流媒体技术浅析
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流媒体技术浅析杨林(建东职业技术学院,江苏常州21302)
摘要:近几年来流媒体这种新的网络媒体播放方式悄然兴起越来越多的关注。本文简单叙述了有关流媒体技术的技术原理、播放方式与应用等。关键词:流媒体技术;流媒体播放原理中图分类号下P393文献标识码:A
1流媒体技术原理简单来说,流媒体就是一种可以一边下载一边观看的新型媒体。因为其这一特色使其能区别于其他传统的必须等待整个文件都下载完成才能播放的网络媒体,越来越受到人们的青睐。流媒体这一特色为人们带来的好处是可以很大程度上缓解由于网络带宽不足对播放带来的影响(一般,只有开始几秒延迟,相应的用户在播放时等待的时间会大大减少)。那么让我们来看看流媒体是怎样实现的。流媒体技术的关键技术在于流式传输。所谓流式传输是指把声音、图象、视频等多媒体信息由专门的服务器通过网络向用户计算机连续、实时地传输。流式传输的定义很广泛,现在主要是指那些通过网络传输媒体的技术。其特定含义为通过INTERNET将影视节目传送到PC机。1.1流式传输的具体方法实现流式传输有两种方法:顺序流式传输(Progresivestre二9)和实时流式传输(Realljlne咖aming)。1.1.1顺序流式传偷顺序流式传输其实就是从前向后有序地传输,用户边下载文件边观看在线媒体,但是用户只能观看已下载的那部分,而不能跳到后面还未下载的部分。顺序流式传输比较适合高质量的短片段,如片头、片尾和广告,因为该文件的播放部分是无损下载的,这种方法保证电影播放的质量。但是这同样意味着用户在观看前,必须经历延迟,对于网速较慢的用户这种延迟尤其突出。顺序流式文件是放在标准Hll甲或FTP服务器上,易于管理,基本上与防火墙无关。它是一种点播技术。1.1.2实时流式传输实时流式传输总是实时传送,支持随机访问,用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。特别适合现场事件。实时流式传输对网络带宽要求比较高,这意味着在以低速网络连接(调制解调器速度连接)时图象质量将有所下降,当网络拥挤或出现问题时,视频质量很差。所以如欲保证视频质量,建议采用顺序流式传输。实时流式传输需要特定服务器,现在比较流行的有QuickTimesl犯amingserve、Re欲seoer与windowsMediaserVer。这些服务器至支持对媒体发送进行更多级别的控制,这一点明显区别于标准Hll,rP服务器。实时流式传输还需要特殊网络协议,如:R巧P(Re滋timesl比amingprotocol)或MMS(MicrosoftMediaserver)。这些协议与目前我们常用的防火墙在兼容性方面存在不足,有时会导致用户不能看到一些信息。比如用户在平时上网时发现同一个链接,在网吧可以看到,但是在单位或者家里就不能。,并越来越展现出其独特的魅力与强大的生命力,受到人们当今流行的流媒体格式之间的区别及各自的特点、流媒体的1.2流式传输实现的前提服务器端1.2.1压缩文件。目前网络的带宽还无法满足多媒体文件庞大的体积。所以在传输媒体文件之前必须采用高效的压缩算法对他们进行必要的压缩。使其能适应现有网络带宽。1.2.2向文件中加人流式信息。目前普通的多媒体文件并不支持流式传输,所以必须对他们进行一定的处理。1.2.3采用合适的协议。TCP协议并不合适传输实时数据。所以我们采用其他一些协议来实现流式传输。如RTp,RTCP,RSVP和RSTP。客户端1.2.4要缓存。现实当中的网络一方面带宽不总,另一方面经常会出现一些堵塞或延时。因此媒体文件在传输时候都是被分解成许多包,并且经常不能按先后顺序到达目的地,所以必须使用缓存来确保流媒体播放的质量,弥补因网络问题带来的播放质量停顿。1.2.5浏览器要支持流媒体。我们常用的各种浏览器都是基于Hl,fP协议的而HTfP协议内都含有MIME,wEB服务器和WEB浏览器可通过MIME来识别流媒体并对其进行相应的处理。1.3流媒体传输协议前面讲到流媒体传输需要特殊的协议哪么我们就来看看这些具体的协议吧。1.3.1实时传输协议R作与实时传输控制协议RTCPRTP(Re滋一timeTrallsportprotocol)被定义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。R,rP通常使用UDP来传送数据,也可在TCP或ATM等其他协议上工作。RTP协议主要完成对数据包的编号、加人时戳、丢包检查、安全认证等工作,从而帮助其他应用程序确保数据流的同步和实时传输。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。RTCP(Re吐一timeControlp加tOCol)是一个传输控制协议,与RTI,配合为顺序传输数据包提过可靠的传送机制,并有网络流量控制和阻塞控制功能。在RrrP会话期间,各参与者周期性地传送RTCp包。从而了解数据传输的实际情况,并及时对传输中出现的异常情况进行调节。通常采用两个方法来调节:一是窗口法,通过逐渐增大传送的码率,当发现网络上出现了包的碰撞,也就是检测到了丢包时,再减小发送的码率;二是基于速率的方法,先估计网络的带宽资源,再调整编码的目标速率来适应网络的状态。基于窗口的解决案会引入类似TCP的重传,所以经常采用基于速率的
2008年第4期
