的算法。如图当新节点P 加入时，步骤如下：
(1)P向服务器S提出请求，如图步骤①。
(2)服务器S接受请求后，根据自己保存的信息，选择与P 物理拓扑接近的非饱和节点的集合I发送给P，如图步骤②。
(3)P从中选择一个与自己连接状况好的节点，如图步骤③，P选择P3。
(4)P向P3直接请求连接，P3同意后开始向P发送数据。P 加入多播树。如图步骤④。
(5)P3向服务器S 要求更新信息，P3连接数加1，如图步骤⑤。
(6)P向服务器S 要求更新信息，P可以向其它节点提供服务了，如图步骤⑥。
由于P2P 网络中的节点的行为具有Ad2hoc 性质，一个节点可以随时退出某节目的观看而导致不能再为其它节点提供服务。如何保证一个节点的退出不影响其它节点用户的收呢? 一种方法是采用重定向机制。假设退出的节点向其父节点注销，并向所有节点转发重定向(Redirect) 消息， 重定向的目的为父节点或服务器S。若节点失效(掉电等原因)， 则子节点需重新向服务器发起加入请求。这种方式的最大问题是一旦父节点失效，其子节点将成为孤儿节点，需向服务器重新发起加入请求过程，从而可能导致服务服务中断的时间太长。
另一种方法是可以采用冗余数据链路，就是某节点加入多播树后，通过在树中传播查询消息，找到一个备用的父节点，一旦当前的父节点退出或失效，可以迅速通过备用父节点传输数据。但这种方法要求多播树中每个节点要经常性的在树中传播查询消息，以维持一个有效的父节点。
参考文献：
[1]SH IRKY C. What is P2P andWhat Isn't[C].O'Reilly's E2 merging Technology Conference,May 13216,2002.
[2]刘亚杰,窦文华.一种P2P 环境下的VoD流媒体服务体系[J].软件学报,2006,50 (4):36-240.
[3]Gadde s,Chase J,RabinoichM. W eb Cach ing and Content D istribution: a V iew from the Interior[J].Computer Com2
munications,2000,24(2):222-231.
【关键词】现代远程教育;流媒体技术;多媒体数据;协议
【Abstract】Along with Internet education of thorough development， big data quantity multimedia the teaching resources is on the net of deliver to seem to be more and more importance with have to， how application new technique is network education resources construction and application service have become the topic pay attention to by people.This text elaborated to flow medium technique of foundation， flow medium system of constitute， flow the main technique project of medium and flow the resources development of the medium teaching and flow a medium technique in modern long range education of application way， with period to medium technique at modern long range education of application make some first step study.
【Key words】Modern long range education;Flow a medium technique;Multimedia data; Agreement
多媒体与网络技术的迅猛发展对Internet产生了极大影响，教育、商务、娱乐已成为网络近期增长最快的三大应用领域。基于Internet的现代远程教育，即在教育领域建立互联网平台，学生通过网络进行学习的一种全新的教育方式。然而，当前的远程教育资源建设却依然存在一对矛盾。一方面是网上多媒体教学资源严重匮乏，另一方面是众多的多媒体教学资源无法上网，究其原因可以归结为网络带宽始终有限。面对有限的带宽，实现远程教育视频、音频、动画、多媒体课件和网络课程传输的最佳解决方案就是流媒体技术的应用。
1.流媒体的基本特征与结构
1.1流媒体的基本概念。
