流媒体技术原理与系统组成 - 安防知识网

流媒体是指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音/视频数据流。以前人们在网络上观看电影或收听音乐时，必须先将整个影音文件下载并存储在本地计算机上，然后才可以观看。与传统的播放方式不同，流媒体在播放前并不下载整个文件，只将部分内容缓存，使流媒体数据流边传送边播放，这样就节省了下载等待时间和存储空间。流媒体数据流具有连续性、实时性、时序性三个特点，即其数据流具有严格的前后时序关系。

【安防知识网】流媒体是指在Internet上以数据流的方式实时发布音频、视频多媒体内容的媒体，而流媒体技术则是在IP网络上发布多媒体数据流的技术。它改变了传统互联网的呆板形象，丰富了互联网的功能，成为一种有强大吸引力的新媒体。

1.流媒体技术原理

　　流式传输的实现需要缓存。因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输，对一个实时A/V源或存储的A/V文件，在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等，甚至先发的数据包还有可能后到。为此，使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因为网络暂时拥塞，使播放出现停顿。通常，高速缓存所需容量并不大，因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据。通过丢弃已经播放的内容，流媒体可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。

　　流式传输的过程一般是这样的：终端用户选择某一流媒体服务后，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来，然后客户机上的Web浏览器启动A/VHelper程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数并对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址等。A/Vhelper程序及A/V服务器运行实时流控制协议RTSP，实现A/V传输所需控制信息的交换;与CD播放机或VCRs所提供的功能相似，RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。A/V服务器使用RTP/UDP协议，将A/V数据传输给A/V客户程序，一旦A/V数据抵达用户终端，A/V客户程序即可播放输出。

　　需要说明的是，在流式传输中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系，是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/VHelper程序所在客户机的目的地址。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器，其基本原理如图所示。

[nextpage]　　2.流媒体系统的组成

　　通常，组成一个完整的流媒体系统包括以下5个部分：

　　①一种用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式的编码工具;

　　②流媒体数据;

　　③一个存放和控制流媒体数据的服务器;

　　④要有适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络;

　　⑤供客户端浏览流媒体文件的播放器。

　　这5个部分有些是网站需要的，有些是客户端需要的。值得指出的是，不同的流媒体标准和不同公司的解决方案，可能会在某些方面有所不同。

　　具体的系统可以由带视音频硬件接口的计算机和运行其上的软件共同完成，可分为：

　　①媒体服务器硬件平台

　　硬件平台的多媒体服务器，通过网络把存储系统中的信息以流媒体形式传输给相应用户，并响应客户交互请求，保证流媒体连续输出。尤其视频流具有同步性要求，即须以恒定速率播放，否则引起画面抖动;同时，视频流包含的多种信号亦须保持同步，如画面配音必须和口型相一致等。此外，由于视频信号数据量极大，以及信号存放方式等均直接影响服务器的交互服务。因此，多媒体服务器的系统资源，如存储I/O带宽、网络带宽、内存大小、CPU主频等，均要适应传输相应媒体的各种要求。

　　②媒体服务器软件平台

　　媒体服务器的软件平台，包括媒体内容制作，发行与管理模块，用户管理模块，相应服务器等。媒体内容制作涉及信息采集、处理、传输;发行模块负责将节目提交到网页，或将视频流地址邮寄给用户;内容管理主要完成视频存储、查寻;用户管理包括用户登记、授权;相应服务器将内容通过点播、直播方式播放。