流媒体基本知识
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读视频文件块,按块转发给Player 接收文件块—》帧解析—》解码播放 HTTP 很大 很低
读视频文件块,解析为视频帧 (流化),按帧转发给Player
接收视频帧—》解码播放 RTSP 很小 很高
播放效果
若文件块丢失,或网络带宽不稳定,会 若视频帧丢失,会产生跳帧, 严重影响图像播放质量 对图像播放质量影响较小
应用服务器软件
数据库服务器软件
第一部分 流媒体基础知识 第二部分 流媒体应用 第三部分 流媒体协议
第四部分 Skyvis与流媒体
流媒体协议-TCP/IP协议OSI模型
TCP/IP协议体系
应用层 TIME DNS SNMP TFTP Telnet FTP HTTP SMTP 应用层
Applications Application
丰富的流媒体应用形态
• • • • • • • • • • • • • 将现有视频会议信号录制下来统一保存,同时通过网络进行直播,以便于大规模用户收看会议内容; 将政府和企业会议录制下来统一保存,同时在网上直播,便于下属单位、公众在网络上观看; 将电视节目、电台节目在网上进行直播,并设定有特点的节目自动录制计划; 将政府、企业保存下来的DVD、VCD、VHS转码录制后,统一入库保存,实现媒体资产的数字化、网络化; 将广电系统中传统媒资库的节目通过网络发布,进行盈利; 利用已经入库的媒资节目,形成虚拟电视台,形成丰富多彩的频道; 虚拟电台、虚拟电视台在播出的同时,观(听)众通过文字互动聊天; 通过直播实现网络嘉宾访谈业务,观(听)众通过文字互动聊天; 可实现对视频节目的专题管理和发布,以实现对热点节目报道的汇总专题; 利用流媒体技术与传统视频监控相结合,可以大规模用户访问同一个监控点; 教育培训,讲师的视频、音频和笔记本内容直播,录制成课件供点播使用; 企业产品的在线互动营销,如客服人员和网友直接面对面互动; 移动流媒体监控/娱乐;
• P2P的定义:也称为对等网络(peer-to-peer)技术,简单地说,就是一种用户
不经过中继设备直接交换数据或服务的技术。它将目前互联网的“内容位于中心” 模式改变为“内容位于边缘”模式。在这种架构中,每个节点的地位都相同,同时 具备客户端和服务器的双重特性,可以同时作为服务使用者和服务提供者。
Others 文件.3gp 文件.swf 文件.flv
常见流媒体基本术语
• 带宽:带宽是反映网络数据传输能力的一种度量方法。带宽通常以系统每秒传输
的比特数来表示:比特/秒 (bps) 或千比特/秒 (Kbps)。
• 并发数:并发数是指流媒体服务器能够同时支持的在线点播客户数量。
• 智能流:一种能够检测网络状况并调整视频或音频流属性从而获得最佳质量的流
S-2 启动并初始化播放器
Web服务器
互联网/专网/局域网
定位
局 域 网
播放器
S-5 流文件播放
3
S-3 传送播放、快进、快退、暂停等控制信息【RTSP/UDP】
流媒体服务器
5
客户端
S-4 传输音视频数据信息【RTP/UDP】
4
服务端
基于RTSP的视频点播原理
Client
会话信息
Network
HTTP(TCP) 信息检索 参数返回
• P2P的优点:P2P和流媒体相结合,一方面可以在低投资成本情况下,使得有限
的服务能力可以为更多的用户提供流媒体服务。另一方面,P2P技术的应用也能够 更有效地防止因网络的抖动而产生对服务质量的影响。
第一部分 流媒体基础知识 第二部分 流媒体应用 第三部分 流媒体协议
第四部分 Skyvis与流媒体
丰富的流媒体应用形态
典型流媒体应用方案-CCTV
典型流媒体应用方案-新华社
流媒体方案典型配置(硬件)
编号 1 2 3 4 5 6 7
码流(kbps) 400 *
名称 WEB服务器 管理服务器 数据库服务器 流媒体服务器 采编机 存储设备 网络带宽
分 钟
60 *
基本参数
根据节目量计算(如下) 根据并发量计算(如下)
什么是流媒体与流媒体技术?
