【文章內(nèi)容簡介】 在給定時刻，用戶只能觀看已下載的部分，而不能跳到還為下載的那部分，順序流式傳輸不像實時流式傳輸在傳輸期間根據(jù)用戶連接的速度做調(diào)整。由于標準的HTTP服務器可發(fā)送這種形式的文件，也不需要其他的特殊協(xié)議，它經(jīng)常被稱作HTTP流式傳輸。順序流式傳輸比較適合高質(zhì)量的段片段，如廣告，由于該文件在播放前觀看的部分是無損下載的，這種方法保證視頻播放的最終質(zhì)量。這意味著用戶在觀看前，必須經(jīng)歷延遲，對較慢的連接尤其如此。對通過的調(diào)制解調(diào)器發(fā)布段片段，順序流式傳輸顯得很實用，它允許用比調(diào)制解調(diào)器更高的數(shù)據(jù)速率創(chuàng)建視頻片段。盡管有延遲，畢竟可以發(fā)布較高質(zhì)量的視頻片段。順序流式文件是放在標準HTTP或FTP服務器上，易于管理，基本上與防火墻無關。順序流式傳輸不適合長片段和有隨機訪問要求的視頻，如：演說，演示等。它也不支持現(xiàn)場廣播，嚴格地說，它只是一種點播技術。1)點播：在客戶端與媒體服務器之間建立一個單獨的數(shù)據(jù)通道，從一臺服務器送出的每個數(shù)據(jù)包只能傳送給一個客戶機，這種傳送方式被稱為單播。每個用戶必須分別對媒體服務器發(fā)送單獨的查詢，而媒體服務器必須向每個用戶發(fā)送所申請的數(shù)據(jù)包拷貝。這種巨大冗余首先造成服務器沉重的負擔，響應需要很長時間，甚至停止播放；管理人員也被迫購買硬件和帶寬來保證一定的服務質(zhì)量。具體的播放示意圖如下：2)點播與廣播：點播連接時客戶端與服務器之間的主動連接。在點播連接中，用戶通過選擇內(nèi)容項目來初始化客戶端連接。用戶可以開始、停止、后退、快進或者是暫停流。點播連接提供了對流的最大控制，但這種方式由于每個客戶端格子連接服務器，會迅速用完網(wǎng)絡帶寬。廣播指的是用戶被動接收流。在廣播過程中，客戶端接收流，但不能控制流。例如：一個用戶不能暫停、快進該流。廣播方式中數(shù)據(jù)包的單獨一個拷貝將發(fā)送給網(wǎng)絡上的所有用戶。使用單播發(fā)送時，需要將數(shù)據(jù)包復制到多個拷貝，以多個點對點的方式分別發(fā)送到需要它的那些用戶，而使用廣播方式發(fā)送，數(shù)據(jù)包的單獨一個拷貝將發(fā)送給網(wǎng)絡上的所有用戶，而不管用戶是否需要，上述兩種傳輸方式都會非常浪費網(wǎng)絡帶寬，組播吸收了上述兩種方式的長處，客服了它們的弱點，將數(shù)據(jù)包的單獨一個拷貝發(fā)送給需要的那些客戶。組播不會復制數(shù)據(jù)包的多個拷貝傳輸?shù)骄W(wǎng)絡上，也不會將數(shù)據(jù)包發(fā)送給不需要它的那些用戶，保證了網(wǎng)絡上多媒體應用占用網(wǎng)絡的最小帶寬。3)組播：使用單播發(fā)送時，需要將數(shù)據(jù)包復制多個拷貝，以多個點對點的方式分別發(fā)送到需要它的那些用戶，隨著用戶的增多，這種傳輸方式會非常浪費網(wǎng)絡帶寬。而使用廣播方式發(fā)送，數(shù)據(jù)包的單獨一個拷貝將發(fā)送給網(wǎng)絡上的所有用戶，而不管用戶是否需要，其實播放方式都存在一定的弊端。組播技術構建一種具有組播能力的網(wǎng)絡，允許路由器一次將數(shù)據(jù)包復制到多個通道上。采用組播方式，單臺服務器能夠?qū)资f臺客戶機同時發(fā)送連續(xù)數(shù)據(jù)流而無延時。媒體服務器只需要發(fā)送一個信息包，而不是多個；所有發(fā)出請求的客戶端共享同一信息。信息可以發(fā)送到任意地址的客戶機，減少網(wǎng)絡上傳輸?shù)男畔目偭?。網(wǎng)絡利用效率大大提高，成本大為下降。具體的示意圖如下：1)壓縮媒體文件格式：壓縮格式又被稱為壓縮媒體格式，與標準媒體文件一樣包含了描述聲音和圖像的信息，但它的文件被處理的更小。