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文檔簡介
1、第10章 架設流媒體服務器,流媒體(Streaming Media)技術日趨成熟和普及,已經(jīng)廣泛應用于在線直播、視頻點播、遠程教育、網(wǎng)絡電臺、實時視頻會議等信息服務領域,將為網(wǎng)絡信息交流帶來革命性的變化,從而成為未來網(wǎng)絡發(fā)展的全新推動力。本章介紹了流媒體服務器Helix server的安裝以及基本配置,10.1 基本概念,當今網(wǎng)絡技術發(fā)展迅速,主干網(wǎng)與寬帶接入技術日臻成熟,從網(wǎng)絡上瀏覽多媒體信息已經(jīng)成為網(wǎng)絡應用新的熱點。但由于多媒體文件一般比較大,不能從網(wǎng)上實時傳輸;而如果采用文件下載的方法,用戶不但需要大量的磁盤空間,而且要花費大量時間。為了提高視頻數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡上的傳輸效率,各廠商競相開發(fā)流文
2、件與流媒體技術,以實現(xiàn)視頻的實時播放。 所謂流媒體技術(或稱流式媒體技術)就是把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后存放到視頻傳送服務器上,由視頻傳送服務器把節(jié)目傳送到網(wǎng)絡,用戶在客戶端通過播放器就可實時觀看節(jié)目。在網(wǎng)絡上傳送的一系列相關的數(shù)據(jù)包稱為“流”。使用流媒體技術,用戶可以一邊傳輸一邊觀看、收聽,不需要下載整個多媒體文件,不僅不會占用大量的磁盤空間,而且提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。 流媒體技術涉及到數(shù)據(jù)采集、壓縮、存儲、傳輸以及網(wǎng)絡通信等多項技術。下面從流媒體的文件格式,支持流媒體傳輸?shù)木W(wǎng)絡協(xié)議,以及流媒體的傳輸方式等3方面對流媒體技術進行簡要介紹,1. 流媒體文件格式,把普通的視頻文件格式轉(zhuǎn)化
3、成流媒體文件格式需要經(jīng)過特殊編碼。視頻文件首先進行編碼處理,分割成一個個適于在網(wǎng)絡上傳播的數(shù)據(jù)包。另外在編碼時,還需要在數(shù)據(jù)包中加入一些附加信息,如計時、壓縮和版權信息,最終形成流媒體文件。 到目前為止,Internet上使用較多的流媒體格式主要有RealNetworks公司的RealMedia、Apple公司的QuickTime和Microsoft公司的Windows Media。 RealNetworks公司的RealMedia包括RealAudio、RealVideo和RealFlash 3類文件。其中RealAudio用來傳輸接近CD音質(zhì)的音頻數(shù)據(jù),RealVideo用來傳輸不間斷的視
4、頻數(shù)據(jù),RealFlash則是RealNetworks公司與Macromedia公司新近聯(lián)合推出的一種高壓縮比的動畫格式。 Apple公司的QuickTime于1991年出現(xiàn),是Apple公司面向?qū)I(yè)視頻編輯、Web網(wǎng)站創(chuàng)建和CD-ROM內(nèi)容制作領域開發(fā)的多媒體技術平臺,QuickTime支持幾乎所有主流的個人計算平臺,是數(shù)字媒體領域事實上的工業(yè)標準,是創(chuàng)建3D動畫、實時效果、虛擬現(xiàn)實、A/V和其他數(shù)字流媒體的重要基礎,1. 流媒體文件格式,Microsoft公司的Windows Media的核心是ASF(Advanced Stream Format)。ASF是一種數(shù)據(jù)格式,音頻、視頻、圖像以