• 流媒体:是多媒体的一种,指在网络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。
• 流媒体技术的产生:因为Internet的固有特性(带宽有限、传输
品质无保障等)阻碍了音乐及视频在互联网上的普及应用。
• 流媒体技术:就是把连续的非串流格式的声音和视频编码压缩
式播放类型。
• 内容分发网络(CDN):…
• 负载均衡:…
• P2P:…
不同编码压缩方式图像质量对照
同等质量 码流比较
1M
1.5M
2M
6M
流媒体制作播放流程(1)
Audio Video 流 文 件 格 式 WMV 流 传 输 协 议 MMS
内网 4
1
视频采集
视频采集卡 (Osprey500)
2
压缩编码
换算 B
/ 8 /
片 长
100
换算 MB
1000 /
换算 GB
1000 *
数量 5000 = =
存储需求 1500 1.5 (GB) (TB)
并发 1000
带宽需求 400 0.4 Mbps Gbps
流媒体方案典型配置(系统软件)
名称 采编工作站操作系统 Windows XP 配置
【或视频编码器】
【或Linux嵌入式操作系统】 微软Media Server:Windows 2003 Enterprise Server (WMS)
流媒体服务器软件
Real Helix Server:Linux RH 9 + Helix Server 【或其它】: 大并发应用:Websphere 小并发应用:Tomcat 大并发应用:Oracle 小并发应用: MySQL
(目的:减少对带宽的消耗)成串流格式(目的:提高音视频应 用的品质保障)后放到网站服务器上,让用户一边下载一边收听 观看,而不需要等待整个文件下载到自己的机器后才可以观看的 网络传输技术。
流媒体系统的构成
Web服务器
互联网/专网/局域网
流媒体服务器
局 域 网
客户端
服务端
节目源与编码器
• 技术:压缩技术、编码技术、媒体发布技术、多媒体传输技术、缓存技术等; • 协议:HTTP/TCP、RTP/UDP、RTCP、RTSP、MMS等;
培训专题(一):
流媒体应用基础知识 培训讲义
2009年1月
第一部分 流媒体基础知识 第二部分 流媒体应用 第三部分 流媒体协议
第四部分 Skyvis与流媒体
多媒体音视频应用一览
• 实时交互应用(Live Interactive Applications):IP电话、 实时电视会议、远程医疗等。 • 非实时交互应用(Interactive Applications):音频点播 (AOD)、视频点播(VOD)、交互式多媒体游戏等等。 • 实时非交互应用(non-Interactive Applications):网络收 音机、网络电视、手机电视、移动电视等。 • 非实时非交互应用:网络广告、时移电视等等。
关键指标:
1)网口带宽;
文件服务器
File Server
2)硬盘速度; 3)内存大小;
媒体播放器
Media Player
释放 统计信息
解码播放
帧 解 析
文件块 HTTP(UDP)
文件块传输
读取文件块
存储服务器
文件点播与流点播的区别
文件方式点播 流方式点播
服务器 StreamServer
播放器Player 视频流传输协议 服务器硬盘IO压力 并发承载能力
OSI模型
该层为用户程序提供各种网络服务 该层为不同的格式转换成一种系统能 识别的格式 会话的建立,管理和终止通信网络主 机的对话,为表示层提供服务 提供协议的包的封装,实现可靠传输
表示层
Presentation
会话层
Session
UDP
TCP
传输层
Transport
传输层
RealOne Player Windows Media Player
常见的网络流媒体文件格式
微软格式 文件.wma 文件.wmv 文件.asf 文件.avi
Real格式 文件.ra 文件.rm 文件.rmvb
QuickTime格式 文件.mov 文件.qt
Mpeg格式 文件.mpeg 文件.mpg 文件.dat
媒体流传输示意图(单播)
媒体流传输示意图(组播)
媒体流传输示意图(广播)
内容分发网络(CDN)
• CDN的产生:传统流媒体服务都是C/S模式,即用户从流媒体服务器点击观看节