顯然，壓縮過程改變了數(shù)據(jù)位的編排，同時在壓縮媒體文件 再次成為媒體格式前，其中數(shù)據(jù)需要解壓縮，一下有些一些音頻和視頻文件格式：2)流式格式文件：流式格式文件格式是經(jīng)過特殊編碼，使其適合在網(wǎng)絡上邊下載邊播放，而不是等到下載完整完整個文件才能播放?？梢栽诰W(wǎng)上以流的方式播放標準媒提文件，但效率不高。將壓縮媒體文件編碼成流式文件，必須加入一些附加信息，如計時、壓縮和版權信息，一下有一些常用的流式文件類型：具體的編碼過程如下：3)媒體發(fā)布格式：媒體發(fā)布格式不是壓縮格式，也不是傳輸協(xié)議，其本身并不描述視聽數(shù)據(jù)，也不是提供編碼方法。它可以應用不同壓縮標準和媒體文件格式的媒體發(fā)布提供一個統(tǒng)一的標準。在這里，媒體發(fā)布格式起到播放列表的作用。播放列表是我們想觀看或者聆聽的文件的自定義列表。播放列表可以將不同媒體內(nèi)容集中在一起，按所指定的任意順序播放。而Real和Microsoft就各自定義了自己的播放列表格式。媒體發(fā)布格式是視聽數(shù)據(jù) 安排的唯一途徑，并不包括媒體的物理數(shù)據(jù)，我們僅僅需要知道數(shù)據(jù)類型和安排方式。大多數(shù)的這種文件都可以用文本編輯器隨意打開和修改。這樣就為應用不同壓縮標準和媒體文件格式的媒體發(fā)布提供了一個事實上的標準方法。以特定的方式安排數(shù)據(jù)有助于流式多媒體的發(fā)展，因為我們希望一個開放的媒體發(fā)布格式為所有商業(yè)流式產(chǎn)品應用，為應用不同壓縮標準和媒體文件格式的媒體發(fā)布提供一個事實上的標準方法。我們也可以以相同格式同步不同類型中流中獲益。常用的媒體發(fā)布格式如下：如大家所知，媒體發(fā)布格式的形式多樣，還沒有一個權威的標準，將來，單個媒體發(fā)布格式應該包含不同類型媒體的所以信息，如計時、多個流同步、版權和所以人信息。實際試聽數(shù)據(jù)可位于多個文件中，而由媒體發(fā)布文件包含的信息控制流播放。1)Internet流媒體聯(lián)盟的成立：Cisco、Kasenna、Philips、Apple、Sun五家公司在2000年12月14日宣布成立Internet流媒體聯(lián)盟，簡稱ISMA。五家公司將聯(lián)合起來為開發(fā)IP端到端的媒體解決方案制定開放標準。ISMA的第一個規(guī)范將為IP網(wǎng)上的流式MPEG4音視頻格式定義一個實施協(xié)議并在2001年2月ISMA第一次正式會議上提出。一旦規(guī)范完成，ISMA江促進規(guī)范的實施。ISMA的網(wǎng)站將發(fā)表完成的規(guī)范并發(fā)表聯(lián)盟的活動信息。2)流媒體技術產(chǎn)品：目前Internet上比較流行的流媒體技術產(chǎn)品有Real Networks的Real media、microsoft的Windows Media以及Apple公司的QuickTime，其中QuickTime在國內(nèi)應用不多。它們包括不同的媒體內(nèi)容，具有不同的流格式，都有專用播放器。流媒體技術是美國Real Networks公司首先推出的。它的客戶端播放器Realplayer分別為Basic和Plus兩種，Realplayer Basic是免費版本，Realplayer Plus可以獨立運行，也可以作為插件在瀏覽器中運行。微軟進來與其在流媒體領域展開了激烈的競爭，Windows Media已廣泛被人們認識和接受，此產(chǎn)品與Windows OS集成在一起提供給用戶?，F(xiàn)在，許多廠商都有成熟的基于Stream的產(chǎn)品，除了Real Networks公司和微軟公司外，著名的VTEL公司也于1999年12月宣布開始在該領域推出若干新產(chǎn)品。除了現(xiàn)有產(chǎn)品的支持，基于Stream媒體的國際標準也已經(jīng)提出。W3C提出了基于Stream的媒體語言SMIL。