流媒體技術(shù)的研究及在網(wǎng)絡(luò)教學中的應(yīng)用

1、流媒體技術(shù)的研究及在網(wǎng)絡(luò)教學中的應(yīng)用摘要流媒體采用"邊下載、邊輸出"的流方式傳輸，這不僅使啟動延時大幅的縮短，而且對系統(tǒng)緩存的需求也大大降低，另外它還可以進行同步、標識、控制等。正由于流媒體技術(shù)具有這些優(yōu)點，所以流媒體技術(shù)自真正誕生至今天不過短短幾年時間就被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)多媒體新聞發(fā)布、在線直播、網(wǎng)絡(luò)廣告、電子商務(wù)、視頻點播、遠程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)電臺、遠程教育、實時視頻會議等互聯(lián)網(wǎng)信息效勞的方方面面。流媒體的應(yīng)用系統(tǒng)、國際規(guī)范和根底研究正成為目前產(chǎn)業(yè)界和科研機構(gòu)密切關(guān)注的焦點。通過設(shè)計一套流媒體應(yīng)用系統(tǒng)，從理論和實踐兩個方面對流媒體技術(shù)進行研究具有重要的意義。本文在對流媒體技術(shù)

2、的根本原理及其在多媒體網(wǎng)絡(luò)教學中的應(yīng)用方式、流式教學系統(tǒng)的組成特點和發(fā)展現(xiàn)狀等幾個方面進行闡述的根底上，根據(jù)教學構(gòu)件劃分的思想，設(shè)計出一個能夠在現(xiàn)有低本錢條件下使用的流式教學系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用純軟件實現(xiàn)方式，以WindowsMedia流媒體技術(shù)為撐持，依據(jù)教學構(gòu)件劃分的思想對流式教學系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)進行了合理劃分，并分析了將流媒體應(yīng)用到該系統(tǒng)時，需要解決的幾類技術(shù)問題，由各個教學子系統(tǒng)向用戶提供效勞。利用現(xiàn)有的校園網(wǎng)設(shè)施，使用純軟件的方式，為師生提供教學效勞。在闡述系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)、工作流程和功能模塊劃分、數(shù)據(jù)庫表設(shè)計的根底上，重點介紹了在.NET平臺下，教學管理子系統(tǒng)和教程點播子系統(tǒng)的實現(xiàn)過程

3、。關(guān)鍵詞：流媒體，網(wǎng)絡(luò)教學，WindowsMedia，流媒體效勞器,集群ABSTRACTStreamingmediatechnologyadoptsstreamingtransportmethodwhichmeans"playingwhiledownloading".Thismakesnotonlystartupdelaytimeshorter,butalsocacherequirementless.What"smore,itownsothercharacterssuchassynchronization,identity,andcontrollability.B

4、ecauseofallofthemeritsabove,streamingmediatechnologyarewidelyusedininternetmultimedianewsrelease,on-linebroadcast,internetadvertisement,electroniccommercial,video-on-demand,distancemedical,internetstation,distanceeducationandrealtimevideomeeting.Applicationsystem,internationalstandardandfundamentalr

5、esearchofstreamingmediaarebeingfocusofindustryandscientificresearchinstitutionrecently.Therefore,it"ssignificanttoresearchonboththeoryandapplicationofstreamingmediatechnologythroughdesigninganapplicationsystem.Inthispaper,aStreamingEducationSystemwhichcouldusedinlow-costconditionwasestablished,

6、basedonthethoughtofTeachingComponentsDivision,accordingtothediscussofbasicprincipleandapplicationinmultimedianetworkteachingofstreamingmediatechnology,aswellasthecharacteristicsanddevelopingconditionofStreamingEducationSystem.Suchsystem,usingpure-softwareimplementalmethodandWindowsMediaTechnologyast

7、hesupportingtechnology,couldprovideteachingservicetousersbydifferentsubsystems.Streamingmediaserveristhemostimportantpartofstreamingmediasystem,wepaymoreattentiontoit"sdesign.ThroughcomparingthecurrentseveralsystemsolutionsoftheStreamingMediaserver,weselecttheclustersystemsolutiontobuildourcour

