【正文】 設(shè)計(jì)與服務(wù)端管理軟件設(shè)計(jì)一起考慮，這樣就使系統(tǒng)具有較高的性能，同時(shí)服務(wù)器具有較低的價(jià)格，并用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的管理軟件。2)分布式流媒體服務(wù)器解決方案分布式系統(tǒng)是采用多個(gè)服務(wù)器來(lái)進(jìn)行處理，這種方案中每個(gè)服務(wù)器是獨(dú)立的、對(duì)存儲(chǔ)I/O、網(wǎng)絡(luò)I/O資源不是全局共享的，如果開(kāi)放類似VOD的點(diǎn)播業(yè)務(wù)，會(huì)產(chǎn)生有些服務(wù)器系統(tǒng)資源安全占滿，而其它的服務(wù)器卻很空閑的情況，因此，這種系統(tǒng)最適合于類似NVOD廣播應(yīng)用，這些系統(tǒng)一般可由多個(gè)PC Server級(jí)的服務(wù)器來(lái)充當(dāng)，每個(gè)服務(wù)器只有有限的節(jié)目，所有節(jié)目都以NVODD方式播出，相當(dāng)于節(jié)目頻道數(shù)更豐富了，對(duì)用戶而言只是選擇的節(jié)目數(shù)多了，節(jié)目的收看時(shí)間靈活了一些而已，并不是真正的互動(dòng)系統(tǒng)。這種流媒體服務(wù)解決方案既可用于NVOD方式的應(yīng)用，同時(shí)出于在處理功能上借鑒了集中式處理的若干思想，因此也可用于實(shí)現(xiàn)VOD點(diǎn)播方式的應(yīng)用，目前已經(jīng)有人基于這樣的思想提出了實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算機(jī)的廉價(jià)方案，可以想象，這種方案兼顧了前兩種方案的特點(diǎn)，同時(shí)具有較低的系統(tǒng)代價(jià)和較高的性能價(jià)格比，有相當(dāng)?shù)奈?。除故障?yīng)急程序之外，某些形式的集群也使用負(fù)載均衡功能，該功能可使計(jì)算負(fù)載得以在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)間進(jìn)行分配。每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有兩個(gè)SMP方式工作的處理器，為節(jié)點(diǎn)提供強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力。所有節(jié)點(diǎn)的操作系統(tǒng)是相對(duì)獨(dú)立的，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的加入或去除不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)和整個(gè)集群的正常工作。服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)I/O接口是光纖通道(FC)接口，節(jié)點(diǎn)通過(guò)它訪問(wèn)存儲(chǔ)設(shè)備上的流媒體數(shù)據(jù)。SAN不是一種產(chǎn)品而是配置網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)的一種方法。在該系統(tǒng)中，流媒體數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在若干具有光纖通道接口磁盤陣列上，這些磁盤陣列通過(guò)專用光纖通道交換機(jī)與所有的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)直接 相連，所有的磁盤陣列上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在邏輯上相當(dāng)于一個(gè)巨型“磁盤”，這個(gè)“磁盤”上的所有數(shù)據(jù)被所有的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)共享，同時(shí)被共享的還有所有磁盤陣列的I/O資源。 流媒體服務(wù)器系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1) 服務(wù)器集群服務(wù)服務(wù)器集群式由一組獨(dú)立的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)一起工作以運(yùn)行一系列共同的應(yīng)用程序，同時(shí)為客戶和應(yīng)用提供單一的系統(tǒng)映射。Microsoft Windows 2003 Server里面的“集群服務(wù)”監(jiān)測(cè)著標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序和服務(wù)器的狀況，提供了由一臺(tái)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)到另外一臺(tái)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換服務(wù)。應(yīng)用程序能夠跨計(jì)算機(jī)進(jìn)行分配，以實(shí)現(xiàn)并行運(yùn)算與故障恢復(fù)，并提高更高的可用性；(2)可伸縮性：加入更多的處理器或計(jì)算機(jī)可提高集群的計(jì)算能力；(3)易管理性：集群以單一系統(tǒng)映射的形式來(lái)面向最終用戶、應(yīng)用程序及網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也為管理員提供單一的控制點(diǎn)。有了NLB，客戶端傳入的TCP通信、用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議通信和一般路由封裝通信請(qǐng)求被分發(fā)給各個(gè)集群成員。