2-流媒体技术基础

流媒体技术简介流媒体技术（Streaming Media Technology）是为解决以Internet为代表的中低带宽网络上多媒体信息（以视音频信息为重点）传输问题而产生、发展起来的一种网络新技术。

采用流媒体技术，能够有效地突破低比特率接入Internet方式下的带宽瓶颈，克服文件下载传输方式的不足，实现多媒体信息在Internet上的流式传输。

Microsoft、Intel、apple、RealNetworks等公司在流媒体技术的发展、应用等方面都具有很强的实力。

一、流媒体技术原理1．流媒体"流媒体"的概念包括以下两个层面。

其一，流媒体是计算机网络（尤其是中低带Internet／Intranet）上需要实时传输的多媒体文件，比如声音、视频文件。

在传输前需要压缩处理成多个压缩包，并附加上与其传输有关的信息（比如，控制用户端播放器正确播放的必要的辅助信息），形成实时数据流。

数据流最大的特点是允许播放器及时反应而不用等待整个文件的下载。

其二，流媒体是对多媒体信息进行"流化"处理，是一种解决问题的方式，可以使视频等对实时性要求严格的多媒体文件在Internet／Intranet上在既无下载等待需求又不占用客户端硬盘空间的情况下保证实时播放。

目前Internet上比较流行的流媒体有RealNetworks的Realmedia、Microsoft的WindowsMedia以及Apple公司的Quicktime，它们包括不同的媒体内容，具有不同的流格式（StreamingFormat），都有专用的播放器。

以目前网上最常见的RealMedia为例，其中包括RealVideo、RealAudio、RealFlash（RealNetworks公司与Macromedia公司新近合作推出的一种高压缩比动画格式），专用播放器是RealPlayer。

传输过程中通过MIME （MultiPurposeInternetMailExtensions，多用途邮件扩展）识别流媒体类型。

引言随着互联网的快速发展，流媒体技术越来越受到人们的关注。

流媒体技术允许用户通过互联网即时观看和传输音视频内容，极大地丰富了人们的娱乐方式和工作体验。

本文将介绍流媒体技术的基本概念，并针对不同应用场景提出了几种流媒体技术方案。

流媒体技术概述流媒体技术是一种通过网络传输音视频内容的技术，它将音视频数据切割成一系列小的数据包，通过网络即时传输到用户设备，并在用户设备上实时解码和播放。

相比传统的下载方式，流媒体技术具有即时性和交互性，用户可以边下载边观看，无需等待下载完成。

流媒体技术方案基于HTTP的流媒体传输协议（HTTP Live Streaming）HTTP Live Streaming (HLS) 是一种基于HTTP协议的流媒体传输协议。

它将音视频内容切割成10秒左右的小片段，并通过HTTP协议传输到用户设备。

用户设备接收到这些小片段后，以播放列表的形式进行顺序播放，实现流媒体的播放功能。

HLS技术具有广泛的兼容性，在几乎所有的有网页浏览器的设备上都可以使用。

实时传输协议（Real-Time Streaming Protocol）实时传输协议 (RTSP) 与HLS相似，也是一种流媒体传输协议。

RTSP技术通过建立客户端和服务器之间的连接，实现实时的音视频传输。

当用户发起请求时，服务器会将音视频数据推送给用户设备，实时播放音视频内容。

RTSP技术适用于实时性要求较高的场景，如视频会议、直播等。

分发网络方案（Content Delivery Network）分发网络 (CDN) 是一种将音视频内容存储在多个服务器上，并将内容分发到离用户最近的服务器上的技术。

通过CDN技术，用户可以从离自己最近的服务器上获取音视频内容，减少了数据传输的延迟，提高了播放的流畅性。

CDN技术适用于大规模用户同时观看同一音视频内容的场景，如热门直播活动。

点播技术方案点播技术是一种将音视频内容事先录制好，并存储在服务器上的技术。

实时传输协议RTP与RTCPRTP（Real-timeTransportProtocol）是用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。

RTP被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，其目的是提供时间信息和实现流同步。

RTP通常使用UDP来传送数据，但RTP也可以在TCP或ATM等其他协议之上工作。

当应用程序开始一个RTP会话时将使用两个端口：一个给RTP，一个给RTCP。

RTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠RTCP提供这些服务。

通常RTP算法并不作为一个独立的网络层来实现，而是作为应用程序代码的一部分。

实时传输控制协议RTCP。

RTCP(Real-timeTransportControlProtocol)和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。

在RTP会话期间，各参与者周期性地传送RTCP包。

RTCP 包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，因此，服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。

RTP和RTCP配合使用，它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。

6.2.1 RTP数据传输协议RTP提供端对端网络传输功能，适合通过组播和点播传送实时数据，如视频、音频和仿真数据。

RTP没有涉及资源预订和质量保证等实时服务，RTCP扩充数据传输以允许监控数据传送，提供最小的控制和识别功能。

RTP与RTCP设计成独立传输和网络层。

2.1.1 RTP固定头RTP 头格式如下：-----------------------------------------------------------------------------------------------|V=2|P|X| CC |M| PT | 系列号 |-----------------------------------------------------------------------------------------------| 时标 |-----------------------------------------------------------------------------------------------| 同步源标识(SSRC) |-----------------------------------------------------------------------------------------------| 作用标识 (CSRC) || .... |-----------------------------------------------------------------------------------------------开始12个八进制出现在每个RTP包中，而CSRC标识列表仅出现在混合器插入时。