8、sewarestreammediaserver.Inourclusterstreammediaserver,wejointheserverclustertechnologyandSANtechnologytogether,andusetheNetworkLoadBalance(NLB)technologytobalancetheworkloadinthecluster,andusetheWindowsMediaTechnologytoaccomplishthestreammediamanagement.KEYWORDS：Streaming,E-learning,WindowsMedia,Str

9、eamingMediaServer,Cluster目錄摘要IABSTRACTII1緒論11.1研究現(xiàn)狀11.2課題研究的意義31.3課題主要研究工作及章節(jié)安頓42網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)52.1流媒體在網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)中的播放方式62.2流媒體實例格式62.3流媒體現(xiàn)狀83系統(tǒng)的開發(fā)工具WindowsMediaService113.1WindowsMedia的特點113.2WindowsMedia視頻技術(shù)組成113.3WindowsMedia效勞器組件123.4WindowsMedia效勞協(xié)議123.5WindowsMedia工具134基于WindowsMedia的流式教學系統(tǒng)的設(shè)計164.1系統(tǒng)需

10、求分析164.2總體設(shè)計164.3系統(tǒng)的開發(fā)平臺和工具215流式教學系統(tǒng)的實現(xiàn)225.1設(shè)備流媒體效勞器管理225.2用戶管理235.3教程管理255.4教程點播子系統(tǒng)的實現(xiàn)295.5系統(tǒng)測試346.1本文總結(jié)376.2進一步工作37參考文獻39致謝421緒論1.1研究現(xiàn)狀隨著流媒體技術(shù)的日益成熟和完善，國內(nèi)外針對流式多媒體網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的研究和應(yīng)用方興未艾，取得了許多研究成果。一些成果己經(jīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，在眾多高校的教學建設(shè)和遠程教育事業(yè)中得到了應(yīng)用。流媒體技術(shù)是當前多媒體網(wǎng)絡(luò)教學得以順利實施的關(guān)鍵技術(shù)。流媒體技術(shù)指在網(wǎng)絡(luò)中傳輸使用流式傳輸技術(shù)，其所傳輸?shù)拿襟w稱為流媒體，靜態(tài)的媒體有文字和圖片，動

11、態(tài)的媒體有音頻、視頻和動畫等孫力，錢維瑩，2008；陸瓊，2008。"流媒體"這個詞首先出現(xiàn)在美國，英文為"StreamingMedia"，按字面理解就是像溪流一樣的媒體席慧剛，黃莉，2008。流媒體實例格式是支持采用流式傳輸及播放的媒體格式。如果說傳統(tǒng)多媒體的播放方式像是在浴缸中洗澡，必須水放滿后再洗澡的話，那流媒體播放就像淋浴，翻開開關(guān)就能洗澡，水是邊洗邊傳過來的林柏青，2008。流媒體最顯著的特征就是"邊下載，邊播放"楊曼等，2008。流媒體實現(xiàn)原理簡單地說就是首先通過采用高效的壓縮算法，在降低實例大小的同時伴隨質(zhì)量的損失，讓原

12、有的龐大的多媒體數(shù)據(jù)適合流式傳輸。然后通過架設(shè)流媒體效勞器，修改MIME標識，通過各種實時協(xié)議傳輸流數(shù)據(jù)吳國勇，邱學剛，萬燕仔，2008；Marques，2008。1.1.1國外研究現(xiàn)狀流媒體技術(shù)起源于窄帶互聯(lián)網(wǎng)時期，自1995年推出第一個Internet流媒體播放器以來，流媒體應(yīng)用有了爆炸性增長。據(jù)統(tǒng)計，目前互聯(lián)網(wǎng)每周約有4.5萬小時的播送節(jié)目，58個美國電視臺提供Web播送，34個電視臺提供點播效勞。有近半數(shù)的跨國公司在內(nèi)部使用流媒體實現(xiàn)Web播送。流媒體技術(shù)廣泛用于網(wǎng)上新聞發(fā)布、在線直播、網(wǎng)絡(luò)廣告、遠程教育、實時視頻會議等。商業(yè)網(wǎng)站利用流媒體播放新聞，開展音、視頻直播和點播效勞。企業(yè)和機

