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摘要：本文介绍了流媒体点播系统的研究意义，分析了流媒体及视频点播技术的原理、传输方式、流媒体格式；针对一般学院架构校园流媒体视频点播系统提出方案并简述了如何配置流媒体系统，实现网络点播。
关键词：流媒体；流传输方式；视频点播；流媒体系统
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)12-20ppp-0c
The Planning and Implementation of the Campus Stream Media’s Video-on-demand
PAN Bo1,YE Mei-hao2
(1.Heyuan Vocational Technical College,Heyuan 517000,China;2.Longjie Middle School,Heyuan 517149,China)
Abstract: This paper introduced the research significance of stream media player system. First it analyzed the principle of stream media and video player system, transportation ways, stream media forms and so on. It also proposed a solution which constructed campus stream media player system, then implemented network player. Finally this paper presented the newest technology of stream media and its future.
Key words: Stream Media; Transportation Way; Video Player; Stream Media System
1 研究意义及背景
随着互联网的普及，利用网络传输声音与视频信号的需求也越来越大。广播电视等媒体上网后，也都希望通过互联网来发布自己的音视频节目。但是，音视频在存贮时文件的体积一般都十分庞大。在网络带宽还很有限的情况下，花几十分钟甚至更长的时间等待一个音视频文件的传输，不能不说是一件让人头疼的事。流媒体技术的出现，在一定程度上使互联网传输音视频难的局面得到改善。
传统的网络传输音视频等多媒体信息的方式是完全下载后再播放，下载常常要花数分钟甚至数小时。而采用流媒体技术，就可实现流式传输，将声音、影像或动画由服务器向用户计算机进行连续、不间断传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。当声音视频等在用户的机器上播放时，文件的剩余部分还会从服务器上继续下载。[1]
如果将文件传输看作是一次接水的过程，过去的传输方式就像是对用户做了一个规定，必须等到一桶水接满才能使用它，这个等待的时间自然要受到水流量大小和桶的大小的影响。而流式传输则是，打开水头龙，等待一小会儿，水就会源源不断地流出来，而且可以随接随用，因此，不管水流量的大小，也不管桶的大小，用户都可以随时用上水。从这个意义上看，流媒体这个词是非常形象的。
流媒体 (Streaming Media)就是这样一种新兴的网络传输技术,在互联网上实时顺序地传输和播放视/音频等多媒体内容的连续时基数据流，流媒体技术包括流媒体数据采集、视/音频编解码、存储、传输、播放等领域。
2 流媒体技术及视频点播技术概述
2.1 流媒体技术原理
一般来说，流包含两种含义，广义上的流是使音频和视频形成稳定和连续的传输流和回放流的一系技术、方法和协议的总称，我们习惯上称之为流媒体系统；而狭义上的流是相对于传统的下载－回放（Download-Playback）方式而言的一种媒体格式，能从Internet上获取音频和视频等连续的多媒体流，客户可以边接收边播放，使时延大大减少[2]。所以流媒体是指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体，流媒体实现的关键技术就是流式传输。
2.2 实现流媒体传输的方法
实现流媒体传输的方法一般有两种：实时流式传输（Realtime streaming）和顺序流式传输（progressive streaming）[3]。一般说来，如视频为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用如RTSP的实时协议，即为实时流式传输。如使用HTTP服务器，文件即通过顺序流发送。采用那种传输方法依赖你的需求。当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。
顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可以观看，由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作HTTP流式传输。但是，用户的观看与服务器上的传输并不是同步进行的，用户是在一段延时后才能看到服务器上传出来的信息，或者说用户看到的总是服务器在若干时间以前传出来的信息。在这过程中，用户只能观看已下载的那部分，而不能要求跳到还未下载的部分。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，因为它可以较好地保证节目播放的最终质量。它适合于在网站上发布的供用户点播的音视频节目。
在实时流式传输中，音视频信息可被实时观看到。在观看过程中用户可快进或后退以观看前面或后面的内容，但是在这种传输方式中，如果网络传输状况不理想，则收到的信号效果比较差。
2.3 流媒体视频播放方式
（1）单播：在客户端与媒体服务器之间建立一个单独的数据通道，从1台服务器送出的每个数据包只能传送给1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负担沉重，响应需要很长时间，甚至停止播放。
