流媒体服务器软件、流媒体技术与流媒体简述

 

流媒体服务器软件简介

流媒体指以流方式在网络中传送音频、视频和多媒体文件的媒体形式。

 

相对于下载后观看的网络播放形式而言，流媒体的典型特征是把连续的音频和视频信息压缩后放到网络服务器上，用户边下载边观看，而不必等待整个文件下载完毕。由于流媒体技术的优越性，该技术广泛应用于视频点播、视频会议、远程教育、远程医疗和在线直播系统中。

 

作为新一代互联网应用的标志，流媒体技术在近几年得到了飞速的发展。而流媒体服务器又是流媒体应用的核心系统，是运营商向用户提供视频服务的关键平台。其主要功能是对媒体内容进行采集、缓存、调度和传输播放，流媒体应用系统的主要性能体现都取决于媒体服务器的性能和服务质量。因此，流媒体服务器是流媒体应用系统的基础，也是最主要的组成部分。

 

主要产品流媒体服务器：大并发视频服务器、直播时移服务器、P2P直播服务器、视频交互应用服务器视频应用管理：媒体内容管理系统、H.264/MPEG-4编码工具、机顶盒终端管理系统、节目导航与发布系统。

 

流媒体服务器的主要功能是以流式协议（RTP/RTSP、MMS、RTMP等）将视频文件传输到客户端，供用户在线观看；也可从视频采集、压缩软件接收实时视频流，再以流式协议直播给客户端。典型的流媒体服务器有微软的Windows Media Service（WMS），它采用MMS协议接收、传输视频，采用Windows Media Player（WMP）作为前端播放器；RealNetworks公司的Helix Server，采用RTP/RTSP协议接收、传输视频，采用Real Player作为播放前端；Adobe公司的Flash Media Server,采用RTMP(RTMPT/RTMPE/RTMPS)协议接收、传输视频，采用Flash Player作为播放前端。值得注意的是，随着Adobe公司的Flash播放器的普及（根据Adobe官方数据，Flash播放器装机量已高达99%以上），越来越多的网络视频开始采用Flash播放器作为播放前端，因此，越来越多的企业开始采用兼容Flash播放器的流媒体服务器，而开始淘汰其他类型的流媒体服务器。支持Flash播放器的流媒体服务器，除了Adobe Flash Media Server，还有sewise的流媒体服务器软件和Ultrant Flash Media Server流媒体服务器软件，以及基于Java语言的开源软件Red5。

 

 

流媒体技术简介

流媒体技术也称流式媒体技术.所谓流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放上网站服务器,让用户一边下载一边观看、收听，而不要等整个压缩文件下载到自己的计算机上才可以观看的网络传输技术。该技术先在使用者端的计算机上创建一个缓冲区，在播放前预先下一段数据作为缓冲，在网路实际连线速度小于播放所耗的速度时，播放程序就会取用一小段缓冲区内的数据，这样可以避免播放的中断，也使得播放品质得以保证。

 

流媒体技术不是一种单一的技术，它是网络技术及视/音频技术的有机结合。在网络上实现流媒体技术，需要解决流媒体的制作、发布、传输及播放等方面的问题，而这些问题则需要利用视音频技术及网络技术来解决，具体如下：

 

传输问题

1、技术方面解决的问题

在网上进行流媒体传输，所传输的文件必须制作成适合流媒体传输的流媒体格式文件。用通常格式存储的多媒体文件容量十分大，若要在现有的窄带网络上传输则需要花费十分长的时间，若遇网络繁忙，还将造成传输中断。另外，通常格式的流媒体也不能按流媒体传输协议进行传输。因此，对需要进行流媒体格式传输的文件应进行预处理，将文件压缩生成流媒体格式文件。这里应注意两点：一是选用适当的压缩算法进行压缩，这样生成的文件容量较小。二是需要向文件中添加流式信息。

 

2、传输方面需解决的问题

流媒体的传输需要合适的传输协议，在internet上的文件传输大部分都是建立在tcp协议的基础上，也有一些是以ftp传输协议的方式进行传输，但采用这些传输协议都不能实现实时方式的传输。随着流媒体技术的深入研究，比较成熟的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。

 

