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1、第第3 3章章 流媒体技术流媒体技术 3.1 概述概述 3.2 流媒体通信协议流媒体通信协议3.3 流媒体实现原理流媒体实现原理3.4 流媒体播放方式流媒体播放方式3.5 流媒体文件格式流媒体文件格式3.6 流媒体系统构成流媒体系统构成13.1 3.1 概概 述述1.1.流媒体定义流媒体定义 在网络上传输音视频在网络上传输音视频(A(AV)V)等多媒体信等多媒体信息，息，目前主要有下载和流式传输两种方式。目前主要有下载和流式传输两种方式。若采用下载方式下载一个若采用下载方式下载一个A AV V文件，文件，常常常要花数分钟甚至数小时。常要花数分钟甚至数小时。这主要是由于这主要是由于A AV V文
2、件一般都较大，文件一般都较大，所需的存储容量也较大；所需的存储容量也较大；再加上网络带宽的限制，再加上网络带宽的限制，所以这种方法延迟所以这种方法延迟很大。很大。2 流流式式传传输输则则把把声声音音、影影像像或或动动画画等等时时基基媒媒体体通通过过音音视视频频服服务务器器向向用用户户终终端端连连续续、实实时时地地传传送送。采采用用这这种种方方式式时时，用用户户不不必必等等到到整整个个文文件件全全部部下下载载完完毕毕，而而只只需需经经过过几几秒秒或或几几十十秒秒的的启启动动延延时时即即可可进进行行播播放放和和观观看看。此此时时多多媒媒体体文文件件的的剩剩余余部部分分将将在在后后台台从从服服务务器
3、器内内继继续续下下载载。与与下下载载方方式式相相比比，流流式式传传输输大大大大地地缩缩短短了了启启动动延时，延时，同时也降低了对缓存容量的需求。同时也降低了对缓存容量的需求。32.2.流式传输基本原理流式传输基本原理 用户（用户（WebWeb浏览器）通过浏览器）通过HTTP/TCPHTTP/TCP与与WebWeb服务器服务器(Web Server)(Web Server)交换信息，交换信息，获取流媒体服务清获取流媒体服务清单，单，根据获得的流媒体服务清单向媒体服务根据获得的流媒体服务清单向媒体服务器器(A/V Server)(A/V Server)请求相关服务；请求相关服务；4流式传输基本原理
4、流式传输基本原理 然后客户机的然后客户机的WebWeb浏览器启动相应的媒体播放器，浏览器启动相应的媒体播放器，通过通过RTP/UDPRTP/UDP从媒体服务器中获取流媒体数据，从媒体服务器中获取流媒体数据，实时播放。实时播放。在播放过程中，在播放过程中，客户机的媒体播放客户机的媒体播放器需要实时通过器需要实时通过RTCP/UDPRTCP/UDP与媒体服务器交换控制与媒体服务器交换控制信息，信息，媒体服务器根据客户机反馈的流媒体接媒体服务器根据客户机反馈的流媒体接收情况智能调整向客户机传送的媒体数据流，收情况智能调整向客户机传送的媒体数据流，从而在客户端达到最优的接收效果。从而在客户端达到最优的
5、接收效果。53.3.流式传输的方法：流式传输的方法：实现流式传输有两种方法：实现流式传输有两种方法：顺序流式（顺序流式（Progressive StreamingProgressive Streaming）传输）传输实时流式实时流式(RealtimeRealtime Streaming)Streaming)传输传输 6(1)(1)顺序流式传输顺序流式传输 按按顺顺序序下下载载，在在下下载载文文件件的的同同时时用用户户可可观观看看在在线线媒媒体体，在在给给定定时时刻刻，只只能能观观看看已已下下载载的的那那部部分分，而而不不能能跳跳到到还还未未下下载载的的后后续续部部分分。顺顺序序流流式式传传输输
6、不不像像实实时时流流式式传输那样，可在传输期间根据用户连接的速度做调整。传输那样，可在传输期间根据用户连接的速度做调整。优点优点：(a)对对通通过过调调制制解解调调器器发发布布短短片片段段时时，顺顺序序流流式式传传输输显显得得很很实实用用，尽尽管管有有延延迟迟，但但毕毕竟竟可可以以发发布布较较高质量的视频片段。高质量的视频片段。(b)(b)顺顺序序流流式式文文件件是是放放在在标标准准HTTP HTTP 或或 FTPFTP服服务务器器上的，上的，这种文件易于管理，这种文件易于管理，基本上与防火墙无关。基本上与防火墙无关。7 应应用用：比比较较适适合合高高质质量量的的短短片片段段，如如片片头头、片