（2）组播：组播技术构建的网络，允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。采用组播方式，媒体服务器只需要发送一个信息包，所有发出请求的客户端即可同时收到连续数据流而无延时。这就大大减少了网络上传输的信息包的总量。
（3）点播与广播：点播连接是客户端与服务器之间的主动的连接。在点播连接中，用户通过选择内容项目来初始化客户端连接。用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流。点播连接提供了对流的最大控制，但这种方式由于每个客户端各自连接服务器，会迅速用完网络带宽。广播指的是用户被动地接收流。在广播过程中，数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户，客户端接收流，但不能控制流。
2.4 各种流媒体文件格式
支持的媒体格式包括MOV、MPEG4、RM、MP3、WAV、AVI、AU、FLASH等，可以播放音频、视频以及混合媒体格式。这些格式基本可以分为四大阵营：（1）Real流媒体；（2）Microsoft Media流媒体；（3）QuickTime Mov流媒体；（4）Adobe Flash流媒体。
3 一般院校校园流媒体设计方案
目前学院校园网建设已进入宽带网时代，学校积累了大量的音频和视频资源，可以服务器共用，但现还没有一套校园流媒体点播系统，师生使用极为不便，而购买校园流媒体点播系统的价格不菲。所以构建适合自己的校园流媒体点播系统能让校园网流媒体点播和播放、方便、快捷。下面是基本设计方案。
3.1 构架流媒体服务器
（1）硬件环境：采用流媒体点播技术来实现校园网视频点播，流媒体相关技术已在前面详细阐述。传统的校园VOD点播服务器端不仅需要大量的存储系统，同时还要负荷大量的数据传输，导致服务器根本无法进行大规模的点播。我设计构建的校园流媒体点播系统客户端采用浏览器方式进行点播，基本无需维护。由于采用了先进的机群技术，可对大规模的并发点播请求进行分布式处理，使其能适应大规模的点播环境。
其次我们的1000M校园网内部如果要实现一百人在线的点播要什么样的服务器硬件配置呢？据我了解，目前流媒体服务器兼容机配置为(P43.0G/2G内存/7200转16M缓存200G*5IDE硬盘)双电源、多风扇机箱，机房环境要求低温室，(机房内采用空调控制室温)因为硬盘发热量很大，要及时散热。同时，在选择好的服务器上安装WIN2003服务器版，安装两个以上网卡。
（2）安装流媒体服务器：配置好硬件后，设计采用流媒体软件Helix server9.05，本方案以Windows系统的安装和配置为例。具体配置可根据软件说明书。
（3）进阶配置流媒体服务器：Helix服务启动后，当连接人数达到一定程度时，往往会发生严重的缓冲现象，严重影响服务质量。经过研究发现该现象与服务器的硬件资源不相称，不论你有多好的硬件环境，都会出现这样的情况。但是你会发现发生这类现象时，服务器的CPU使用率、网络带宽消耗，和内存占用率都处于及低的水平上，也就是说远远没有发挥服务器的硬件性能。为了能够充分发挥硬件资源的能力，推荐在单服务器上安装多服务，让多个Helix并行服务，这样就能大大地提高服务性能。
（4）安装配置校园流媒体点播系统的访问界面：在这里要分两种情况进行配置：让内网用户方便的点播，不要求输入用户名，选用美萍vod点播系统7.9标准版，这个软件下载地址(http://www.mpsoft.net/download.htm)；让外网用户有限制的点播学校发布的视频，访问要输入用户名，可选用金梅或蚂蚁影院的系统。 我建设采用美萍vod点播系统7.9标准版与Helix server9.01完美配合，让校园网用户用IE方便点播。
3.2 校园流媒体点播系统的功能
（1）多媒体课件制作：从多种信息源如教材光盘、录像带中取得教学素材，由教师自行编辑制作多媒体教学课件，支持多种媒体的电子课件（如：音频、视频、图片、文本等）。录像带、VCD、电视节目等资料转成多种格式能在网络上发布的多媒体课件，供教师、学生点播。 可以将直播授课进行录像，并可进行二次加工，存入课件库中进行点播。支持多种数据格式并利用智能流技术支持多种带宽，利用独特的视频、音频、FLASH、图片、文字同步技术，真正实现理想的网络教学。
（2）多媒体教室：在多媒体教室里，学生通过网络终端从媒体库（课件）中随意点播自己感兴趣的内容进行自学，可以实现暂停，快进，快倒随意控制。
（3）辅助教学：将与学习内容相关的视音频节目预先准备好存储在服务器里，教师授课时在教室里点播给学生观看，可以显示在电视机或投影仪上（本校投影屏），支持多个教室的同时点播。
（4）广播授课：广播服务器内置视频捕捉卡，辅以摄像头、麦克风等设备，可以将教师的授课内容在网络上实时广播，所有连接在网络上的客户端都可以收看，带宽允许的话还可以实现远程教学。而且，实时广播的内容还可储存下来制作成课件供以后点播使用。点播用户可以自行选择观看不同的节目并随意控制播放过程（进、退、停等）。
（5）数字图书馆：结合数字图书馆的建设，将实现一般的书目查询、查询、预订和借阅之外，未来多媒体视听资料的增多，使得传统的图书馆走向数字化，通过校园多媒体网络，教师、学生可以查询图书馆的多媒体视听资料和教学录像课件，并在网上直接借阅收看。实现多媒体图书资源共享。
通过已建成的校园网络，连接多媒体教室、图书馆、电教中心、学校办公楼、宿舍区，可在多个多媒体教室之间进行动态视频、语音和数据的教学、广播现场实况、进行学术研讨。也可向校园网上广播多媒体教室的实况动态图象和话音。将教师的现场讲课的实况动态视频图像，声音及文字进行采集压缩后由视频服务器通过先进的网络组播传播传送给每个网络上收看终端正在收看讲课的学生。校园网络上的用户还可在网上收看学校电教室、演播中心、外语多媒体中心的有线电视及教学节目；收看校领导的讲话；查询图书馆的多媒体视听资料和教学录像课件；复习预习课程；查询并收看网上国内外学校的课程。校领导可在自己办公室直接向全校发送重要讲话。
4 结束语
流媒体技术与网络技术、多媒体技术的结合是信息技术发展的方向和未来，在不断发展过程中，流媒休技术在多媒体教学内容的传输中扮演越来越重要的角色。希望本文对教师建设及使用流媒体视频点播系统提供一些帮助。
参考文献：
[1] 郑志强,李文中.网络影音即时播放技术公开[M],北京:中国青年出版社,2000
[2] 张丽.流媒体技术大全[M].北京:中国青年出版社,2001.