流媒体(Streaming Media)是一种可以使音频、视频和其它多媒体在Internet及Intranet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。一般来说，流媒体包含广义和狭义两种含义。广义上的流媒体是使音频和视频形成稳定和连续的传输流和回放流的一系列技术、方法和协议的总称，我们习惯上称之为流媒体系统。狭义上的流媒体是相对于传统的下载--回放(Download Playback)方式而言的一种媒体格式，能从Internet上获取音频和视频等连续的多媒体流，客户可以边接收边播放，使延时显著缩短。
1.2流媒体的基本特点。
流媒体文件格式是支持采用流媒体传输及播放的媒体格式。流媒体传输方式是将动画、视音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续地、实时地传送信息。在采用流媒体传输方式的系统中，用户不必像常规视频文件播放那样等到整个文件全部下载完毕后才能看到其中的内容，而只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户计算机上利用相应的播放器或其它的硬件、软件对压缩的动画、视音频等流媒体多媒体文件解压后进行播放和观看，多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。与传统的下载--回放方式相比，这种边下载边播放的流媒体传输方式具有以下突出的优点:
--启动延时大幅度地缩短 用户不用等待所有内容下载到本地才开始浏览，而是采取一边下载一边播放的策略，所以大幅度缩短了等待时间。
--对系统缓存容量的需求明显降低 虽然流媒体传输仍需要缓存，但由于不需要把所有内容全都下载到缓存中，因此对缓存的要求大大降低。
--以特定的实时传输协议 采用了RTSP等协议，更加适合动画、视音频在网上的实时传输。
1.3流媒体系统的基本结构。
流媒体系统由以下六个方面构成:
①前端编码压缩工具包:用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体数据格式。
②流媒体数据:流媒体数据实体。
③流媒体服务器:存放和控制流媒体数据的硬件及软件平台。
④传输网络:适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络。
⑤客户端播放器:供客户端播放、浏览流媒体文件的应用程序。
⑥流媒体传输协议:几种主要支持流媒体传输的协议有，针对多媒体数据流的实时传输协议RTP(Real-time Transport Protocol)、与RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务的实时传输控制协议RTCP(Real-time Transport Control Protocol)，以及定义了"一对多"的应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据的实时流式协议RTSP(Real-time Streaming Protocol)。
2.流媒体技术的主要解决方案
到目前为止，Real Networks公司的Real System、Microsoft公司的Windows Media Technology和Apple公司的Quick Time仍然是网上流媒体系统的三大主力。
2.1Real System。
Real System由媒体内容制作工具Real Producer、服务器Real Server、客户端Real Player三部分组成。其流媒体文件包括Real Audio、Real Video、Real Presentation和Real Flash四类文件，分别用于传送不同的文件。Real System采用Sure Stream技术，自动、持续地调整数据流的流量以适应不同的网络带宽，轻松在网上实现视音频和三维动画的回放。
Real流媒体文件采用Real Producer软件进行制作，首先把源文件或实时输入变为流媒体文件，再把流媒体文件传输到服务器上供用户点播。
由于其成熟、稳定的技术性能，互联网巨人--美国在线、ABC、AT&T、Sony和Time Life等公司和网上主要电台都使用Real System向世界各地传送实时影音媒体信息以及实时的音乐广播。在我国，CCTV春节联欢晚会、昆明世博会开幕式和大量的影视、音乐点播的网上直播都采用了Real System系统。
2.2Windows Media Technology
Windows Media Technology 是Microsoft提出的流媒体技术应用解决方案。目前，我国较多的高校和中小学网络课程开发均采用这种方案。Windows Media Technology的核心是ASF(Advanced Stream Format)文件。ASF是一种包含音频、视频、图像以及控制命令、脚本等多媒体信息在内的数据格式，通过分成一个个的网络数据包在Internet上传输，实现流媒体多媒体内容。因此，我们把在网络上传输的内容就称为ASF流。