13、構(gòu)采用點播和流媒體進行員工培訓、信息發(fā)布、公司介紹等，從而提高效率，節(jié)約開支?；诹髅襟w的應(yīng)用不僅轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)呆板的內(nèi)容表現(xiàn)形式，使傳統(tǒng)影視媒體市場與寬帶網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用效勞相融合，還產(chǎn)生了寬帶VOD、在線音樂、遠程教育、寬帶收費電視等新的應(yīng)用。具有強視覺沖擊力的視頻節(jié)目成了人們進入寬帶網(wǎng)絡(luò)的最重要的應(yīng)用之一，多媒體互動成了人們對寬帶網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的期待?！?】【2】【3】【4】【5】【6】下一頁流媒體技術(shù)自問世以來在美國教育界受到極大歡送，滿足了各級教育層次的需求。在高等教育方面，斯坦福大學的"斯坦福在線"遠程學習方案最初使用QuickTimemovies傳統(tǒng)方式傳送課程，長

14、時間下載實例夾給學生帶來很大不便。在1996-1997學年，該方案轉(zhuǎn)而使用視頻流媒體技術(shù)把課程資料傳輸給學生的計算機，并用微軟媒體效勞器實現(xiàn)流式實況授課和討論，且把課程資料存檔，保證學生日后能隨時使用，給學生學習帶來很大方便。北卡羅來納州立大學的圖像通訊效勞處通過流媒體技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò)連接速度，進行包括電子商務(wù)系列研討方案、美國環(huán)保署的大氣污染遠程教育網(wǎng)絡(luò)方案和各種項目學院課程等工作和教學。里海大學的里海教育衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在線(LESN-Online)互聯(lián)網(wǎng)遠程學習方案也通過實時網(wǎng)絡(luò)視頻流媒體傳輸各種課程，不僅豐盛了學習者的學習經(jīng)歷，而且增強了個性色彩?？的螤柎髮W遠程學習部也開設(shè)了科目種類繁多的由多種傳

15、輸速率連接的流視頻課程。俄克拉荷馬大學的項目媒體實驗室、阿拉巴馬大學教學和學習中心等也采用實時網(wǎng)絡(luò)視頻流媒體傳授課程和開展視頻圖書館教育方案。英國國家航空和宇宙航行局(NASA)的探索教育技術(shù)在數(shù)學和科學中的作用的"未來的教室"方案中采用了視頻流媒體技術(shù)。美國海軍研究生院等也都采用了這種技術(shù)幫忙教學和研究。由美國波斯特(PrankBoscer)博士領(lǐng)導的Cometrika研究公司2008年發(fā)表的一份"關(guān)于聯(lián)合流媒體應(yīng)用程序在教育中所起作用的報告"顯示：那些接受視頻流媒體應(yīng)用技術(shù)教學的學生取得了巨大的學習成就。監(jiān)控小組通過對弗吉尼亞三個學區(qū)中1400多名中

16、小學生的調(diào)查指出，"接受聯(lián)合流媒體軟件教學的學生比單純接受傳統(tǒng)方式教學的學生平均成績提高了12.6"。網(wǎng)絡(luò)教育委員會副主席JohnnyIsakson說，"聯(lián)合學習流媒體應(yīng)用程序，是一個杰出的展示如何通過技術(shù)進一步提高學生成就的例子"?，F(xiàn)在美國"54的學校能夠保證學生在正規(guī)學習時間外使用這種技術(shù)，98的學校在放學后對學生開題多媒體教室，84的學校能夠在課前保證學生使用，16的學校周末也對學生開題多媒體教室"。1.1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀隨著計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的傳媒公司、教育、科研和遠程教育網(wǎng)站等領(lǐng)域開始運用流媒體技術(shù)。在中國

