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“流式播放”多媒體服務(wù)系統(tǒng)
“流式播放”多媒體服務(wù)系統(tǒng)
2004年度河南省廣播電視優(yōu)秀科技論文一等獎(jiǎng)前 言
流式媒體服務(wù)具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，可以廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、寬帶綜合接入網(wǎng)（利用光纖基帶網(wǎng)、 ADSL 雙絞線通信和改造后的雙向有線電視網(wǎng)等）。它能在眾多領(lǐng)域中使用：如電視臺(tái)、廣播電臺(tái)節(jié)目查詢、節(jié)目制作，出版社多媒體網(wǎng)上出版，音像公司產(chǎn)品制作，展覽館、博物館的信息查詢、信息發(fā)布，以及娛樂(lè)、交互式教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議和其他商業(yè)運(yùn)作。
較于傳統(tǒng)的電視，網(wǎng)絡(luò)媒體文件信息形式和來(lái)源豐富，有良好的互動(dòng)性，具有索引結(jié)構(gòu)的媒體文件能隨意快進(jìn)或快退到希望的位置。不受地域限制，沒(méi)有節(jié)目時(shí)間限制，提供在線增加頻道和更新播放列表等諸多優(yōu)點(diǎn)。觀眾可以在電視和網(wǎng)絡(luò)之間比較靈活地切換，例如可以在觀看球賽的同時(shí)，從有關(guān)球隊(duì)的萬(wàn)維網(wǎng)網(wǎng)址上閱覽比賽和球員的背景資料，以及其它媒體相關(guān)信息。提供信息的同時(shí)，它能夠?qū)π畔⒈旧淼陌踩约右钥刂�，�?duì)不同用戶建立不同的安全級(jí)別和權(quán)限。
目前，流式媒體點(diǎn)播較為常見(jiàn)，稱為 VOD （ Video on Demand ）技術(shù)。節(jié)目點(diǎn)播系統(tǒng) VOD （ Video on Demand ）是伴隨著視頻、音頻處理及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而迅速興起的一門(mén)綜合性技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的多媒體數(shù)據(jù)以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流的形式傳輸，與傳統(tǒng)的文件數(shù)據(jù)不同，多媒體數(shù)據(jù)流一旦開(kāi)始傳輸，就必須以穩(wěn)定的速率傳送到桌面電腦上，以保證其平滑地回放，視頻、音頻數(shù)據(jù)流都不能有停滯和間斷；網(wǎng)絡(luò)擁堵、 CPU 爭(zhēng)用或 I/O 瓶頸都可能導(dǎo)致傳送的延遲，引起數(shù)據(jù)流傳輸阻塞。 VOD 服務(wù)是綜合技術(shù)，它包括多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等專業(yè)技術(shù)。
第一部分 基本概念
整個(gè)系統(tǒng)所圍繞的核心是如何安全快速高效地傳輸數(shù)據(jù)，并流暢的播放數(shù)據(jù)流。為此，提出了一種流式傳送數(shù)據(jù)的方式。
第一節(jié)文件傳遞方式
流式媒體能夠通過(guò)“下載”和“流式播放”兩種方式將數(shù)字媒體文件傳遞到客戶端，供用戶使用。這兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是這里推崇使用“流式播放”的方式對(duì)遠(yuǎn)程用戶提供服務(wù)。下面對(duì)這兩種方式作簡(jiǎn)單介紹。
下載：為了通過(guò)使用下載方法將內(nèi)容傳遞給用戶，通常需要將內(nèi)容保存到 Web 服務(wù)器并通過(guò)在網(wǎng)頁(yè)上添加指向該內(nèi)容的鏈接來(lái)向用戶提供指向內(nèi)容的鏈接。于是用戶可單擊鏈接，將文件下載到其本地硬盤(pán)上，然后使用播放機(jī)播放內(nèi)容。
但是下載需要用戶首先將既耗費(fèi)時(shí)間又耗費(fèi)磁盤(pán)空間的整個(gè)文件復(fù)制到其計(jì)算機(jī)中，然后才能播放。另外，因?yàn)檎麄�(gè)文件必須在下載之后才能播放，因此，下載不能用于實(shí)況流。下載不能高效地使用可用帶寬。當(dāng)客戶端開(kāi)始下載數(shù)字媒體文件時(shí)，所有可用網(wǎng)絡(luò)帶寬用于盡可能快地傳輸數(shù)據(jù)。因此，其他網(wǎng)絡(luò)功能可能會(huì)減慢或被中斷。
流式播放：要通過(guò)使用流式播放方法將內(nèi)容傳遞給用戶，您可以將內(nèi)容保存到 Windows Media 服務(wù)器，然后將該內(nèi)容分配給發(fā)布點(diǎn)。然后，您可以通過(guò)創(chuàng)建公告文件或通過(guò)向用戶提供發(fā)布點(diǎn)的 URL （ Uniform Resource Locator ） 來(lái)向用戶提供對(duì)該內(nèi)容的訪問(wèn)。您可以將公告文件或 URL 嵌入到網(wǎng)頁(yè)中或?qū)⑵湟噪娮余]件形式發(fā)送。當(dāng)用戶單擊鏈接或公告文件時(shí)，播放機(jī)就打開(kāi)并連接到相應(yīng)的流。
