浅析新一代P2P流媒体技术
浅析新一代P2P流媒体技术
摘要：首先对现有流媒体软件进行了分析，然后提出了新一代P2P技术的特性，根据与传统流媒体技术相对比，提出新的流媒体技术开发思路，加以实施。
关键词：流媒体流媒体软件P2P技术P2P流媒体
前言
流媒体技术是未来网络服务体系的重要组成部分，为众多应用提供了必需的平台。流媒体技术的特点是边传输边播放，节约资源，实时性好。但是承载流媒体的数据分发平台必须有足够的质量保证能力，以免流媒体出现断流和联接丢失等情况。
P2P技术是分布式计算的重要发展方向，是未来高速网络中内容分发的基础。P2P技术的优势在于最大限度的利用数据分发体系中每一个节点的资源，分解了服务器的负担，提高了数据分发的效率、稳定性、可扩展性。可以实现快速并且低成本的将数据分发到大量节点。
将流媒体技术和P2P技术两者相结合，构成了可持续发展的网络服务——P2P流媒体。
P2P流媒体可承载的服务包括并且不仅限于：视频会议、网络课堂、远程会诊（手术）、视频点播、广播电视转播、大型活动直播等等。
采用现有P2P流媒体技术的产品主要针对视频直播，在其技术体系已经相对比较成熟，但仍存在较大缺陷。问题主要集中在不能保证单个节点的播放质量，关键节点上的节点退出会对数据分发网络造成较大的波动甚至出现局部乃至大范围的断流。采用现有P2P流媒体技术的产品根本不适合视频会议、网络课堂、远程会诊等关键业务应用。
第一部分现有P2P流媒体软件
开发新的流媒体系统，充分了解现有的流媒体软件的优劣得失是必不可少的。主流的软件pplive和ppstream就是分析的对象。
以下分析全部基于Sockmon5的数据包拦截。手上资源有限，对协议的分析不很充分。
一、pplive：
这款软件的数据分发引擎和播放器是分离的，也给了我们专门分析数据分发引擎的机会。
pplive会打开本地的8888端口，作为windows media服务的端口。对于windows media player来说，认为本地8888端口就是一个cs模式的windows media 服务（real格式类同）。
节点会在一个时段内集中向几十个其他节点发送udp数据包，每一个数据包略有区别，之后收到其他节点回复。分析为确认节点存在的数据包，或许带有测速信息。之后节点会和速度较高的几个节点建立连接。传输的数据包格式无法解析，但是可以看到规律。数据头为十六进制e9034601的数据包从19K到8K 不等，内容丰富。其他规格的数据包头还有e9034401、e9034101等等。e9034201似乎是连接断开的标志。e9034501的数据包大小一致，每发送一次第六字节加
一，e9034401的数据分发每个数据包是一致的。
每一个节点都主动连接含有数据的上线，这可以从节点没有频繁和连续的accept动作看出。否则用户在获取数据之前必定有一组连续accept的被连接过程。
一旦选择一个速度最高的节点，则播放所需所有数据都从这个节点获得。这点从获取数据包的流密度和各IP数据包之间的对比可知。
在防火墙穿透策略上，经分析得知每个节点把自己的ip地址和开放的端口号汇报到服务器，服务器把这些信息通知有连接需要的节点。节点不区分获得的ip是公网ip还是内网ip（丛发出的udp测速数据包目标经常为192.168.0.*网段可知）。如果是公网的节点发起连接，连接公网ip的节点一般可以正常连接，如果连接内网ip的节点，肯定无法连接。如果是内网节点发起连接，连接公网ip 的节点一般可以正常连接，如果连接内网ip的节点，分为两种情况：1、此节点位于不同局域网中，肯定连接不上；2、此节点位于同一局域网中，正好实现了内网互联。由此可知数据分发引擎完全不具备不同局域网的节点连接能力，网络性能非常依赖公网节点数量。
按照这种模式开发流媒体产品，对不同媒体格式和媒体服务器的兼容性较好，节点之间连接策略的处理也比较简单高效。但难点在于如何把流媒体服务器和数据分发层连接，和如何模拟流媒体服务器和播放器握手。这部分技术确实可以解决，但之前没有考虑过实现细节。
节点开始播放流媒体之前，必须和服务器建立连接，获得节点列表，然后判断节点之间的联通性。和可以连通的节点建立连接，尝试获得数据填充本地缓冲区。在此过程中，判断速度较高的节点。在持续连接建立后，已经可以获得稳定数据，继续保持低速的连接的发起，遇到更高速的节点，则转向由更高速的节点提供数据（此动作为分析得知，没有非常明确的证据）。
二、ppstream：
ppstream内嵌了浏览器，太多80端口的操作严重干扰了对socket的分析。但是出乎意料，ppstream的连接建立过程比pplive清晰得多！
ppstream的缓冲等待画面位于播放窗口内，而不是像pplive那样由数据分发引擎的单独窗口显示。具体内容为嵌入flash的html页面。由61.172.197.242的服务器提供节目表和频道表等内容，web Server：Apache/2.0.54 (Unix) PHP/4.4.0。61.152.199.56似乎是广告的web服务器。
ppstream和pplive共有的关键字串应该是验证协议。
连接61.152.240.252：11012，
回复xml格式的广播源信息，可阅读内容为从61.152.240.252获得广播源信息后，开始连接大量节点，握手过程等同于61.152.240.252。从多次不同时段不同频道连接的情况看，此节点为超级node。并且一个节点上同时承载了多路流媒体的广播。