5、及控制命令腳本等多媒體信息通過這種格式,以網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包的形式傳輸,實現(xiàn)流式多媒體內(nèi)容發(fā)布。其中,在網(wǎng)絡上傳輸?shù)膬?nèi)容就稱為ASF Stream。ASF支持任意的壓縮/解壓縮編碼方式,并可以使用任何一種底層網(wǎng)絡傳輸協(xié)議,具有很大的靈活性。 除了上述流媒體技術的3種主要格式外,流媒體技術還有Macromedia的Shockwave Flash技術,用戶通過這一技術可以方便地在Web頁面中加入圖像、動畫以及交互式界面等操作。此外,在Shockwave Flash中還采用了矢量圖形技術,使得文件下載播放速度明顯提高。近日,Macromedia又成功地推出了Shockwave for Authorware、
6、Shockwave for Director技術 ,并對它們進行了優(yōu)化,同時推出了Streaming Shockwave, 即通過流的方式使用戶在客戶端實現(xiàn)一邊下載一邊播放的功能,節(jié)省了等待的時間,2. 流媒體傳輸協(xié)議,流媒體的傳輸需要合適的網(wǎng)絡協(xié)議,主要有以下幾種。 (1)實時傳輸協(xié)議,(RTP,Real-time Transport Protocol)是用于Internet 上針對多媒體數(shù)據(jù)流的一種傳輸協(xié)議。RTP被定義為在一對一或一對多的傳輸情況下工作,其目的是提供時間信息和實現(xiàn)流同步。RTP通常使用UDP來傳送數(shù)據(jù),但RTP也可以在TCP或ATM等其他協(xié)議之上工作。當應用程序開始一個R
7、TP會話時將使用兩個端口,一個給RTP,一個給RTCP。RTP本身并不能為按順序傳 送數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機制,也不提供流量控制或擁塞控制,它依靠RTCP提供這些服務。通常RTP算法并不作為一個獨立的網(wǎng)絡層來實現(xiàn),而是作為應用程序代碼的一部分,2. 流媒體傳輸協(xié)議,2)實時傳輸控制協(xié)議(RTCP,Real-time Transport Control Protocol)和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。在RTP會話期 間,各參與者周期性地傳送RTCP包。RTCP包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計資料,因此,服務器可以利用這些信息動態(tài)地改變傳輸速率,甚至改變有效載荷類型
8、。RTP和RTCP配合使用,它們能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化,因而特別適合傳送網(wǎng)上的實時數(shù)據(jù)。 (3)實時流協(xié)議,RTSP是應用級協(xié)議,位于RTP和RTCP之上,也可直接由TCP或UDP傳輸。它是由RealNetworks和Netscape共同提出的,該協(xié)議定義了點對多點應用程序如何有效地通過IP網(wǎng)絡傳送多媒體數(shù)據(jù)。 (4)資源預留協(xié)議RSVP是網(wǎng)絡控制協(xié)議,運行在傳輸層。由于音視頻流對網(wǎng)絡的時延比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)更敏感,因此在網(wǎng)絡中除帶寬要求外還需滿足其他的條件。在Internet上開發(fā)的資源預留協(xié)議可以為流媒體的傳輸預留一部分網(wǎng)絡資源,從而保證服務質(zhì)量(QoS,3. 流媒體的傳輸方式
9、,不同的流媒體應用需要不同的傳輸方式,而不同的傳輸方式帶給網(wǎng)絡不同的影響。流媒體在網(wǎng)絡中的傳輸方式有3種:(1)單播;(2)多播;(3)廣播。 單播即點對點的連接,客戶端和服務器之間建立一個單獨的數(shù)據(jù)通道。從一臺服務器傳送出的數(shù)據(jù)包只能由一個客戶端接收。這種傳輸方式增加了服務器的負擔,響應時間長,只適用于客戶端數(shù)量較少的情況,如視頻點播。 多播也稱組播,是一種多地址廣播。發(fā)送源和接收端是點對多點的關系。對于內(nèi)容相同的數(shù)據(jù)包,服務器向一組特定的用戶只發(fā)送一次,組中的各個用戶可以共享,而組外的用戶接收不到。使用多播的優(yōu)勢在于原來由服務器承擔的數(shù)據(jù)重復分發(fā)工作轉(zhuǎn)到路由器中完成,由路由器負責將數(shù)據(jù)包向