NLB的工作方式具體示意圖如下：圖43 NLB的工作方式圖NLB(網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡功能)增強(qiáng)了流媒體服務(wù)器程序的可用性和可伸縮性，目前NLB技術(shù)可以在多大32個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的集群內(nèi)平衡引入的IP通信量；對(duì)于需要更多的服務(wù)器集群，每個(gè)集群最多包含32個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，每個(gè)服務(wù)器集群內(nèi)部采用NLB實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡；同時(shí)采用DNS服務(wù)器將客戶端的訪問(wèn)請(qǐng)求循環(huán)的發(fā)送到各NLB服務(wù)器集群中去，具體的示意圖如下：圖44 系統(tǒng)擴(kuò)展超過(guò)32個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)： 在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中，流媒體編碼是通過(guò)實(shí)時(shí)教學(xué)完成的?？紤]以彩屏方式作為視頻源，是因?yàn)榻處熒险n時(shí)經(jīng)常會(huì)使用到PowerPoint、視頻展示臺(tái)、軟件演示、以及通過(guò)黑板板書等多種媒體教學(xué)方式，彩屏能很好的把以上媒體都記錄下來(lái)，實(shí)踐表明這種方式能很好的滿足大多數(shù)上課的需要各種視頻具體示意圖如下：首先是教師視頻顯示在屏幕的左上角，視頻展示臺(tái)圖像、黑板圖像顯示在屏幕左邊的預(yù)覽 區(qū)內(nèi)。具體的。使用其他的軟件工具如Acrobat Reader或者是通過(guò)IE上網(wǎng)時(shí)，這些軟件都在視頻顯示區(qū)中運(yùn)行。實(shí)時(shí)教學(xué)模塊在設(shè)計(jì)上，首先得充分的考慮到把教師上課的信息元素傳送給不在現(xiàn)場(chǎng)的學(xué)生，這些信息元素通常包括教師的聲音、視頻展臺(tái)、圖像、教師在黑板上的演示、黑板上的視頻、課件以及軟件演示等。NLB提供了動(dòng)態(tài)伸縮功能，即在不影響客戶端的情況下，自動(dòng)適應(yīng)集群內(nèi)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的添加和刪除。解決服務(wù)器集群對(duì)客戶端訪問(wèn)的負(fù)載均衡問(wèn)題，在傳統(tǒng)上有兩種方法：第一是采用專用的硬件負(fù)載均衡器，圖如下：圖41 專用的硬件負(fù)載均衡器其次是集中調(diào)度訪問(wèn)負(fù)載，具體的示意圖如下：圖42 集中調(diào)度訪問(wèn)負(fù)載 以上兩種負(fù)載均衡的方案中，硬件負(fù)載均衡器和用于集中調(diào)度的主機(jī)都會(huì)成為系統(tǒng)性能的瓶頸，而且這兩個(gè)瓶頸也會(huì)極大地影響系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，同時(shí)也會(huì)增加系統(tǒng)的成本。另外，使用“即插即用”技術(shù)，“集群服務(wù)”還能夠檢測(cè)網(wǎng)卡、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)堆棧以及共享的物理磁盤的添加和刪除。這些連接允許服務(wù)器節(jié)點(diǎn)使用故障應(yīng)急與負(fù)載均衡功能，而故障應(yīng)急與負(fù)載均衡功能在單機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的。采用SAN將流媒體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與服務(wù)器節(jié)點(diǎn)提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)完全地分開(kāi)具有一定的優(yōu)點(diǎn)，首先：存儲(chǔ)的流媒體數(shù)據(jù)易于管理維護(hù)；其次服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的操作系統(tǒng)易于升級(jí)；然后存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器節(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)展；最后系統(tǒng)具有高容錯(cuò)能力、高可靠性。SAN也允許各個(gè)存儲(chǔ)子系統(tǒng)，如磁盤陣列和磁帶庫(kù)，無(wú)需通過(guò)專用的中間服務(wù)器即可互相協(xié)作。具體的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)接口結(jié)構(gòu)圖如下：集群式流媒體服務(wù)器光纖通道(FC)接口高速以太網(wǎng)接口服務(wù)器節(jié)點(diǎn)4服務(wù)器節(jié)點(diǎn)3服務(wù)器節(jié)點(diǎn)2服務(wù)器節(jié)點(diǎn)1服務(wù)器節(jié)點(diǎn)1服務(wù)器節(jié)點(diǎn)2服務(wù)器節(jié)點(diǎn)3服務(wù)器節(jié)點(diǎn)42) SAN存儲(chǔ)體系集群式的流媒體服務(wù)器采用SAN體系來(lái)存儲(chǔ)流媒體文件的數(shù)據(jù)。