分析可知1.0.0.2138为节点版本。
产生本地的回环连接，过程如下：
接受端口发送信息：连接到本地节点，之后连接断开。
发起端口接到信息：连接到本地节点，之后也断开连接。
这时已经从61.152.240.252：11012开始缓冲流媒体信息。
并且尝试两个新的节点连接。
4436端口完成绑定。
内嵌播放器打开http目录下的.asx文件，由4436端口发起连接至18988端
口，按照.asx文件内容请求.asf流媒体。18898端口回复服务器信息及ok。4436端口断开。
本地4441端口连接18898端口，请求播放.asf文件。
本地4444端口连接18898端口，请求播放.asf文件，获得数据信息。规格等同广播源信息中所包含的可阅读内容。
与60.220.82.165握手后，接到信息：上层节点服务繁忙,希望进行降层操作，之后连接断开。
新连接的节点此时已经开始传输数据至本地缓存，保持稳定传输的有三个节点。同时还有若干连接正在发起。可以看出ppstream的每一个媒体数据包大小为4K。
远程向本地请求数据包，的规则同上。握手信息的格式也相同。
分析ppstream所采用的是所连接节点向本地节点通知其它节点存在的方法。预想中，这种调度算法认为与自己连接速度快的节点所连接的节点与自己的速度一般也快。以这种优化手段逐步遍历节点树中所有可能高速的节点。
第二部分新一代P2P流媒体技术特点
作为一项高新技术，掌握P2P流媒体技术的企业很少。并且现有P2P流媒体技术都基于旧的P2P设计思路，没有针对流媒体的特点进行优化，偏重对服务器负担较小的情况下实现大范围流媒体分发。但是对于单个节点的播放质量并没有从网络结构的高度予以保证，在大范围应用的情况下，不同节点之间的用户体验相差很大！甚至单个节点在不同时刻的用户体验都大不相同。
新一代P2P流媒体技术改进了原有技术的弊端，从网络结构着手，切实保证每个节点的播放质量，针对实际应用，提出了在宽带网络模式下提高播放质量的具体手段：
一．服务器统治：除对等的节点之外，设立专门的服务器，除负责身份验证外，统领整个虚拟网络，调度每一台计算机的动作，控制数据流向。每个节点对数据网络了解为0，只和在服务器控制下与自己相连的节点进行单向数据传递。彻底杜绝了节点自治的盲目性，将每个节点的数据分发能力最大化。而且这种服务器统一调度的方式使得升级调度算法或者修改网络结构的过程变得非常平滑。二，多路供源：同一路数据每个节点从多个来源获得，最大限度地保证了流媒体播放的流畅性，减轻了P2P网络中单个节点的不稳定性对整个网络播放质量的影响。配合服务器统治的特性，可以快速从分发网络的缺陷状态恢复，并且在这个过程中不会影响节点的播放质量。在网络稳定运行和不稳定运行的状态都可以获得很高的服务质量保证。
三．统一的音频/视频编码规范：在P2P流媒体系统中，限定节点之间传送的数据采用统一的编码规范。编码规范针对P2P流媒体技术优化，简化了每个节点生成和播放压缩数据的操作。并且由于编码规范已知，可最优化网络上传输的数据流。
第三部分流媒体内容分发技术对比
传统流媒体内容分发技术结构图（箭头代表数据流向）
传统流媒体内容分发技术的主要缺点是数据源单一，所有播放端数据全部由内容来源提供，对内容提供端设备要求极高。并且在现有硬件技术条件下，即使投入巨量资金，在极限状态下也无法满足播放端大规模增长的需求。
多服务器流媒体内容分发技术结构图（箭头代表数据流向）
多服务器流媒体内容分发技术解决了传统流媒体内容分发技术中，数据源单一的问题，是现阶段应用最广泛的流媒体内容分发方案。利用配置多个服务器，分流数据的手段，降低了单个服务器的负载，提高了总的播放端承载量。但是多服务器内容分发技术存在服务器内容实时同步能力差，单个服务器失效时造成被依赖播放端彻底断流等问题。而且随着播放端数量的增长，必须增加服务器数量，以便分流额外的负载，内容分发的成本居高不下。
改进多服务器流媒体内容分发技术结构图（箭头代表数据流向）
改进多服务器流媒体内容分发技术的重要进步是一个播放端可以从多个服务器获得数据，解决了单个服务器失效造成的数据断流问题。但是并没有为服务器内容实时同步性差的问题提供解决方案。而且增加播放端同时保证质量的唯一方法仍然是增加服务器数量，成本问题依旧。
P2P流媒体内容分发技术结构图（箭头代表数据流向）
P2P流媒体内容分发技术成功解决了上述流媒体分发技术所存在的全部问题，提供了高效、低成本的大量节点同时播放解决方案。但是P2P的树形结构带来了新的问题，枝干上的节点一旦退出，就会造成子树上的所有节点断流。面积广大，后果严重，对流媒体内容分发服务造成灾难性破坏。这种可以称之为缺陷的状况，在客户端数量庞大时必然出现，后果是整个子树的内容分发完全中断，服务崩溃。这种缺陷是由于P2P的网络拓扑结构造成的，因而无法避免，也无法通过增加硬件投资或提高软件质量来弥补。这个技术瓶颈极大的限制了P2P 流媒体技术的研发和推广，亟待突破。
新一代P2P流媒体内容分发技术结构图（箭头代表数据流向）
新一代P2P流媒体内容分发技术采用全新的网络拓扑结构，在保留P2P流媒体内容分发技术全部优点的同时，彻底解决了枝干退出造成整个子树断流的缺陷。对于每一个节点，采用多重供源结构，并且由服务器调度保证每个数据源不在同一棵子树上，最大限度的避免数据源的相关性。