7、片尾尾和和广广告告。用用户户在在观观看看前前必必须须经经历历延延迟迟，对对较较慢慢的的连连接接尤尤其其如如此此。顺顺序序流流式式传传输输不不适适合合长长片片段段和和有有随随机机访访问问要要求求的的视视频频，如如讲讲座座、演演说说与与演演示示。它它也也不不支支持持现现场场广广播播，严严格格说说来，来，它是一种点播技术。它是一种点播技术。8(2)(2)实时流式传输实时流式传输 RealtimeRealtime Streaming Streaming 实实时时流流式式传传输输保保证证媒媒体体信信号号带带宽宽与与网网络络连连接匹配，接匹配，使媒体可被实时观看到。使媒体可被实时观看到。特特点点：实实时时
8、流流式式传传输输与与HTTPHTTP流流式式传传输输不不同同，它它需需要要专专用用的的流流媒媒体体服服务务器器（如如QuickTime QuickTime Streaming Streaming ServerServer、RealServerRealServer、Windows Windows Media Media Server Server）与与传传输输协协议议。实实时时流流式式传传输输总总是是实实时时传传送送，特特别别适适合合现现场场事事件件，也也支支持持随随机机访访问问，用用户户可可快快进进或或后后退退以以观观看看前前面面或或后面的内容。后面的内容。实时流式传输必须匹配连接带宽，实时流
9、式传输必须匹配连接带宽，所以在以调所以在以调制解调器速度连接时，图像质量较差；制解调器速度连接时，图像质量较差；当网当网络拥挤或出现问题时，视频质量很差。络拥挤或出现问题时，视频质量很差。93.2 3.2 流媒体通信协议流媒体通信协议对于流媒体通信协议的研究对于流媒体通信协议的研究,有两种观点：有两种观点：(1)(1)采采用用全全新新的的网网络络协协议议,以以充充分分支支持持多多媒媒体体通通信信,但但存存在在着着和和大大量量已已有有的的网网络络应应用用程程序相兼容的问题序相兼容的问题,在实际中很难推广应用在实际中很难推广应用;(2)(2)在在原原有有传传输输协协议议的的基基础础上上增增加加新新
10、的的协协议议,以以弥弥补补原原有有网网络络协协议议的的缺缺陷陷。尽尽管管这这种种方方法法在在某某些些方方面面也也存存在在一一定定的的局局限限性性,但但可可以以保保护护用用户户大大量量已已有有的的投投资资,容容易易得得到到广广泛泛的的支支持持。这这也也是是目目前前增增强强网网络络对对多多媒媒体体通通信信支支持持能力的主要方法。能力的主要方法。10 1.1.传输层协议概述传输层协议概述 从从通通信信和和信信息息处处理理的的角角度度看看，传传输输层层向向它它上上面面的的应应用用层层提提供供通通信信服服务务，它它属属于于面面向向通通信信部部分分的的最最高层，同时也是用户功能中的最低层。高层，同时也是用
11、户功能中的最低层。物理层物理层网络层网络层传输层传输层应用层应用层数据链路层数据链路层面向信息处理面向信息处理面向通信面向通信用户功能用户功能网络功能网络功能11运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信 54321传输层提供应用进程传输层提供应用进程间的逻辑间的逻辑通信通信主机主机 A主机主机 B应用进程应用进程应用进程应用进程路由器路由器 1路由器路由器 2AP1LAN2WANAP2AP3AP4IP 层层LAN1AP1AP2AP4端口端口端口端口54321IP 协议的作用范围协议的作用范围传输层协议传输层协议 TCP 和和 UDP 的作用范围的作用范围
12、AP312应用进程之间的通信应用进程之间的通信两两个个主主机机进进行行通通信信实实际际上上就就是是两两个个主主机机中中的的应应用进程互相通信。用进程互相通信。应用进程之间的通信又称为端到端的通信。应用进程之间的通信又称为端到端的通信。传传输输层层的的一一个个很很重重要要的的功功能能就就是是复复用用和和分分用用。应应用用层层不不同同进进程程的的报报文文通通过过不不同同的的端端口口向向下下交交到传输层，再往下就共用网络层提供的服务。到传输层，再往下就共用网络层提供的服务。“传传输输层层提提供供应应用用进进程程间间的的逻逻辑辑通通信信”。“逻逻辑辑通通信信”的的意意思思是是：运运输输层层之之间间的的