10、所連接的子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā),每個子網(wǎng)只有一個多播流。這樣就減少了網(wǎng)絡上所傳輸信息包的總量,使網(wǎng)絡利用率大大提高,成本大為降低。多播更適用于現(xiàn)場直播。 在廣播的傳輸方式中,一個單獨的數(shù)據(jù)包拷貝發(fā)送給網(wǎng)絡上所有用戶。客戶端對媒體流不具有任何的控制,不論是否需要,只能被動接收媒體流,造成了網(wǎng)絡帶寬的浪費,4. 流媒體應用,流媒體技術具有廣闊的應用前景。一個完整的流媒體應用方案是軟硬件的集成,大致包括以下幾個方面。 內(nèi)容采集:視頻源可以是攝像機、電視臺節(jié)目、VCD、衛(wèi)星輸入信號等; 音視頻捕獲和壓縮編碼:硬件一般為音視頻捕獲卡,編碼軟件如RealProducer、MS MediaEncoder等; 內(nèi)容編輯:對
11、內(nèi)容進行非線性編輯、修改、歸檔以及對視頻文件做索引并存放到視頻數(shù)據(jù)庫; 內(nèi)容存儲和播放:當節(jié)目量大時需要使用數(shù)據(jù)庫存儲音視頻文件,使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對節(jié)目源進行管理,視頻服務器運行流服務器軟件有RealServer或MS Media Service等,負責響應客戶端的請求; 應用服務器內(nèi)容管理、發(fā)布:發(fā)布模塊負責將節(jié)目提交到網(wǎng)頁,或?qū)⒁曨l流地址郵寄給用戶。內(nèi)容管理主要完成視頻存儲、查詢。用戶管理包括用戶的登記和授權,4. 流媒體應用,與傳統(tǒng)的視頻收看形式不同,視頻流從媒體服務器通過專用網(wǎng)絡或Internet/Intranet傳送到客戶端。由于用戶的目的和需求不同,選購和實施網(wǎng)絡視頻產(chǎn)品也有不同
12、的側(cè)重點,用戶應根據(jù)自己的實際需求和市場上各種產(chǎn)品的類型,選擇最適用的流媒體應用方案。在實際的應用中通常著重考慮以下幾點:用戶的數(shù)量;用戶的需求;所要求的圖像質(zhì)量;投入資金的多少;技術水平,如帶寬、費用、與其他系統(tǒng)的集成等。隨著系統(tǒng)的復雜程度和價格的增長,供應商和集成商的服務支持能力也成為用戶考慮的重要因素之一,10.2 流媒體服務軟件,目前比較流行的流媒體服務軟件有Windows Media和Helix。Windows Media是微軟公司提供的針對ASF和WMV格式的服務組件,具有方便性、集成性、低費用等特點。但Windows Media不支持目前影響力最大的RM格式文件。Helix是Re
13、alNetwork公司的流媒體服務軟件,支持目前主流的ASF、WMV、RM等視頻文件,許多Internet的音樂臺、視頻點播站點都采用該產(chǎn)品。 Helix Universal Server 在技術上真正地實現(xiàn)了突破,可以輕松實現(xiàn)超過10,000個以上的視頻音頻流在線播放。 基于RealNetworks流媒體技術的Helix Universal Server 9.0是一款靈活和穩(wěn)定的流媒體解決方案。Helix帶有豐富的管理工具,它對各類媒體格式的強大支持甚至超過了RealPlayer(該公司流行的客戶端媒體播放軟件)。無論是Web轉(zhuǎn)播或是在現(xiàn)有的Web網(wǎng)站上進行視頻和音頻的發(fā)布,Helix服務器
14、都會提供一個發(fā)布和管理在線多媒體內(nèi)容的完整平臺,10.2 流媒體服務軟件,Helix Universal Server對流媒體的寬帶使用率提供了強大的控制功能,此外還可以實時顯示大量的系統(tǒng)性能參數(shù)。Helix服務器的管理過程完全基于Web進行,就像在Microsoft Internet Explorer和Netscape下工作一樣。 和Web服務器一樣,Helix允許通過用戶名和密碼來控制訪問權限,也可以對所能訪問的內(nèi)容進行控制(不管是HTML或是媒體文件)??刂迫罩緯瑫r以標準或定制的格式進行記錄。它能夠?qū)Χ嗝襟w內(nèi)容的不同來源進行虛擬目錄控制,我們特別喜愛這一功能。在測試中,不管是對Real