在大规模的网络中，多个供源节点同时退出的几率极小，使得这种解决方案几乎不会遇到例外，解决了流媒体内容分发的质量控制问题。
第四部分新一代P2P流媒体技术实现思路
流媒体的数据分发要求高效和快捷，一个节点同时和多个节点进行对等连接，非常符合以UDP方式传输数据。而且很大一部分节点都位于防火墙之后，以UDP打洞方式穿透防火墙，方案成熟，实现相对比较容易，也省去了通过服务器转发数据的负担。
P2P技术的核心思想在于每一个节点对等，实现相同的功能。但是这种架构并不完全适用于流媒体的P2P。在流媒体的P2P中，只有少数节点产生数据，要求数据被迅速分发至其他节点，数据流向单一，实时性要求非常高。因此在数据的传输过程中，节点之间要以非常优化的结构连接。实现这种优化的网络拓扑结构，必须进行全局控制，节点之间的数据流向和连接顺序由一个了解整个网络中所有节点分布的计算机控制。综合分析，P2P流媒体必须由专用服务器负责网络中的计算机虚拟网络分布。
服务器工作于Internet，所有节点必须连接至服务器进行身份验证和在线信息保持。（服务器和节点之间保持连接还可以准确记录每个用户的在线时间，为计费和结算提供支持。）所有节点加入虚拟网络中以后，必须时刻以心跳包的方式保持与服务器的连接。发出流媒体数据的节点在服务器登记，由服务器为接收流媒体数据的节点确定流媒体转发的顺序。出现节点断开的情况也由服务器负责节点间握手，建立新的连接。
以节点之间采用UDP联接为例，数据分发方案如下：
每个节点都兼有发出数据和接收数据的功能，节点之间由调度服务器分配建立连接，以心跳包确定各自存在。每个节点随时保持大约三十个与其它节点的下载连接，并且持续更新连接，以新连接的最高速节点替换已连接的最低速节点。由服务器调度保证各连接之间相关性最小。数据由连接速度最高的节点持续发送至本地。上传连接的最大数量也保持在三十个，是否传递数据由下级节点决定。由于UDP的特性，网络中允许丢包。建立丢包重发机制，如果收到的数据包不连续，则要求上级节点重传。一旦本地缓冲区中数据达到警戒线，则不论上级节点是否保持心跳数据，都向候选的最高速节点请求数据。应当设立多极警戒线，以应对多个候选节点失效或服务能力不足的情况。服务器控制所有节点尽最大努力与接近数据源的节点连接并获取数据，只有当上级节点连接的下级节点数量达到上限时，才尝试与再下一级的节点连接。在心跳保持的情况下，上级节点接到一次数据请求，就保持数据包发送，不需下级节点返回除补包请求外的确认信息，直到节点断开或中止请求。所有节点以最高效将数据分发至下级节点为第一优先。
每一个节点都了解所播放和转发的一组流媒体的唯一编号。在所播放的这一组流媒体中，每一个节点只了解数据由供应数据的节点传输，应该发送到目的节点。除原始数据源以外，其他节点都不了解数据源头，所有节点都不了解网络结构。所有节点通过流媒体的唯一编号由服务器控制组建虚拟网络并维护虚拟网络正常运转。所有相连的节点之间由心跳包确定相互存在。这种结构极大的简化并统一了数据处理，提高了整体效率。
系统构成：
调度服务器包括网络模块、控制模块、数据库模块。网络模块负责数据收发，维持与节点之间的心跳连接。控制模块负责处理和节点间交换的信息，并且控制整个网络的运行。数据库模块负责保存每一个节点的信息，并储存流媒体分发的
网络结构。
媒体生成服务器包括媒体捕获模块、媒体编码模块、网络模块、文件读写模块。媒体捕获模块负责视频音频数据的获取，可由其它流媒体服务器、视频捕捉卡、媒体文件或其他途径获得原始媒体数据。编码模块负责将媒体数据按系统需求编码。网络模块负责将媒体数据发送至超级节点。文件读写模块可以把预先编码后的数据包保存至文件，在播放时直接提取数据包通过网络模块发送。这种处理方式的优点是将编码的阶段提到了播放之前，消除了播放时媒体生成服务器的编码负担，并且可以把编码和播放的服务器分开，最大限度利用资源。但是只能播放预先录制好的媒体，对于不可控的数据源，只能采用实时编码方案。
超级节点包括控制模块、网络模块。超级节点可以看成一个简化的节点，取消流媒体播放模块，人为保证播放模块的稳定性和网络连接带宽。唯一作用就是将媒体生成服务器产生的流媒体数据转发至网络。
节点包括流媒体播放模块、控制模块、网络模块。网络模块负责数据收发，维持与服务器和节点之间的心跳连接。控制模块控制节点之间连接的建立和断开，流媒体数据的接收、转发、播放，与服务器交换数据。播放模块负责呈现数据缓冲区中的媒体数据。
节点事件多路分离采用ACE反应器模式，该模式适合处理同步低延迟的大量小型数据包，符合节点数据分发的需要。
缓存动作上，直播的流媒体数据因为是一过性的，所以不需要，也不能保存。节点接到数据后会将在第一时间分发至下层节点。播放队列和数据队列分离，数据获得后解码至播放队列，并且在本地缓冲区保留原始数据包，以备补包请求。
结束语
采用P2P技术后，每个用户可以与其他用户建立连接来分享数据，用户播放的流媒体内容可能完全来自于其它流媒体用户的设备中，而不象传统流媒体技术那样，完全来自于服务器。P2P技术使得在较低的运营成本下实现海量用户并发访问互联网流媒体成为可能。
参考文献：
[1]（美）Dreamtech研发组吴文辉等译对等网络编程代码解析电子工业出版社，2002年8月
[2]John Hebeler,Dana Moore.对等网.清华大学出版社，2003.2
[3]p2p技术一路走来. 颠覆互联网传统观念云南日报网，2004.12.