13、通通信信好好像像是是沿沿水水平平方方向向传传送送数数据据。但但事事实实上上这这两两个个传传输输层层之间并没有一条水平方向的物理连接。之间并没有一条水平方向的物理连接。13传传输层协议和网络层协议的主要区别输层协议和网络层协议的主要区别 应用进程应用进程 应用进程应用进程 IP 协议的作用范围协议的作用范围（提供主机之间的逻辑通信）（提供主机之间的逻辑通信）TCP 和和 UDP 协议的作用范围协议的作用范围（提供进程之间的逻辑通信）（提供进程之间的逻辑通信）因因 特特 网网14传传输层的主要功能输层的主要功能 传传输输层层为为应应用用进进程程之之间间提提供供端端到到端端的的逻逻辑辑通通信信（但网
14、络层是为主机之间提供逻辑通信）。（但网络层是为主机之间提供逻辑通信）。传输层还要对收到的报文进行差错检测。传输层还要对收到的报文进行差错检测。传传输输层层需需要要有有两两种种不不同同的的传传输输协协议议，即即面面向向连连接的接的 TCP TCP 和无连接的和无连接的 UDPUDP。15传传输层向上提供可靠的和不可靠的逻辑通信信道输层向上提供可靠的和不可靠的逻辑通信信道？应应用用层层传传输输层层发发送送进进程程接接收收进进程程接接收收进进程程数据数据数据数据全双工可靠信道全双工可靠信道数据数据数据数据使用使用 TCP 协议协议使用使用 UDP 协议协议不可靠信道不可靠信道 发发送送进进程程16T
15、CP/IPTCP/IP的传输层有两个不同的协议：的传输层有两个不同的协议：(1)(1)用户数据报协议用户数据报协议 UDP UDP (User Datagram Protocol)(User Datagram Protocol)(2)(2)传输控制协议传输控制协议 TCP TCP (Transmission Control Protocol)(Transmission Control Protocol)TCP/IP TCP/IP 体系中的体系中的传传输层中的两个协议输层中的两个协议17两个对等传输实体在通信时传送的数据单位叫作两个对等传输实体在通信时传送的数据单位叫作传输协议数据单元传输协议数
16、据单元 TPDU(Transport Protocol TPDU(Transport Protocol Data Unit)Data Unit)。TCP TCP 传送的数据单位协议是传送的数据单位协议是 TCP TCP 报文段报文段(segment)(segment)UDP UDP 传送的数据单位协议是传送的数据单位协议是 UDP UDP 报文或用户数据报文或用户数据报。报。TCP TCP 与与 UDPUDP 18TCP/IP TCP/IP 体系中的体系中的传传输层协议输层协议 TCPUDPIP应用层应用层与各种网络接口与各种网络接口传输层传输层19TCP TCP 与与 UDPUDP UDP
17、UDP 在在传传送送数数据据之之前前不不需需要要先先建建立立连连接接。对对方方的的运运输输层层在在收收到到 UDP UDP 报报文文后后，不不需需要要给给出出任任何何确确认认。虽虽然然 UDP UDP 不不提提供供可可靠靠交交付付，但但在在某某些情况下些情况下 UDP UDP 是一种最有效的工作方式。是一种最有效的工作方式。TCP TCP 则则提提供供面面向向连连接接的的服服务务。TCP TCP 不不提提供供广广播播或或多多播播服服务务。由由于于 TCP TCP 要要提提供供可可靠靠的的、面面向向连连接接的的运运输输服服务务，因因此此不不可可避避免免地地增增加加了了许许多多的的开开销销。这这不
18、不仅仅使使协协议议数数据据单单元元的的首首部部增增大大很很多，还要占用许多的处理机资源多，还要占用许多的处理机资源。202.2.端口的概念端口的概念端口就是传输层服务访问点端口就是传输层服务访问点 TSAPTSAP。端口的作用就是让应用层的各种应用进程都能将端口的作用就是让应用层的各种应用进程都能将其数据通过端口向下交付给运输层，以及让传输其数据通过端口向下交付给运输层，以及让传输层知道应当将其报文段中的数据向上通过端口交层知道应当将其报文段中的数据向上通过端口交付给应用层相应的进程。付给应用层相应的进程。从这个意义上讲，端口是用来标志应用层的进程。从这个意义上讲，端口是用来标志应用层的进程。