15、Player 9還是Apple或Microsoft的播放器,它所提供的內(nèi)容服務都沒有出現(xiàn)任何麻煩,10.2 流媒體服務軟件,它能夠自動使用SMIL標準在流媒體中插入廣告內(nèi)容。在測試中,我們很成功地在一個MPEG文件中插入了一條汽車廣告。如果你對視頻混合不太熟悉,那么這一功能可以為你節(jié)省很多時間。另外,可以鎖定內(nèi)容,使它只能用于RealPlayer客戶端。 Helix還提供了幾個出色的在線豐富內(nèi)容控制功能。首先,我們可以為Web轉(zhuǎn)播增加幾個冗余的Helix服務器,這樣在某個數(shù)據(jù)源發(fā)生問題時,用戶仍然可以從其他服務器獲得視頻數(shù)據(jù)。我們還可以使用它提供的Live Archive功能把Web轉(zhuǎn)播從一臺
16、服務器錄制到另一臺服務器中。這一功能使得對會議或其他現(xiàn)場轉(zhuǎn)播的存盤變得更加輕松,10.2 流媒體服務軟件,它的帶寬和性能的控制功能也非常強大。采用圖形接口的監(jiān)控程序可用來顯示CPU占用率、內(nèi)存和帶寬使用率以及所連接的用戶數(shù)、播放器和編碼器數(shù)量。它的緩存選項可以減少CPU占用率,并能更有效地控制帶寬使用率。另外還有一個獨立的性能監(jiān)視器插件允許在Windows中查看性能狀況。 對于需要提供多種流媒體標準內(nèi)容服務的供貨商來說,Helix Universal Server 9.0提供了一個設計精良、性能優(yōu)越的解決方案。它為想把最新的流媒體技術集成到網(wǎng)站和應用的網(wǎng)站管理者和開發(fā)人員指明了方向。 本章就以
17、Helix Server為例講述流媒體軟件的安裝和使用,10.3 試播流媒體文件,Helix Server的安裝過程非常簡單,基本上默認“下一步”就可以了,首先選取授權文件,如圖10-1所示。 接著設定好管理員的用戶名和密碼,然后就需要設定服務器的各個端口了。這些端口基本上可以采用系統(tǒng)默認的設置,但是在設定Helix Server的HTTP端口的時候要稍微注意一下,因為程序默認采用的端口是80,如果計算機中通過IIS或其他www服務軟件開啟了Web服務則會造成端口沖突(一臺計算機上不允許兩個相同端口的服務同時開啟),所以建議大家將此端口更改為8080或者是其他沒有使用的端口(如圖10-2所示)
18、,在Windows 2000 Server中集成的Windows Media Server組件默認使用1755端口,也會造成沖突,建議將相關服務停掉后再繼續(xù)安裝,10.3 試播流媒體文件,圖10-1 選取授權文件 圖10-2 設置HTTP端口,10.3 試播流媒體文件,安裝完成Helix Server之后,在桌面上會出現(xiàn)名稱為Helix Server和Helix Server Administrator圖標,它們分別用于啟動Helix Server服務和管理Helix Server。在手工啟動之前,有時還需要打個補丁,運行patch.exe文件,找到安裝路徑下的BIN目錄,選擇rmserver
19、.exe文件即可。下次使用時系統(tǒng)會自動加載Helix服務,無需再手動激活。 安裝好了Helix Server之后,需要對服務端和客戶端分別進行測試,確認是否已經(jīng)正常運行。在測試之前,需要確認計算機中已經(jīng)安裝了Realplayer播放器,建議使用支持多種媒體文件格式的RealOne Player播放器,1. 服務端測試,測試服務器端是否正常運行,首先要雙擊桌面的Helix Server Administrator圖標,并且在彈出窗口輸入安裝時候設定好的用戶名和密碼就可以進入管理頁面了。此時在左邊列表中依次單擊Server Setup|Media Samples鏈接,右部區(qū)域中即可顯示出程序內(nèi)置的