收稿日期：2008-02-12
校园流媒体视频点播规划与实施
潘博1，叶美好2
（1.河源职业技术学院，广东 河源 517000；2.连平县隆街中学，广东 河源 517149）
摘要：本文介绍了流媒体点播系统的研究意义，分析了流媒体及视频点播技术的原理、传输方式、流媒体格式；针对一般学院架构校园流媒体视频点播系统提出方案并简述了如何配置流媒体系统，实现网络点播。
关键词：流媒体；流传输方式；视频点播；流媒体系统
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)12-20ppp-0c
The Planning and Implementation of the Campus Stream Media’s Video-on-demand
PAN Bo1,YE Mei-hao2
(1.Heyuan Vocational Technical College,Heyuan 517000,China;2.Longjie Middle School,Heyuan 517149,China)
Abstract: This paper introduced the research significance of stream media player system. First it analyzed the principle of stream media and video player system, transportation ways, stream media forms and so on. It also proposed a solution which constructed campus stream media player system, then implemented network player. Finally this paper presented the newest technology of stream media and its future.
Key words: Stream Media; Transportation Way; Video Player; Stream Media System
1 研究意义及背景
随着互联网的普及，利用网络传输声音与视频信号的需求也越来越大。广播电视等媒体上网后，也都希望通过互联网来发布自己的音视频节目。但是，音视频在存贮时文件的体积一般都十分庞大。在网络带宽还很有限的情况下，花几十分钟甚至更长的时间等待一个音视频文件的传输，不能不说是一件让人头疼的事。流媒体技术的出现，在一定程度上使互联网传输音视频难的局面得到改善。
传统的网络传输音视频等多媒体信息的方式是完全下载后再播放，下载常常要花数分钟甚至数小时。而采用流媒体技术，就可实现流式传输，将声音、影像或动画由服务器向用户计算机进行连续、不间断传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。当声音视频等在用户的机器上播放时，文件的剩余部分还会从服务器上继续下载。[1]
如果将文件传输看作是一次接水的过程，过去的传输方式就像是对用户做了一个规定，必须等到一桶水接满才能使用它，这个等待的时间自然要受到水流量大小和桶的大小的影响。而流式传输则是，打开水头龙，等待一小会儿，水就会源源不断地流出来，而且可以随接随用，因此，不管水流量的大小，也不管桶的大小，用户都可以随时用上水。从这个意义上看，流媒体这个词是非常形象的。
流媒体 (Streaming Media)就是这样一种新兴的网络传输技术,在互联网上实时顺序地传输和播放视/音频等多媒体内容的连续时基数据流，流媒体技术包括流媒体数据采集、视/音频编解码、存储、传输、播放等领域。
2 流媒体技术及视频点播技术概述
2.1 流媒体技术原理
一般来说，流包含两种含义，广义上的流是使音频和视频形成稳定和连续的传输流和回放流的一系技术、方法和协议的总称，我们习惯上称之为流媒体系统；而狭义上的流是相对于传统的下载－回放（Download-Playback）方式而言的一种媒体格式，能从Internet上获取音频和视频等连续的多媒体流，客户可以边接收边播放，使时延大大减少[2]。所以流媒体是指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体，流媒体实现的关键技术就是流式传输。
2.2 实现流媒体传输的方法
实现流媒体传输的方法一般有两种：实时流式传输（Realtime streaming）和顺序流式传输（progressive streaming）[3]。一般说来，如视频为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用如RTSP的实时协议，即为实时流式传输。如使用HTTP服务器，文件即通过顺序流发送。采用那种传输方法依赖你的需求。当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。
顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可以观看，由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作HTTP流式传输。但是，用户的观看与服务器上的传输并不是同步进行的，用户是在一段延时后才能看到服务器上传出来的信息，或者说用户看到的总是服务器在若干时间以前传出来的信息。在这过程中，用户只能观看已下载的那部分，而不能要求跳到还未下载的部分。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，因为它可以较好地保证节目播放的最终质量。它适合于在网站上发布的供用户点播的音视频节目。
在实时流式传输中，音视频信息可被实时观看到。在观看过程中用户可快进或后退以观看前面或后面的内容，但是在这种传输方式中，如果网络传输状况不理想，则收到的信号效果比较差。
2.3 流媒体视频播放方式
（1）单播：在客户端与媒体服务器之间建立一个单独的数据通道，从1台服务器送出的每个数据包只能传送给1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负担沉重，响应需要很长时间，甚至停止播放。
