流媒体服务器的配置与应用

★学习目标★了解流媒体的概念掌握视频点播系统的安装、配置和使用方法掌握实况转播系统的安装、配置和使用方法了解WindowsMediaServices编码器的使用方法第8讲流媒体服务器的配置与应用重点难点掌握视频点播系统的安装、配置和使用方法掌握实况转播系统的安装、配置和使用方法了解WindowsMediaServices编码器的使用方法流媒体技术是一种对多媒体信息的进行“流”化处理、传输和应用的综合技术，使音频、视频等对实时性要求较高的多媒体文件可以在Internet或Intranet中在下载的同时进行播放，而不需要进行漫长的下载等待，也不需要占用大量的硬盘空间。目前主流的流媒体系统主要有Apple（苹果）公司的Quicktime系统、RealNetworks公司的Real系统和微软公司的WindowsMediaServices系统，其中由于WindowsMediaServices是一款全免费的产品，而且与Windows操作系统有机结合，同时安装和配置比较方便，应用最为广泛。本讲将以WindowsServer2003操作系统中的“WindowsMediaServices”组件为例，介绍流媒体服务器的安装、配置和使用方法。同时，介绍不同格式视音频文件夹转换方法WindowsMediaServices是微软公司从Windows2000Server开始推出的一套视频点播、视频广播系统，在WindowsServer2003中，微软公司对WindowsMediaServer的功能进行了扩展。为了更好地应用WindowsMedia流媒体系统，下面以WindowsMediaServices系统为主介绍一些有关流媒体的术语。8.1流媒体服务基础知识8.1.1流媒体的播放方式WindowsMediaServices等流媒体系统一般都支持以下几种播放方式。1．单播单播指客户端与服务器之间的点到点连接，即每个客户端都从服务器接收远程流且仅当客户端发出请求时才发送单播流。单播也称为定向通信，这是因为数据被定向到网络上的特定客户端。2．多播多播也称为组播，是一种在网络上传输数据的方法，这种方法允许一组客户端接收相同的数据流。该方法可将向一组网络客户端传输数据所需的带宽降至最低。多播传输要求网络上的路由器和交换机必须启用多播功能，即这些网络设备必须能够传输D类Internet协议（IP)地址并可解释多播信息数据包。3．点播点播是传递内容的一种方法，该方法只有在客户端向服务器发出请求时，才通过单播方式来播放相应内容。每个请求流的客户端通常都可完全控制流，可以快进、倒回、暂停和重新启动内容等操作。这是因为点播发布点为请求内容的每个客户端提供了一个唯一的数据路径。4．广播广播指的是用户被动接收数据流。在广播过程中，客户端接收数据流，但不能控制数据流，用户不能进行暂停、快进或后退等操作。5.循环播放循环播放是指从服务器上的发布点连续重复内容流。6．无序播放和流式播放无序播放是数据流的一种播放方式，它将目录或播放列表文件引用的内容随机化，之后再从发布点进行流式播放。无序播放内容时，将以随机顺序对播放列表或目录中的每一项进行播放。无序播放可与循环播放一起使用，以提供连续随机播放功能。在WindowsMediaServices中必须为服务器启用WMS播放列表转换插件才能对播放列表或目录中的内容进行无序播放。具体可通过WMS播放列表转换插件的属性页关闭和打开无序播放。流式播放是一种以数据包形式传输数字媒体的方法，这种方法在接收的同时显示内容，从而可以连续地播放数据，而不必等待在下载完整个文件后再进行播放8.1.2流媒体的分发方式分发指从一台计算机向另一台计算机传输内容的过程。使用WindowsMediaServices时可采用下列3种分发类型。1．服务器到服务器的分发当服务器上的发布点充当另一台WindowsMedia服务器上的发布点的内容源时，所进行的操作便是服务器到服务器的分发方式，系统中的最后一个发布点将内容传输给发出请求的播放机（客户端播放程序）。2．推分发当编码器主动发起广播时进行的是推分发。此后编码器通过WindowsMedia服务器上的发布点将内容传输给发出请求的播放机。推分发对应的数据传递方式为推传递。推传递是从WindowsMedia编码器向WindowsMedia服务器传输内容的一种方法。推传递用于指明流的传输是由编码器启动和管理的。3．拉分发当服务器主动与编码器连接以接收内容流时进行的是拉分发。此后，服务器将内容分发给发出请求的播放机。拉分发对应的数据传递方式为拉传递。拉传递是从流来源（如WindowsMedia编码器或另一个WindowsMedia服务器）向发出请求的WindowsMedia服务器传输内容的一种方式。拉传递用于指明流的传输是由请求服务器发起和管理的。8.1.3恒定比特率和可变比特率视频编码视频编码方式就是指通过特定的压缩技术，将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。WindowsMediaService同时支持恒定比特率（CBR）编码和可变比特率（VBR）编码2种视频编码技术。1．CBR编码WindowsMediaServices默认使用恒定比特率（CBR）编码。在流式播放方案中使用CBR编码最为有效。使用CBR编码时，比特率在流的进行过程中基本保持恒定并且接近目标比特率，始终处于由缓冲区大小确定的时间窗内。CBR编码的缺点在于编码内容的质量不稳定。因为内容的某些片段要比其他片段更难压缩，所以CBR流的某些部分质量就比其他部分差。此外，CBR编码会导致相邻流的质量不同。通常在较低比特率下，质量的变化会更加明显。进行CBR编码时，可以使用一次通过编码或两次通过编码方式。其中一种编码方式是指分析与压缩在内容通过编码器时一次完成，而或两次通过编码是指内容第一次通过编码器时先进行分析，然后在第二次通过时进行压缩。2．