17、的寬帶網(wǎng)絡(luò)市場上，已推出不少基于MPEG-1、MPEG-2、REAL、WMT、QUICKTIME等各種流媒體編解碼技術(shù)的產(chǎn)品，推動著寬帶應(yīng)用的發(fā)展。在數(shù)字化內(nèi)容的發(fā)布平臺方面，我國已經(jīng)有不少開發(fā)商涉足了流媒體領(lǐng)域。思華科技的流媒體平臺已經(jīng)在全國各地寬帶網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)了應(yīng)用，包括：杭州網(wǎng)通寬帶城域網(wǎng)、上海網(wǎng)通寬帶城域網(wǎng)、揚州廣電寬帶城域網(wǎng)、常州廣電寬帶城域網(wǎng)等等。思華還與杭州網(wǎng)通、Intel、微軟、威盛、TCL等多家廠家聯(lián)合，推出了適合中國現(xiàn)階段寬帶網(wǎng)絡(luò)的IP機頂盒解決計劃，使傳統(tǒng)的電信運營商能夠在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上推出適合電視機終端市場的計劃。并且成立了寬帶流媒體實驗室，為寬帶流媒體應(yīng)用市場提供良好的技

18、術(shù)支持。思華科技與微軟合作，選擇了以MPEG-4為根底的MicrosoftMediaTechnology，向市場推出了從視頻采集到播出系統(tǒng)一整套的解決計劃，這也是中國第一套應(yīng)用在全城域?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)上的端到端的流媒體解決計劃。由于傳統(tǒng)的多媒體實例需要從效勞器高低載之后才能播放，而流媒體和常規(guī)視頻媒體不同，可邊下載邊播放。流媒體運用可變帶寬技術(shù)，以"流"的傳輸方式在因特網(wǎng)上播放的媒體格式，如音頻、視頻或多媒體實例，使人們可以從28kbit/s到1200kbit/s的帶寬環(huán)境下在線觀賞連續(xù)的高品質(zhì)音頻和視頻節(jié)目。與單純的下載方式相比，這種對多媒體實例邊下載邊播放的流式傳輸方式使啟動延

19、時大幅度地縮短，而且對系統(tǒng)緩存容量的需求也大大降低。而且流媒體不僅可以進行單向的視頻點播，還能夠提供真正互動的視頻節(jié)目，如互動游戲、三維動畫等，可以實時觀看電影或收聽播送，給網(wǎng)上生活增添色彩。隨著全國流媒體平臺的參與者的越來越多，支持大量用戶的流媒體視頻效勞器、具有流媒體解碼能力的硬件芯片、機頂盒等產(chǎn)品，在今后幾年內(nèi)也將會有巨大的市場需求。隨著越來越多競爭者的參與，最終會推動寬帶流媒體應(yīng)用效勞真正融入到用戶的生活中去。1.2課題研究的意義以計算機為核心的信息技術(shù)作為當代最富革命性的社會生產(chǎn)力正在日益廣泛和深刻地滲透到教育領(lǐng)域，使得教育體制、模式、觀念、內(nèi)容、伎倆、方式等各方面都發(fā)生了基本性的變

20、革。當前以多媒體和Internet為標志的新的信息技術(shù)革命己經(jīng)引起教育領(lǐng)域的深刻變革，使教育體制與教學模式產(chǎn)生新的重大飛躍，多媒體網(wǎng)絡(luò)教學就是這樣一種新型教學模式。它是一種利用計算機網(wǎng)絡(luò)綜合傳播、處理多種多媒體信息(如文字、圖形、圖像、音頻、視頻、動畫等)，使多種教學信息建立聯(lián)系的交互性教學活動。由于多媒體網(wǎng)絡(luò)教學具有其它技術(shù)伎倆無可比較的優(yōu)越性，世界各國尤其是興旺國家對此無不給予高度重視，并投入大量資金，開展這一領(lǐng)域的根底與應(yīng)用研究。而流式媒體傳輸技術(shù)作為多媒體網(wǎng)絡(luò)教學得以順利實施的關(guān)鍵技術(shù)，近年來一直是研究的熱點所在。利用流媒體技術(shù)與其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合建立流式多媒體網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)，是多媒體網(wǎng)

