一、前言
隨著越來越多的朋友開始選擇ADSL、CableModem或FTTB+LAN作為首要的上網(wǎng)方式，寬頻時代即將到來，這使我們“寬頻KTV、影音聊天室、線上電影院、遠(yuǎn)程教育”的夢想即將成為現(xiàn)實(shí)，而與其密切相關(guān)的“流媒體(StreamingMedia)”也成了許多人談?wù)摰臒衢T話題，因?yàn)?#8220;流媒體”正是實(shí)現(xiàn)這些寬頻應(yīng)用的技術(shù)動力。
寬頻時代的到來還使得網(wǎng)民們不再滿足于僅僅作為一項(xiàng)服務(wù)的受眾，他們需要更大規(guī)模的交流，從中體現(xiàn)個體的價(jià)值，因此，許多朋友開始用自己的計(jì)算機(jī)，搭建網(wǎng)絡(luò)廣播和點(diǎn)播站點(diǎn)。他們充滿著滿腔的熱情，但不可否認(rèn)的是，中國網(wǎng)民先天技術(shù)上的不足，讓他們在建設(shè)這樣的站點(diǎn)時遇到重重險(xiǎn)阻，以至于放棄。如何將這種熱情在技術(shù)的引導(dǎo)下成為動力，這正是我們家用電腦所要做的，所以，在今天，在這里，我就將給大家介紹如何打造屬于自己的流媒體服務(wù)器。
不過，在開始正式的流媒體服務(wù)器架設(shè)之前，請讓我們先了解一下流媒體服務(wù)器的基礎(chǔ)知識。
二、流媒體基礎(chǔ)知識
什么是流媒體？
目前，在網(wǎng)絡(luò)上傳輸音/視頻等多媒體信息有兩種解決方案，即http或ftp下載以及流式傳輸。
http或ftp下載使用標(biāo)準(zhǔn)的http和ftp協(xié)議，但由于多媒體信息個頭巨大，下載一個多媒體文件一般需要幾分鐘或幾小時的時間，這就造成為了看一個并不知道內(nèi)容的視頻，首先需要耗費(fèi)可能比整個視頻都要長的時間來完成下載。這些被下載的文件還必須在下載前制作完成，放在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，這樣造成的直接后果就是：網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷提高，人們下載的等待時間越來越少，但最終還是不能觀看網(wǎng)上現(xiàn)場直播。
流式傳輸時，聲音、影像或動畫等多媒體信息由流媒體服務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)連續(xù)、實(shí)時傳送，它首先在使用者端的電腦上創(chuàng)建一個緩沖區(qū)，于播放前預(yù)先下載一段資料作為緩沖，用戶不必等到整個文件全部下載完畢，而只需經(jīng)過幾秒或十?dāng)?shù)秒的啟動延時即可進(jìn)行觀看。當(dāng)多媒體信息在客戶機(jī)上播放時，文件的剩余部分將在后臺從服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載。如果網(wǎng)絡(luò)連接速度小于播放的多媒體信息需要的速度時，播放程序就會取用先前建立的一小段緩沖區(qū)內(nèi)的資料，避免播放的中斷，使得播放品質(zhì)得以維持。
流式傳輸除了能夠發(fā)送已經(jīng)制作完成的文件外，還可以通過采集服務(wù)器實(shí)時采集現(xiàn)場音視頻，推送到流媒體服務(wù)器端，實(shí)時提供給用戶。因此，流媒體除了能夠更好的承擔(dān)如下載一樣的多媒體點(diǎn)播服務(wù)外，更能夠應(yīng)用在現(xiàn)場直播、電視轉(zhuǎn)播、突發(fā)事件報(bào)道等多種對實(shí)時性傳輸要求較高的領(lǐng)域。
有關(guān)流媒體的廠商
流媒體的市場巨大，世界上許多優(yōu)秀的廠商都加入此行列，現(xiàn)階段更是系統(tǒng)集成商競爭的風(fēng)水寶地。而在通用市場上，競爭的公司主要有三個：Microsoft、RealNetworks、Apple，而相應(yīng)的產(chǎn)品就是：WindowsMedia、RealMedia、QuickTime。而近來，以開發(fā)Winamp著名的Nullsoft公司也在自己的MP3服務(wù)器中加入了視頻支持，欲在流媒體市場分一杯羹。
由于Apple的服務(wù)器和編輯軟件一般都以Mac為操作平臺，Nullsoft的流媒體服務(wù)器屬于新生不成熟事務(wù)，所以今天在這里我主要給大家介紹一下Microsoft和RealNetworks的產(chǎn)品。
流媒體的傳輸協(xié)議
大家在觀看網(wǎng)上電影或者電視時，一般都會注意到這些文件的連接都不是用http或者ftp開頭，而是一些rtsp或者mms開頭的東西，為什么是這樣呢？實(shí)際上，這些和http和ftp一樣，都是數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)膮f(xié)議，只是它們是專門用來傳輸流式媒體的協(xié)議而已。下面，讓我們來看一下現(xiàn)在使用的主要的流媒體協(xié)議：
