流媒体技术原理(1)
普通流媒体技术
首先,我想我们应该首先重点讨论一下流媒体顺利实现的有关技术原理。众所周知,流式传输的实现需要缓存。因为Intemet以包传输为基础进行断续的异步传输,一个实时A/V源或存储的A/V文件在传输中要被分解为许多包。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,使用缓存系统来减少延迟和抖动的影响,并保证数据包的J顷序正确,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。这些参数可能目录信息、AN数据的编码类型或与AN检索相关的服务器地址。A/VHelper程序及AN服务器运行实时流控制协议(RTSP),以交换AN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o AN服务器使用RTP/UDP协议将AN数据传输给AN客户程序(一般可认为客户程序等同于Helper程序),一—[3 A/V数据抵达客户端,AN客户程序即可播放输出。
需要特别说明的是,在流式传输中,使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与AN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。
智能流技术(SureStream)
如今,56kbit/s调制解调器已经是Intemet连接的基本速率,cablemodem,ADSL,ISDN等发展迅速,ISP服务商们不得不要么限制发布媒体的质量,要么限制连接的人数。根据RealNetwork站点统计,对56kbit/s调制解调器,实际流量为40~48kbit/s,呈钟形分布,高峰在45kbit/s。如果ISP服务商选择45kbit/s固定速率,将有大量用户得不到好的质量信号,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以上版本中,这种方法称为“视频流瘦化”o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,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,采用一种复杂客户朋艮务器机制探测带宽的变化。
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、记录不同速率下的媒体数据,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。智能流通过描述现实世界Intemet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。流媒体实现方式是: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,无缝切换到其他速率;关键帧优先,音频比部分帧数据重要;向前兼容老版本RealPlayer。
智能流在RealSystem G2中是对所谓自适应流管理(ASM)API的实现o ASM描述流式数据的类型,辅助智能决策,确定发送哪种类型数据包。文件格式和广播插件定义了ASM规则。用最简单的形式给数据包组分配预定义属性和平均带宽。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5,000-15,000kbit/s,包损失小于2.5%o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。
作者:slone 更新日期:2004-12-31
来源:liumeiti.org
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