21、絡(luò)教學發(fā)展的新方向。與此同時，流式教學系統(tǒng)的研究與建設(shè)，也是高校信息化建設(shè)的重要組成局部，不能脫離實際需求而存在。在合理規(guī)劃教學系統(tǒng)功能的根底上，如何更好地整合現(xiàn)有教學資源，提高系統(tǒng)的可擴展性和可重用性，是流式教學系統(tǒng)研建中需要解決的重要課題。教育部面向21世紀教育振興行動方案提出，要形成高等教育面向社會的開題教育網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建包括校內(nèi)課堂教學和校外社會教育在內(nèi)的終身學習體系，使現(xiàn)代遠程教育成為我國高等教育在21世紀發(fā)展的新領(lǐng)域。建設(shè)流式多媒體網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)，是高校實施多媒體網(wǎng)絡(luò)教學的一個新模式，也是遠程教育發(fā)展的主要方向。對流式教學系統(tǒng)的設(shè)計理念、實現(xiàn)辦法和功能完善的研究，具有重要的現(xiàn)實意義。1.

22、3課題主要研究工作及章節(jié)安頓本文的研究目標是:根據(jù)教學需求，搭建出一個能夠在現(xiàn)有低本錢條件下使用的流式教學系統(tǒng)，并使用適宜的工具實現(xiàn)其功能。在此根底上，針對系統(tǒng)在應(yīng)用層次的集成方面存在的缺乏尋找適宜的解決計劃，并就計劃的設(shè)計實現(xiàn)和應(yīng)用狀況進行探討。本研究的內(nèi)容將圍繞上述目標展開，具體的研究內(nèi)容如下：針對流式教學系統(tǒng)應(yīng)用需要，對網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)進行了需求分析和概要設(shè)計，對其中使用到的關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究；使用流媒體技術(shù)搭建出一個流式教學系統(tǒng)并劃分其功能模塊，結(jié)合該教學系統(tǒng)中教學管理子系統(tǒng)與教程點播子系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)，對其設(shè)計理念、實現(xiàn)方式和功能特點進行表明。采用效勞器集群計劃的課件流媒體效勞器的設(shè)計

23、本文共分六大局部。第一局部緒論，介紹研究現(xiàn)狀、課題研究意義及其研究的主要內(nèi)容；第二局部，簡述網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)流媒體技術(shù)，其中包括播放方式，實例格式以及發(fā)展現(xiàn)狀等；第三局部，闡述了系統(tǒng)需求分析、總體設(shè)計及其系統(tǒng)的開發(fā)平和工具。第四局部，使用WindowsMedia流媒體技術(shù)搭建出一個流式教學系統(tǒng)并劃分其功能模塊，結(jié)合該教學系統(tǒng)中教學管理子系統(tǒng)與教程點播子系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)，對其設(shè)計理念、實現(xiàn)方式和功能特點進行表明；第五局部，詳細論述了采用效勞器集群計劃的課件流媒體效勞器的設(shè)計；第六局部總結(jié)，就本文討論的問題進行總結(jié)，并闡明下一步的工作。2網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)以前，由于受到網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，互聯(lián)

