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1、流媒体在局域网中的应用流媒体在局域网中的应用湖南广播影视集团信息管理中唐彭卉提要：文章通过实例阐述了基于局域网基础的流媒体应用技术介绍了流媒体的概念、建设流媒体 系统的设计依据、实现的硬件及软件类型和相关的技术手段关键词：流媒体R e a l M e d i aW i n d o w s M e d i a 光纤通道R A I DJ S P J A V A1 前言随着广电事业信息化建设的推进，湖南广电集团近年来已经建立了较为完备的计算机网络平台，利用以太网组网技术实现了“千兆骨干。百兆到桌面”的接入，为整个广电集团各个部门提供了办公自动化、I n t e r n e t 接入、中心资料数据库、
2、内部1 r E B B B S 、网络病毒防护等服务，集团的计算机网络应用在内部各单位迅速普及。结合行业特点及部门的需要，在已有的计算机网络基础上提供视音频服务成为了需要，因此集团信息中心着手建立了基于业界流媒体技术的视频直播、点播系统。2 系统构成流媒体直播、点播系统的构成是根据集团内部对视音频服务的需要设计的，因为需要对已经播出过的各个电视频道节目进行采录、存档、归类来方便以后通过计算机查阅，综合起来需要达到以下几条：( 1 ) 对湖南广电集团所属的七个频道的节目，选择其重点节目自动录制、存储并且记录在核心数据库中，供以后通过w e b 页面的形式随时查询，点播。( 2 ) 对集团的七个电
3、视频道，选择其中的三套节目，在内部局域网中实现视频直播，供实时审看。( 3 ) 需要保存节目总容量要求达到一个月的节目；对直播的节目要求可以达到1 0 0 个流的并发请求。( 4 ) 压缩以后的节目需要以较大码流录制( 至少大于5 0 0 k b p s ) ，并且视频效果要超过V C D ，接近D V D ( 要求至少大于3 2 0 X 2 4 0 的尺寸) 。根据以上的要求，结合集团已经拥有的网络条件、服务器条件，我们设计了如图1 的系统方案。2 0 0 3 4 第三届全围因特网与音视频广播发展研讨会3 3流媒体在局域网中的应用图I 系统结构示意图如图l 所示，在系统中，硬件部分的配置是：
4、用两台流媒体服务器分别作为视频点播服务器和视频直播的服务器，点播用的流媒体服务器同时也是整个系统的数据库服务器、存贮服务器并集成w e b服务。直播服务器使用已有的S u n 公司E n t e r p r i s e5 5 0 0 ，该服务器拥有双6 4 位U l t r a S P A R CC P U ，操作系统为6 4 位版本的S o l a r i s 憎，为达到i 0 0 个高码率的直播流提供了强大的处理能力。因点播服务器服务集成较多，因此需要比较高的硬件配置保证服务器处理性能，我们采用的是D e l l 的P o w e r E d g e 礓4 6 0 0 ，该服务器配置了双I
5、 n t e lX E O N 处理器支持超线程技术，结合W i n d o w s 2 0 0 0 操作系统以及D E L LP o w e r V a u l t 瑾系列磁盘柜可以实现我们所需的要求。四台双路采集、压缩工作站可完成八路音视频信号的定时采集、实时压缩、发布直播流到直播服务器、上传采集的文件到存贮服务器、向数据库发布记录的全部工作。采集工作站上使用的是W i n n o v 公司专业级V i d e u m l l 采集卡。两台视频服务器都配备双网卡，1 0 0 M 网卡作为采集服务器上传用，1 0 0 0 M 的光纤网卡作为视频点播、直播服务端口。避免出现瓶颈问题。核心交换设
6、备( 北电8 6 0 0 产品) 通过光纤端口连接两个服务器，确保1 0 0 0 M 的通道，而连接到各用户单位( 楼层) 的二级交换也是采用1 0 0 0 M 的光纤连接，保证到桌面I O O M的接入速率，最终用户因为带宽问题影响接收。3 流媒体点播、直播系统的关键技术3 1 流媒体格式的选择流媒体技术主要是指将连续的音视频信息经过数字化、压缩、编码处理后，通过一定的网络连接手段，可以让用户不要等待全部文件下载到本地而可以边下载，边收看的网络传输技术。缓冲在这种技术中具有非常大的作用，播放前对下载的数据进行一段时间的缓冲可以在下载速度达不到播放速度的情况下，维持播放的不间断。流媒体技术是当
7、前的热门，在这个领域上，竞争的公司主要有三个：M i c r o s o f t 、R e a l N e t w o r k s 、A p p l e ，而相应的产品就是：W i n d o w sM e d i a 、R e a lM e d i a 、Q u i c k T i m e 。而在实际使用中国内占领先的两种流媒体格式是前两中，两者的用户接近一比一。这两中格式各自在不断的研发中，实现的效果也在伯仲之间，暂时还无法分辨优劣。但是就服务端软件产品线的齐全，跨平台性，及对多种格式的支持来这几个方面来比较的话：R e a l M e d i a 在流媒体运用的整个过程中，从最开始的压缩
8、、剪接、网络传送、流媒体服务，到后端的下载、播放，在每一个环节都有相对应的产品，能提供专业使用者一次购足的全面解决方案( T o t a lS o l u t i o n ) ；就操作系统平台来说，3 4 第三届全田因特网与音视频广播发展研讨会2 0 0 3 4流媒体在局域网中的应用R e a l M e d i a 完全可以跑在W i n d o w s ，S o l a r i s ，L i n u x ，H PU n i x 等多个平台上，可以支持所有的主流平台；再就支持的视频格式来说，先前，R e a l M e d i a 除自己麟、l l A 格式外的，还支持Q u i c k T