目,然后流媒体服务器以单播方式把媒体流推送给用户。如果大规模应用的流媒体 系统采用上述模式,所有的客户端全部连接到同一台服务器上,则服务器的压力会 非常大,而且也会影响用户的视听效果。为解决此问题,产生了内容分发网络 CDN。
文件流化 Video-Data Audio-Data 帧 解 析
解码播放
读取文件块
存储服务器
基于文件方式的视频点播原理
Client
会话信息
Network
HTTP(TCP) 信息检索 参数返回
Server
浏览器
Web Browser
服务器
Web Server
基于文件方式 的点播原理图
控制信息
HTTP(UDP) 建立 播放 暂停
的响应速度,比较好地解决了由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原 因造成的用户访问响应速度慢的问题。
对等网络技术(P2P)
• P2P的产生:CDN其核心仍然是基于集中服务器的架构,在对突发流量的适应
性、容错性、扩展性等方面仍然存在一定缺陷(①.流媒体服务器带宽占用大;②.对 流媒体服务器处理能力要求高;③.流媒体负载均衡要求高)。大大增加了系统投资 和管理复杂度,无法根本上解决流媒体业务大规模发展所遭遇到的瓶颈问题。
• 软件:①播放器,②浏览器/ Web服务器,③流媒体服务器, ④编码压缩工具
主要的流媒体软件厂商
厂商 媒体服务器 编码器 播放器
RealNetworks
Microsoft Apple
Helix Server Windows Media Server
Helix Producewenku.baidu.com Windows Encoder
3
发布
Windows Media Server
互联网
RealOne Player RTSP Helix Server
外网
流媒体制作播放流程(2)
节目源与编码器
S-1.1 检索音视频文件,认证请求...【HTTP/TCP】
1
S-1.2 返回音视频数据信息/服务器地址信息...【HTTP/TCP】
2
Web浏览器
主要的流媒体服务方式
• 按实时性分:直播与点播;
• 按传输方式分:单播、组播、广播
单播(UniCast):主机与客户端之间“一对一”的通讯模式,网络中的交换机 和路由器对数据只进行转发不进行复制。现在的网页浏览全部都是采用IP单播协议。 组播(MultiCast) :主机与客户端之间“一对一组”的通讯模式,也就是加入 了同一个组的客户端可以接受到此组内的所有数据,网络中的交换机和路由器只向 有需求者复制并转发其所需数据。客户端可以向路由器请求加入或退出某个组,网 络中的路由器和交换机有选择的复制并传输数据。 广播(BroadCast):主机与客户端之间“一对所有”的通讯模式,网络对其中 每一台主机发出的信号都进行无条件复制并转发,所有主机都可以接收到所有信息 (不管你是否需要)。有线电视网就是典型的广播型网络,
Windows Media Encoder
3
存储发布
Windows Media Server
解码播放
Windows Media Player
视频采集卡 (Osprey500)
Helix Producer
RMVB
Helix Server
RTSP
RealOne Player
防火墙 FTP
4
解码播放
Windows Media Player MMS
Server
浏览器
Web Browser
服务器
Web Server
流媒体服务器 的通信原理图
控制信息
RTSP(UDP) 建立 播放 暂停
关键指标:
1)网口带宽;
流媒体服务器
Stream Server
2)硬盘速度; 3)内存大小;
媒体播放器
Media Player
释放
统计信息 RTCP(UDP) 音频流 媒体流 视频流 RTP(UDP)
• CDN的定义:CDN是一种基于C/S结构的分布式媒体服务技术平台,它通过在
现有的Internet中增加一层新的网络架构,并采用智能化策略将用户需要访问的内 容分发到距离用户最近、服务质量最好的节点,同时通过后台服务自动地将用户调 度到相应的节点,为用户提供最好的服务。
• CDN的优点:这种方案有效缓解了Internet网络拥塞状况,提高用户访问网站