（2）组播：组播技术构建的网络，允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。采用组播方式，媒体服务器只需要发送一个信息包，所有发出请求的客户端即可同时收到连续数据流而无延时。这就大大减少了网络上传输的信息包的总量。
（3）点播与广播：点播连接是客户端与服务器之间的主动的连接。在点播连接中，用户通过选择内容项目来初始化客户端连接。用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流。点播连接提供了对流的最大控制，但这种方式由于每个客户端各自连接服务器，会迅速用完网络带宽。广播指的是用户被动地接收流。在广播过程中，数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户，客户端接收流，但不能控制流。
2.4 各种流媒体文件格式
支持的媒体格式包括MOV、MPEG4、RM、MP3、WAV、AVI、AU、FLASH等，可以播放音频、视频以及混合媒体格式。这些格式基本可以分为四大阵营：（1）Real流媒体；（2）Microsoft Media流媒体；（3）QuickTime Mov流媒体；（4）Adobe Flash流媒体。
3 一般院校校园流媒体设计方案
目前学院校园网建设已进入宽带网时代，学校积累了大量的音频和视频资源，可以服务器共用，但现还没有一套校园流媒体点播系统，师生使用极为不便，而购买校园流媒体点播系统的价格不菲。所以构建适合自己的校园流媒体点播系统能让校园网流媒体点播和播放、方便、快捷。下面是基本设计方案。
3.1 构架流媒体服务器
（1）硬件环境：采用流媒体点播技术来实现校园网视频点播，流媒体相关技术已在前面详细阐述。传统的校园VOD点播服务器端不仅需要大量的存储系统，同时还要负荷大量的数据传输，导致服务器根本无法进行大规模的点播。我设计构建的校园流媒体点播系统客户端采用浏览器方式进行点播，基本无需维护。由于采用了先进的机群技术，可对大规模的并发点播请求进行分布式处理，使其能适应大规模的点播环境。
其次我们的1000M校园网内部如果要实现一百人在线的点播要什么样的服务器硬件配置呢？据我了解，目前流媒体服务器兼容机配置为(P43.0G/2G内存/7200转16M缓存200G*5IDE硬盘)双电源、多风扇机箱，机房环境要求低温室，(机房内采用空调控制室温)因为硬盘发热量很大，要及时散热。同时，在选择好的服务器上安装WIN2003服务器版，安装两个以上网卡。
（2）安装流媒体服务器：配置好硬件后，设计采用流媒体软件Helix server9.05，本方案以Windows系统的安装和配置为例。具体配置可根据软件说明书。
（3）进阶配置流媒体服务器：Helix服务启动后，当连接人数达到一定程度时，往往会发生严重的缓冲现象，严重影响服务质量。经过研究发现该现象与服务器的硬件资源不相称，不论你有多好的硬件环境，都会出现这样的情况。但是你会发现发生这类现象时，服务器的CPU使用率、网络带宽消耗，和内存占用率都处于及低的水平上，也就是说远远没有发挥服务器的硬件性能。为了能够充分发挥硬件资源的能力，推荐在单服务器上安装多服务，让多个Helix并行服务，这样就能大大地提高服务性能。
（4）安装配置校园流媒体点播系统的访问界面：在这里要分两种情况进行配置：让内网用户方便的点播，不要求输入用户名，选用美萍vod点播系统7.9标准版，这个软件下载地址(http://www.mpsoft.net/download.htm)；让外网用户有限制的点播学校发布的视频，访问要输入用户名，可选用金梅或蚂蚁影院的系统。 我建设采用美萍vod点播系统7.9标准版与Helix server9.01完美配合，让校园网用户用IE方便点播。
3.2 校园流媒体点播系统的功能
（1）多媒体课件制作：从多种信息源如教材光盘、录像带中取得教学素材，由教师自行编辑制作多媒体教学课件，支持多种媒体的电子课件（如：音频、视频、图片、文本等）。录像带、VCD、电视节目等资料转成多种格式能在网络上发布的多媒体课件，供教师、学生点播。 可以将直播授课进行录像，并可进行二次加工，存入课件库中进行点播。支持多种数据格式并利用智能流技术支持多种带宽，利用独特的视频、音频、FLASH、图片、文字同步技术，真正实现理想的网络教学。
（2）多媒体教室：在多媒体教室里，学生通过网络终端从媒体库（课件）中随意点播自己感兴趣的内容进行自学，可以实现暂停，快进，快倒随意控制。
（3）辅助教学：将与学习内容相关的视音频节目预先准备好存储在服务器里，教师授课时在教室里点播给学生观看，可以显示在电视机或投影仪上（本校投影屏），支持多个教室的同时点播。
（4）广播授课：广播服务器内置视频捕捉卡，辅以摄像头、麦克风等设备，可以将教师的授课内容在网络上实时广播，所有连接在网络上的客户端都可以收看，带宽允许的话还可以实现远程教学。而且，实时广播的内容还可储存下来制作成课件供以后点播使用。点播用户可以自行选择观看不同的节目并随意控制播放过程（进、退、停等）。
（5）数字图书馆：结合数字图书馆的建设，将实现一般的书目查询、查询、预订和借阅之外，未来多媒体视听资料的增多，使得传统的图书馆走向数字化，通过校园多媒体网络，教师、学生可以查询图书馆的多媒体视听资料和教学录像课件，并在网上直接借阅收看。实现多媒体图书资源共享。
通过已建成的校园网络，连接多媒体教室、图书馆、电教中心、学校办公楼、宿舍区，可在多个多媒体教室之间进行动态视频、语音和数据的教学、广播现场实况、进行学术研讨。也可向校园网上广播多媒体教室的实况动态图象和话音。将教师的现场讲课的实况动态视频图像，声音及文字进行采集压缩后由视频服务器通过先进的网络组播传播传送给每个网络上收看终端正在收看讲课的学生。校园网络上的用户还可在网上收看学校电教室、演播中心、外语多媒体中心的有线电视及教学节目；收看校领导的讲话；查询图书馆的多媒体视听资料和教学录像课件；复习预习课程；查询并收看网上国内外学校的课程。校领导可在自己办公室直接向全校发送重要讲话。
4 结束语
流媒体技术与网络技术、多媒体技术的结合是信息技术发展的方向和未来，在不断发展过程中，流媒休技术在多媒体教学内容的传输中扮演越来越重要的角色。希望本文对教师建设及使用流媒体视频点播系统提供一些帮助。
参考文献：
[1] 郑志强,李文中.网络影音即时播放技术公开[M],北京:中国青年出版社,2000
[2] 张丽.流媒体技术大全[M].北京:中国青年出版社,2001.