因?yàn)榱魇讲シ胖灰钥蛻舳苏_呈現(xiàn)它所必需的速度通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)邊下載、邊解碼、邊播放，所以它比下載更高效地使用帶寬。這有助于防止網(wǎng)絡(luò)變得過(guò)載并有助于維持系統(tǒng)的可靠性。因?yàn)椴シ艡C(jī)必須首先緩沖數(shù)據(jù)以防在流中存在延遲或間歇，所以在播放機(jī)接收流的時(shí)間和它開(kāi)始播放流的時(shí)間之間通常有一個(gè)延遲。因?yàn)閷?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行流式播放和呈現(xiàn)是同時(shí)發(fā)生的，所以流式播放還允許您傳遞實(shí)況內(nèi)容。
可看出兩種傳輸方式都有一定的缺點(diǎn)，但是就多媒體服務(wù)來(lái)說(shuō)，它對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求較高，強(qiáng)調(diào)查詢和瀏覽，不要求對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，不要求數(shù)據(jù)傳輸中百分之百的完整性，所以使用流式播放能夠在滿足用戶需求的基礎(chǔ)上，更有效的減少帶寬的占用，提高網(wǎng)絡(luò)效率。
另外，值得一提的是“快速流式播放”，“快速流式播放”結(jié)合了流式播放和下載的優(yōu)點(diǎn)的功能。服務(wù)器可使用快速啟動(dòng)功能來(lái)確�？蛻舳丝梢栽趥鬏旈_(kāi)始之后盡可能快地開(kāi)始播放內(nèi)容。該功能允許播放機(jī)在開(kāi)始播放內(nèi)容之前，以網(wǎng)絡(luò)所允許的最快速度從服務(wù)器下載和緩存一小部分內(nèi)容。當(dāng)在播放機(jī)上建立了緩沖區(qū)之后，服務(wù)器減慢流的傳輸，直到與播放機(jī)的呈現(xiàn)速度一致。
當(dāng)服務(wù)器使用快速緩存功能時(shí)，服務(wù)器以盡可能高的比特率將所有內(nèi)容傳輸?shù)讲シ艡C(jī)，以使網(wǎng)絡(luò)阻塞或中斷所帶來(lái)的影響降到最小。與普通的流式播放一樣，當(dāng)緩存了所需數(shù)量的數(shù)據(jù)之后，播放機(jī)立即開(kāi)始呈現(xiàn)內(nèi)容。數(shù)據(jù)的其余部分存儲(chǔ)在客戶端上的臨時(shí)緩沖區(qū)中。
第二節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
我們以基于 Windows Media 技術(shù)的流式播放媒體系統(tǒng)為例，詳細(xì)介紹流式播放媒體系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)。
基于 Windows Media 技術(shù)的流式播放媒體系統(tǒng)通常由運(yùn)行編碼器（如 Microsoft Windows Media 編碼器）的計(jì)算機(jī)、運(yùn)行 Windows Media Services 的服務(wù)器和播放機(jī)組成。
編碼器允許您將實(shí)況內(nèi)容和預(yù)先錄制的音頻、視頻和計(jì)算機(jī)屏幕圖像轉(zhuǎn)換為 Windows Media 格式。運(yùn)行 Windows Media Services 的服務(wù)器名為 Windows Media 服務(wù)器，它允許您通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)內(nèi)容。用戶通過(guò)使用播放機(jī)（如 Windows Media Player ）接收您分發(fā)的內(nèi)容。
系統(tǒng)主干包括如下幾個(gè)部分： Web 服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、客戶端。（如圖一）
用戶首先從 Web 服務(wù)器那里獲得流媒體文件的相關(guān)信息，從中搜索自己需要的鏈接；用戶點(diǎn)擊鏈接之后， Web 服務(wù)器響應(yīng)消息，將請(qǐng)求定位到流媒體服務(wù)器（ Media Services ）；用戶端播放器連接流媒體服務(wù)器，流媒體服務(wù)器提供相應(yīng)服務(wù)，以流方式傳送數(shù)據(jù)到用戶計(jì)算機(jī)，用戶計(jì)算機(jī)播放器流文件。以上是最簡(jiǎn)單的流媒體服務(wù)系統(tǒng)。
除此之外，該系統(tǒng)中還可以加入視頻采集系統(tǒng)、文件服務(wù)器和分發(fā)服務(wù)器，其中視頻采集系統(tǒng)又包括攝像機(jī)和編碼器。如圖二：
編碼器是指一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它使用軟件（例如 Windows Media 編碼器）將壓縮 / 解壓縮 (codec) 算法和流格式應(yīng)用到采用模擬或數(shù)字音頻和視頻格式的內(nèi)容上，然后將內(nèi)容重新生成為數(shù)字文件或流。該過(guò)程稱為編碼。對(duì)內(nèi)容進(jìn)行編碼后，即可通過(guò) Windows Media Services 進(jìn)行分發(fā)。大多數(shù)情況下，用于內(nèi)容編碼的軟件安裝在不同于 Windows Media Services 的一臺(tái)單獨(dú)的計(jì)算機(jī)上，以 確保流式媒體系統(tǒng)穩(wěn)定、冗余并且能夠承受預(yù)期負(fù)載 。
第三節(jié)建立發(fā)布點(diǎn)