20、測試媒體文件(如圖10-3所示),其中提供了所有測試文件的鏈接。比如我們單擊Play RealVideo 9 Sample鏈接之后,系統(tǒng)將會立即調(diào)用RealOne Player播放器,而且開始時會在播放器頂部有“正在緩沖”字樣,同時還有緩沖的數(shù)字顯示,這說明整個系統(tǒng)安裝鏈接成功。 為了能夠查看當前播放的視頻文件的地址,我們可以在RealOne Player中運行“文件”|“剪輯屬性”|“查看剪貼信息”命令,這樣即可看見圖10-4所示的文件地址為rtsp:/lab21:554/real9video.rm。這里可以看出播放系統(tǒng)是采用RTSP連接方式進行播放的,lab21是服務器的計算機名,554是
21、端口號,而real9video.rm就是具體的媒體文件名稱,2. 客戶端測試,在局域網(wǎng)中找到一臺安裝了real播放器同時能夠訪問到該流媒體服務器的計算機,在瀏覽器中輸入rtsp:/lab21:554/real9video.rm,如果能夠打開real播放器并正確播放,說明客戶端測試也是成功的。如果知道流媒體服務器的IP,最好將lab21換成IP地址,2. 客戶端測試,圖10-3 供測試的媒體樣例 圖10-4 視頻文件的地址,2. 客戶端測試,雖然整個流媒體服務器已經(jīng)搭建完成并正常運行,但是怎樣才能讓別人直接欣賞到自己制作的各種視頻文件呢?非常簡單,只要把RM、ASF、WMV之類的流媒體文件復制到
22、Helix Server安裝目錄下的Content活頁夾中,然后在客戶端的RealOne Player中輸入類相應的文件地址就可以開始欣賞影片了。對于Rm或Rmvb視頻文件,其訪問格式為:rtsp:/服務器IP地址:554/文件名(其中554可以省略)。 對于ASF、WMV視頻文件,其訪問格式為:mms:/服務器IP地址:1755/文件名(其中1755也可以省略,10.4 Helix基本設置1. 端口設置,可以看到如圖10-5所示自上而下依次定義了各種不同類型的端口,包括RTSP、PNA、HTTP、MONITOR、ADMIN等這些老端口,同時也有新端口,那就是MMS端口。提供對WM媒體文件的支
23、持是Helix Server的一個很重要的新特性,2. IP綁定,一臺Helix Server服務器上可能有不止一塊的網(wǎng)卡,或者在一塊網(wǎng)卡上可能有不只一個的IP地址,在某些情況下,就必須對Helix Server的IP地址進行綁定。這個頁面就是用來進行對服務器進行IP地址綁定以及對現(xiàn)有綁定進行編輯和刪除的。要注意的是,綁定IP地址或者改變綁定以后,服務器將需要重新啟動,如圖10-6所示,2. IP綁定,圖10-5 端口設置 圖10-6 IP綁定,3. 連接控制,單擊“服務器設置”,在子菜單中選擇“連接控制”,在這里可以根據(jù)自己的帶寬和機器能力設置“最大用戶連接數(shù)”(這個就是由授權所規(guī)定的),以
24、及對用戶播放器的限制,如“僅提供RealPlayer Plus連接”,如果設為ON可以有效防止客戶用第三方軟件進行下載,但客戶就只能使用RealRlayer 的Plus版本收看而不能使用Basic版,當然在這里還可以對服務的帶寬進行限制,以保證同一臺服務器上面的其他服務有足夠的網(wǎng)絡資源,如圖10-7所示,4. 配置加載點,可以對已有的加載點進行修改,如將Helix的“/”目錄更改為已存在的物理路徑,如E:vodroot,如圖10-8所示,圖10-7 連接控制 圖10-8 配置加載點,4. 配置加載點,也可以增加新的加載點,例如,需增加vod1這個加載點,指向硬盤的d:mov1目錄,可如圖10-
25、9所示操作,單擊“加載點描述”右方的“+”號,將新出現(xiàn)的右邊窗口處如圖10-10所示依次填寫。設置好以后別忘了單擊右上角的“重啟服務器”按鈕,以使更改生效。 添加了加載點后,對于Rm或Rmvb媒體文件,其訪問格式為:rtsp:/服務器IP地址:554/加載點名/目錄名/文件名(其中,554可以省略)。例如,流媒體服務器IP為0,添加了加載點vod1,對應著E:movie1football目錄,該目錄下有一文件名為all.rmvb的視頻文件,則正確的播放地址為:rtsp:/0/vod1/all.rmvb。當在客戶機的realplayer播放器中輸入此地