收稿日期：2008-02-12
关键词：流媒体；流传输方式；视频点播；流媒体系统
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)12-20ppp-0c
The Planning and Implementation of the Campus Stream Media’s Video-on-demand
PAN Bo1,YE Mei-hao2
(1.Heyuan Vocational Technical College,Heyuan 517000,China;2.Longjie Middle School,Heyuan 517149,China)
Abstract: This paper introduced the research significance of stream media player system. First it analyzed the principle of stream media and video player system, transportation ways, stream media forms and so on. It also proposed a solution which constructed campus stream media player system, then implemented network player. Finally this paper presented the newest technology of stream media and its future.
Key words: Stream Media; Transportation Way; Video Player; Stream Media System
1 研究意义及背景
随着互联网的普及，利用网络传输声音与视频信号的需求也越来越大。广播电视等媒体上网后，也都希望通过互联网来发布自己的音视频节目。但是，音视频在存贮时文件的体积一般都十分庞大。在网络带宽还很有限的情况下，花几十分钟甚至更长的时间等待一个音视频文件的传输，不能不说是一件让人头疼的事。流媒体技术的出现，在一定程度上使互联网传输音视频难的局面得到改善。
传统的网络传输音视频等多媒体信息的方式是完全下载后再播放，下载常常要花数分钟甚至数小时。而采用流媒体技术，就可实现流式传输，将声音、影像或动画由服务器向用户计算机进行连续、不间断传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。当声音视频等在用户的机器上播放时，文件的剩余部分还会从服务器上继续下载。[1]
如果将文件传输看作是一次接水的过程，过去的传输方式就像是对用户做了一个规定，必须等到一桶水接满才能使用它，这个等待的时间自然要受到水流量大小和桶的大小的影响。而流式传输则是，打开水头龙，等待一小会儿，水就会源源不断地流出来，而且可以随接随用，因此，不管水流量的大小，也不管桶的大小，用户都可以随时用上水。从这个意义上看，流媒体这个词是非常形象的。
流媒体 (Streaming Media)就是这样一种新兴的网络传输技术,在互联网上实时顺序地传输和播放视/音频等多媒体内容的连续时基数据流，流媒体技术包括流媒体数据采集、视/音频编解码、存储、传输、播放等领域。
2 流媒体技术及视频点播技术概述
2.1 流媒体技术原理
一般来说，流包含两种含义，广义上的流是使音频和视频形成稳定和连续的传输流和回放流的一系技术、方法和协议的总称，我们习惯上称之为流媒体系统；而狭义上的流是相对于传统的下载－回放（Download-Playback）方式而言的一种媒体格式，能从Internet上获取音频和视频等连续的多媒体流，客户可以边接收边播放，使时延大大减少[2]。所以流媒体是指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体，流媒体实现的关键技术就是流式传输。
2.2 实现流媒体传输的方法
实现流媒体传输的方法一般有两种：实时流式传输（Realtime streaming）和顺序流式传输（progressive streaming）[3]。一般说来，如视频为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用如RTSP的实时协议，即为实时流式传输。如使用HTTP服务器，文件即通过顺序流发送。采用那种传输方法依赖你的需求。当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。
顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可以观看，由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作HTTP流式传输。但是，用户的观看与服务器上的传输并不是同步进行的，用户是在一段延时后才能看到服务器上传出来的信息，或者说用户看到的总是服务器在若干时间以前传出来的信息。在这过程中，用户只能观看已下载的那部分，而不能要求跳到还未下载的部分。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，因为它可以较好地保证节目播放的最终质量。它适合于在网站上发布的供用户点播的音视频节目。
在实时流式传输中，音视频信息可被实时观看到。在观看过程中用户可快进或后退以观看前面或后面的内容，但是在这种传输方式中，如果网络传输状况不理想，则收到的信号效果比较差。
2.3 流媒体视频播放方式
（1）单播：在客户端与媒体服务器之间建立一个单独的数据通道，从1台服务器送出的每个数据包只能传送给1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负担沉重，响应需要很长时间，甚至停止播放。
（2）组播：组播技术构建的网络，允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。采用组播方式，媒体服务器只需要发送一个信息包，所有发出请求的客户端即可同时收到连续数据流而无延时。这就大大减少了网络上传输的信息包的总量。