當(dāng)您已經(jīng)獲取了內(nèi)容之后，下一步就是設(shè)置運(yùn)行 Windows Media Services 的服務(wù)器以便分發(fā)該內(nèi)容。設(shè)置 Windows Media 服務(wù)器的基本步驟包括：添加和配置發(fā)布點(diǎn)以標(biāo)識(shí)打算傳輸?shù)膬?nèi)容；通知用戶該內(nèi)容可用。
媒體服務(wù)器上必須首先設(shè)置發(fā)布點(diǎn)，發(fā)布點(diǎn)是向用戶分發(fā)內(nèi)容的途徑。內(nèi)容可通過(guò)創(chuàng)建將客戶端重定向到發(fā)布點(diǎn)的公告文件來(lái)發(fā)布，也可通過(guò)分發(fā)指向發(fā)布點(diǎn)的 URL 來(lái)發(fā)布。 Windows Media 服務(wù)器使用發(fā)布點(diǎn)將客戶端對(duì)內(nèi)容的請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為安置該內(nèi)容的服務(wù)器的物理路徑。
簡(jiǎn)單形容，發(fā)布點(diǎn)就是在媒體服務(wù)器中預(yù)先存放的，一個(gè)填寫(xiě)了所要提供給客戶的媒體文件的一個(gè)列表，列表的某一項(xiàng)指明了該媒體文件的具體位置，相關(guān)屬性（如文件名、位置、文件大小、播放時(shí)間等）。
發(fā)布點(diǎn)類型與內(nèi)容
發(fā)布點(diǎn)有不同的類型，一個(gè)服務(wù)器上可設(shè)置若干個(gè)發(fā)布點(diǎn)，服務(wù)器根據(jù)發(fā)布點(diǎn)的類型，向用戶提供不同的服務(wù)。您可以向 Windows Media 服務(wù)器添加兩種類型的發(fā)布點(diǎn)：點(diǎn)播發(fā)布點(diǎn)和廣播發(fā)布點(diǎn)。
點(diǎn)播是傳遞內(nèi)容的一種方法，該方法只有在客戶端向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，才通過(guò)單播傳輸來(lái)播放相應(yīng)內(nèi)容。每個(gè)請(qǐng)求流的客戶端通常都可完全控制流，可以快進(jìn)、倒回、暫停和重新啟動(dòng)內(nèi)容。這是因?yàn)辄c(diǎn)播發(fā)布點(diǎn)為請(qǐng)求內(nèi)容的每個(gè)客戶端提供了一個(gè)唯一的數(shù)據(jù)路徑。
廣播是一種同時(shí)向大量觀眾傳輸數(shù)據(jù)的方法。在 Windows Media Services 中，廣播是通過(guò)使用廣播發(fā)布點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。接收廣播的客戶端不能控制內(nèi)容的開(kāi)始和播放，也不能讓流快進(jìn)或倒回。該流由服務(wù)器控制。在客戶端可從廣播發(fā)布點(diǎn)接收內(nèi)容之前，必須啟動(dòng)發(fā)布點(diǎn)。
所以，如果要傳輸編碼器的實(shí)況內(nèi)容，則最好選擇廣播發(fā)布點(diǎn)。如果打算傳輸文件且希望允許用戶控制內(nèi)容的播放（例如，暫停、倒回或快進(jìn)），則最好選擇點(diǎn)播發(fā)布點(diǎn)。
就發(fā)布點(diǎn)的內(nèi)容來(lái)說(shuō)，發(fā)布點(diǎn)可以用多種不同的內(nèi)容來(lái)源，播放列表、文件和編碼器都可以作為內(nèi)容的來(lái)源。
• 播放列表提供一種將不同片段的數(shù)字媒體內(nèi)容組織成單個(gè)用戶體驗(yàn)的方法
• 可通過(guò)配置廣播或點(diǎn)播發(fā)布點(diǎn)傳輸目錄中的單個(gè)文件
• 可通過(guò)配置廣播或點(diǎn)播發(fā)布點(diǎn)傳輸目錄中的文件
• 當(dāng)編碼器為廣播提供流時(shí)，它可以將流 “ 推送 ” 到服務(wù)器，而服務(wù)器也可以從編碼器 “ 提拉 ” 所需的流
• 可將另一臺(tái) Windows Media 服務(wù)器上的發(fā)布點(diǎn)用作點(diǎn)播發(fā)布點(diǎn)或廣播發(fā)布點(diǎn)的源
• 可將遠(yuǎn)程多播廣播用作廣播發(fā)布點(diǎn)的內(nèi)容源，也可以創(chuàng)建存檔文件以備以后點(diǎn)播或廣播播放
• 將加密目錄作為來(lái)源
• 使用動(dòng)態(tài)源
流傳遞方式
在選擇要使用的發(fā)布點(diǎn)類型時(shí)，您應(yīng)當(dāng)考慮如何傳遞內(nèi)容；例如，是以單播流方式還是以多播流方式傳遞內(nèi)容。利用單播流，客戶端連接到 Windows Media 服務(wù)器以訪問(wèn)內(nèi)容。利用多播流，服務(wù)器向網(wǎng)絡(luò)上的單個(gè)多播 IP 地址傳輸內(nèi)容，所有客戶端都訪問(wèn)該 IP 地址（而不是連接到服務(wù)器）以接收流。因?yàn)閱蝹�(gè)流能夠滿足多個(gè)客戶端請(qǐng)求，所以這將降低網(wǎng)絡(luò)上所需的帶寬量。
以單播流方式傳遞內(nèi)容時(shí)既可以采用點(diǎn)播發(fā)布點(diǎn)又可以采用廣播發(fā)布點(diǎn)。以多播流方式傳遞內(nèi)容時(shí)只能采用廣播發(fā)布點(diǎn)。
單播是一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)包的方法，該方法要求在客戶端和傳輸數(shù)據(jù)的服務(wù)間進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。單播也稱為定向通信，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)被定向到網(wǎng)絡(luò)上的特定客戶端。