SNIL是一種類似于HTML的標記語言，可以描述演示的實時行為、屏幕上演示的版面以及協(xié)同媒體之間的超鏈接，可以演示流式視頻、音頻、圖像、文本等多種類型，允許在一個同步多媒體演示中集成一系列的獨立多媒體對象。利用SMIL語言可以方便的同步多個基于Stream的多媒體對象。成熟的現(xiàn)有產(chǎn)品和國際標準語言為基于Stream開發(fā)適合于網(wǎng)絡環(huán)境的多媒體遠程教學系統(tǒng)提供了有力的保障。微軟開發(fā)的Windows Media Service是一種能適應多種網(wǎng)絡帶寬的流式多媒體信息的發(fā)布平臺，可以提供包括流媒體的制作、發(fā)布、播放和管理的解決方案，而且其成套產(chǎn)品集成在Windows Server中，我們選取它作為我們研究的開發(fā)工具。 本章是對基于流媒體技術的可視化網(wǎng)絡教學系統(tǒng)在實際應用中從三方面進行了可行性分析，分別為經(jīng)濟可行性分析，技術可行性分析，法律可行性分析；對流媒體技術的特點、技術原理、播放方式、文件格式以及關鍵網(wǎng)絡協(xié)議進行了闡述。第三章. 基于流媒體技術的網(wǎng)絡教學系統(tǒng)的總體設計 Media Service Windows Media Service的特點Windows Media Service是Microsoft提出的流信息播放方案，其主要目的是在Internet和Intranet上實現(xiàn)包括音頻、視頻信息在內(nèi)的多媒體流信息的傳輸。Windows Media的前身是微軟公司的NetShow產(chǎn)品，隨找流媒體的廣泛應用，推出了整套的流媒體制作、發(fā)布和播放產(chǎn)品，其服務器端的Windows Media Service集成在Windows Service中。微軟的流視頻解決方案在微軟視窗臺上是免費得，制作端與播放器的視、音頻質(zhì)量都是上佳，而且易于使用。采用微軟的流視頻解決方案來實現(xiàn)網(wǎng)絡教學系統(tǒng)是個不錯的選擇。 Windows Media Service的服務器組件Windows Media Service服務器組件是由Windows Media組件服務和Windows Media管理器組成。Windows Media組件服務是運行與Microsoft Windows Server上的一系列服務。這些服務通過單播和組播廣播視頻和音頻內(nèi)容給客戶端。組件服務是指Windows Media監(jiān)視器、廣播站和單播服務。Windows Media監(jiān)視服務器提供服務，以監(jiān)視客戶端和服務器與Windows Media服務的鏈接。Windows Media廣播站服務為傳輸Windows Media內(nèi)容提供組件組播和分發(fā)服務。Windows Media單播服務將Windows Media流點播內(nèi)容提供給網(wǎng)站客戶，為客戶提供了點對點連接方式的服務。Windows Media節(jié)目服務用于將Windows Media流組合至Windows Media廣播站服務連續(xù)節(jié)目內(nèi)。Windows Media管理器是一系列運行于Microsoft Internet Explorer瀏覽器窗口的Web頁，用來管理Windows Media組件服務。通過Windows Media管理器可以控制本地服務器也可以控制一個或者是多個遠程Windows Media服務器。如果我們需要鏈接多個服務器，我們就只需要將這些服務器添加到服務器清單，并連接到您想要管理的服務器。 Windows Media視頻技術組成Microsoft Windows Media技術是一個能適應多種網(wǎng)絡帶寬條件的流式多媒體信息的發(fā)布平臺，提供密切結合的一系列服務和工具，通過Internet和企業(yè)Intranet用以創(chuàng)造、管理、廣播和接受、傳送的極其豐富流式化多媒體演示內(nèi)容，包括了流式媒體的制作、發(fā)布、播放和管理的一整套解決方案。