（3）点播与广播：点播连接是客户端与服务器之间的主动的连接。在点播连接中，用户通过选择内容项目来初始化客户端连接。用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流。点播连接提供了对流的最大控制，但这种方式由于每个客户端各自连接服务器，会迅速用完网络带宽。广播指的是用户被动地接收流。在广播过程中，数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户，客户端接收流，但不能控制流。
2.4 各种流媒体文件格式
支持的媒体格式包括MOV、MPEG4、RM、MP3、WAV、AVI、AU、FLASH等，可以播放音频、视频以及混合媒体格式。这些格式基本可以分为四大阵营：（1）Real流媒体；（2）Microsoft Media流媒体；（3）QuickTime Mov流媒体；（4）Adobe Flash流媒体。
3 一般院校校园流媒体设计方案
目前学院校园网建设已进入宽带网时代，学校积累了大量的音频和视频资源，可以服务器共用，但现还没有一套校园流媒体点播系统，师生使用极为不便，而购买校园流媒体点播系统的价格不菲。所以构建适合自己的校园流媒体点播系统能让校园网流媒体点播和播放、方便、快捷。下面是基本设计方案。
3.1 构架流媒体服务器
（1）硬件环境：采用流媒体点播技术来实现校园网视频点播，流媒体相关技术已在前面详细阐述。传统的校园VOD点播服务器端不仅需要大量的存储系统，同时还要负荷大量的数据传输，导致服务器根本无法进行大规模的点播。我设计构建的校园流媒体点播系统客户端采用浏览器方式进行点播，基本无需维护。由于采用了先进的机群技术，可对大规模的并发点播请求进行分布式处理，使其能适应大规模的点播环境。
其次我们的1000M校园网内部如果要实现一百人在线的点播要什么样的服务器硬件配置呢？据我了解，目前流媒体服务器兼容机配置为(P43.0G/2G内存/7200转16M缓存200G*5IDE硬盘)双电源、多风扇机箱，机房环境要求低温室，(机房内采用空调控制室温)因为硬盘发热量很大，要及时散热。同时，在选择好的服务器上安装WIN2003服务器版，安装两个以上网卡。
（2）安装流媒体服务器：配置好硬件后，设计采用流媒体软件Helix server9.05，本方案以Windows系统的安装和配置为例。具体配置可根据软件说明书。
（3）进阶配置流媒体服务器：Helix服务启动后，当连接人数达到一定程度时，往往会发生严重的缓冲现象，严重影响服务质量。经过研究发现该现象与服务器的硬件资源不相称，不论你有多好的硬件环境，都会出现这样的情况。但是你会发现发生这类现象时，服务器的CPU使用率、网络带宽消耗，和内存占用率都处于及低的水平上，也就是说远远没有发挥服务器的硬件性能。为了能够充分发挥硬件资源的能力，推荐在单服务器上安装多服务，让多个Helix并行服务，这样就能大大地提高服务性能。
（4）安装配置校园流媒体点播系统的访问界面：在这里要分两种情况进行配置：让内网用户方便的点播，不要求输入用户名，选用美萍vod点播系统7.9标准版，这个软件下载地址(http://www.mpsoft.net/download.htm)；让外网用户有限制的点播学校发布的视频，访问要输入用户名，可选用金梅或蚂蚁影院的系统。 我建设采用美萍vod点播系统7.9标准版与Helix server9.01完美配合，让校园网用户用IE方便点播。
3.2 校园流媒体点播系统的功能
（1）多媒体课件制作：从多种信息源如教材光盘、录像带中取得教学素材，由教师自行编辑制作多媒体教学课件，支持多种媒体的电子课件（如：音频、视频、图片、文本等）。录像带、VCD、电视节目等资料转成多种格式能在网络上发布的多媒体课件，供教师、学生点播。 可以将直播授课进行录像，并可进行二次加工，存入课件库中进行点播。支持多种数据格式并利用智能流技术支持多种带宽，利用独特的视频、音频、FLASH、图片、文字同步技术，真正实现理想的网络教学。
（2）多媒体教室：在多媒体教室里，学生通过网络终端从媒体库（课件）中随意点播自己感兴趣的内容进行自学，可以实现暂停，快进，快倒随意控制。
（3）辅助教学：将与学习内容相关的视音频节目预先准备好存储在服务器里，教师授课时在教室里点播给学生观看，可以显示在电视机或投影仪上（本校投影屏），支持多个教室的同时点播。
（4）广播授课：广播服务器内置视频捕捉卡，辅以摄像头、麦克风等设备，可以将教师的授课内容在网络上实时广播，所有连接在网络上的客户端都可以收看，带宽允许的话还可以实现远程教学。而且，实时广播的内容还可储存下来制作成课件供以后点播使用。点播用户可以自行选择观看不同的节目并随意控制播放过程（进、退、停等）。
（5）数字图书馆：结合数字图书馆的建设，将实现一般的书目查询、查询、预订和借阅之外，未来多媒体视听资料的增多，使得传统的图书馆走向数字化，通过校园多媒体网络，教师、学生可以查询图书馆的多媒体视听资料和教学录像课件，并在网上直接借阅收看。实现多媒体图书资源共享。
通过已建成的校园网络，连接多媒体教室、图书馆、电教中心、学校办公楼、宿舍区，可在多个多媒体教室之间进行动态视频、语音和数据的教学、广播现场实况、进行学术研讨。也可向校园网上广播多媒体教室的实况动态图象和话音。将教师的现场讲课的实况动态视频图像，声音及文字进行采集压缩后由视频服务器通过先进的网络组播传播传送给每个网络上收看终端正在收看讲课的学生。校园网络上的用户还可在网上收看学校电教室、演播中心、外语多媒体中心的有线电视及教学节目；收看校领导的讲话；查询图书馆的多媒体视听资料和教学录像课件；复习预习课程；查询并收看网上国内外学校的课程。校领导可在自己办公室直接向全校发送重要讲话。
4 结束语
流媒体技术与网络技术、多媒体技术的结合是信息技术发展的方向和未来，在不断发展过程中，流媒休技术在多媒体教学内容的传输中扮演越来越重要的角色。希望本文对教师建设及使用流媒体视频点播系统提供一些帮助。
参考文献：
[1] 郑志强,李文中.网络影音即时播放技术公开[M],北京:中国青年出版社,2000
[2] 张丽.流媒体技术大全[M].北京:中国青年出版社,2001.
