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基于流媒体技术的校园网WebVOD的构建
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作者：《数字社区＆智能家居》2006年7月刊,本站编辑,本站记者,未知发布时间：2007-5-8
16:37:21
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| ■文/袁劲松 杨伟明 (广东纺织职业技术学院，广东，佛山，528041)
[摘要]在当今的计算机与信息技术时代，视频点播（VOD）技术作为一种网络媒体迅速渗透到人们的日常生活和学习当中。文章根据视频点播（VOD）流媒体的播放要求，介绍了流媒体技术的相关知识，阐述了基于校园网Web VOD系统的构建原理和软件工具选择，给出了一种基于流媒体技术的Web VOD系统构建方案。 [关键字]校园网 视频点播 流媒体 服务器 软件 1.引言 目前，Internet技术发展速度惊人，网络带宽也迅速提高，校园网的建设与应用被越来越多的学校视为实现教学改革，提高教学质量的关键。 一方面，越来越多的学校在校园网建设方便投入了大量的资金并引入了大量的计算机人才，因此充分地利用网络进行教学已经不再是梦想；另一 方面，网络教学可以不受时间和空间对教学过程的种种限制，能最大限度地实现共享教育资源的目的。在这种已建有校园网的网络环境下，选择 利用流媒体视频点播（VOD）技术实现网络教学的目标是比较合适的。 VOD技术充分利用了网络和视频技术的优势，它的多媒体数据以实时数据流的形式传输，可以一边传送一边播放，这也就是流媒体技术的具体应用。根据VOD技术的特点和优势，我们可以充分利用校园网资源构建基于流媒体技术的校园网WebVOD平台，就可以让学生在网络上直接通过 浏览器接收到授课教师的声音影像，同时搭配一些网页用来同步显示教学内容，使学生更方便更有效地接受教学知识。 2.流媒体技术 2.1 流媒体技术简介 流媒体（Streaming Media）是指在网络中使用流式传输技术的连续传播媒体，即在Internet上以连续数据流的方式发送和接收媒体内容。 所谓流式传输技术，就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网络服务器上，让浏览者一边下载一边播放，而不需要等到整个多媒体文 件下载完成才可以收看。 我们知道，在流媒体技术出现之前，用户想从网络上收看多媒体信息，常常需要花费大量的时间来下载多媒体文件，因为那时多媒体文件被完 全下载之后才可以供用户观看。举一个例子来说，窄带带宽56KB/s的网络环境下，用户下载一段仅仅一分钟的多媒体视频文件，大约需要30分钟或者更长的时间，这样的等待让人难以忍受：效率太低了！而流媒体技术的及时出现正好解决了用户等待下载时间过长的问题，流媒体可以做到一边传送一边播放，在网络中开始发送多媒体数据流、终端播放前面一部分的同时，其它部分的数据也在源源不断地快速传输，及时到达终端进行播放。 2.2 流媒体系统体系结构 现在流媒体解决方案采用的技术是多种多样的，但是其体系结构本质是相近的。基本的流媒体系统包含以下的三个组件：（1）编码器（Encoder）：用来将原始的音频或视频文件转换成流媒体格式的文件；（2）服务器（Server）：用来向用户发送流媒体格式的文件；（3）播放器（Player）：供用户观看或收听流媒体格式的文件。这些组件之间通过特定的协议互相通信，按照特定的格式互相交换文件数据。 在上述三个组件之外还有其它几个部分也包含在流媒体系统体系结构，比如：（1）流媒体数据:即流媒体格式的文件本身；（2）网络：适合流媒 体传输协议的网络环境。 2.3 流媒体传输流程 流媒体格式文件以连续数据流的形式在网络上传输一般需要以下几个流程：首先是服务器端的音频/视频的编码、压缩、存储等步骤，然后是网 络端的媒体服务、媒体流传输以及用户端的媒体播放等步骤。下面给出一个典型的流媒体传输流程如图1所示。 3.视频点播（VOD）系统 3.1 视频点播系统简介 视频点播（VOD）是集计算机技术、网络技术、多媒体技术、电视技术和数字压缩技术与一身的多学科多领域融合交叉的一种新兴传媒方式。VOD从根本上解决了用户只能被动接收信息的被动局面，用户不但可以收看固定节目信息，也可以在VOD系统中保存的视频信号自由选择自己喜 欢的节目信息，VOD的核心技术是多媒体网络传输技术。 3.2视频点播系统组成 一般基于计算机网络的视频点播系统主要由服务器端系统、网络系统和用户端系统三个部分组成。（1）服务器端系统：一般由视频点播服务 器组、数据库服务器、Web服务器和各种档案管理服务器组成；（2）网络系统：包含主干网络系统（接入Internet）和本地网络系统（本地局 域网）；（3）用户端系统：通常都是PC机工作站。 4. 基于流媒体技术的校园网WebVOD的构建 近几年来学院校园网建设发展较快，网络规模进一步扩大了，校园网分成以下几个局域网组成：各系教研组（多个）、行政办公组、多媒体教 室组、实验室组（多个）、计算机机房（多个）。学院校园网的主干接入网是10MB带宽的光纤接入网，另外还有专用2MB带宽的教科网，客户 端为普通的PC 机，装有Windows Media Player 9.0（或以上）和IE6.0（或以上）。在这个相对比较大也比较完善的网络环境下，只需投入 较少资金购置服务器来组建VOD系统的服务器端系统，就可以利用现存的校园网资源在整个校园内推广VOD服务了，在服务器端系统的投入相对 整个校园网的总投入来说比重是很小的。 4.1 WebVOD系统构建 根据（3.2）视频点播系统组成，一般地VOD系统采用传统的二层C/S（即客户端/服务器端）结构模型。在这种结构模型中，服务器一方面要为 用户端与VOD之间的交互提供Web界面，另一方面还要负责接纳大量媒体数据流的读取和实时发送，服务器需要实现多方面的功能，所以其构建 复杂而且扩展性较差。同时随着用户端的用户数不断增加，媒体服务器性能不断下降，直接影响到用户观看媒体的效果。 考虑到要保证用户观看媒体的效果和质量、还有服务器的稳定性和可扩展性等多方面的因素，我们可以应用WWW 与数据库技术相结合的方法， 构建一种基于流媒体技术的校园网WebVOD的客户端浏览器/中间服务器/数据库服务器（B/W/D ）三层体系结构。这种体系结构的基本思想是 ：将网络通信（具体指给用户提供的访问界面）和数据库操作（媒体数据流的传输）分离，在用户端与服务器之间使用多路复用技术，有效减轻 了数据库服务器的负载，从而达到加快数据处理能力的目标。在现有校园网环境下构建的WebVOD系统网络拓扑图如图2所示。
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