19、21端口在进程之间的通信中所起的作用端口在进程之间的通信中所起的作用 应应用用层层传传输输层层网网络络层层TCP 报文段报文段UDP用户数据报用户数据报应用进程应用进程TCP 复用复用 IP 复用复用UDP 复用复用 TCP 报文段报文段UDP用户数据报用户数据报 应用进程应用进程端口端口端口端口TCP 分用分用UDP 分用分用IP 分用分用发送方发送方接收方接收方22端口端口 端口用一个端口用一个 16 bit 16 bit 端口号进行标志。端口号进行标志。端端口口号号只只具具有有本本地地意意义义，即即端端口口号号只只是是为为了了标标志志本本计计算算机机应应用用层层中中的的各各进进程程。在在
20、因因特特网网中中不不同同计计算机的相同端口号是没有联系的。算机的相同端口号是没有联系的。23两类端口两类端口 一类是熟知端口，其数值一般为一类是熟知端口，其数值一般为 0 010231023。当。当一种新的应用程序出现时，必须为它指派一个一种新的应用程序出现时，必须为它指派一个熟知端口。熟知端口。另一类则是一般端口，用来随时分配给请求通另一类则是一般端口，用来随时分配给请求通信的客户进程。信的客户进程。24插口插口(socket)(socket)TCP TCP 使使用用“连连接接”(而而不不仅仅仅仅是是“端端口口”)作作为为最最基基本本的的抽抽象象，同同时时将将 TCP TCP 连连接接的的端
21、端点点称称为为插插口口(socket)(socket)，或套接字、套接口。，或套接字、套接口。插口和端口、插口和端口、IP IP 地址的关系是：地址的关系是：IP 地址地址131.6.23.13 端口号端口号1500 131.6.23.13,1500插口插口(socket)25端口是用报文队列来实现端口是用报文队列来实现 UDP 端口端口 51000UDP 端口端口 69 出队列出队列入队列入队列出队列出队列入队列入队列TFTP 服务器服务器TFTP 客户客户UDP 用户数据报用户数据报应应用用层层传传输输层层26UDP UDP 用户数据报的首部格式用户数据报的首部格式 伪首部伪首部源端口源端
22、口目的端口目的端口长长 度度检验和检验和数数 据据首首 部部UDP长度长度源源 IP 地址地址目的目的 IP 地址地址017IP 数据报数据报字节字节44112122222字节字节发送在前发送在前数数 据据首首 部部UDP 用户数据报用户数据报273.3.传输控制协议传输控制协议 TCPTCP 端口端口发送发送 TCP 报文段报文段TCPTCP接收缓存接收缓存发送缓存发送缓存报文段报文段报文段报文段报文段报文段端口端口发送端发送端接收端接收端向发送缓存向发送缓存写入数据块写入数据块从接收缓存从接收缓存读取数据块读取数据块应用进程应用进程应用进程应用进程 28TCP首部首部20 字节的字节的固定
23、首部固定首部目目 的的 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FIN32 bitSYNRSTPSHACKURG比特比特 0 8 16 24 31填填 充充TCP 数据部分数据部分TCP 首部首部TCP 报文段报文段IP 数据部分数据部分IP 首部首部发送在前发送在前29TCP TCP 的传输连接管理的传输连接管理传传输连接就有三个阶段，即：连接建立、数据输连接就有三个阶段，即：连接建立、数据传送和连接释放。传送和连接释放。传传输连接的管理就是使输连接的管理就是使传传
24、输输连接的建立和释放都能正常地进行。连接的建立和释放都能正常地进行。连接建立过程中要解决以下三个问题：连接建立过程中要解决以下三个问题：要使每一方能够确知对方的存在。要使每一方能够确知对方的存在。要允许双方协商一些参数（如最大报文段长要允许双方协商一些参数（如最大报文段长度，最大窗口大小，服务质量等）。度，最大窗口大小，服务质量等）。能够对传输实体资源（如缓存大小，连接表能够对传输实体资源（如缓存大小，连接表中的项目等）进行分配。中的项目等）进行分配。30用三次握手建立用三次握手建立 TCP TCP 连接连接主机 A主机 BSYN,SEQ=xSYN,ACK,SEQ=y,ACK=x 1ACK,S
25、EQ=x+1,ACK=y 131连接释放连接释放主机主机 A主机主机 BFIN,SEQ=xACK,SEQ=y,ACK=x 132 4.RTP 4.RTP协议协议 Real Time Transport Protocol RTP为数据提供了具有实时特征的端对端传送服为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。或模拟数据。RTP 本身并没有提供按时发送机制或其它服务本身并没有提供按时发送机制或其它服务质量（质量（QoS）保证，它依赖于低层服务去实现这一过）保证，它依赖于低层服务去实现这一过程。程。RTP