Windows Media Technology由Media Tools、Media Server和Media Player等软件构成。Media Tools是整个方案的重要组成部分，它提供了一系列的工具软件以帮助用户生成ASF格式的多媒体数据流。Media Tools按照功能的不同分为创建工具和编辑工具两种:创建工具和编辑工具。创建工具主要用于生成ASF格式的多媒体流，而编辑工具主要对ASF格式的多媒体流信息进行编辑与管理。
众多的工具形成的工具集是Windows Media Technology的一大优点，这些工具对于流媒体文件产生很大的扩展功能。由于它所独特的各种优点，HP、TI、General Instruments等公司和组织均表示加入Microsoft的Windows Media Broadband Jumpstart Initiative方案。
2.3Apple Quick Time。
Apple公司于1991年开始Quick Time，它几乎支持所有主流的个人计算平台和各种格式的静态图像文件、视频和动画格式。QuickTime包括服务器QuickTime Streaming Server、带编辑功能的播放器QuickTime Player、制作工具QuickTime 4 Pro、图像浏览器PictureViewer，以及使Internet浏览器能够播放QuickTime影片的QuickTime插件。QuickTime 4支持两种类型的流:实时流和快速启动流。目前，FOX新闻在线、FOX体育在线、BBC World、气象频道(Weather Channel)等机构都加入QuickTime内容供应商行列，使用其技术制作实况转播节目。
除了上述流媒体技术的三种主要格式外，在多媒体课件和动画方面的流媒体技术还有Macromedia的Shockwave技术和MeataCreation公司的Meta Stream技术。
3.远程教育中流式教学资源的开发
流媒体在传输过程中是分段传送，用户不必等待整个内容传送完毕，就可以观看到即时的连续的内容。但由于不同的公司发展的文件格式不同，传送的方式也有所差异。下面是远程教育中利用流媒体技术开发的几种常见的流式教学资源。
3.1Real的.rm视频资源和.ra的音频资源。
.rm和.ra格式分别是RealNetworks公司所开发的一种流式视频和流式音频文件格式，主要用来在低速率的网络上实时传输视、音频信息。它可以根据不同的网络带宽而采用不同的压缩比率，在数据传输过程中边下载边播放视频影像，从而实现影像数据的实时传送和播放。客户端通过Real Player播放器进行播放。
3.2Microsoft的.asf视音频资源。
Microsoft的ASF也是一种网上流媒体格式，在远程教育中颇受欢迎。这种流媒体文件的使用与windows操作系统是分不开的，使用的播放器是Microsoft Media Player。目前Microsoft还提出了wmv等新的流媒体文件格式。
3.3Apple QuickTime的.qt动态影像资源。
.qt格式是Apple公司开发的一种音频、视频文件格式，用于保存音频和视频信息，具有较为先进的音视频功能，得到包括Apple Mac OS、Microsoft Windows95/98/NT/2000在内的所有主流计算机操作系统的支持。其客户端使用QuickTime player播放。
3.4Macromedia Flash的.swf动画资源。
SWF是基于Macromedia公司Shockwave技术的流媒体动画格式，是用Flash软件制作的一种格式，源文件为.fla格式。由于其体积小、功能强、交互能力好、支持多个层和时间线程等特点，故越来越多地应用到网络动画中。SWF文件是Flash的其中一种格式，已广泛用于Internet上，客户端安装Shockwave的插件即可播放。
4.流媒体技术在远程教育的应用方式
我国现代远程教育所面临的问题主要表现在以下几个方面:一是发展规划和相应的政策、法律、法规比较薄弱;二是教学资源和网络课程严重匮乏;三是教学模式陈旧落后，不能适应网络学习的需求。
在三个方面的问题中，尤以第二个问题为最现实和迫切。资源建设虽然被列为教育部重点建设项目已多年，但仍然存在一方面网上多媒体教学资源严重匮乏而另一方面是众多的多媒体教学资源无法上网的突出矛盾。我们认为，应用当前业已成熟的流媒体技术解决这一矛盾将是一个重要的方向。
在许多学校特别是高校里，现代教育技术一线的教师们对远程教育领域资源建设作了一些尝试，取得了较好的教学效果:
①开发视频、音频、动画等多媒体教学资源，充实高校远程教育学科多媒体教学资源库，并开展基于网络资源的学科协作学习试验研究;
②用流媒体技术制作远程教育视频点播和音频点播资源库，供网络在线点播;
③实现教学视频、音频在线直播;
④实现教学视频的仿真在线直播;
⑤开发在线式多媒体交互型课件;
⑥开发各种类型的网络课程。
流媒体技术已经成为影响Internet教育应用的重要技术之一。在学习和研究的基础上，我们可以开发出各种适于现代远程教育的网络多媒体教学资源和网络课程，进一步推动基于网络教学资源的新型教学模式改革与发展。一旦如愿，新技术应用所带来的现代远程教育变革成果就会展现在我们的面前。
参考文献