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解决方案。R作和RTcP配合使用,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。1.32资源预订协议RSVp(RosourceReserveProtocol)协议该协议本是为网络会议应用开发的。因为音频和视频数据流比传统数据对网络的延时更敏感,要在网络中传输高质量的音频、视频信息,除带宽要求之外,还需其他更多的条件。使用RsVP预留一部分网络资源(即带宽),能在一定程度上为流媒体的传输提供方便。特别指出的是,第一RSVP并不是一种路由选择协议,而是一种网络控制协议,他仅仅根据数据流所经过的路由来预留资源。第二RSVP流是单向的预留请求是由接收端发起的,可以用于主机也可以用于路由器。13.3实时流协议R朽P(Real一timestreamingProtocol)RSTP是在服务器端与客户端建立并控制音频流的协议,可以被应用于对流媒体的播放,暂停,快进,录制和定位操作。R仆P在体系结构上位于RTP和RTCP之上位于应用层,它使用TCP或RTP完成数据传输。HTTP与RTSP相比,前者的请求由客户机发出,服务器作出响应;后者的请求客户机和服务器都可以发出,即R飞P可以是双向的。RTSP是应用级协议,控制实时数据的发送,它提供了可扩展框架,使实时数据的受控、点播成为可能。该协议目的在于控制多个数据发送连接,为选择发送通道(如uDP、组播uDP与TCP)提供途径,并为选择基于RTP上发送机制提供方法。RSrrP主要提供三种操作(1)客户端要求服务器端建立连接并发送指定的数据。(2)要求服务器加入会议,并回放或录制媒体。(3)向已有表达中加人媒体,并在客户端和服务器之间互相通报。2流媒体技术播放方式流媒体播放方式2.1单播在客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道,从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机,这种传送方式称为单播。每个用户必须分别对媒体服务器发送单独的查询,而媒体服务器必须向每个用户发送所申请的数据包拷贝。这种巨大冗余造成服务器沉重的负担,响应需要很长时间,甚至停止播放;管理人员也被迫购买硬件和带宽来保证一定的服务质量。点播是一种比较常见的单播形式,由客户端主动连接到服务器端并选择播放内容。客户端可以对媒体流进行开始、停止、后退、快进等操作。2.2组播是一种一对多的通讯方式,具体来说就是可以一次把数据包复制到多个通道上,给多个需求共享。而不是像单播那样有N个需求就发送N次,组播只需一次就可以了。广播是组播的一个特例,是一种极端的组播形式,它给每一个客户端都发送了一个数据拷贝,而不管客户是否需要。因而对带宽由较大的浪费。2.3智能流技术目前我们要面对的现实是互联网用户的接入方式多种多样,如ADs权IsDNcahl。Modem专线等。这些接人方式各有不同,尤其是接人速度有很大差别。智能流技术就是为了适应这一情况而产生的。智能流可以在不同类型编码式的基础上根不同带宽提供合适的媒体质量。进而动态适应变化的网络环境。._……_二科技寒济市鱼3当今流行的三种流媒体格式目前市场上主流的流媒体技术有三种,分别是RealNetworks公司的RealMedia、Mic,硫的WindowsMedia和APPle公司的QuickTime。这三家的技术都有自己的专利算法、专利文件格式甚至专利传输控制协议这三个关键要素在里面。3.IRealMedia。RealMedia包括三类文件:RealAudio、Realvidoo及RealRash。Rea1Audio用来传输音频数据,RealVideo用来传输连续视频数据,而Re以n朋h一种高压缩比的动画格式。作为最早的因特网流式技术,RealMedia在某种程度上已成为网络视音频播放事实上的标准。客户端播放器Realplayer的全球注册人数已经超过了1.6亿人,占据了60%的网上视频流点播市场。3.Zwindow。Media。微软公司的Window。Media的关键核心是MMS协议和AsF数据格式,MMS用于网络传输控制,ASF则用于媒体内容和编码方案的打包。虽然windowsMedia进人流媒体市场时间最短,但是凭借微软强大的经济,、技术后盾windowsMedia地位的提升将大有可为。3.3QuickTime。Quick毛me是苹果公司推出一款老牌多媒体播放软件,1999年发布的QulckTime4.0版本开始支持真正的流式播放。秉承苹果公司一贯的风格,QulckTime是面向专业视频编辑、web网站创建和CD一ROM内容制作开发的多媒体技术平台,具有较好的交互性。是数字媒体领域事实上的工业标准,它可以提供实时的数字化信息流、工作流与文件回放功能。下面是三种技术的一些主要性能的比较列表:编码比较项目和生改Ti砚5WindO.5
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标称的半屏类VHS质t所藉码率:32OX240,24帧/秒
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标称的CD音质所需的码率未提及
6心bP,6公山ps
人机交互能力非常好差一般编码工具费用价格昂贵,且要多个方面配合。编码器
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级功能需要购买。