單播是向單個(gè)客戶端傳輸單個(gè)數(shù)據(jù)流的一種方法。單播傳遞從服務(wù)器為每一個(gè)客戶端提供單個(gè)流。通過(guò)單播傳遞接收內(nèi)容的客戶端可以使用任何可支持的連接協(xié)議連接到服務(wù)器。
一旦客戶端連接到服務(wù)器，內(nèi)容便可以通過(guò)用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 (UDP) 或傳輸控制協(xié)議 (TCP) 進(jìn)行傳遞。這兩個(gè)協(xié)議之間的區(qū)別在于客戶端確認(rèn)收到數(shù)據(jù)包的方式不同。
多播是一種在網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)的方法，這種方法允許許多個(gè)客戶端接收相同的數(shù)據(jù)流。該方法可將向一組網(wǎng)絡(luò)客戶端傳輸數(shù)據(jù)所需的帶寬降至最低。多播傳輸要求網(wǎng)絡(luò)上的路由器和交換機(jī)必須啟用多播，這意味著它們必須能夠傳輸 D 類 Internet 協(xié)議 (IP) 地址并可解釋多播信息數(shù)據(jù)包。
D 類 IP 地址第一個(gè)字節(jié)以“ lll0 ”開(kāi)始，它是一個(gè)專門(mén)保留的地址。它并不指向特定的網(wǎng)絡(luò)，目前這一類地址被用在多點(diǎn)廣播（ Multicast ）中。多點(diǎn)廣播地址用來(lái)一次尋址一組計(jì)算機(jī)，它標(biāo)識(shí)共享同一協(xié)議的一組計(jì)算機(jī)。 D 類地址用于多點(diǎn)廣播（ Multicast ）。
多播 IP 地址是位于下列兩個(gè)范圍內(nèi)的 D 類地址： 224.0.0.0 至 239.255.255.255 以及 FF00:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 至 FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF 。第一個(gè)范圍中的地址是 Internet 協(xié)議版本 4 (IPv4) 地址，該版本是 Internet 協(xié)議的當(dāng)前版本。第二個(gè)范圍中的地址是 IPv6 地址，該版本是此協(xié)議的新版本。
用在 Intranet 上時(shí)，建議您使用范圍 239.*.*.* 中的 IPv4 地址。端口號(hào)可以介于 1 至 65535 之間。用來(lái)傳輸內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)上的路由器必須啟用多播，也就是說(shuō)路由器必須能夠解釋 D 類地址，否則將無(wú)法向客戶端（如果一個(gè)程序 / 計(jì)算機(jī)連接到另一個(gè)程序 / 計(jì)算機(jī)，或者請(qǐng)求另一個(gè)程序 / 計(jì)算機(jī)的服務(wù)，那么發(fā)起連接或發(fā)出請(qǐng)求的程序 / 計(jì)算機(jī)就稱為客戶端。另外，客戶端還可以指賦予該程序 / 計(jì)算機(jī)連接能力的軟件。）轉(zhuǎn)發(fā)多播信息。
如圖四，多播需要在網(wǎng)絡(luò)中安裝多播路由器，增加了系統(tǒng)成本，但可以有效減少服務(wù)器的負(fù)荷。
多播是一種向多個(gè)客戶端傳輸單個(gè)數(shù)據(jù)流的方法。多播是無(wú)連接的，客戶端通過(guò)監(jiān)視從服務(wù)器接收內(nèi)容流的特定多播 IP 地址和端口來(lái)接收多播內(nèi)容。
要在服務(wù)器上成功地使用多播傳遞，您的網(wǎng)絡(luò)必須使用多播路由器。多播路由器能夠解釋 D 類 IP 地址，并使用 Internet 組管理協(xié)議 (IGMP) 將客戶端路由到多播 IP 地址。
所有多播內(nèi)容都必須具有指定的生存時(shí)間值，該值限制了多播內(nèi)容在到期之前能夠穿過(guò)的路由器數(shù)量。
多播流通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上指定數(shù)量的路由器進(jìn)行分發(fā)，該數(shù)量是由生存時(shí)間值 (TTL) 決定的。生存時(shí)間值在內(nèi)容每次通過(guò)一個(gè)路由器時(shí)都減 1 。當(dāng)該值為零時(shí)，多播流就不能繼續(xù)前進(jìn)�；诜职l(fā)類型， WMS 多播數(shù)據(jù)寫(xiě)入器插件的預(yù)設(shè)生存時(shí)間值如下：
1 ：本地網(wǎng)絡(luò)
32 ： Intranet
64 ： Internet ，洲內(nèi)
128 ： Internet ，洲際
255 ：允許的最大值
第四節(jié)向用戶發(fā)送內(nèi)容公告
在已經(jīng)添加了發(fā)布點(diǎn)和標(biāo)識(shí)了要從中傳輸?shù)膬?nèi)容之后，您需要通知用戶該內(nèi)容可用�？赏ㄟ^(guò)為該內(nèi)容創(chuàng)建公告來(lái)方便地完成通知操作。
在設(shè)置 Windows Media 服務(wù)器和要傳輸?shù)膬?nèi)容之后，需要讓用戶知道該內(nèi)容可用以及如何訪問(wèn)。用戶可以通過(guò)在其播放機(jī)中鍵入指向內(nèi)容的 URL 來(lái)訪問(wèn)該內(nèi)容。但是，用戶并不總是知道該 URL ，或者甚至不知道內(nèi)容已存在。為了便于用戶訪問(wèn)內(nèi)容，您可以創(chuàng)建一個(gè)公告。公告是擴(kuò)展名為 .asx 的 Windows Media 元文件，它向播放機(jī)提供連接到 Windows Media 服務(wù)器所需的信息。