[4]电脑知识与技术2005年第25期
题目：浅析新一代P2P流媒体技术姓名：杨妮
单位：诸暨市实验职中
年龄：33
职称：中学一级
学历：本科
联系电话：7891687
流媒体技术的工作原理及应用和发展
流媒体技术的原理、应用及发展 一．流媒体 流媒体又叫流式媒体，它是指商家用一个视频传送服务器把节目当成数据包发出，传 送到网络上。用户通过解压设备对这些数据进行解压后，节目就会像发送前那样显示出来。这个过程的一系列相关的包称为“流”。流媒体实际指的是一种新的媒体传送方式，而非一种新的媒体。所谓流媒体是指采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式。流式传 输方式则是将整个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。在采用流式传输方式的系统中，用户不必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(硬件或软件)对压缩的A/V、3D等多媒体文件解压后进行播放和观看。此时多媒 体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。 与单纯的下载方式相比，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。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。实现流式传输有两种方法： ?实时流式传输（Real-time streaming transport） ?顺序流式传输（progressive streaming transport）。 一般来说，如为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用实时流协议（RTSP）等，即为实时流式传输。如使用超文本传输协议（HTTP）服务器，文件即通过顺序流发送。采用哪种传输方法可以根据需要进行选择。当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。 （1）实时流式传输 实时流式传输总是实时传送，特别适合现场广播，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看后面或前面的内容。但实时流式传输必须保证媒体信号带宽与网络连接匹配，以便传输的内容可被实时观看。实时流式传输需要专用的流媒体服务器与传输协议。 （2）顺序流式传输 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线内容，在给定时刻，用户只能观看已下载的部分，而不能跳到还未下载的部分。由于标准的HTTP服务器可发送 顺序流式传输的文件，也不需要其他特殊协议，所以顺序流式传输经常被称作HTTP流式 传输。 顺序流式传输比较适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告，由于这种传输方式观看的部分是无损下载的，所以能够保证播放的最终质量。但这也意味着用户在观看前必须经历时延。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的情况，如讲座、演说与演示；也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术。 二、流媒体技术原理 流式传输的实现需要合适的传输协议。由于TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用HTTP／TCP来传输控制信息，而用实时传 输协议／用户数据报协议（RTP／UDP）来传输实时数据。 流式传输的实现需要缓存。因为一个实时音视频源或存储的音视频文件在传输中被分解为许多数据包，而网络又是动态变化的，各个包选择的路由可能不相同，故到达客户端的时延也就不同，甚至先发的数据包有可能后到。为此，需要使用缓存系统来消除时延和抖动的影响，以保证数据包顺序正确，从而使媒体数据能够连续输出。
流媒体技术的原理、应用及发展
摘要：Internet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，流媒体业务正日益普及，流媒体技术广泛应用于互联网信息服务的方方面面。首先介绍了流媒体技术的基础、基本原理以及流式传输的基本过程，接着重点介绍了流媒体技术在视频点播、远程教育、视频会议和Internet直播方面的应用，最后介绍了流媒体技术的发展现状和展望。 关键词：多媒体通信，多媒体业务，流媒体，流式传输，原理，应用，发展 随着现代网络技术的发展，网络开始带给人们形式多样的信息。从在网络上出现第一张图片到现在各种形式的网络视频、三维动画，人们的视听觉在网络上得到了很大的满足。但人们又面临着另外一种不可避免的尴尬：在网络上看到生动清晰的媒体演示的同时，不得不为等待传输文件而花费大量时间。为了解决这个矛盾，一种新的媒体技术应运而生，这就是流媒体技术。 流媒体是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。而流式传输技术就是把连续的声音和图像信息经过压缩处理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。 目前，在网络上传输音视频（A/V）等多媒体信息主要有下载和流式传输两种方案。一方面，由于音视频文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于受网络带宽的限制，下载这样的文件常常需要几分钟甚至几小时，所以采用下载方法的时延也就很大。而采用流式传输时，声音、图像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机连续、实时传送，用户只需经过几秒或数十秒的启动时延而不必等到整个文件全部下载完毕即可观看。当声音、图像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上继续下载。流式传输不仅使启动时延大大缩短，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下载完毕之后才能观看的缺点。一、流媒体技术基础 实现流式传输有两种方法：实时流式传输（Real-time streaming transport）和顺序流式传输（progressive streaming transport）。一般来说，如为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用实时流协议（RTSP）等，即为实时流式传输。如使用超文本传输协议（HTTP）服务器，文件即通过顺序流发送。采用哪种传输方法可以根据需要进行选择。当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。 1.实时流式传输 实时流式传输总是实时传送，特别适合现场广播，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看后面或前面的内容。但实时流式传输必须保证媒体信号带宽与网络连接匹配，以便传输的内容可被实时观看。这意味着在以调制解调器速度连接网络时图像质量较差。而且，如果因为网络拥塞或出现问题而导致出错和丢失的信息都被忽略掉，那么图像质量将很差。实时流式传输需要专用的流媒体服务器与传输协议。 2.顺序流式传输 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线内容，在给定时刻，用户只能观看已下载的部分，而不能跳到还未下载的部分。由于标准的HTTP服务器可发送顺序流式传输的文件，也不需要其他特殊协议，所以顺序流式传输经常被称作HTTP流式传输。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告，由于这种传输方式观看的部分是无损下载的，所以能够保证播放的最终质量。但这也意味着用户在观看前必须经历时延。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的情况，如讲座、演说与演示；也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术。