26、址時,如看到“正在聯(lián)接”和“正在緩沖”并且時間不斷的跳動時,說明配置成功,4. 配置加載點,對于ASF、WMV媒體文件,其訪問格式為:mms:/服務器IP地址:1755/目錄名/文件名(其中:1755也可以省略)。例如,假設流媒體服務器IP仍為0,添加了加載點vod2,對應著E:movie2Mydream目錄,該目錄下有一文件名為heaven.wmv,則正確的播放地址為:mms:/0/vod2/heaven.wmv。 【注意】用Helix點播media媒體文件時,請不要使用中文的目錄和文件名,否則很可能出現(xiàn)莫名其妙的錯誤,盡管有解決辦法,但比較復雜,
27、所以還是不用為好。其他格式,如AVI、MPEG4等的媒體文件也是可以用Helix點播的,4. 配置加載點,圖10-9 添加一個加載點 圖10-10 設置加載點,10.5 媒體訪問控制1. IP控制,可以定義允許或者禁止來自某個或者某段IP的訪問請求,而且可以針對每個端口進行專門的設置。對每一個規(guī)則,可以定義允許權限、地址和子網(wǎng)掩碼以及特定的端口,而且可以對Server和Client有不同的設置。 為了便于介紹,我們假設所有IP地址為192.168.0.x的內(nèi)部局域網(wǎng)用戶都能夠直接欣賞,但是只有網(wǎng)段IP地址的用戶才能夠連接到Helix Server服務器。 第1步,將當
28、前Helix Server服務器的IP地址設定為,這樣才能保證系統(tǒng)中所有的IP地址供服務器使用,也才可以讓服務器中用于連接內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)的網(wǎng)卡同時生效。 第2步,在Security|Access Control頁面中,先單擊“+”按鈕增加一條規(guī)則,在右邊的編輯區(qū)域中將規(guī)則名稱更改為Administrator,接著將Access Type設置為Allow,而Client IP Address or Hostname和Client,1. IP控制,Netmask分別設定為localhost和None,接著將Server IP Address or Hostname一項設置為Any,這
29、樣完成服務器的IP地址設定,確保只有在服務器端才可以進入管理接口。完成上述設定之后,通過上下箭頭將新增的規(guī)則調(diào)整在原先兩個規(guī)則之間即可(如圖10-11所示)。 提示:由于安裝好Helix之后,它會隨機取得一個管理端口,因此在設定管理端口需要在管理頁面上部查看當前服務器使用的端口號,否則修改之后無法順利登錄到管理接口。 第3步,再次單擊“+”按鈕增加一個規(guī)則,并且將其命名為Intranet來表示針對內(nèi)部局域網(wǎng)進行IP地址規(guī)則設置。這里的Allow一項可以設定為Allow,客戶端IP地址或主機名處輸入之類局域網(wǎng)中隨意一個IP地址,而客戶端子網(wǎng)掩碼需要從下拉菜單中選擇24 Bi
30、ts( or /24)一項,服務器IP地址或主機名設定為Any,也就是設定局域網(wǎng)中所有的計算機都可以連接到服務器。另外,在下部的Ports中需要輸入554,7070,1755三個端口,這條定制的規(guī)則允許局域網(wǎng)內(nèi)所有IP訪問Helix Server的3個點播端口,如圖10-12所示,1. IP控制,圖10-11 訪問控制 圖10-12 添加規(guī)則,1. IP控制,第4步,參照第3步所述的方法增加一個名為Internet的規(guī)則,同時將訪問類型為Allow、客戶端IP地址或主機名處輸入0、客戶端子網(wǎng)掩碼處為None,服務器IP地址或主機名處為Any、端口處為554,7070,1755。經(jīng)過這樣設定之后只有IP地址是0的用戶才可以通過Helix Server的點播端口。這里只是通過規(guī)則設置了一個外部IP地址,重復操作可以增加其他的IP地址。 第5步,將剛才增加的兩個規(guī)則通過上下箭頭調(diào)整在Administrator規(guī)則下面,接著先保留A
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