另外，還提供了開發(fā)工具包(SDK)供二次開發(fā)使用。Windows Media視頻服務器系統(tǒng)包括以下幾個部分：Windows Media服務器組件、Windows Media工具、Windows Media播放器。使用Windows Media大致包括以下幾個方面：Windows Media的工具創(chuàng)建 .asf文件；Windows Media編碼器創(chuàng)建 .asf文件；Windows Media編碼器將實況流發(fā)送到Windows Media中，用作單播或者是組播內(nèi)容；Windows Media服務器使用 .asf文件作為單播或者是組播內(nèi)容源；Windows Media服務器通過單播的方式把內(nèi)容傳給客戶端；Windows Media服務器通過組播方式把內(nèi)容傳給客戶端； WMS工作方式 Windows Media Service系統(tǒng)能用于多種網(wǎng)絡環(huán)境，基本的應用方式有如下幾種：1)點播服務：點播方式主要是適用于多媒體信息方面，由于ASF技術支持任意的壓縮/解壓縮編碼，可以使用任何一種底層網(wǎng)絡傳輸協(xié)議，使它既能在高速的局域網(wǎng)內(nèi)使用，也可以在撥號方式連接的低帶寬Internet環(huán)境下使用，并且對具體的網(wǎng)絡環(huán)境進行優(yōu)化。在點播服務的方式下，各個用戶之間是互不干擾的。，同時我們可以對點播內(nèi)容的播放進行控制，最為靈活，但是占用服務器和網(wǎng)絡資源多。具體的點播工作方式圖如下：圖31 點播服務工作方式2)單點或多點廣播服務：在廣播服務下，用戶只能觀看播放的內(nèi)容，不能進行控制?？梢允褂肁SF文件作為媒體內(nèi)容的來源，但實時的多媒體內(nèi)容最適合使用廣播服務方式。，通過視頻捕捉卡巴攝像機、麥克風記錄的內(nèi)容輸入到Media Encoder，進行編碼生成ASF文件流，然后送到Media Server上發(fā)布。在支持廣播的網(wǎng)絡中，可以使用Station Service節(jié)約網(wǎng)絡帶寬，減輕服務器負載，在不支持廣播的網(wǎng)絡中，可以使用Broadcast Uncast Service，用Uncast的方式實現(xiàn)廣播。具體的工作方式圖如下：圖32單點或多點廣播服務工作方式3)服務器擴展：通過Distribution方式可以把一個Media Server輸出的ASF流輸出到另外一個Media Server，再向用戶提供服務。一種應用是，可以通過Distribution進行發(fā)布服務器擴展，為更多的用戶服務。另一種應用就是利用Distribution使Media Server跨越非廣播的網(wǎng)絡，進而提供廣播服務。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，如跨越防火墻進行媒體內(nèi)容的傳輸。具體的工作方式圖如下：圖33服務器擴展工作方式(ASF)高級流格式是Windows Media Service的核心，是一種支持在各類網(wǎng)絡和協(xié)議下進行數(shù)據(jù)傳遞的公開標準。具體的概述如下：1）ASF文件概念：ASF是一個開放標準，它能依靠多種協(xié)議在多種網(wǎng)絡環(huán)境下支持數(shù)據(jù)的傳輸。同JPG格式一樣，ASF也是一種文件類型，但是它是專為在IP網(wǎng)上傳送同步關系的多媒體數(shù)據(jù)而設計的，所以ASF格式的文件信息特別適合在IP網(wǎng)上傳輸。ASF文件的內(nèi)容既可以是熟悉的普通文件，也可以是一個由編碼設備實時生成的連續(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，也可以傳送實時產(chǎn)生的節(jié)目。Windows Media Service的核心是ASF。ASF是一種數(shù)據(jù)格式，音頻、視頻、圖像以及控制命令腳本等