流媒体技术基础流媒体技术是一种通过互联网传输音视频内容的技术，它允许用户在接收到数据的同时进行播放，而不需要等待整个文件完全下载。

这种技术已经被广泛应用于在线视频、直播和音频流服务。

流媒体技术的基础包括以下几个方面：1. 编码：流媒体技术使用压缩编码算法对音视频内容进行压缩以便于传输。

常见的编码格式包括H.264（视频编码）、AAC （音频编码）等。

编码的目的是通过减少数据量来提高传输效率，并尽可能保持良好的音视频质量。

2. 分段传输：为了提供低延迟的实时播放体验，流媒体技术通常将音视频内容分割成一系列小的数据块，并逐步通过网络传输。

这种分段传输的方式可以让用户从接收到第一个数据块开始就可以进行播放，而无需等待整个文件的下载。

3. 自适应码率：由于互联网的带宽和网络条件的变化，流媒体技术需要能够自适应不同的网络环境。

自适应码率是一种根据网络条件动态调整音视频质量的技术，它可以根据网络带宽的变化选择适合的码率进行传输，以保证流畅的播放体验。

4. 缓存：为了避免播放过程中的卡顿和缓冲，流媒体技术通常会使用缓存机制。

在播放开始之前，一定数量的数据会被缓存在接收端，以便提供一定的播放缓冲区。

这样即使在网络带宽不稳定的情况下，也能保证播放的连续性。

5. 传输协议：流媒体技术通常使用HTTP（Hypertext Transfer Protocol）作为传输协议。

HTTP协议是一种可靠的传输协议，它可以通过TCP（Transmission Control Protocol）在服务器和客户端之间进行数据传输。

总结起来，流媒体技术基于编码、分段传输、自适应码率、缓存和传输协议等几个基本概念，通过这些技术手段实现了在线音视频内容的实时传输和播放。

这些基础技术的结合和应用，使得我们能够在任何时间、任何地点通过互联网获得丰富的音视频内容。

（续）6. 服务器和客户端：流媒体技术的实现需要服务器和客户端之间的协同工作。

服务器是存储音视频内容的地方，它负责将这些内容分段传输给客户端。

流媒体技术基础流媒体技术是指一种通过网络传输的多媒体数据的传输方式，它能够实现音频、视频等多媒体数据的实时传输和播放。

流媒体技术的出现，极大地改变了人们获取和分享媒体内容的方式，为我们提供了更加便捷和丰富的娱乐和学习体验。

流媒体技术的基础是传输协议。

常用的流媒体传输协议有RTSP、RTMP、HTTP等。

其中，RTSP（Real Time Streaming Protocol）是一种实时流媒体传输协议，它能够实现音视频的实时传输，并提供了控制和交互的功能。

RTMP（Real Time Messaging Protocol）是一种用于多媒体数据传输的协议，通过RTMP协议，音视频数据可以实时传输和播放。

HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是一种应用层协议，它主要用于在Web浏览器和服务器之间传输超文本的数据。

在流媒体技术中，HTTP协议常用于视频的点播和直播传输。

流媒体技术的核心是编码和解码。

音频和视频数据在传输之前需要进行编码，以减小数据的体积，提高传输效率。

常见的音频编码格式有MP3、AAC等，而视频编码格式有H.264、H.265等。

编码后的音视频数据在接收端需要进行解码，以还原成原始的音频和视频数据。

编码和解码的过程需要借助相应的编码器和解码器来完成。

流媒体技术还涉及到数据传输和缓存。

在实时传输音视频数据的过程中，网络的带宽和延迟会对传输效果产生影响。

为了提高传输的稳定性和流畅度，流媒体技术采用了分段传输和缓存策略。

分段传输是将音视频数据切分成小的数据块，分段传输到接收端，以降低传输过程中的丢包率和延迟。

缓存策略则是在接收端对已接收的数据进行缓存，以应对网络波动和延迟的影响，提高播放的流畅度和响应速度。

流媒体技术还包括了媒体服务器和客户端播放器。

媒体服务器是用于存储和分发音视频数据的服务器，它可以通过流媒体传输协议将音视频数据传输给客户端播放器。

客户端播放器是用于接收和播放音视频数据的软件，它可以根据接收到的音视频数据进行解码和播放。

随着现代网络技术的发展，网络开始带给人们形式多样的信息。

从在网络上出现第一张图片到现在各种形式的网络视频、三维动画，人们的视听觉在网络上得到了很大的满足。

但人们又面临着另外一种不可避免的尴尬：在网络上看到生动清晰的媒体演示的同时，不得不为等待传输文件而花费大量时间。

为了解决这个矛盾，一种新的媒体技术应运而生，这就是流媒体技术。

流媒体是指在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体，如音频、视频或多媒体文件。

而流式传输技术就是把连续的声音和图像信息经过压缩处理后放到网站服务器上，让用户一边下载一边收听观看，而不需要等待整个文件下载到自己的机器后才可以观看的网络传输技术。

目前，在网络上传输音视频（A/V）等多媒体信息主要有下载和流式传输两种方案。

一方面，由于音视频文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于受网络带宽的限制，下载这样的文件常常需要几分钟甚至几小时，所以采用下载方法的时延也就很大。

而采用流式传输时，声音、图像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机连续、实时传送，用户只需经过几秒或数十秒的启动时延而不必等到整个文件全部下载完毕即可观看。

当声音、图像等时基媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器上继续下载。

流式传输不仅使启动时延大大缩短，而且不需要太大的缓存容量。

流式传输避免了用户必须等待整个文件全部下载完毕之后才能观看的缺点。

一、流媒体技术基础实现流式传输有两种方法：实时流式传输（Real-time streaming transport）和顺序流式传输（progressive streaming transport）。

一般来说，如为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用实时流协议（RTSP）等，即为实时流式传输。

如使用超文本传输协议（HTTP）服务器，文件即通过顺序流发送。

采用哪种传输方法可以根据需要进行选择。

当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。

1.实时流式传输实时流式传输总是实时传送，特别适合现场广播，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看后面或前面的内容。