智能视频技术的现状及发展趋势探析
智能视频技术的现状及发展趋势探析 智能视频技术（IVT，Intelligent Video Technology），属于计算机视觉（CV，Com puter Vision）与人工智能（AI，Artificial Intelligent）领域研究的一个分支，融合了图像处理技术、计算机视觉技术、计算机图形学、人工智能、图像分析等多项技术，其发展目标在于在监视场景与事件描述之间建立一种映射关系。同大部分计算机系统一样，智能视频系统可以被分为构成智能视频监控的硬件，以及智能视频软件两个部分。 硬件设备主要包括：采集视频数据的摄像机、支撑摄像机以及整个系统运行的电力系统、用于存放拍摄到的视频数据的存储设备、承载智能视频分析软件的高性能计算机、能够高速传输视频以及分析结果等数据的网络接口。 智能视频软件是指通过硬件提供的输入信息，自动地提取并理解视频源的关键信息。智能视频软件具有其独特性，即专用性、多样性等。而不同的商业环境和用户对监控的功能需求大相径庭，对于不同的应用系统软件实现的算法也完全不同，甚至智能视频软件的实现平台也是可选的：既可以在X86的服务器上实施，也可以在基于DSP的嵌入式系统上实施。这一特点，也正是智能视频行业探讨的热点所在。 智能视频的发展现状 智能视频软件市场是一个成长非常快速的市场，根据IMS的市场研究分析，在未来3 年内有关视频技术的软件市场会成长到8亿美元的份额。注意，仅仅是在软件部分就有这么大的一个份额。 在视频智能分析软件的市场需求急剧增长的刺激下，国外提供视频智能分析软件产品的厂商已经有许多：Verint、Vidient、Westec、Interactive、Visual Defence、Nextiva、V istascape、NiceVision、ioimage、TASC、MATE、Ov、Dallmeier、Ivbox、Viseowave等，他们都能提供视频智能分析产品，大部分厂商提供的视频智能分析产品，都基于ObjectVid eo公司的图像分析技术，采用Object Video OnBoard平台来设计并创建自己品牌的OEM产品，这是大部分视频智能分析产品商以最小的投资成本及最快的时间来赢得市场的好办法。 在解决方案的提供上，国外也有许多成功的案例，比如旧金山国际机场采用了由Vidie nt公司提供的智能视频分析系统Smart Catch。Smart Catch与机场现有的闭路电视(CCTV)系统协同检测异常或可疑行为（如图1）。当智能视频分析软件识别出一个异常情况时，就立即将视频片段通过呼机、手提电脑、移动电话或其它通讯设备发送给响应者前来进行现场调查。 国内的众多企业也开始了对智能视频分析软件的尝试。比如上海世平伟业公司开发的I vbox智能视频分析系统，上海皓维推出的智能视频分析预警系统等等。
流媒体技术原理、发展及应用
流媒体的定义 流媒体是一种使音频、视频和其他多媒体元素在Internet及无线网络上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。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。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像非流式播放那样等到整个文件全部下载完毕后才能看到当中的内容，而是只需要经过几秒钟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对压缩的视频或音频等流式媒体文件进行播放，剩余的部分将继续进行下载，直至播放完毕。 这个过程的一系列相关的包称为“流”。流媒体实际指的是一种新的媒体传送方式，而非一种新的媒体。流媒体技术全面应用后，人们在网上聊天可直接语音输入；如果想彼此看见对方的容貌、表情，只要双方各有一个摄像头就可以了；在网上看到感兴趣的商品，点击以后，讲解员和商品的影像就会跳出来；更有真实感的影像新闻也会出现。 流媒体技术发端于美国。在美国目前流媒体的应用已很普遍，比如惠普公司的产品发布和销售人员培训都用网络视频进行。 流式传输方式则是将整个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。在采用流式传输方式的系统中，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(硬件或软件)对压缩的A/V、3D等多媒体文件解压后进行播放和观看。此时多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。 流媒体技术原理 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。——流式传输的实现需要合适的传输协议。由于TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时声音数据。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
流媒体技术发展现状
第一章流媒体技术的现状与发展 流媒体的发展过程 1.1.1 现有视频格式概述 影像格式(Video) 日常生活中接触较多的VCD、多媒体CD这些都是影像文件。 大量图像信息，同时还容纳大量音频信息。所以，影像文件的容量往往是非常大的。 1.1.2 VOD视频点播技术 视频点播技术的出现，是视频信息技术领域的一场革命，其巨大的潜在市场，使世界主要发达国家都投入了大量的资金，加速开发和完善这一系统。 1.1.3流媒体技术的出现 流媒体技术的出现，正好弥补了VOD技术的不足之处。 1.2流式传输的格式及特点 1.2.1流媒体能为我们做什么 流媒体的定义很广泛， 后放上网站服务器，让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等整个压缩文件下载到自己机器就可以观看的视频/ 持的某种特定文件格式：压缩流式文件，它通过网络传输，并通过个人电脑软件进行解码。 1.2.2 流媒体技术、格式纵览 流媒体给网民们带来了巨大的影响，曾几何时，如果需要下载一部VCD格式的影片，大小约为650M，宽带的今天也需要下载3个多小时。如果影片采用流媒体技术来进行压缩，只需要100M，并且用户可以边看边下载，整个下载的过程都在后台运行。最大的优点，就是不会占用本地的硬盘空间。其实流媒体采用的是有损压缩，就好比我们常说的MP3，因此在音影品质上有所差异。