第五節(jié)傳輸協(xié)議
為實(shí)現(xiàn)流式播放， Windows Media Services 通過(guò)使用控制協(xié)議插件支持 Microsoft Media 服務(wù)器 (MMS) 協(xié)議、實(shí)時(shí)流式傳輸協(xié)議 (RTSP) ，以及超文本傳輸協(xié)議 (HTTP) 。
數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議是指在兩臺(tái)設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化格式。協(xié)議類型可以確定諸如錯(cuò)誤檢查方法、數(shù)據(jù)壓縮方法，以及文件結(jié)束確認(rèn)之類的變量。如果所有的網(wǎng)絡(luò)都是以同一方式構(gòu)建的，并且所有網(wǎng)絡(luò)軟件和設(shè)備的行為都類似，那么只需要一種協(xié)議即可處理所有的數(shù)據(jù)傳輸需求。而在現(xiàn)實(shí)中， Internet 是由數(shù)百萬(wàn)運(yùn)行各種軟硬件組合的不同網(wǎng)絡(luò)組成的。因此，為了以可靠方式向客戶端傳輸數(shù)字媒體內(nèi)容，需要有一組設(shè)計(jì)良好的協(xié)議。
圖五描述了 Windows Media Services 如何使用不同的協(xié)議在 Windows Media 服務(wù)器、編碼器、內(nèi)容源，以及 客戶端 之間協(xié)商連接。
MMS 協(xié)議
Microsoft Media 服務(wù)器 (MMS) 協(xié)議是 Microsoft 為 Windows Media Services 的早期版本開(kāi)發(fā)的專有流式媒體協(xié)議。在以單播流方式傳遞內(nèi)容時(shí)，可以使用 MMS 協(xié)議。此協(xié)議支持快進(jìn)、倒回、暫停、啟動(dòng)和停止索引數(shù)字媒體文件等播放機(jī)控制操作。如果要支持使用 Windows Media Player 早期版本的客戶端，您需要使用 MMS 或 HTTP 協(xié)議滿足其流請(qǐng)求。
MMSU 和 MMST 是 MMS 協(xié)議的專門(mén)化版本。 MMSU 基于用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 (UDP) ，是流式播放的首選協(xié)議。 MMST 基于傳輸控制協(xié)議 (TCP) ，用在不支持 UDP 的網(wǎng)絡(luò)上。
RTSP 協(xié)議
可以使用實(shí)時(shí)流式傳輸協(xié)議 (RTSP) 以單播流方式傳遞內(nèi)容。這是一個(gè)應(yīng)用程序級(jí)別的協(xié)議，是為控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（如音頻和視頻內(nèi)容）的傳遞而專門(mén)創(chuàng)建的。此協(xié)議是在面向糾錯(cuò)的傳輸協(xié)議基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，支持停止、暫停、倒回及快進(jìn)索引 Windows Media 文件等播放機(jī)控制操作。可以使用 RTSP 將內(nèi)容傳輸?shù)竭\(yùn)行 Real Player 系列 或 Windows Media Player 9 系列或 Windows Media Services 9 系列的計(jì)算機(jī)。 RTSP 是一個(gè)控制協(xié)議，該協(xié)議與數(shù)據(jù)傳遞實(shí)時(shí)協(xié)議 (RTP) 依次發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)向客戶端提供內(nèi)容。
RTSPU 基于用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 (UDP) ，是流式播放的首選協(xié)議。 RTSP 基于傳輸控制協(xié)議 (TCP) ，用在不支持 UDP 的網(wǎng)絡(luò)上。
HTTP 協(xié)議
通過(guò)使用超文本傳輸協(xié)議 (HTTP) ，您可以將內(nèi)容從編碼器傳輸?shù)?Windows Media 服務(wù)器，在運(yùn)行 Windows Media Services 的不同版本的計(jì)算機(jī)間或被防火墻隔開(kāi)的計(jì)算機(jī)間分發(fā)流，以及從 Web 服務(wù)器上下載動(dòng)態(tài)生成的播放列表。 HTTP 對(duì)于通過(guò)防火墻接收流式內(nèi)容的客戶端特別有用，因?yàn)?HTTP 通常設(shè)置為使用端口 80 ，而大多數(shù)防火墻不會(huì)阻斷該端口。
協(xié)議翻轉(zhuǎn)
Windows Media Services 依據(jù)客戶端的具體環(huán)境為其選擇適當(dāng)協(xié)議的能力稱為協(xié)議翻轉(zhuǎn)。如果要支持多種客戶端版本，支持通過(guò)防火墻連接的客戶端或通過(guò)不同類型的網(wǎng)絡(luò)連接的客戶端，那么協(xié)議翻轉(zhuǎn)將很有用。如果服務(wù)器上所有可用的服務(wù)器控制協(xié)議插件（包括 WMS HTTP 服務(wù)器控制插件）都已啟用，那么協(xié)議翻轉(zhuǎn)的效果會(huì)達(dá)到最佳。