其中一個(gè)為高速以太網(wǎng)接口，所有的節(jié)點(diǎn)通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)接口連接到高速以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上，組成一個(gè)LAN；同時(shí)該交換機(jī)還連接著通向廣大流媒體應(yīng)用客戶端的網(wǎng)絡(luò)。我們?yōu)槊總€(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)配置1G的內(nèi)存，并可根據(jù)實(shí)際情況增加或減少。這樣可以把多個(gè)CPU處理能力、數(shù)據(jù)I/O能力較低，內(nèi)存容量較少的服務(wù)器聯(lián)合成為一部高性能設(shè)備使用。 流媒體服務(wù)器硬件設(shè)計(jì)1) 服務(wù)器集群結(jié)構(gòu)服務(wù)器集群就是指一個(gè)一個(gè)單獨(dú)的服務(wù)器主機(jī)連接起來(lái)，并且協(xié)調(diào)不同服務(wù)器乃至整個(gè)服務(wù)器群里面的通信，使它們能夠執(zhí)行共同的任務(wù)。3)服務(wù)器集群解決方案服務(wù)器集群解決方案可以看作是分布式流媒體服務(wù)器解決方案的改進(jìn)，一方面的改進(jìn)是多個(gè)服務(wù)器通過(guò)運(yùn)行集群程序組成相互通訊協(xié)調(diào)工作的服務(wù)器集群、客戶端將服務(wù)器集群視為單一的邏輯服務(wù)器設(shè)備而不再是多個(gè)獨(dú)立的服務(wù)器；另一方面的改進(jìn)是采用了SAN將節(jié)目資源集中存放，這在物理上解決了集中式存儲(chǔ)問(wèn)題。集中式處理服務(wù)器在最大限度上解決了資源的合理利用問(wèn)題，具有負(fù)載平衡性能，能夠在系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí)，將增加的負(fù)荷平均分?jǐn)偟礁鱾€(gè)處理節(jié)點(diǎn)中去。由此課件對(duì)流媒體服務(wù)器的技術(shù)要求主要應(yīng)側(cè)重與其數(shù)據(jù)吞吐能力，特別是對(duì)流式傳輸數(shù)據(jù)的吞吐能力。具體的圖如下：字段名字段類型說(shuō)明 idInt(4)編號(hào)nameChar(10)用戶名usernameChar(10)用戶登陸名PasswordChar(8)登錄口令TypeChar(8)用戶類型EmailChar(16)電子郵件Start dateDate(10)創(chuàng)建時(shí)間CommentsChar(10)備注信息 表1 用戶信息表 字段名字段類型說(shuō)明idInt(4)編號(hào)nameChar(8)編號(hào)UsernameChar(8)文件名稱SnameChar(8)課程名稱SnumberInt(4)課程編號(hào)CnumberInt(4)章節(jié)編號(hào)FilesizeInt(4)文件大小Start dateDate(10)創(chuàng)建時(shí)間CommentsChar(10)備注信息 表2 課件信息表字段名字段類型說(shuō)明idInt(4)編號(hào)usernameChar(8)文件名稱SnameChar(8)課程名稱teacherChar(8)任課教師PathChar(8)播放路徑Path1Char(8)本地路徑CnumberInt(4)章節(jié)編號(hào)ChipInt(4)知識(shí)點(diǎn)FilesizeInt(4)文件大小Start dateDate(10)創(chuàng)建時(shí)間IntroductionChar(10)課程介紹mentsChar(10)備注信息表3 視頻信息表具體的ER圖如下：首先是用戶與課件信息表關(guān)系的ER圖EmailCommentsUsernameFilesizeUsernamenameidPassword用戶idTypename課件信息表CommentsCnumberStart dateSname選擇課件Start date其次是用戶與視頻信息表之間的ER圖teacherChipPathidSnamePath1CommentsEmailPasswordUsername用戶idTypename視頻信息表CommentsCnumber選擇視頻Start dateCnumberStart dateIntroductionFilesize 本章主要對(duì)Windows Meida Service的各組成部分進(jìn)行了闡述以及其在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用中的總體設(shè)計(jì)。教師在使用實(shí)時(shí)授課模塊之前，管理員要先通過(guò)實(shí)時(shí)教學(xué)管理模塊給上課教師授權(quán)，所以教師必須在授權(quán)之后才能進(jìn)行實(shí)時(shí)授課。具體的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)功能模塊圖如下：系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)教學(xué)管理日志管理登錄認(rèn)證課件管理問(wèn)題交流系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)選課學(xué)習(xí)管理課件點(diǎn)播實(shí)時(shí)授課教學(xué)評(píng)估實(shí)時(shí)聽(tīng)課課件編輯實(shí)時(shí)教學(xué)流媒體處理圖36網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)功能模塊圖 系統(tǒng)各模塊之間是互相關(guān)聯(lián)的，管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，各模塊使用之前必須通過(guò)安全認(rèn)證模塊認(rèn)證取得授權(quán)后方能使用，所以：1)系統(tǒng)管理功能模塊：登錄認(rèn)證模塊完成用戶注冊(cè)、登錄及權(quán)限驗(yàn)證功能，同時(shí)完成用戶交換公鑰及產(chǎn)生私鑰功能。