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发信人: god (Watch your back), 信区: Multimedia
标 题: 流媒体技术
发信站: 荔园晨风BBS站 (Fri Sep 20 09:48:35 2002), 站内信件
一、流式传输的基础
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
体实现的关键技术就是流式传输。
流式传输定义很广泛，现在主要指通过网络传送媒体（如视频、音频）的技术
总称。其特定含义为通过Internet 将影视节目传送到PC机。实现流式传输有两种
方法：实时流式传输（Realtime streaming）和顺序流式传输（progressive
streaming）。一般说来，如视频为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应
用如RTSP的实时协议，即为实时流式传输。如使用HTTP服务器，文件即通过顺序流
发送。采用那种传输方法依赖你的需求。当然，流式文件也支持在播放前完全下载
到硬盘。
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再线媒体，在给定时
刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分，顺序流式传
输不象实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。由于标准的HTTP服务
器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作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，由于该文件在播放
前观看的部分是无损下载的，这种方法保证电影播放的最终质量。这意味着用户在
观看前，必须经历延迟，对较慢的连接尤其如此。
对通过调制解调器发布短片段，顺序流式传输显得很实用，它允许用比调制解
调器更高的数据速率创建视频片段。尽管有延迟，毕竟可让你发布较高质量的视频
片段。
顺序流式文件是放在标准HTTP 或 FTP服务器上，易于管理，基本上与防火墙
无关。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频，如：讲座、演说与演
示。它也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术。
实时流式传输
实时流式传输指保证媒体信号带宽与网络连接配匹，使媒体可被实时观看到。
实时流与HTTP流式传输不同，他需要专用的流媒体服务器与传输协议。
实时流式传输总是实时传送，特别适合现场事件，也支持随机访问，用户可快
进或后退以观看前面或后面的内容。理论上，实时流一经播放就可不停止，但实际
上，可能发生周期暂停。
实时流式传输必须配匹连接带宽，这意味着在以调制解调器速度连接时图象质
量较差。而且，由于出错丢失的信息被忽略掉，网络拥挤或出现问题时，视频质量
很差。如欲保证视频质量，顺序流式传输也许更好。实时流式传输需要特定服务器
，如QuickTime Streaming Server、RealServer与Windows Media Server。这些服
务器允许你对媒体发送进行更多级别的控制，因而系统设置、管理比标准HTTP服务
器更复杂。实时流式传输还需要特殊网络协议，如：RTSP (Realtime Streaming
Protocol)或MMS (Microsoft Media Server)。这些协议在有防火墙时有时会出现
问题，导致用户不能看到一些地点的实时内容。
二、 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
息中检索出来；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，其基本原理如图3.1所示。
三、智能流技术（SureStream）
今天，28.8Kbps调制解调器是Internet连接的基本速率，cable modem、
ADSL、DSS、ISDN等发展快，内容提供商不得不要么限制发布媒体质量，要么限制
连接人数。根据RealNetwork站点统计，对28.8Kbps调制解调器，实际流量为
10bps到26Kbps，呈钟形分布，高峰在20Kbps。这意味着若内容提供商选择20Kbps
固定速率，将有大量用户得不到好质量信号，并可能停止媒体流而引起客户端再次
缓冲，直到接收足够数据。
一种解决方法是服务器减少发送给客户端的数据而阻止再缓冲，在RealSystem
5.0中，这种方法称为“视频流瘦化”。这种方法的限制是RealVideo文件为一种
数据速率设计，结果可通过抽取内部帧扩展到更低速率，导致质量较低。离原始数
据速率越远，质量越差。另一种解决方法是根据不同连接速率创建多个文件，根据
用户连接，服务器发送相应文件，这种方法带来制作和管理上的困难，而且，用户
连接是动态变化的，服务器也无法实时协调。 智能流技术通过两种途径克服带宽
协调和流瘦化。首先，确立一个编码框架，允许不同速率的多个流同时编码，合并
到同一个文件中；第二，采用一种复杂客户/服务器机制探测带宽变化。
针对软件、设备和数据传输速度上的差别，用户以不同带宽浏览音视频内容。
为满足客户要求，Progressive networks公司编码、记录不同速率下媒体数据，并
保存在单一文件中，此文件称为智能流文件，即创建可扩展流式文件。当客户端发
出请求，它将其带宽容量传给服务器，媒体服务器根据客户带宽将智能流文件相应
部分传送给用户。以此方式，用户可看到最可能的优质传输，制作人员只需要压缩
一次，管理员也只需要维护单一文件，而媒体服务器根据所得带宽自动切换。智能
流通过描述I现实世界Internet上变化的带宽特点来发送高质量媒体并保证可靠性
，并对混合连接环境的内容授权提供了解决方法。流媒体实现方式如下：
对所有连接速率环境创建一个文件
在混合环境下以不同速率传送媒体
根据网络变化，无缝切换到其它速率
关键帧优先，音频比部分帧数据重要
向后兼容老版本RealPlayer
智能流在RealSystem G2中是对所谓自适应流管理(ASM)API的实现，ASM描述流
式数据的类型，辅助智能决策，确定发送那种类型数据包。文件格式和广播插件定
义了ASM规则。用最简单的形式分配预定义属性和平均带宽给数据包组。对高级形
式，ASM规则允许插件根据网络条件变化改变数据包发送。每个ASM规则可有一定义
条件的演示式，如演示式定义客户带宽是5,000到15,000Kbps，包损失小于2.5%。
如此条件描述了客户当前网络连接，客户就订阅此规则。定义在规则中的属性有助
于RealServer有效传送数据包，如网络条件变化，客户就订阅一个不同规则。
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※ 来源:·荔园晨风BBS站 bbs.szu.edu.cn·[FROM: 61.144.235.41]
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