1.RTSP（RealTimeStreamingProtocol），實(shí)時流媒體協(xié)議，它是由RealNetworks和Netscape共同提出的，現(xiàn)在用于RealNetworks的RealMedia產(chǎn)品中；
2.PNM（ProgressiveNetworksAudio），這也是Real專用的實(shí)時傳輸協(xié)議，它一般采用UDP協(xié)議，并占用7070端口，但當(dāng)你的服務(wù)器在防火墻內(nèi)且7070端口被擋，且你的服務(wù)器把SmartingNetwork設(shè)為真時，則采用http協(xié)議，并占用默認(rèn)的80端口；
3.MMS（MicrosoftMediaServerprotocol），這是微軟的流媒體服務(wù)器協(xié)議，MMS是連接WindowsMedia單播服務(wù)的默認(rèn)方法。
介紹了主要的三個，可能您還會問，Apple的QuickTime使用哪種協(xié)議呢？在多數(shù)情況下，QuickTime使用http協(xié)議，但實(shí)際上它也由標(biāo)準(zhǔn)的流媒體傳輸協(xié)議，這就是標(biāo)準(zhǔn)RTSP協(xié)議，而Real公司使用的RTSP是自己經(jīng)過開發(fā)的。
在流媒體傳輸中，標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議就是RTP（RealtimeTransportProtocol，實(shí)時傳輸協(xié)議）、RTCP(Real-timeTransportControlProtocol，實(shí)時傳輸控制協(xié)議)、RTSP（RealTimeStreamingProtocol，實(shí)時流媒體協(xié)議）和RSVP（ResourceReserveProtocol,資源預(yù)訂協(xié)議），廠商們的產(chǎn)品都是在這些協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究與開發(fā)，限于篇幅，在這里我們就不再深入討論了。
流媒體文件和發(fā)布格式
有了實(shí)時的傳輸協(xié)議，我們應(yīng)該還能夠想到，只有較小的文件才適合網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳輸，那么，流媒體文件采用了什么樣的壓縮算法呢？
而使用Windows操作系統(tǒng)的朋友可以看到，我們觀看網(wǎng)上流節(jié)目時，它們的后綴名一般是rm、asf、wmv等，這些就是流媒體的格式。流媒體文件格式經(jīng)過特殊編碼，不僅采用較高的壓縮比，還加入了許多控制信息，使其適合在網(wǎng)絡(luò)上邊下載邊播放，而不是等到下載完整個文件才能播放。
常見的流媒體格式大致有以下幾種：
流媒體文件格式擴(kuò)展(Video/Audio)媒體類型與名稱
asfAdvancedStreamingformat.(Microsoft).
rmRealVideo/Audio文件(ProgressiveNetworks).
raRealAudio文件(ProgressiveNetworks).
rpRealPix文件(ProgressiveNetworks).
rtRealText文件(ProgressiveNetworks).
swfShockWaveFlash(Macromedia).
movQuickTime（Apple公司格式）
vivVivoMovie文件(VivoSoftware).
另外還有一個wmv格式，是WindowsMediaVideo的簡稱，它與asf文件有稍許區(qū)別，wmv一般采用windowmediavideo/audio格式，asf視頻部分一般采用MicrosoftMPG4V(3/2/1?)，音頻部分是windowsmediaaudiov2/1，不過現(xiàn)在很多制作軟件都沒有把它們分開，所以直接更改后綴名就能夠互相轉(zhuǎn)換為對方格式。
制作完成的流媒體文件需要發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上才能夠被別人使用，這就需要以特定方式安排壓縮好的流媒體文件，而安排流媒體文件的格式就被成為流媒體發(fā)布格式。常見的發(fā)布格式主要有以下幾種：
流媒體發(fā)布格式擴(kuò)展媒體類型和名稱
asfAdvancedStreamingformat.
smilSynchronisedMultimediaIntegrationLanguage.
ramRAMFile.
rpmEmbeddedRAMFile.