为何要在udp协议而不在tcp协议上进行实时数据的传输呢？这是因为udp和tcp协议在实现数据传输时的可靠性有很大的区别。tcp协议中包含了专门的数据传送校验机制，当数据接受方收到数据后，将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，否则将一直处于等待状态。而udp协议则不同，udp协议本身并不能做任何校验。由此可以看出，tcp协议注重传输质量，而udp协议则注重传输速度．因此，对于对传输质量要求不是很高，而对传输速度则有很高的要求的视音频流媒体文件来说，采用udp协议则更合适．

 

3、传输过程中需要的支持

因为internet是以包为单位进行异步传输的，因此多媒体数据在传输中要被分解成许多包，由于网络传输的不稳定性，各个包选择的路由不同，所以到达客户端的时间次序可能发生改变，甚至产生丢包的现象．为此，必须采用缓存技术来纠正由于数据到达次序发生改变而产生的混乱状况，利用缓存对到达的数据包进行正确排序，从而使视音频数据能连续正确地播放．缓存中存储的是某一段时间内的数据，数据在缓存中存放的时间是暂时的，缓存中的数据也是动态的，不断更新的．流媒体在播放时不断读取缓存中的数据进行播放，播放完后该数据便被立即清除，新的数据将存入到缓存中．因此，在播放流媒体文件时并不需占用太大的缓存空间．

 

4、播放方面需解决的问题

流媒体播放需要浏览器的支持．通常情况下，浏览器是采用mime来识别各种不同的简单文件格式，所有的web浏览器都是基于http协议，而http协议都内建有mime．所以web浏览器能够通过http协议中内建的mime来标记web上众多的多媒体文件格式，包括各种流媒体格式．

 

附加：

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/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。

 

A/V Helper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/V Helper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。

 

技术原理

随着互联网的普及，利用网络传输声音与视频信号的需求也越来越大。广播电视等媒体上网后，也都希望通过互联网来发布自己的音视频节目。但是，音视频在存贮时文件的体积一般都十分庞大。在网络带宽还很有限的情况下，花几十分钟甚至更长的时间等待一个音视频文件的传输，不能不说是一件让人头疼的事。流媒体技术的出现，在一定程度上使互联网传输音视频难的局面得到改善。

 

传统的网络传输音视频等多媒体信息的方式是完全下载后再播放，下载常常要花数分钟甚至数小时。而采用流媒体技术，就可实现流式传输，将声音、影像或动画由服务器向用户计算机进行连续、不间断传送，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。当声音视频等在用户的机器上播放时，文件的剩余部分还会从服务器上继续下载。

 

如果将文件传输看作是一次接水的过程，过去的传输方式就像是对用户做了一个规定，必须等到一桶水接满才能使用它，这个等待的时间自然要受到水流量大小和桶的大小的影响。而流式传输则是，打开水头龙，等待一小会儿，水就会源源不断地流出来，而且可以随接随用，因此，不管水流量的大小，也不管桶的大小，用户都可以随时用上水。从这个意义上看，流媒体这个词是非常形象的。

 

流式传输技术又分两种，一种是顺序流式传输，另一种是实时流式传输。

 

顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可以观看，但是，用户的观看与服务器上的传输并不是同步进行的，用户是在一段延时后才能看到服务器上传出来的信息，或者说用户看到的总是服务器在若干时间以前传出来的信息。在这过程中，用户只能观看已下载的那部分，而不能要求跳到还未下载的部分。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，因为它可以较好地保证节目播放的最终质量。它适合于在网站上发布的供用户点播的音视频节目。

 

在实时流式传输中，音视频信息可被实时观看到。在观看过程中用户可快进或后退以观看前面或后面的内容，但是在这种传输方式中，如果网络传输状况不理想，则收到的信号效果比较差。

在运用流媒体技术时，音视频文件要采用相应的格式，不同格式的文件需要用不同的播放器软件来播放，所谓“一把钥匙开一把锁”。

 

定义

流媒体技术发端于美国，又称流式媒体，是一种新的媒体传送方式。流式传输方式将整个A/V及3D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、实时传送。用户不必像采用下载方式那样等到整个文件全部下载完毕，而是只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用解压设备对压缩的A/V、3D等多媒体文件解压后进行播放和观看。这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式不仅使启动延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低。