26、实行有序传送，实行有序传送，RTP 中的序列号允许接收中的序列号允许接收方重组发送方的包序列，同时序列号也能用于决定方重组发送方的包序列，同时序列号也能用于决定适当的包位置，例如：在视频解码中，就不需要顺适当的包位置，例如：在视频解码中，就不需要顺序解码。序解码。RTP通常使用通常使用UDP来传送数据，但来传送数据，但RTP也可以在也可以在TCP或或ATM等其他协议之上工作。等其他协议之上工作。33 RTPRTP协议协议 Real Time Transport Protocol RTPRTP报文格式报文格式34 V:version RTPV:version RTP协议的版本号协议的版本号,占占
27、2 2位。位。P:P:padding padding 填填充充标标志志,占占1 1位位,如如果果P=1,P=1,则则在在该该报报文文的的尾尾部部将将填填充充一一个个或或多多个个额额外外的的八八位位组组,它它们们不不是是有有效效载荷的一部分。载荷的一部分。X:X:extension extension headerheader扩扩展展标标志志,占占1 1位位,如如果果X=1,X=1,则则在在RTPRTP报头后跟有一个扩展报头。报头后跟有一个扩展报头。V V P P X X CCCCM MPTPT序列号序列号时戳时戳 同步信源同步信源(SSRC)(SSRC)标识符标识符 特约信源特约信源(CSRC
28、)(CSRC)标识符标识符 35CC:CC:CSRC(CSRC(特特约约信信源源)计计数数器器,占占4 4位位,指指示示CSRC CSRC 标标识识符符的个数。的个数。M:M:Marker Marker bit bit 标标记记,占占1 1位位,不不同同的的有有效效载载荷荷有有不不同同的的含含义义,对对于于视视频频,标标记记一一帧帧的的结结束束;对对于于音音频频,标标记记会话的开始。会话的开始。PT:PT:Payload Payload type type 有有效效载载荷荷类类型型,占占7 7位位,用用于于说说明明RTPRTP报文中有效载荷的类型报文中有效载荷的类型,如如GSMGSM音频、音频
29、、JPEMJPEM图像等。图像等。V V P P X X CCCCM MPTPT序列号序列号时戳时戳 同步信源同步信源(SSRC)(SSRC)标识符标识符 特约信源特约信源(CSRC)(CSRC)标识符标识符 36 序列号序列号:占占1616位位,用于标识发送者发送的用于标识发送者发送的RTPRTP报文报文的序列号的序列号,每发送一个报文每发送一个报文,序列号增序列号增1 1。接收者通过序。接收者通过序列号来检测报文丢失情况列号来检测报文丢失情况,重新排序报文重新排序报文,恢复数据。恢复数据。时戳时戳(Timestamp):(Timestamp):占占3232位。接收者使用时戳来计算位。接收者
30、使用时戳来计算延迟和延迟抖动延迟和延迟抖动,并进行同步控制。并进行同步控制。同步信源同步信源(SSRC)(SSRC)标识符标识符:占占3232位位,用于标识同步信用于标识同步信源。源。特约信源特约信源(CSRC)(CSRC)标识符：识别该数据包中的有效载标识符：识别该数据包中的有效载荷的贡献源。荷的贡献源。V V P P X X CCCCM MPTPT序列号序列号时戳时戳 同步信源同步信源(SSRC)(SSRC)标识符标识符 特约信源特约信源(CSRC)(CSRC)标识符标识符 375.RTCP RTP Control Protocol RTCPRTCP通通过过周周期期性性地地发发送送RTCP
31、RTCP报报文文实实施施协协议议控控制制功功能。能。RTCPRTCP报报文文是是一一种种短短报报文文,由由固固定定的的RTCPRTCP报报头头和和结结构化的元素两部分组成构化的元素两部分组成,其发送机制与其发送机制与RTPRTP报文相同。报文相同。主要是提供数据发布的质量反馈。主要是提供数据发布的质量反馈。38基于基于RTPRTP的传输控制机制的传输控制机制RTPRTP通过报头中的序号、时戳等字段通过报头中的序号、时戳等字段,以及以及RTCPRTCP报文可提供一种基于无连接传输协议的端报文可提供一种基于无连接传输协议的端到端控制机制：到端控制机制：序号字段可用于排序序号字段可用于排序RTPRT