asxASFStreamRedirector/ASF流轉(zhuǎn)向器文件
xmleXtensibleMarkupLanguage
MPEG-4與流媒體
說到流媒體就不能不提及MPEG-4。MPEG-4是當(dāng)前討論的焦點(diǎn)之一，只因?yàn)樗軌蛟诖蟮膲嚎s比下實(shí)現(xiàn)近似DVD品質(zhì)的視頻和音頻效果，這也是許多朋友認(rèn)為MPEG-4格式肯定比rm清晰的原因。但事實(shí)上并不是如此，MPEG-4只是一種視頻編碼技術(shù)，它的清晰度也根據(jù)壓縮時所選擇的碼率的不同有較大的改變（我們見到的MPEG-4格式文件通常為500Kbps壓縮生成，質(zhì)量當(dāng)然高了），并且，MPEG-4還有多種壓縮標(biāo)準(zhǔn)，如Microsoft的asf視頻部分就是基于MPEG-4的DiscreteCosineTransform(DCT)，另外還有DivX的免費(fèi)MPEG-4版本（開始是破解微軟的格式而來）。至于音頻部分，更是混亂，Microsoft采用windowsmediaaudiov2/1，DivX采用MP3或者更高質(zhì)量的AC3等。相比而言，Real或者Apple的格式使用的是自己開發(fā)的編碼，在相同碼率，特別是低碼率下，不見得就比MPEG-4差，采取高碼率的rm格式照樣清晰可人，所以大家以后說rm格式清晰度差的觀念要改變一下：），至少也要加上條件。而且，最新的HelixProducer中的RealVideo9采用VP5壓縮格式進(jìn)行編碼，這可比DivX優(yōu)秀多了！
不過，流媒體服務(wù)器開始向MPEG-4格式靠攏是不爭的事實(shí)，Real最新的Helix就開始支持mp4格式文件的服務(wù)，而RealOnePlayer更是只需安裝一個插件便可實(shí)現(xiàn)MPEG-4格式的播放。
點(diǎn)播與廣播
在架設(shè)流媒體服務(wù)器之前，我們一定要了解一些點(diǎn)播與廣播的知識。
點(diǎn)播是客戶端與服務(wù)器之間的主動的連接，在點(diǎn)播連接中，用戶通過選擇內(nèi)容項(xiàng)目來初始化客戶端連接，一個客戶端從服務(wù)器接收一個媒體流（這個連接是唯一的，其它用戶不能占用），并且能夠?qū)γ襟w進(jìn)行開始、停止、后退、快進(jìn)或暫停等操作，客戶端擁有流的控制權(quán)，就像在看影碟一樣。這種方式由于每個客戶端各自連接服務(wù)器，服務(wù)器需要給每個用戶建立連接，對服務(wù)器資源和網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求都比較大。
廣播指的是用戶被動接收流。在廣播過程中，客戶端接收流，但不能控制流，用戶不能暫停、快進(jìn)或后退該流，廣播使用的數(shù)據(jù)發(fā)送手段有單播與廣播。使用單播發(fā)送時，服務(wù)器需要將數(shù)據(jù)包復(fù)制多個拷貝，以多個點(diǎn)對點(diǎn)的方式分別發(fā)送到需要它的那些用戶，而使用廣播方式發(fā)送，數(shù)據(jù)包的單獨(dú)一個拷貝將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)上的所有用戶，而不管用戶是否需要，上述兩種傳輸方式會非常浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬和服務(wù)器資源，因此產(chǎn)生了組播（多播）技術(shù)。
組播（多播）吸收了上述兩種發(fā)送方式的長處，克服了上述兩種發(fā)送方式的弱點(diǎn)，將數(shù)據(jù)包的單獨(dú)一個拷貝發(fā)送給需要的那些客戶，組播不會復(fù)制數(shù)據(jù)包的多個拷貝傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上，也不會將數(shù)據(jù)包發(fā)送給不需要它的那些客戶，保證了網(wǎng)絡(luò)上多媒體應(yīng)用占用網(wǎng)絡(luò)的最小帶寬。但組播不僅需要服務(wù)器端支持，更需要有多播路由器乃至整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的支持。
單播與組播（多播）
在上面我們已經(jīng)了解了一些單播和組播的概念，這也是現(xiàn)在流媒體方面討論的焦點(diǎn)之一。以我的認(rèn)識，點(diǎn)播與廣播是一組概念，它們和客戶端媒體交互的手段；單播和組播又是另外一組概念，它們是流媒體數(shù)據(jù)在服務(wù)器端和網(wǎng)絡(luò)上的傳輸方式。
單播發(fā)送時，需要在客戶端與媒體服務(wù)器之間需要建立一個單獨(dú)的數(shù)據(jù)通道，從一臺服務(wù)器送出的每個數(shù)據(jù)包只能傳送給一個客戶機(jī)，每個用戶必須分別對媒體服務(wù)器發(fā)送單獨(dú)的查詢，而服務(wù)器必須向每個用戶發(fā)送所申請的數(shù)據(jù)包拷貝。這種巨大冗余會造成服務(wù)器沉重和網(wǎng)絡(luò)帶寬的沉重負(fù)擔(dān)，響應(yīng)需要很長時間，甚至出現(xiàn)不能服務(wù)的情況。單播可以用在點(diǎn)播和廣播上。
組播發(fā)送時，服務(wù)器將一組客戶請求的流媒體數(shù)據(jù)發(fā)送到支持組播技術(shù)的路由器上，然后由路由器一次將數(shù)據(jù)包根據(jù)路由表復(fù)制到多個通道上，再向用戶發(fā)送。這時候，媒體服務(wù)器只需要發(fā)送一個信息包，所有發(fā)出請求的客戶端都共享同一信息包，并且信息可以發(fā)送到任意地址的客戶機(jī)，沒有請求的客戶機(jī)不會收到信息包，網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔目偭繘]有廣播那么多，大大提高了服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)線路的利用率。不過組播也有自己的特點(diǎn)，首先是必須要開始支持組播技術(shù)的路由器，另外就是一般只能用作廣播，因?yàn)橛米鼽c(diǎn)播會存在用戶控制問題。
好了，說了這么多，您可能都嫌我煩了，那么，就讓我們開始架設(shè)流媒體服務(wù)器之旅吧。