VBR编码WindowsMediaServices也使用可变比特率（VBR）编码。当计划提供内容供用户下载、将内容在本地播放或者在读取速度有限的设备（如CD或DVD播放机）上播放时，可采用VBR编码。当编码内容中混有简单数据和复杂数据（例如，在快动作和慢动作间切换的视频）时，VBR编码是很有优势的。使用VBR编码时，系统将自动为内容的简单部分分配较少的比特，从而留出足量的比特用于生成高质量的复杂部分。这意味着复杂性恒定的内容（例如新闻播音）不会受益于VBR编码。对混合内容使用VBR编码时，在文件大小相同的条件下，VBR编码的输出结果要比CBR编码的输出结果质量好得多。在某些情况下，与CBR编码文件质量相同的VBR编码文件，其大小可能只有前者的一半。VBR编码选项有三种：基于质量的VBR（一次通过）、基于比特率的VBR（两次通过）和基于峰值比特率的VBR（两次通过）。并非所有的编解码器都支持两次通过CBR编码或VBR编码。8.2.1WindowsMediaServices流媒体应用中的一些概念1．公告文件公告文件是一种WindowsMedia元文件，其扩展名是.asx，用于将客户端重定向到WindowsMedia服务器上的内容。公告文件可以从网站分发到客户端或者在网络驱动器上共享。默认情况下，公告文件与WindowsMediaPlayer相关联。在WindowsMediaServices管理单元中，可使用单播公告向导创建公告文件。如果使用多播传输，则可在使用多播公告向导创建多播信息文件时创建公告文件。2．内容内容是一个通用术语，指的是数字媒体文件或流中包含的音频、视频和图像、文本或其他信息。可将内容作为发布点的源，并通过WindowsMediaServices在网络上以流格式进行传输。8.2WindowsMediaServices的系统组成3．编码器编码器是指一台计算机，它使用软件（如WindowsMedia编码器）将压缩/解压缩（codec）算法和流格式应用到采用模拟或数字音频和视频格式的内容上，然后将内容重新生成为数字文件或流。该过程称为编码。对内容进行编码后，即可通过WindowsMediaServices进行分发。在大多数情况下，用于内容编码的软件安装在一台独立的计算机上，与WindowsMediaServices服务器分开。4．文件位置文件位置是向WindowsMediaServices标明指定文件的查找方式和位置。该位置可指定为明确的路径（如C:\WMPub\WMRoot\Filename.wma）、URL地址（如）或网络资源路径（如\\Servername\Foldername\Filename.wma）。5．插播广告插播式广告是插播在用户接收的内容中间的广告。包括“普通广告”和“包装广告”。默认情况下，对于“普通广告”，在一个播放列表中，必须播放，终端用户不能跳过。而“包装广告”，在每一个播放列表中或每次点播中必须播放，终端用户可以跳过。6．插件WindowsMediaServices使用插件来启用不同的功能。通过管理界面中的“属性”标签项可管理插件和服务器的其他可配置属性。可使用从其他软件供应商处购买的插件以及利用WindowsMediaServices软件开发工具包（SDK）创建的自定义插件来扩展WindowsMediaServices的功能。7.端口端口确定一个唯一的进程，服务器可通过它提供服务，客户端可通过它访问服务。WindowsMediaServices使用传输控制协议（TCP）端口与用户数据报协议（UDP）端口来传输内容。WindowsMediaServices默认使用TCP和UDP的1755端口。8．发布点发布点是向用户分发内容的途径。内容可通过创建将客户端重定向到发布点的公告文件来发布，也可通过分发指向发布点的URL来发布。发布点相当于文件服务器中的“共享名”。在“发布点”中保存用于点播、广播的视频（音频）文件.8.2.2WindowsMediaServices的功能特点WindowsMediaServices是一款基于Windows服务器平台的、通过Internet或Intranet向客户端传输音频和视频内容的应用软件。其中，客户端可以直接是使用播放软件（例如WindowsMediaPlayer）来播放流媒体信息的计算机或PDA等数字设备，也可以是用于代理、缓存或重新分发流媒体信息的WindowsMedia服务器。基于WindowsServer2003操作系统的WindowsMediaServices流媒体服务器，可以给客户端提供实时流传输（实况转播）和顺序流转输（在线点播）2种类型。其中，在传输实况内容时，流媒体服务器需要提供广播实况流的编码软件（如WindowsMedia编码器），当传输的是流媒体格式的文件时，只需要将这些文件在流媒体服务器上进行发布，数据流采用在文件中的先后顺序进行转输。WindowsMedia文件是一个包含以WindowsMedia格式存储的音频、视频或脚本数据的文件。根据其内容和用途，WindowsMedia文件使用各种文件扩展名，如：.wma、.wme、.wms、.wmv、.wmx、.wmz或.wvx。8.2.3WindowsMediaServices的系统架构基于WindowsMedia技术的流媒体系统一般都包括运行编码器（如WindowsMedia编码器）的计算机、运行WindowsMediaServices的服务器和大量运行播放软件（如WindowsMediaPlayer）的客户计算机。基于WindowsMediaServices的视频点播系统的工作流程如图1所示。图1视频点播的工作流程WindowsMedia服务器可从多种不同的流媒体数据源接收内容。预先录制的内容可以存储在本地服务器上，也可以存放在网络中的其他服务器。实况转播则可以使用数字录制设备记录下来，经编码器处理后发送到WindowsMedia服务器进行广播。WindowsMediaServices