32、P报文分组报文分组,以消除以消除重复分组重复分组,保持视频或音频流内同步和连续地保持视频或音频流内同步和连续地播放。播放。时戳字段可作为流间同步标识时戳字段可作为流间同步标识,以保持视以保持视频和音频流间同步和连续地播放。频和音频流间同步和连续地播放。RTCPRTCP报文提供一种基于接收者反馈的网络报文提供一种基于接收者反馈的网络传输传输QoSQoS监测机制监测机制,发送者可利用这种机制实发送者可利用这种机制实施端到端的强制性同步控制施端到端的强制性同步控制,以改善当前网络以改善当前网络传输的传输的QoSQoS。393.3 3.3 流媒体实现原理流媒体实现原理40流媒体实现原理流媒体实现原理
33、首首先先通通过过采采用用高高效效的的压压缩缩算算法法，让让原原有有的的庞庞大大的的多多媒媒体体数数据据适适合合流流式式传传输输，然然后后通通过过架架设设流流媒媒体体服服务务器器，修修改改MIMEMIME标标识识,通通过过各各种种实实时时协协议议传传输输流流数据。数据。MicrosoftMicrosoft、RealNetworksRealNetworks、Apple Apple ComputerComputer以以及及其其他他各各方方均均提提供供关关于于编编码码、流流式式传传送送以以及及客客户户观观看看等等方方面面的的、享享有有专专用用权权的的方方案案。常常规规视视频频编编码码速速度度的的范范围
34、围从从20 20 kb/skb/s到到目目前前的的300 300 kb/skb/s，并并且且有有望望达达到到1 1 Mb/sMb/s及及以上的速度。以上的速度。41识别流媒体类型的途径识别流媒体类型的途径 MIME MIMEWeb服务器和Web浏览器可通过MIME来识别流媒体并对其进行相应的处理。MIME是Multipurpose Internet Mail Extensions（通用因特网邮件扩展）的缩略词。它不仅用于电子邮件，还能用来标记在Internet上传输的任何文件类型。42MIME 和 SMTP 的关系用户用户MIMESMTPSMTP7 位位 ASCII 码码7 位位 ASCII
35、码码MIME非非 ASCII 码码非非 ASCII 码码用户用户7 位位 ASCII 码码433.4 3.4 流媒体播放方式流媒体播放方式 1.1.单播单播 UnicastUnicast在客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道，从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机，这种传送方式称为单播。每个用户必须分别对媒体服务器发送单独的查询，而媒体服务器必须向每个用户发送所申请的数据包拷贝。这种巨大冗余会造成服务器的负担沉重，响应的时间过长，甚至停止播放；管理人员为保证一定的服务质量，必须配置合适的硬件和带宽。442.2.组播组播MulticastMulticast IP组播技术构建
36、一种具有组播能力的网络，允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。采用组播方式，单台服务器能够对几十万台客户机同时发送连续数据流而无延时。媒体服务器只需要发送一个信息包，而不是多个，所有发出请求的客户端共享同一信息包。信息可以发送到任意地址的客户机上，减少网络上传输信息包的总量。网络利用效率大大提高，成本大为下降。453.3.点播与广播点播与广播点播连接是客户端与服务器之间的主动连接。在点播连接中，用户通过选择内容项目来初始化客户端连接。用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流。点播连接提供了对流的最大控制，但这种方式由于每个客户端都各自连接服务器，因而会迅速用完网络带宽。广播指的是用户被动接收流
37、。在广播过程中，客户端接收流，但不能控制流。例如，用户不能暂停、快进或后退流。广播方式中数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户。463.5 3.5 流媒体文件格式流媒体文件格式为了减小用户的播放延时和存储空间，实现边下载边播放，并保证一定的播放质量，就需要对压缩文件进行特殊的处理，添加一些附属信息，如计时、压缩和版权信息，这就是流式文件格式。471.RealMediaRealMedia是目前Internet上最流行的跨平台的客户/服务器结构多媒体应用规范，它采用音频/视频流和同步回放技术实现了网上全带宽的多媒体回放。在RealMedia规范中主要包括三类文件：RealAudio（用以传输