Windows Media 服務(wù)器使用協(xié)議翻轉(zhuǎn)的目的是為了與客戶端建立最佳的連接�？蛻舳嗽趪L試連接服務(wù)器時(shí)，會(huì)發(fā)送有關(guān)自身類型以及能支持哪些協(xié)議的信息。 Windows Media 服務(wù)器將該信息與已啟用的協(xié)議進(jìn)行比較，然后使用適用于當(dāng)時(shí)情況的最佳協(xié)議。通常，服務(wù)器和客戶端之間的第一次連接嘗試是成功的，不需要采取進(jìn)一步行動(dòng)。如果該連接請(qǐng)求不成功，那么客戶端將嘗試使用其他可支持的協(xié)議連接到服務(wù)器。在每一次協(xié)議翻轉(zhuǎn)嘗試期間，客戶端會(huì)經(jīng)歷一段非常短暫、通常不易察覺(jué)的延遲時(shí)間。
建議您使用協(xié)議翻轉(zhuǎn)，以確�？蛻舳讼硎艿阶罴训牧魇讲シ朋w驗(yàn)。如果客戶端使用帶有 mms:// 前綴的 URL 連接到流，那么協(xié)議翻轉(zhuǎn)將在必要時(shí)進(jìn)行。請(qǐng)注意，用戶可以在播放機(jī)的屬性設(shè)置中禁用協(xié)議。如果播放機(jī)只支持一個(gè)協(xié)議，那么翻轉(zhuǎn)就無(wú)法進(jìn)行。協(xié)議翻轉(zhuǎn)中使用的具體邏輯取決于連接服務(wù)器的客戶端類型。
如圖九，在使用 RTSP 協(xié)議時(shí)，啟用快速緩存時(shí)，系統(tǒng)首先使用基于傳輸控制協(xié)議的 RTSPT 協(xié)議，如果連接請(qǐng)求不成功，則使用基于用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議的 RTSPU 協(xié)議，當(dāng)請(qǐng)求再次失敗時(shí)，使用 HTTP 協(xié)議。
禁用快速緩存的系統(tǒng)中，系統(tǒng)會(huì)首先使用 RTSPU 協(xié)議，失敗時(shí)才會(huì)嘗試使用 RTSPT 協(xié)議。
對(duì)于 Windows Media Player 的早期版本，如 Windows XP 中的 Windows Media Player ，不支持 RTSP 協(xié)議。然而， MMS 協(xié)議為這些播放機(jī)提供了協(xié)議翻轉(zhuǎn)支持。因此，當(dāng)早期版本的播放機(jī)嘗試使用帶有 mms:// 前綴的 URL 連接到服務(wù)器時(shí)，服務(wù)器將自動(dòng)為播放機(jī)協(xié)商最佳的協(xié)議。服務(wù)器將首先嘗試使用 MMSU （即采用基于 UDP 的傳輸方式的 MMS ）連接到客戶端。如果不支持該協(xié)議，那么服務(wù)器將嘗試使用 MMST （即采用基于 TCP 的傳輸方式的 MMS ）進(jìn)行連接。如果該連接也不成功，則在啟用了 WMS HTTP 服務(wù)器控制協(xié)議插件的情況下，服務(wù)器將嘗試使用 HTTP 協(xié)議進(jìn)行連接。如圖十：
第六章使用分發(fā)服務(wù)器
分發(fā)服務(wù)器發(fā)布從另一個(gè)流式源（如另一個(gè) Windows Media 服務(wù)器）接收到的內(nèi)容。運(yùn)行 Windows Media Services 的任何計(jì)算機(jī)都可以作為分發(fā)服務(wù)器運(yùn)行。源服務(wù)器是分發(fā)服務(wù)器播放內(nèi)容的來(lái)源�？蛻舳丝梢韵襁B接源服務(wù)器一樣連接到分發(fā)服務(wù)器。分發(fā)服務(wù)器位于內(nèi)容流中的源服務(wù)器和客戶端之間，因此能夠執(zhí)行多種功能：
負(fù)載平衡。 分發(fā)服務(wù)器是一種降低 Windows Media 服務(wù)器的客戶端負(fù)載的簡(jiǎn)單方式，因?yàn)槟梢詫⒖蛻舳说膬?nèi)容請(qǐng)求分布到網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)服務(wù)器上。
網(wǎng)絡(luò)安全策略。 分發(fā)服務(wù)器可以放在網(wǎng)絡(luò)防火墻內(nèi)，將位于防火墻之外的源服務(wù)器作為來(lái)源，向防火墻內(nèi)的客戶端提供內(nèi)容，因而無(wú)需打開(kāi)額外的端口。或者，分發(fā)服務(wù)器可以放在網(wǎng)絡(luò)防火墻之外，將防火墻內(nèi)的源服務(wù)器作為來(lái)源，向防火墻外的客戶端提供內(nèi)容。
服務(wù)器翻轉(zhuǎn)。 在向位于多播網(wǎng)絡(luò)上的客戶端多播內(nèi)容時(shí)可以使用分發(fā)服務(wù)器。不在多播網(wǎng)絡(luò)上的客戶端可以重定向到另一個(gè)分發(fā)服務(wù)器，以便進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容單播傳遞。
第二部分 服務(wù)器管理
使用 Windows Media Services ，可以將 Windows Media 服務(wù)器配置為通過(guò) Intranet 或 Internet 傳輸內(nèi)容。在開(kāi)始傳輸內(nèi)容之前，必須為運(yùn)行 Windows Media Services 的服務(wù)器配置設(shè)置，添加并配置發(fā)布點(diǎn)，然后設(shè)置內(nèi)容。
第一節(jié)服務(wù)器配置設(shè)置