9、 i m e 、F l a s h等格式，到了最近，R e a l N e t w o r k s 公司更是从战略上做出重大改变，宣布将推出可适用于任何格式、任何数字系统或设备创建的数字格式产品! 这一点可以从新近R e a l N e t w o r k s 公司推出的最新流媒体服务器软件H e l i xS e r v e r 和客户端R e a l O n eP l a y e rV 2 版本看出端倪，它已经开始支持D i v x ( 一种近期流行的M P E G 4 压缩算法) 。再来看看W i n d o w s M e d i a 产品，它主要只支持自己的A S F 格式，最近推出
10、了W i n d o w s M e d i a9 版本依然如故，它的流媒体服务端软件M e d i a S e r v e r 也只运行于W i n d o w s 系统，产品线虽然也齐备，但是功能都偏弱等，因此对于需要多种格式、多种平台的应用，R e a lM e d i a 的确是一种非常好的选择。就湖南广电集团的需要来说，由于服务器的多样性，为了跨平台统一服务格式，我们主要是选择R e a lM e d i a 作为流媒体直播、点播的主要基础。同时W i n d o w sM e d i a 由于其软件的免费发放，以及和W i n d o w s 操作系统的整合非常的好，实现的播放质量
11、居于技术领先的位置，我们考虑也在系统中也予以支持。同时支持两中主流格式，可以最大限度的保证我们的服务满足用户的不同需求。3 2 光纤通道( F i b e rC h a n n e l ) 和磁盘阵列( 队l D ) 技术因为湖南广电集团的流媒体系统主要服务于系统内部，通过局域网传输，可以利用的带宽基本可以达到桌面的共享1 0 0 M 接入，因此设计的流媒体直播、点播流大多在5 0 0 k b p s - - 1 M b p s 之间，而且同时需要支持的流设计是1 0 0 个并发，如果考虑到以后的发展和保存一个月的视音频资料硬性标准，不但需要海量存贮系统，更需要存储系统可以提供非常高速的数据吞
12、吐能力。为了达到这个需求，采用光纤通道技术( F i b e rC h a n n e lT e c h n o l o g y ) 产品成为了首选。光纤通道是利用专用设备进行数据高速传输的一种标准，它主要用于连接服务器的干线( b a c k b o n e s ) 以及把服务器连接到存储设备上。光纤通道技术运行的速度一般在1 0 6 G b p s ，很明显比现有的太网或6 2 2 M b p s 的A T M 网络快得多，因此光纤通道正在快速的替代S C S I ，成为存储设备( 诸如R A I D 阵列和带库备份设备) 所采用的技术。另外我们再来谈谈R A I D ( R e d u
13、n d a n tA r r a yo fI n d e p e n d e n tD i s k s ) ，R A I D 是服务器上面很常见的一种技术手段，它是通过磁盘阵列与数据条块化的方法相结合，提高数据可用率的一种结构技术。通过R A I D 技术来实现对数据的保护，存储容量的扩展和系统I O 性能的提升等。在R A I D 实现的几种方式( R A I D O ，R A I D I ，R A I D 5 ，R A I D 5 0 等) 中，R A I D 5 是利用最广泛的一种方式，在R A I D 5 上，读写指针可同时对阵列设备进行操作，提供了更高的数据流量。根据上述的技术特点，
14、我们选择的存储设备产品是D e l l 公司的P o w e r V a u l t 系列产品中的P o w e rV a u l t6 6 0 F + 2 2 0 F 主、从磁盘柜设备。它是一套完整的、集成的、可靠的光纤通道R A I D 系统，。资料显示它可以提供达1 6 5 船秒和1 5 0 0 0 次I O 请求秒的传输速率。配备这样的储存系统是整个流媒体播出系统的关键之一。3 3 基于J A V A 、J S P 跨平台的应用软件在流媒体的直播、点播系统中，应用软件是不可或缺的部分，设计一套可以实现所有需求的应用软件系统，对于整个流媒体系统是至关重要的。由于湖南广电集团的服务器平台的
15、多样性( W i n d o w s系统和S o l a r i s 系统并存) ，采用J A V A 和l s P 来开发应用软件和动态W E B 页面成为首要的选择。众所周知，用J A V A J S P 开发的应用是跨平台的，它不仅可以运行在W i n 2 0 0 0 的环境中，更可以在S o l a r i S下运行。这得益于J A v A J S P 在执行以前先被编译成字节码( b y t ec o d e ) ，因为J A V A 字节码都是标准的与平台无关的，所以从一个平台移植到另外一个平台，甚至不用重新编译! 拿J S P 来说，编译成字节码由J a v a 虚拟机( J a
16、 v aV i r t u a lM a c h i n e ) 解释执行，比源码( 如a s p 、p h p ) 解释运行的效率高；服务器上还有字节码的C a c h e 机制，能提高字节码的访问效率。第一次调用J S P 网页可能稍慢，因为它需要被编译，以后就快得多了同时，J S P 源程序不大可能被下载。特别是J a v a B e a n s 程序完全可以放到不对外的目录中。J S P 支持的J a v a B e a n s 无论从开发到使用都比W i n d o w s 下面的A S P + C O M 组件要2 0 0 3 4 第三届全圉因特网与音视频广播发展研讨会3 5流媒体在局域网中的应用来得简单，况且要在非W i n d o w s 系统下面运行C O M 组建几乎不可能。因此，采用J A v A J S P 来编写应用 系统软件是正确的图2 可以充分的说明j s p j a v a 技术在跨平台的本应用中的优秀之处。图2 通过j a v a 程序运行的内容图2 中W i n d o w s 系统的D e l l 服务