1.2.3流式视频格式 前边提到过视频格式，现在再来说一下流式视频格式。 目前，很多视频数据要求通过Internet来进行实时传输，前面我们曾提及到，视频文件的体积往往比较大，而现有的网络带宽却往往比较“狭窄”。客观因素限制了视频数据的实时传输和实时播放，于是一种新型的流式视频(Streaming Video)格式应运而生了。这种流式视频采用一种“边传边播”的方法，即先从服务器上下载一部分视频文件，形成视频流缓冲区后实时播放，同时继续下载，为接下来的播放做好准备。这种“边传边播”的方法避免了用户必须等待整个文件从Internet上全部下载完毕才能观看的缺点。到目前为止，Internet上使用较多的流式视频格式主要是以下三种： 1.2.4流式传输的特点 流媒体是一种可以使音频、视频和其它多媒体能在Internet及Intranet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。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、实时传送。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像非流式播放那样等到整个文件全部下载完毕后才能看到当中的内容，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、视音频等流式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。 1.3 流媒体系统的组成 流媒体系统包括以下5个方面的内容： 1. 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 2. 流媒体数据 3. 服务器：存放和控制流媒体的数据 4. 网络：适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络 5. 播放器：供客户端浏览流媒体文件 这5个部分有些是网站需要的，有些是客户端需要的，而且不同的流媒体标准和不同公司的解决方案会在某些方面有所不同。
流媒体技术及其教育应用
流媒体技术及其教育应用 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。 “流媒体”的概念包括以下两个层面。其一，流媒体是计算机网络尤其是中低带（Internet/Intranet）上需要实时传输的多媒体文件，比如声音、视频文件。在传输前需要压缩处理成多个压缩包，并附加上与其传输有关的信息（比如，控制用户端播放器正确播放的必要的辅助信息），形成实时数据流。数据流最大的特点是允许播放器及时反应而不用等待整个文件的下载。其二，流媒体是对多媒体信息进行“流化”处理，是一种解决问题的方式，可以使视频等对实时性要求严格的多媒体文件在上在Internet/Intranet既无下载等待需求又不占用客户端硬盘空间的情况下保证实时播放。 流媒体技术是综合的技术, 包括采集、编码、传输、储存、解码等多项技术。流媒体应用系统一般由分编码端、服务器端、用户终端三部分组成。流媒体技术在教育或学校的应用前景广阔, 可用于课件点播、交互教学、电视转播、远程监控、视频会议等。 二．流媒体技术基础 1.流媒体技术原理 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。
基于P2P技术的流媒体直播系统的研究与实现
基于P2P技术的流媒体直播系统的研究与实现 许统德 （广东农工商职业技术学院，广东广州511365） 摘要本文介绍了P2P技术和流媒体的技术框架，并对它们进行研究和分析，并在此基础上设计和实现了一个高质量的流媒体直播系统。 关键词P2P；流媒体；系统设计；系统实现 1引言 近几年来，随着网络技术和流媒体技术的发展，远程教学管理、视频聊天室、IPTV、视频会议等流媒体系统正在兴起或被广泛应用。然而，在当前的Internet上传输媒体并没有任何服务质量（QoS）的保证，并且实时媒体的传输有带宽，时延和丢包等问题的出现。另外，网络和终端的异构性使得带宽效率和服务的适应能力也有所下降。但是，随着P2P技术越来越被广泛研究和运用，这些问题都得到了解决。并且，P2P已经在分布式计算、网络游戏、文件共享、深度搜索、协同工作方面得到了广泛的应用[1]。因此，利用P2P技术进行实时的分发传输，便能充分利用客户端闲置的CPU、存储器、网络带宽等资源，减轻服务器和网络带宽负担，构建出一个成本低、扩展性好、并有一定QoS保证的流媒体直播系统。 2P2P技术 P2P（peer to peer）即对等计算或对等网络，通常简称为P2P，可以简单地定义成通过直接交换，共享计算机资源和服务[2]。P2P技术从根本上颠覆了C/S（Client/Server）这一传统模式。新的模式模糊了服务提供者与使用者的界限，甚至不再有传统意义上的服务器，服务提供者的作用大为减弱。P2P具有的自组织、容错性好、可扩展性强等优点使其在文件共享，流媒体技术，即时通讯等方面广泛应用[3]。 P2P网络按照集中化程度可以分为纯P2P和混合P2P两类：纯P2P网络完全没有中央服务器，通过基于P2P的客户端软件搜索网络中存在的对等节点，每个节点都是完全平等的，节点之间可直接建立连接，如Gmitella。 混合P2P网络设有中央服务器，它主要作为索引服务器。与C/S模式中的服务器不同，P2P网络中的索引服务器只记录内容的索引和节点的必要信息，辅助节点之间建立连接，而内容本身存储在节点中，内容的传送只在节点之间进行，不通过服务器。如早期的NaPster和现在的BT，eMule，QQ等。本文采用的就是混合P2P网络。 3流媒体直播技术 在流媒体的应用中，媒体经过压缩技术存在硬盘上，流媒体服务器接收客户端的请求，根据QoS的要求以及网络状况调整压缩的媒体流的参数（如比特率），然后流媒体传输层对其进行打包，通过P2P技术进行连续媒体分发，客户端接收到媒体流后，通过媒体同步技术进行播放。整个过程涉及到六个技术领域：媒体压缩技术，应用层的QoS控制，应用层组播技术，视频服务器技术，媒体同步技术和流媒体传输协议，彼此之间的相互转换传输如图1所示。
流媒体的现状
1 流媒体技术的现状与发展 流媒体的发展过程 1.1.1 现有视频格式概述 影像格式(Video) 日常生活中接触较多的VCD、多媒体CD这些都是影像文件。 大量图像信息，同时还容纳大量音频信息。所以，影像文件的容量往往是非常大的。 1.1.2 VOD视频点播技术 视频点播技术的出现，是视频信息技术领域的一场革命，其巨大的潜在市场，使世界主要发达国家都投入了大量的资金，加速开发和完善这一系统。 1.1.3流媒体技术的出现 流媒体技术的出现，正好弥补了VOD技术的不足之处。 1.2流式传输的格式及特点 1.2.1流媒体能为我们做什么 流媒体的定义很广泛， 后放上网站服务器，让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等整个压缩文件下载到自己机器就可以观看的视频/ 持的某种特定文件格式：压缩流式文件，它通过网络传输，并通过个人电脑软件进行解码。 1.2.2 流媒体技术、格式纵览 流媒体给网民们带来了巨大的影响，曾几何时，如果需要下载一部VCD格式的影片，大小约为650M，宽带的今天也需要下载3个多小时。如果影片采用流媒体技术来进行压缩，只需要100M，并且用户可以边看边下载，整个下载的过程都在后台运行。最大的优点，就是不会占用本地的硬盘空间。其实流媒体采用的是有损压缩，就好比我们常说的MP3，因此在音影品质上有所差异。 注：[1]:
1.2.3流式视频格式 前边提到过视频格式，现在再来说一下流式视频格式。 目前，很多视频数据要求通过Internet来进行实时传输，前面我们曾提及到，视频文件的体积往往比较大，而现有的网络带宽却往往比较“狭窄”。客观因素限制了视频数据的实时传输和实时播放，于是一种新型的流式视频(Streaming Video)格式应运而生了。这种流式视频采用一种“边传边播”的方法，即先从服务器上下载一部分视频文件，形成视频流缓冲区后实时播放，同时继续下载，为接下来的播放做好准备。这种“边传边播”的方法避免了用户必须等待整个文件从Internet上全部下载完毕才能观看的缺点。到目前为止，Internet上使用较多的流式视频格式主要是以下三种： 1.2.4流式传输的特点 流媒体是一种可以使音频、视频和其它多媒体能在Internet及Intranet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。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、实时传送。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像非流式播放那样等到整个文件全部下载完毕后才能看到当中的内容，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、视音频等流式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。 1.3 流媒体系统的组成 流媒体系统包括以下5个方面的内容： 1. 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 2. 流媒体数据 3. 服务器：存放和控制流媒体的数据 4. 网络：适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络 5. 播放器：供客户端浏览流媒体文件 这5个部分有些是网站需要的，有些是客户端需要的，而且不同的流媒体标准和不同公司的解决方案会在某些方面有所不同。
国内外虚拟现实技术发展现状和发展趋势
浅析：国内外虚拟现实技术发展现状和发展趋势 国外虚拟现实技术及产品有Google Earth, Microsoft Map Live, Intel Shockwave3D, Cult3D, ViewPoint, Quest3D，Virtools，WEBMAX等…… 一. 国内外虚拟现实几种主流技术的介绍 VRML技术 虚拟现实技术与多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。自1962年，美国青年（Morton Heilig）,发明了实感全景仿真机开始。虚拟现实技术越来越受到大众的关注。以三个I，即Immersion沉浸感，Interaction交互性，Imagination思维构想性，作为虚拟现实技术最本质的特点，并融合了其它先进技术。在国际互联网发展迅猛的今天，具有广泛的应用前景。重大的发展过程如下： VRML开始于20世纪90年代初期。1994年3月在日内瓦召开的第一届WWW大会上，首次正式提出了VRML这个名字。1994年10月在芝加哥召开的第二届WWW大会上公布了规范的VRML1.0标准。VRML1.0可以创建静态的3D景物，但没有声音和动画，你可以在它们之间移动，但不允许用户使用交互功能来浏览三维世界。它只有一个可以探索的静态世界。 1996年8月在新奥尔良召开的优秀3D图形技术会议-Siggraph'96上公布通过了规范的VRML2.0标准。它在VRML1.0的基础上进行了很大的补充和完善。它是以SGI公司的动态境界Moving Worlds提案为基础的。比VRML1.0增加了近30个节点，增强了静态世界，使3D场景更加逼真，并增加了交互性、动画功能、编程功能、原形定义功能。 1997年12月VRML作为国际标准正式发布，1998年1月正式获得国际标准化组织ISO 批准（国际标准号ISO/IEC14772-1:1997）。简称VRML97。VRML97只是在VRML2.0基础进行上进行了少量的修正。但它这意味着VRML已经成为虚拟现实行业的国际标准。 1999年底，VRML的又一种编码方案X3D草案发布。X3D整合正在发展的XML、JA V A、流技术等先进技术，包括了更强大、更高效的3D计算能力、渲染质量和传输速度。以及对数据流强有力的控制，多种多样的交互形式。 2000年6月世界web3D协会发布了VRML2000国际标准（草案），2000年9月又发布了VRML2000国际标准（草案修订版）。预计将在2002年，正式发表X3D标准。及相关3D浏览器。由此，虚拟现实技术进入了一个崭新的发展时代。 Wed3D协会其组织包括各种97家会员公司。主要公司如下：Sun、Sony、Hp、Oracle 、Philips 、3Dlabs 、ATI 、3Dfx 、Autodesk /Discreet、ELSA、Division、MultiGen、Elsa、NASA、Nvidia、France Telecom等等。 其中以Blaxxun和ParallelGraphics公司为代表，它们都有各自的VR浏览器插件。并各自开发基于VRML标准的扩展节点功能。使3D的效果，交互性能更加完美。支持MPEG，Mov、Avi等视频文件，Rm等流媒体文件，Wav、Midi、Mp3、Aiff等多种音频文件，Flash 动画文件，多种材质效果，支持Nurbs曲线，粒子效果，雾化效果。支持多人的交互环境，VR眼镜等硬件设备。在娱乐、电子商务等领域都有成功的应用。并各自为适应X3D的发展，以X3D为核心，有Blaxxun3D等相关产品。在虚拟场景，尤其是大场景的应用方面，以VRML标准为核心的技术具有独特的优势。相关网址如下：https://www.360docs.net/doc/fd6304836.html, , https://www.360docs.net/doc/fd6304836.html, 应用的画面：慕尼黑机场（电子商务）
浅析流媒体技术的发展现状
