互联网中的流媒体技术

互联网中的流媒体技术

概述

随着经济的进展和科学技术的进步，人类社会已进入了信息化的新时代。internet网的飞速进展，使人们对信息时代的网络经济有了全新的认识；每一次的创新，就有一次的飞跃；每一种业务的应用，确实是一次想象力的考查。

internet网的种种应用，都阻碍着人们的工作和生活，推动社会经济的进展，从而形成一个和能源、材料一样成为当今社会的三大支柱产业之一。而流媒体技术（streaming media）作为internet网的应用之一，自产生以来，就注定要被广泛应用。

什么是流媒体

互联网的普及和多媒体技术在互联网上的应用，迫切要求能解决实时传送视频、音频、运算机动画等媒体文件的技术，在这种背景下，因此产生了流式传输技术及流媒体。通俗的讲，在互联网上的视音频服务器将声音、图像或动画等媒体文件从服务器向客户端实时连续传输时，用户不必等待全部媒体文件下载完毕，而只需延迟几秒或十几秒，就能够在用户的运算机上播放，而文件的其余部分则由用户运算机在后台连续接收，直至播放完毕或用户中止操作。这种技术使用户在播放视音频或动画等媒体的等待时刻成百倍的减少，而且不需要太多的缓存。

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，它在播放前并不下载整个文件，只将开始部分内容存入内存，其他的数据流随时传送随时播放，只是在开始时有一些延迟，其关键技术确实是流式传输。

与传统的单纯的下载相比较，流媒体具有明显的优点:

由于不需要将全部数据下载，因此等待时刻能够大大缩短；

由于流文件往往小于原始文件的数据量，同时用户也不需要将全部流文件下载到硬盘，从而节约了大量的磁盘空间；

由于采纳了rstp等实时传输协议，更加适合动画、视音频在网上的实时传输。

流媒体的系统组成及网络环境

3.1 流媒体的系统组成

一个完整的流媒体系统应包括以下几个组成部分：

编码工具：用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式，这能够由带视音频硬件接口的运算机和运行其上的制作软件共同完成；

数据：流媒体数据;

服务器：存放和操纵流媒体的数据;

网络：适合多媒体传输协议或实时传输协议的网络;

播放器：供客户端扫瞄流媒体文件;

3.1.1 媒体服务器硬件平台

视频服务器把储备在储备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，响应客户的交互要求，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，它在储备系统上的存放方式，直截了当阻碍视频服务器提供的交互服务，如快进和快倒等功能的实现。因此视频服务器必须解决视频流特性提出的各种要求。

视频服务器响应客户的视频流后，从储备系统读入一部分视频数据到对应于那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。当一个新的客户要求视频服务时，服务器按照系统资源的使用情形，决定是否响应此要求。其中，系统资源包括储备i/o的带宽、网络带宽、内存大小和cpu的使用率等。

3.1.2 媒体服务器软件平台

网络视频软件平台包括媒体内容制作、发行与治理模块、用户治理模块、视频服务器。内容制作涉及视频采集、编码。发行模块负责将节目提交到网页，或将视频流地址邮寄给用户。内容治理要紧完成视频储备、查寻；节目不多时可使用文件系统，当节目量大时，就必须编制数据库治理系统。用户治理可能包括用户的登记和授权。视频服务器将内容通过点播

或直播的方式播放，关于范畴广、用户多的情形，可在不同的区域中心建立相应的分发中心。

3.2 流媒体的网络环境

流媒体通信网并不是一个新建的专门用于流媒体通信的网络，目前绝大部分的多媒体业务多是在现有的各种网络上运行的，同时按照多媒体通信的要求对现有网络进行改造和重组。目前通信网络大体上可分为三类：一类为电信网络，如公共电话网（pstn）、分组交换网（pspdn）、数字数据网（ddn）、窄带和宽带综合业务数字网（n-isdn和b-isdn）等；一类为运算机网络，如局域网（lan）、城域网（man）、广域网（wan），具体如光纤分布式数据接口（fddi）、分布式队列双总线（dqdb）等；一类为电视广播网络，如有线电视网（catv）、混合光纤同轴网（hf）、卫星电视网等。

以上介绍的通信网尽管能够传输多媒体信息，但都不同程度上存在着各种缺陷。因此，人们自然将目光转向了一些新的网络存取方式，如宽带综合业务数字网（b-isdn）、异步传输（atm）网和宽带ip网络。事实表明，这些网络是到目前为止是最适合多媒体信息传输的网络。

3.2.1 ATM技术

在atm技术咨询世之初，其设计思想是在高质量、高稳固的宽带光纤传输网上利用固定长度的信元进行快速的信息传输与交换，由于提供了灵活的流量监控、拥塞幸免与操纵、带宽治理、端到端qos保证等机制，世界各国普遍将其作为进展下一代电信网的主体技术，纷纷投资建设以atm网络为标志的国家信息基础设施。1998年ccitt（itu－t的前身）提出将atm作为承载宽带综合业务的核心技术，这促使atm技术在宽带信息网建设中迅速进展，而在sdh上实现atm传输是建设宽带信息网的理想方案，它融合了atm技术和sdh技术的各自优点，具有灵活的接入，能支持宽带和窄带业务间的平稳转移，为每个用户以可保证的服务质量经济地传送各类业务，能便利地对全网进行统一治理，且安全可靠，这就为实时地传送数据、图像和语音综合的多媒体业务提供了可能。

但atm标准的完善性使设备的成本相对昂贵，其精益求精的设计思路使协议本身变得十分复杂，面对其他新技术，如ip over sdh和ip over wd