收稿日期：2008-02-12
校园流媒体视频点播规划与实施
潘博1，叶美好2
（1.河源职业技术学院，广东 河源 517000；2.连平县隆街中学，广东 河源 517149）
摘要：本文介绍了流媒体点播系统的研究意义，分析了流媒体及视频点播技术的原理、传输方式、流媒体格式；针对一般学院架构校园流媒体视频点播系统提出方案并简述了如何配置流媒体系统，实现网络点播。
关键词：流媒体；流传输方式；视频点播；流媒体系统
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)12-20ppp-0c
The Planning and Implementation of the Campus Stream Media’s Video-on-demand
PAN Bo1,YE Mei-hao2
(1.Heyuan Vocational Technical College,Heyuan 517000,China;2.Longjie Middle School,Heyuan 517149,China)
Abstract: This paper introduced the research significance of stream media player system. First it analyzed the principle of stream media and video player system, transportation ways, stream media forms and so on. It also proposed a solution which constructed campus stream media player system, then implemented network player. Finally this paper presented the newest technology of stream media and its future.
Key words: Stream Media; Transportation Way; Video Player; Stream Media System
1 研究意义及背景
随着互联网的普及，利用网络传输声音与视频信号的需求也越来越大。广播电视等媒体上网后，也都希望通过互联网来发布自己的音视频节目。但是，音视频在存贮时文件的体积一般都十分庞大。在网络带宽还很有限的情况下，花几十分钟甚至更长的时间等待一个音视频文件的传输，不能不说是一件让人头疼的事。流媒体技术的出现，在一定程度上使互联网传输音视频难的局面得到改善。
传统的网络传输音视频等多媒体信息的方式是完全下载后再播放，下载常常要花数分钟甚至数小时。而采用流媒体技术，就可实现流式传输，将声音、影像或动画由服务器向用户计算机进行连续、不间断传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。当声音视频等在用户的机器上播放时，文件的剩余部分还会从服务器上继续下载。[1]
如果将文件传输看作是一次接水的过程，过去的传输方式就像是对用户做了一个规定，必须等到一桶水接满才能使用它，这个等待的时间自然要受到水流量大小和桶的大小的影响。而流式传输则是，打开水头龙，等待一小会儿，水就会源源不断地流出来，而且可以随接随用，因此，不管水流量的大小，也不管桶的大小，用户都可以随时用上水。从这个意义上看，流媒体这个词是非常形象的。
流媒体 (Streaming Media)就是这样一种新兴的网络传输技术,在互联网上实时顺序地传输和播放视/音频等多媒体内容的连续时基数据流，流媒体技术包括流媒体数据采集、视/音频编解码、存储、传输、播放等领域。
2 流媒体技术及视频点播技术概述
2.1 流媒体技术原理
一般来说，流包含两种含义，广义上的流是使音频和视频形成稳定和连续的传输流和回放流的一系技术、方法和协议的总称，我们习惯上称之为流媒体系统；而狭义上的流是相对于传统的下载－回放（Download-Playback）方式而言的一种媒体格式，能从Internet上获取音频和视频等连续的多媒体流，客户可以边接收边播放，使时延大大减少[2]。所以流媒体是指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体，流媒体实现的关键技术就是流式传输。
2.2 实现流媒体传输的方法
实现流媒体传输的方法一般有两种：实时流式传输（Realtime streaming）和顺序流式传输（progressive streaming）[3]。一般说来，如视频为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用如RTSP的实时协议，即为实时流式传输。如使用HTTP服务器，文件即通过顺序流发送。采用那种传输方法依赖你的需求。当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。
顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可以观看，由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作HTTP流式传输。但是，用户的观看与服务器上的传输并不是同步进行的，用户是在一段延时后才能看到服务器上传出来的信息，或者说用户看到的总是服务器在若干时间以前传出来的信息。在这过程中，用户只能观看已下载的那部分，而不能要求跳到还未下载的部分。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，因为它可以较好地保证节目播放的最终质量。它适合于在网站上发布的供用户点播的音视频节目。
在实时流式传输中，音视频信息可被实时观看到。在观看过程中用户可快进或后退以观看前面或后面的内容，但是在这种传输方式中，如果网络传输状况不理想，则收到的信号效果比较差。
2.3 流媒体视频播放方式
（1）单播：在客户端与媒体服务器之间建立一个单独的数据通道，从1台服务器送出的每个数据包只能传送给1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负担沉重，响应需要很长时间，甚至停止播放。