我們?cè)O(shè)計(jì)的該系統(tǒng)主要是分為三大模塊：學(xué)習(xí)管理、教學(xué)管理、系統(tǒng)管理。為降低建設(shè)和維護(hù)成本，設(shè)計(jì)中系統(tǒng)采用將Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、媒體服務(wù)器部署在一個(gè)硬件PC服務(wù)器上，實(shí)際工作可以分開(kāi)進(jìn)行部署。隨著Web技術(shù)的日益成熟，B/S結(jié)構(gòu)已成為取代C/S結(jié)構(gòu)的一種全新技術(shù)，在本系統(tǒng)中，采用的是B/S結(jié)構(gòu)，IIS作為Web服務(wù)器。本系統(tǒng)采用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)，它能很好地滿足以上的幾個(gè)條件。這樣，教與學(xué)之間就能進(jìn)一步溝通，適應(yīng)了遠(yuǎn)程開(kāi)放教育的需要。Microsoft已對(duì)IIS ，這使其具有內(nèi)置的響應(yīng)和請(qǐng)求緩存、隊(duì)列功能，并能夠?qū)?yīng)用程序請(qǐng)求直接路由到工作進(jìn)程，從而改善可靠性和性能。Microsoft Windows Server 2003家族的Internet 信息服務(wù)在Intranet，Internet或者Extranet上提供了集成、可靠、安全、可伸縮和可管理的Web服務(wù)器功能。分布由Windows Media編碼器、Windows Media廣播站，或者是遠(yuǎn)程單播發(fā)布點(diǎn)生成的實(shí)況流，創(chuàng)建廣播單播發(fā)布點(diǎn)。假如已經(jīng)達(dá)到了服務(wù)器單播流的最大數(shù)目，可以將流發(fā)送到其他的服務(wù)器，在那里再將該流單播給更多的客戶端。C 分發(fā)播放：Windows Media服務(wù)允許在Windows Media服務(wù)器間分發(fā)ASF流，具體的工作方式圖如下：圖34分發(fā)播放的工作方式Windows Media服務(wù)器可以將流從單播服務(wù)器進(jìn)行分發(fā)，由其他的單播服務(wù)器、組播服務(wù)器或者這些服務(wù)器的組合所接收。ASF的點(diǎn)播內(nèi)容均存放在VOD服務(wù)器上，建立VOD站點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)發(fā)布，在同一時(shí)間可多點(diǎn)同時(shí)點(diǎn)播相同或者是不同的節(jié)目，即多個(gè)計(jì)算機(jī)可在不同的地點(diǎn)、時(shí)刻、實(shí)時(shí)交互式地點(diǎn)播同一ASF流文件，用戶可以通過(guò)上網(wǎng)查看和選擇內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)播。其次我們也可以采用專用的視頻采集卡，借助“Netshow Encode ”軟件把錄像機(jī)、影碟機(jī)、攝像機(jī)等視頻、音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成ASF文件格式。2）創(chuàng)建ASF文件的方法：首先可以應(yīng)用軟件方面的方法來(lái)生成ASF文件，即通過(guò)軟件將MPEG1格式的影像文件轉(zhuǎn)換成微軟最新的ASF視頻流格式。ASF可以用于組織、排列、同步多媒體數(shù)據(jù)從而有利于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。ASF文件的內(nèi)容既可以是熟悉的普通文件，也可以是一個(gè)由編碼設(shè)備實(shí)時(shí)生成的連續(xù)的數(shù)據(jù)流，因此ASF既可以傳送人們事先錄制好的節(jié)目，也可以傳送實(shí)時(shí)產(chǎn)生的節(jié)目。另外WMS還支持HTTP Stream方式，使用通用的HTTP協(xié)議，可以更好的工作在Internet上，如跨越防火墻進(jìn)行媒體內(nèi)容的傳輸。在支持廣播的網(wǎng)絡(luò)中，可以使用Station Service節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬，減輕服務(wù)器負(fù)載，在不支持廣播的網(wǎng)絡(luò)中，可以使用Broadcast Uncast Service，用Uncast的方式實(shí)現(xiàn)廣播。同時(shí)我們可以對(duì)點(diǎn)播內(nèi)容的播放進(jìn)行控制，最為靈活，但是占用服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)資源多。另外，還提供了開(kāi)發(fā)工具包(SDK)供二次開(kāi)發(fā)使用。Windows Media管理器是一系列運(yùn)行于Microsoft Internet Explorer瀏覽器窗口的Web頁(yè)，用來(lái)管理Windows Media組件服務(wù)。Windows Media監(jiān)視服務(wù)器提供服務(wù)，以監(jiān)視客戶端和服務(wù)器與Windows Media服務(wù)的鏈接。 Windows Media Service的服務(wù)器組件Windows Media Service服務(wù)器組件是由Windows Media組件服務(wù)和Windows Media管理器組成