搜索
流媒体应用基础知识培训讲义2009年1月培训专题（一）：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（LiveInteractiveApplications）：IP电话、实时电视会议、远程医疗等。•非实时交互应用（InteractiveApplications）：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-InteractiveApplications）：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。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（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•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；•软件：①播放器，②浏览器/Web服务器，③流媒体服务器，④编码压缩工具局域网Web服务器流媒体服务器互联网/专网/局域网客户端服务端节目源与编码器主要的流媒体软件厂商厂商媒体服务器编码器播放器RealNetworksHelixServerHelixProducerRealOnePlayerMicrosoftWindowsMediaServerWindowsEncoderWindowsMediaPlayerApple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.aviReal格式文件.ra文件.rm文件.rmvbQuickTime格式文件.mov文件.qtMpeg格式文件.mpeg文件.mpg文件.datOthers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1.5M2M6M1M流媒体制作播放流程（1）互联网VideoAudio视频采集卡（Osprey500）WindowsMediaEncoderWindowsMediaServerWMV视频采集压缩编码存储发布WindowsMediaPlayerMMS解码播放视频采集卡（Osprey500）HelixProducerHelixServerRMVBRealOnePlayerRTSP1234流文件格式流传输协议WindowsMediaPlayer解码播放RealOnePlayer4WindowsMediaServer发布HelixServer3MMSRTSP防火墙FTP内网外网局域网Web浏览器播放器Web服务器流媒体服务器互联网/专网/局域网S-1.1检索音视频文件，认证请求...【HTTP/TCP】S-1.2返回音视频数据信息/服务器地址信息...【HTTP/TCP】S-2启动并初始化播放器S-4传输音视频数据信息【RTP/UDP】定位S-3传送播放、快进、快退、暂停等控制信息【RTSP/UDP】S-5流文件播放客户端服务端节目源与编码器流媒体制作播放流程（2）12345基于RTSP的视频点播原理HTTP（TCP）RTSP（UDP）ServerClientNetwork流媒体服务器的通信原理图浏览器WebBrowser媒体播放器MediaPlayer服务器WebServer流媒体服务器StreamServerVideo-DataAudio-Data信息检索参数返回建立播放暂停释放文件流化读取文件块帧帧帧存储服务器解码播放会会会会会会会会RTP（UDP）音频流视频流会会会统计信息RTCP（UDP）关键指标：1）网口带宽；2）硬盘速度；3）内存大小；基于文件方式的视频点播原理HTTP（TCP）HTTP（UDP）HTTP（UDP）ServerClientNetwork基于文件方式的点播原理图浏览器WebBrowser媒体播放器MediaPlayer服务器WebServer文件服务器FileServer文件块传输信息检索参数返回建立播放文件块暂停释放统计信息读取文件块存储服务器解码播放会会会会会会会会帧帧帧关键指标：1）网口带宽；2）硬盘速度；3）内存大小；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读视频文件块，按块转发给Player读视频文件块，解析为视频帧(流化)，按帧转发给Player播放器Player接收文件块—》帧解析—》解码播放接收视频帧—》解码播放视频流传输协议HTTPRTSP服务器硬盘IO压力很大很小并发承载能力很低很高播放效果若文件块丢失，或网络带宽不稳定，会严重影响图像播放质量若视频帧丢失，会产生跳帧，对图像播放质量影响较小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，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。•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。•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。•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•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；丰富的流媒体应用形态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－新华社编号名称基本参数1WEB服务器2管理服务器3数据库服务器4流媒体服务器5采编机6存储设备根据节目量计算（如下）7网络带宽根据并发量计算（如下）码流（kbps）分钟片长换算B换算MB换算GB数量存储需求并发带宽需求400*60*100/8/1000/1000*5000=1500（GB）1000400Mbps=1.5（TB）0.4Gbps流媒体方案典型配置（硬件）流媒体方案典型配置（系统软件）名称配置采编工作站操作系统【或视频编码器】WindowsXP【或Linux嵌入式操作系统】流媒体服务器软件微软MediaServer：Windows2003EnterpriseServer（WMS）RealHelixServer：LinuxRH9+HelixServer【或其它】：应用服务器软件大并发应用：Websphere小并发应用：Tomcat数据库服务器软件大并发应用：Oracle小并发应用：MySQL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OSI模型应用层Applications应用层Application表示层Presentation会话层Session传输层Transport网络层Network数据链路层DataLink物理层Physical传输层Transport互联网层InternetProtocol网络接口层NetworkInterface硬件层HardwareHardwareEthernetToken-RingPPPOthersIP/ICMPTCPUDPTIMEDNSSNMPTFTPTelnetFTPHTTPSMTP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，实现可靠传输主机之间的路径选择及IP寻址提供数据在物理链路的传输、物理寻址、网络拓扑该层是物理连接、数据传输，根据发的方向把数据傻瓜式的传输流媒体协议－协议架构TCP/IP协议体系流媒体应用系统（StreamingApplications）应用层Applications传输层Transport互联网层InternetProtocol网络接口层NetworkInterface硬件层HardwareApplicat