通過(guò)使用 Windows Media Services 管理單元或用于 Web 的 Windows Media Services 管理器，可以對(duì) Windows Media 服務(wù)器進(jìn)行管理。如果您使用的是 Windows Media Services 管理單元，那么可以將運(yùn)行 Windows Media Services 的任何服務(wù)器添加到控制臺(tái)，但前提是您具有該服務(wù)器的管理權(quán)限。即使從管理單元中刪除了某個(gè)服務(wù)器，您仍可以通過(guò)用于 Web 的 Windows Media Services 管理器來(lái)管理該服務(wù)器。此外 , 使用通過(guò) Windows Media Services 9 系列軟件開(kāi)發(fā)工具包 (SDK) 創(chuàng)建的命令行腳本和自定義程序也可以管理服務(wù)器。
您可能還希望實(shí)施通過(guò) Windows Media Services 使用的一些更高級(jí)的功能。例如，您可以修改設(shè)置以限制客戶端連接數(shù)、設(shè)置安全措施以保護(hù)內(nèi)容、記錄有關(guān)客戶端活動(dòng)的數(shù)據(jù)以及設(shè)置分發(fā)服務(wù)器。
服務(wù)器配置設(shè)置包括如下幾項(xiàng)：
1. 允許或拒絕單播客戶端連接
2. 設(shè)置服務(wù)器限制
限制播放機(jī)連接數(shù)
限制傳出分發(fā)連接數(shù)
限制播放機(jī)總帶寬
限制傳出分發(fā)總帶寬
限制單一播放機(jī)單個(gè)流的帶寬
限制單個(gè)傳出分發(fā)流的帶寬
限制每秒連接數(shù)
限制播放機(jī)不活動(dòng)超時(shí)時(shí)間
限制連接確認(rèn)時(shí)間
第二節(jié)發(fā)布點(diǎn)類型和公告形式的選擇
發(fā)布點(diǎn)是向用戶分發(fā)內(nèi)容的途徑。內(nèi)容可通過(guò)創(chuàng)建將客戶端重定向到發(fā)布點(diǎn)的公告文件來(lái)發(fā)布，也可通過(guò)指向發(fā)布點(diǎn)的 URL 來(lái)發(fā)布。
創(chuàng)建什么類型的發(fā)布點(diǎn)，要根據(jù)您的具體需求來(lái)選擇。
如果您希望用戶能夠控制正傳輸?shù)膬?nèi)容的播放，則最適于從點(diǎn)播發(fā)布點(diǎn)傳輸內(nèi)容。這種類型的發(fā)布點(diǎn)最常用于安置以文件、播放列表或目錄為來(lái)源的內(nèi)容。當(dāng)客戶端連接到該發(fā)布點(diǎn)時(shí)，將從頭開(kāi)始播放內(nèi)容，最終用戶可以使用播放機(jī)上的播放控件來(lái)暫停、快進(jìn)、倒回、跳過(guò)播放列表中的項(xiàng)目或停止。
如果您希望創(chuàng)造與觀看電視節(jié)目類似的體驗(yàn)，則最適于從廣播發(fā)布點(diǎn)傳輸內(nèi)容 — 在源或服務(wù)器上控制和傳輸內(nèi)容。這種類型的發(fā)布點(diǎn)最常用于從編碼器、遠(yuǎn)程服務(wù)器或其他廣播發(fā)布點(diǎn)傳遞實(shí)況流。當(dāng)客戶端連接到廣播發(fā)布點(diǎn)時(shí)，客戶端就加入了已在傳遞的廣播中。例如，如果公司范圍內(nèi)的會(huì)議在上午 10:00 進(jìn)行廣播，在上午 10:18 連接的客戶端將錯(cuò)過(guò)會(huì)議的前 18 分鐘�？蛻舳丝梢詥�(dòng)和停止流，但是不能暫停、快進(jìn)、倒回或跳過(guò)。
為了使用戶知道哪些發(fā)布點(diǎn)可以使用，最簡(jiǎn)單的方式是通過(guò)指向發(fā)布點(diǎn)的 URL 來(lái)發(fā)布。那么究竟什么是 URL 呢？
URL （ Uniform Resource Locator ：統(tǒng)一資源定位器）實(shí)際上是 Web 頁(yè)的地址，它從左到右由下述部分組成：
Internet 資源類型（ scheme ）：指出 Web 客戶程序用來(lái)操作的工具。如“ http ： // ”表示 Web 服務(wù)器，“ ftp ： // ”表示 FTP 服務(wù)器，“ gopher ： // ”表示 Gopher 服務(wù)器，而“ new ：”表示 Newsgroup 新聞組。
服務(wù)器地址（ host ）：指出 Web 頁(yè)所在的服務(wù)器域名。
端口（ port ）：有時(shí)（并非總是這樣），對(duì)某些資源的訪問(wèn)來(lái)說(shuō)，需給出相應(yīng)的服務(wù)器提供端口號(hào)。
路徑（ path ）：指明服務(wù)器上某資源的位置（其格式與 DOS 系統(tǒng)中的格式一樣，通常有目錄 / 子目錄 / 文件名這樣結(jié)構(gòu)組成）。與端口一樣，路徑并非總是需要的。
URL 地址格式排列為： scheme ： //host ： port/path
例如 http ： //www.51itworld.com/domain/HXWZ 就是一個(gè)典型的 URL 地址。
另一種方法，也是使用最廣的方法是通過(guò)公告文件發(fā)布發(fā)布點(diǎn)。
公告是帶有 .asx 擴(kuò)展名的 Windows Media 元文件，該文件為播放機(jī)提供在連接到 Windows Media 服務(wù)器接收內(nèi)容時(shí)需要的信息。您可以在網(wǎng)頁(yè)上插入指向公告的鏈接，將公告放在共享文件中，或用電子郵件發(fā)送出去。用戶可以通過(guò)單擊網(wǎng)頁(yè)上的公告鏈接或直接打開(kāi)公告來(lái)訪問(wèn)您的內(nèi)容。位于 Windows Media Services 管理單元“公告”選項(xiàng)卡上的公告向?qū)Э蓭椭鷦?chuàng)建公告文件（ .asx 文件）和多播信息文件（ .nsc 文件），播放機(jī)可以使用這些文件連接到內(nèi)容。向?qū)н�可以幫助您創(chuàng)建帶有嵌入式 Windows Media Player 控件的網(wǎng)頁(yè)，或者提供在個(gè)人的網(wǎng)頁(yè)中嵌入播放機(jī)的語(yǔ)法。