38、接近CD音质的音频数据）、RealVideo（用来传输连续视频数据）和RealFlash（RealNetworks公司与Macromedia公司合作推出的高压缩比动画格式）。而RealPlayer就是在网上收听收看这些实时音频、视频和Flash的最佳工具之一。只要用户的线路允许，使用RealPlayer可以不必下载音频/视频内容就能实现网络在线播放，上网查找和收听、收看各种广播、电视。482.ASFASF（Advanced Streaming Format）文件是Microsoft为了和现在的RealPlayer竞争而发展起来的一种可以直接在网上观看视频节目的文件压缩格式。由于它是用MPEG-
39、4的压缩算法，所以它的压缩质量如果不考虑文件大小的话，完全可以和VCD媲美，比同是视频格式的*.rm好很多。关于这种格式，Microsoft有明确说明：“ASF是一种支持在各类网络和协议下进行数据传递的公开标准。ASF用于排列、组织、同步多媒体数据以通过网络传输。ASF是一种数据格式，然而，它也可用于指定实况演示的格式。493.MOVQuickTime是Apple计算机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，具有先进的视频和音频功能，被包括Apple Mac OS、Microsoft Windows在内的所有主流操作平台支持。QuickTime制定了其称作QuickTime
40、Movie的多媒体文件格式。此文件格式是极具弹性的存储格式。虽然，QuickTime并没强制要求用户将媒体资料存成 QuickTime Movie文件，但大部分的用户会发现，QuickTime Movie档案格式是一种方便而强大的多媒体文件格式，它要比微软早期推出的AVI文件格式强。504.SWFSWF（Shock Wave Flash）是 Micromedia公司推出的一种动画格式，它采用矢量图形方法存储动画，使得生成的文件很小，但质量却丝毫不变，已播放的质量不随画面的放大而变差（这是一般VCD的缺点），因而得到了广泛应用。如今它与Real Network公司进行合作，一同推进流媒体的服务。
41、Flash的一个最大的优点是制作简单，发布方便。513.6 3.6 流媒体系统的构成流媒体系统的构成521 媒体内容制作媒体内容制作模块可进行Stream的制作与生成。它包括了从独立的视频、声音、图片、文字组合到制作丰富的流媒体的一系列的工具，这些工具产生的Stream文件可以存储为固定的格式，供发布服务器使用。它还可以利用视频采集设备，实时向媒体服务器提供各种视频流，提供实时的多媒体信息的发布服务。532 媒体内容管理媒体内容管理包括流媒体文件的存储、查询及节目管理、创建和发布。节目不多时可使用文件系统，当节目量大时，就必须使用数据库管理系统。543 用户管理用户管理主要进行用户的登记、授权
42、、计费和认证。对商业应用来说，用户管理功能至关重要。包括订金、VOD、出租、所有权、BtoB的多级内容分发版权管理领域等，是运营商保护内容和依靠内容赢利的关键技术保障。554 视频服务器视频服务器是网络视频的核心，直接决定着流媒体系统的总体性能。为了能同时响应多个用户的服务要求，视频服务器一般采用时间片调度算法。视频服务器为了能够适应实时、连续稳定的视频流，其存储量要大，数据率要高，并应具备接纳控制、请求处理、数据检索、按流传送等多种功能，以确保用户请求在系统资源下的有效服务。存储设备多采用SCSI接口，以确保高速、并行、多重I/O总线的能力。565.客户端系统流媒体客户端系统支持实时音频和视频直播和点播，可以嵌入到流行的浏览器中，可播放多种流行的媒体格式，支持流媒体中的多种媒体形式，如文本、图片、Web页面、音频和视频等集成表现形式。在带宽充裕时，流式媒体播放器可以自动侦测视频服务器的连接状态，选用更适合的视频，以获得更好的效果。目前应用最多的播放器有RealNetworks公司的RealPlayer、Microsoft公司的Media Player和Apple公司的QuickTime三种产品。57