浅析流媒体技术的发展现状 随着互联网大发展的时代到来，我国的互联网技术飞速发展和普及，以网络作为传播平台的第四代媒体中独特的一种媒体“流媒体”凭借其体积小、信息量大等特点已经日益流行。本文就流媒体技术的应用和研究现状进行了阐述、对流媒体的发展前景进行了展望。 标签：流媒体流技术网络传输 0引言 我国互联网技术的发展和个人计算机的普及，网络从最初的传播文字、图片等资料到现在的各种形式的网络视频和三维动画，人们获取信息的形式呈现多样化。然而，我们不得不正视一个问题，上网人数的增加和网络设备的局限性直接让文件的大小成为网络传输过程中一个必须重视的问题，一方面：在网络上看到生动、清晰的多媒体信息演示；另一方面：网络速度制约着文件的下载时间。在这种情况下，流媒体技术应运而生。流媒体是指在互联网上以数据流的方式实时发布音频，视频.动画或者其他多媒体文件的媒体，实质是应用流技术在网络上传输的多媒体文件，数据从发送源端同时向目的接收端传输，它可以作为连续实时流在目的地被接收。其原理是将连续的多媒体文件或信息进行压缩处理后放到网络服务器上，让浏览者一边下载一边观看收听，而不需要整个多媒体文件下载完成就可以即时观看的技术，它不是一门单一的技术，融合了多种网络技术和其他计算机技术，包括流媒体数据的采集、压缩、编码、存储、网络传输和网络通信等多种技术。 1流媒体技术的应用现状 现在，流媒体已经逐渐发展成为一个朝阳产业。有专家预言，流媒体将成为未来因特网上应用的主流，实现沟通和传播的多向性，使传播不再受到时间和空间的限制。流媒体技术广泛用于新闻出版、证券、娱乐、电子商务、远程培训、视频会议、远程教育、远程医疗等互联网信息服务的方方面面，总结起来有三大应用。 1.1网络视频直播目前，流媒体技术作为第四代媒体技术中的一种，很多大型的新闻娱乐媒体，如中央电视台和一些地方电视台等，都在互联网上提供基于流媒体技术的节目，目前流媒体的视频直播应用突破了网络带宽的限制，实现了在低带宽的环境下的高质量影音传输，其中的智能流技术保证不同连接速率下的用户，使得用户可以随时随地应用流媒体技术在网络上观看多媒体信息。 1.2远程教育Internet的使用开创了远程教育的里程碑，它促进了远程教育中的教学传递日趋现代化，这种教育形式能跨越校界、区界甚至国界。流媒体技术应用突破传统的远程教育以文本为主、没有声音和视频，解决了教学模式单一、交互性差的问题。教学模式多样化体现在教师的在线直播授课和授课视频观看，
P2P技术原理
P2P技术 技术原理 什么是对等网络(P2P)技术？P2P技术属于覆盖层网络(Overlay Network)的范畴，是相对于客户机/服务器(C/S)模式来说的一种网络信息交换方 式。在C/S模式中，数据的分发采用专门的服务器，多个客户端都从此服务器获取数据。这种模式的优点是：数据的一致性容易控制，系统也容易管理。但是此种 模式的缺点是：因为服务器的个数只有一个(即便有多个也非常有限)，系统容易出现单一失效点；单一服务器面对众多的客户端，由于CPU能力、内存大小、网 络带宽的限制，可同时服务的客户端非常有限，可扩展性差。P2P技术正是为了解决这些问题而提出来的一种对等网络结构。在P2P网络中，每个节点既可以从 其他节点得到服务，也可以向其他节点提供服务。这样，庞大的终端资源被利用起来，一举解决了C/S模式中的两个弊端。 对等网络的基本结构 （1）集中式对等网络（Napster、QQ） 集中式对等网络基于中 央目录服务器，为网络中各节目提供目录查询服务，传输内容无需再经过中央服务器。这种网络，结构比较简单，中央服务器的负担大大降低。但由于仍存在中央节 点，容易形成传输瓶颈，扩展性也比较差，不适合大型网络。但由于目录集中管理，对于小型网络的管理和控制上倒是一种可选择方案。 （2）无结构分布式网络（Gnutella） 无结构分布式网络与集中式的最显著区别在于，它没有中央服务器，所有结点通过与相邻节点间的通信，接入整个网络。在无结构的网络中，节点采用一种查询包的 机制来搜索需要的资源。具体的方式为，某节点将包含查询内容的查询包发送到与之相邻的节点，该查询包以扩散的方式在网络中蔓延，由于这样的方式如果不加节 制，会造成消息泛滥，因此一般会设置一个适当的生存时间（TTL），在查询的过程中递减，当TTL值为0时，将不再继续发送。 这种无结构的方式，组织方式比较松散，节点的加入与离开比较自由，当查询热门内容时，很容易就能找到，但如果需求的内容比较冷门，较小的TTL不容易找 到，而较大的TTL值又容易引起较大的查询流量，尤其当网络范围扩展到一定规模时，即使限制的TTL值较小，仍然会引起流量的剧增。但当网络中存在一些拥 有丰富资源的所谓的类服务器节点时，可显著提高查询的效率。 （3）结构化分布式网络（第三代P2P Pastry、Tapestry、Chord、CAN） 结构化分布式网络，是近几年基于分布式哈希表（Distributed
流媒体技术在电大远程开放教育中的应用
流媒体技术在电大远程开放教育中的应用 张鲁斌 （吐鲁番广播电视大学，新疆吐鲁番838000） 摘要：随着internet 教育应用的深入发展，大数据量的多媒体教案资源在网上的传输显得越来越重要和迫切。如何应用新技术为电大开放教育教案服务已成为广大电大教育工作者所关注的课题。我们只有在充分认识流媒体技术的基础、流媒体系统的构成、流媒体的主要技术方案、流媒体教案资源开发和流媒体技术在电大开放教育中的应用方式等问题的基础上，才能把流媒体技术更好地应用到开放教育的教案中去。 关键词：流媒体技术；电大；开放教育；应用 随着国际互联网的迅速普及，计算机正在经历着一场网络化的革命，人们不在只满足于文字和图片的网页内容，而是希望在网上看到形式多样的节目。在教育领域，通过互联网传送音频、视频信号来实现网上在线课堂教案，使学员和教师虽然远隔千里但却有身临其境、近在眼前的感觉，是学习者尤其是利用业余时间学习的人所期盼的。网上教案这种形式使得身处各地的学生都能得到一流教师的指导，且无时间、空间、地域的限制，是真正意义上的“远程教育”。因此，以计算机多媒体技术和计算机网络技术为基础的现代远程教育在世界各地的发展势头如火如荼。但是，由于传统多媒体手段具有大传输量的特点而与当今慢速的网络传输环境发生了矛盾。虽然高速的网络建设和使用者个体拥有成本等原因，短期内还不能大范围普及。“流”技术的出现使得在网络上传输多媒体内容成为可能，网上在线课堂得以实现。然而，当前的电大开放教育中教案资源建设却依然存在一对矛盾。一方面是网上多媒体教案资源的不足，另一面是众多的多媒体教案资源无法上网，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。 一、流媒体的基础特征与结构 1、流媒体的基础概念 流媒体是从英文Streaming Media 翻译过来的。它是一种可以使音频、视频和其它多媒体能在Internet 及Internet 上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。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、实时传送。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像非流式播放那等到整个文件全部下载完毕后才能看到其中的内容，而是只需要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、视音频等流式多媒体文件减压后进行播放和观看，多媒体文件的剩余部分将在后台服务器内继续下载。 2、流媒体的基本特点 （1）启动延时大幅度地缩短 用户不能等待所有内容下载到硬盘上才开始浏览。我们曾经用10M 到桌面的校园网络来浏览新丝路宽频电影，无论是上班时间还是晚上，速度都相当快。一般来说，一个45 分钟的影片片段在一分钟之内就显示在客户端上，而且播放过程一般不会出现断续的情况。另外，全屏播放对播放速度几乎无影响，但快进、快倒时需要时间等待。 （2）对系统缓存容量的需求大大降低 由于Internet 是以包传输为基础进行断续的异步传输，数据被分解为许多包进行传输，动态变化的网络使各个包可能选择不同的路由，故到达用户计算机的时间延迟也就不同。所以，在客户端需要缓存系统来弥补延迟和抖动的影响和保证数据包传输顺利的正确，使媒体数据能连续输出，不会因网络
流媒体技术及应用
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