因?yàn)楹芏酁g覽器不能直接訪問(wèn)流式媒體內(nèi)容，所以使用公告文件作為鏈接，使得大部分用戶都可接收數(shù)據(jù)。
舉個(gè)例子，如果用戶使用微軟的 IE 瀏覽器訪問(wèn)發(fā)布點(diǎn)時(shí)，是使用“ URL ”還是“公告文件”效果是相同的，瀏覽器會(huì)自動(dòng)啟動(dòng) Windows Media Player 控件來(lái)播放發(fā)布點(diǎn)的內(nèi)容。用戶甚至可以選擇是在 IE 瀏覽器內(nèi)播放或是啟動(dòng) Windows Media Player 來(lái)播放；然而對(duì)于其他瀏覽器的使用者，如果該瀏覽器不支持直接訪問(wèn)流式媒體內(nèi)容，那么該用戶就不能連接 URL 指定的發(fā)布點(diǎn)。只有當(dāng)他點(diǎn)擊公告文件時(shí)，用戶的系統(tǒng)才能自動(dòng)啟動(dòng) Windows Media Player 。
其實(shí)公告文件與 URL 的本質(zhì)是一樣的，都是對(duì)發(fā)布點(diǎn)位置的描述，是一個(gè) Web 地址。比較一下二者的具體內(nèi)容就會(huì)非常明顯的看出其中的相同之處。
公告文件示例
<asx version = "3.0"> <entry> <ref href = "mms://servername/publishingpointname/filename.wmv"/>
</entry>
</asx>
URL 示例
mms://my_server/mypub_pt/my_file.wmv
第三節(jié)配置安全選項(xiàng)
如果您希望對(duì)發(fā)布點(diǎn)內(nèi)容的安全性作進(jìn)一步設(shè)置， Windows Media Services 提供的安全選項(xiàng)完全可以滿足您的要求。它包括如下幾項(xiàng)：
身份驗(yàn)證 是保證運(yùn)行 Windows Media Services 的服務(wù)器的安全性的最基本方面。它將對(duì)試圖訪問(wèn) Windows Media 服務(wù)器資源的任何用戶進(jìn)行身份確認(rèn)。
身份驗(yàn)證是對(duì)嘗試連接到服務(wù)器的客戶端的憑據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證的過(guò)程。此過(guò)程包括從客戶端向服務(wù)器發(fā)送憑據(jù)，以及使用身份驗(yàn)證方案識(shí)別用戶。
授權(quán) 是驗(yàn)證是否允許客戶端連接到服務(wù)器的過(guò)程。授權(quán)在身份驗(yàn)證成功之后進(jìn)行。在授權(quán)過(guò)程中，服務(wù)器對(duì)照為用戶試圖連接的資源設(shè)置的訪問(wèn)權(quán)限對(duì)用戶進(jìn)行檢查。
向用戶授予權(quán)限的目的在于定義一個(gè)特定用戶可以在系統(tǒng)上執(zhí)行什么操作，以及向不同的用戶授予不同的權(quán)限級(jí)別�？梢詾橄到y(tǒng)上的單個(gè)用戶、計(jì)算機(jī)和服務(wù)器定義權(quán)限。
配置防火墻。 如果您計(jì)劃從網(wǎng)絡(luò)上的 Windows Media 服務(wù)器向 Internet 上的播放機(jī)傳輸內(nèi)容，那么可能需要在防火墻上打開(kāi)更多端口以防止播放機(jī)在接收內(nèi)容時(shí)遇到問(wèn)題。
可以為單播流配置防火墻、為多播流配置防火墻，允許防火墻之外的編碼器進(jìn)行訪問(wèn)。
日志管理。 Windows Media 服務(wù)器包括內(nèi)置的監(jiān)視和日志記錄功能，您可以利用它們收集有關(guān)流式媒體會(huì)話及其觀眾的有價(jià)值的信息。
總結(jié)
隨著技術(shù)發(fā)展、新協(xié)議制定，其內(nèi)核將被不斷被重新設(shè)計(jì)，流式媒體服務(wù)系統(tǒng)日漸完善。智能流式播放逐漸發(fā)展成熟， Media 服務(wù)器與 Media Player 一起檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀況并自動(dòng)調(diào)整流的屬性以最大限度地改善播放質(zhì)量的方法。通過(guò)智能流式播放，用戶可以收到根據(jù)特定的連接速度定制的連續(xù)內(nèi)容流。
為使服務(wù)器充分發(fā)揮智能流式播放的所有長(zhǎng)處，應(yīng)使用多個(gè)比特率對(duì)內(nèi)容進(jìn)行編碼。多比特率 (MBR) 內(nèi)容包含多個(gè)以不同的比特率編碼的流，每個(gè)流通常都對(duì)應(yīng)于一個(gè)常見(jiàn)的連接速率。使用分發(fā)服務(wù)器傳遞多比特率內(nèi)容時(shí)，所有流都由源服務(wù)器發(fā)送到分發(fā)服務(wù)器。當(dāng)多比特率內(nèi)容從源服務(wù)器或分發(fā)服務(wù)器發(fā)送到播放機(jī)時(shí)，只有最適于當(dāng)前帶寬狀況的比特率內(nèi)容得以播放。
流式播放多媒體系統(tǒng)將會(huì)深入到更多的應(yīng)用領(lǐng)域中去，流式播放多媒體技術(shù)將有待于我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)和推廣。
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