（2）组播：组播技术构建的网络，允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。采用组播方式，媒体服务器只需要发送一个信息包，所有发出请求的客户端即可同时收到连续数据流而无延时。这就大大减少了网络上传输的信息包的总量。
（3）点播与广播：点播连接是客户端与服务器之间的主动的连接。在点播连接中，用户通过选择内容项目来初始化客户端连接。用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流。点播连接提供了对流的最大控制，但这种方式由于每个客户端各自连接服务器，会迅速用完网络带宽。广播指的是用户被动地接收流。在广播过程中，数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户，客户端接收流，但不能控制流。
2.4 各种流媒体文件格式
支持的媒体格式包括MOV、MPEG4、RM、MP3、WAV、AVI、AU、FLASH等，可以播放音频、视频以及混合媒体格式。这些格式基本可以分为四大阵营：（1）Real流媒体；（2）Microsoft Media流媒体；（3）QuickTime Mov流媒体；（4）Adobe Flash流媒体。
3 一般院校校园流媒体设计方案
目前学院校园网建设已进入宽带网时代，学校积累了大量的音频和视频资源，可以服务器共用，但现还没有一套校园流媒体点播系统，师生使用极为不便，而购买校园流媒体点播系统的价格不菲。所以构建适合自己的校园流媒体点播系统能让校园网流媒体点播和播放、方便、快捷。下面是基本设计方案。
3.1 构架流媒体服务器
（1）硬件环境：采用流媒体点播技术来实现校园网视频点播，流媒体相关技术已在前面详细阐述。传统的校园VOD点播服务器端不仅需要大量的存储系统，同时还要负荷大量的数据传输，导致服务器根本无法进行大规模的点播。我设计构建的校园流媒体点播系统客户端采用浏览器方式进行点播，基本无需维护。由于采用了先进的机群技术，可对大规模的并发点播请求进行分布式处理，使其能适应大规模的点播环境。
其次我们的1000M校园网内部如果要实现一百人在线的点播要什么样的服务器硬件配置呢？据我了解，目前流媒体服务器兼容机配置为(P43.0G/2G内存/7200转16M缓存200G*5IDE硬盘)双电源、多风扇机箱，机房环境要求低温室，(机房内采用空调控制室温)因为硬盘发热量很大，要及时散热。同时，在选择好的服务器上安装WIN2003服务器版，安装两个以上网卡。
（2）安装流媒体服务器：配置好硬件后，设计采用流媒体软件Helix server9.05，本方案以Windows系统的安装和配置为例。具体配置可根据软件说明书。
（3）进阶配置流媒体服务器：Helix服务启动后，当连接人数达到一定程度时，往往会发生严重的缓冲现象，严重影响服务质量。经过研究发现该现象与服务器的硬件资源不相称，不论你有多好的硬件环境，都会出现这样的情况。但是你会发现发生这类现象时，服务器的CPU使用率、网络带宽消耗，和内存占用率都处于及低的水平上，也就是说远远没有发挥服务器的硬件性能。为了能够充分发挥硬件资源的能力，推荐在单服务器上安装多服务，让多个Helix并行服务，这样就能大大地提高服务性能。
（4）安装配置校园流媒体点播系统的访问界面：在这里要分两种情况进行配置：让内网用户方便的点播，不要求输入用户名，选用美萍vod点播系统7.9标准版，这个软件下载地址(http://www.mpsoft.net/download.htm)；让外网用户有限制的点播学校发布的视频，访问要输入用户名，可选用金梅或蚂蚁影院的系统。 我建设采用美萍vod点播系统7.9标准版与Helix server9.01完美配合，让校园网用户用IE方便点播。
3.2 校园流媒体点播系统的功能
（1）多媒体课件制作：从多种信息源如教材光盘、录像带中取得教学素材，由教师自行编辑制作多媒体教学课件，支持多种媒体的电子课件（如：音频、视频、图片、文本等）。录像带、VCD、电视节目等资料转成多种格式能在网络上发布的多媒体课件，供教师、学生点播。 可以将直播授课进行录像，并可进行二次加工，存入课件库中进行点播。支持多种数据格式并利用智能流技术支持多种带宽，利用独特的视频、音频、FLASH、图片、文字同步技术，真正实现理想的网络教学。
（2）多媒体教室：在多媒体教室里，学生通过网络终端从媒体库（课件）中随意点播自己感兴趣的内容进行自学，可以实现暂停，快进，快倒随意控制。
（3）辅助教学：将与学习内容相关的视音频节目预先准备好存储在服务器里，教师授课时在教室里点播给学生观看，可以显示在电视机或投影仪上（本校投影屏），支持多个教室的同时点播。
（4）广播授课：广播服务器内置视频捕捉卡，辅以摄像头、麦克风等设备，可以将教师的授课内容在网络上实时广播，所有连接在网络上的客户端都可以收看，带宽允许的话还可以实现远程教学。而且，实时广播的内容还可储存下来制作成课件供以后点播使用。点播用户可以自行选择观看不同的节目并随意控制播放过程（进、退、停等）。
（5）数字图书馆：结合数字图书馆的建设，将实现一般的书目查询、查询、预订和借阅之外，未来多媒体视听资料的增多，使得传统的图书馆走向数字化，通过校园多媒体网络，教师、学生可以查询图书馆的多媒体视听资料和教学录像课件，并在网上直接借阅收看。实现多媒体图书资源共享。
通过已建成的校园网络，连接多媒体教室、图书馆、电教中心、学校办公楼、宿舍区，可在多个多媒体教室之间进行动态视频、语音和数据的教学、广播现场实况、进行学术研讨。也可向校园网上广播多媒体教室的实况动态图象和话音。将教师的现场讲课的实况动态视频图像，声音及文字进行采集压缩后由视频服务器通过先进的网络组播传播传送给每个网络上收看终端正在收看讲课的学生。校园网络上的用户还可在网上收看学校电教室、演播中心、外语多媒体中心的有线电视及教学节目；收看校领导的讲话；查询图书馆的多媒体视听资料和教学录像课件；复习预习课程；查询并收看网上国内外学校的课程。校领导可在自己办公室直接向全校发送重要讲话。
4 结束语
流媒体技术与网络技术、多媒体技术的结合是信息技术发展的方向和未来，在不断发展过程中，流媒休技术在多媒体教学内容的传输中扮演越来越重要的角色。希望本文对教师建设及使用流媒体视频点播系统提供一些帮助。
参考文献：
[1] 郑志强,李文中.网络影音即时播放技术公开[M],北京:中国青年出版社,2000
[2] 张丽.流媒体技术大全[M].北京:中国青年出版社,2001.
收稿日期：2008-02-12