24、網(wǎng)上的數(shù)據(jù)都是以文字、圖片之類的靜態(tài)內(nèi)容為主，而那些音頻、視頻數(shù)據(jù)很難在網(wǎng)上發(fā)布，因為一般非壓縮的播送級品質(zhì)視頻需要160Mbps的網(wǎng)絡(luò)帶寬；非壓縮CD音質(zhì)的音頻那么需要大約2.8Mbps的網(wǎng)絡(luò)帶寬。目前，局部網(wǎng)絡(luò)用戶的帶寬還只是56Kbps，這與音頻、視頻的傳播要求相差甚遠。網(wǎng)絡(luò)帶寬很難在短期內(nèi)得到迅速提升，因此要實現(xiàn)網(wǎng)上音頻、視頻傳播就必須在傳播實例本身下功夫，這樣就出現(xiàn)了流媒體技術(shù)Streaming，即把音頻、視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮寄存在網(wǎng)絡(luò)效勞器上，然后其他計算機就可以邊下載解壓縮邊播放。流媒體技術(shù)的核心在于所采用的編解碼系統(tǒng)Codec，Codec起源于"compressor&qu

25、ot;和"Decompressor"兩個概念，它主要實現(xiàn)對音頻、視頻實例的壓縮和解壓縮，從而實現(xiàn)在低速網(wǎng)絡(luò)上的傳播。由于采用了流媒體這一最新的網(wǎng)絡(luò)多媒體形式，近期瀏覽一些比擬出名的傳媒網(wǎng)站，如美國的NBC、ABC以及我國的中央電視臺www.cctv 等，你會發(fā)現(xiàn)，它們所提供的在線視頻點播的播放效果要比原來好得多，播放前的等待時間也沒有則長了。同樣，在網(wǎng)絡(luò)教學中，我們也可以引入流媒體技術(shù)在網(wǎng)上傳輸多媒體課件信息，可以到達更好的播放效果。與多媒體播放相比，流媒體技術(shù)更注重實時性。在流媒體出現(xiàn)之前，用戶只能將音、視頻實例完全下載才能播放，遲緩的網(wǎng)速讓用戶無法接受。采用了流媒體技術(shù)

26、就可以邊下載邊播放，用戶端與流媒體效勞器建立連接后，只需等待很短的數(shù)據(jù)緩沖時問，用戶就可以收看或收聽在線節(jié)目了。流媒體，即無須下載，可在線即時收聽收看的媒體。它有很大的壓縮比，因此可耗費更少的帶寬和存儲空間，并且有很大的壓縮范圍。從幾kbps到幾mbps，可適應(yīng)從窄帶到寬帶任意的網(wǎng)絡(luò)帶寬。流媒體技術(shù)StreamingMediaTechnology是為解決以Internet為代表的中、低帶寬網(wǎng)絡(luò)上多媒體信息以視音頻信息為重點傳輸問題而產(chǎn)生、發(fā)展起來的一種網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)。采用流媒體技術(shù)，能夠有效地突破低比特率接入Internet方式下的帶寬瓶頸，克服實例下載傳輸方式的缺乏，實現(xiàn)多媒體信息在Intern

27、et上的流式傳輸。流媒體技術(shù)是一個綜合的技術(shù)，它包括采集、編碼、傳輸、儲存、解碼等多項技術(shù)。流媒體應(yīng)用系統(tǒng)一般由編碼端、效勞器端和用戶終端三局部組成。流媒體技術(shù)在學校的應(yīng)用前景廣大，可用于課件點播、交互教學、電視轉(zhuǎn)播、遠程監(jiān)控、視頻會議等，尤其在網(wǎng)絡(luò)教學方面有著極大的優(yōu)勢。2.1流媒體在網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)中的播放方式2.1.1單播單播是指在客戶端與媒體效勞器之間需要建立一個獨自的數(shù)據(jù)通道，從一臺效勞器送出的每個數(shù)據(jù)包只能傳送給一個客戶機。每個用戶必須分別對媒體效勞器發(fā)送獨自的查詢，而媒體效勞器必須向每個用戶發(fā)送所申請的數(shù)據(jù)包拷貝。這種方式易給效勞器造成巨大負擔，且浪費鏈路帶寬。2.1.2點播與播送點

28、播連接是客戶端與效勞器之間的主動連接，是點播連接提供了對流的最大控制。播送連接指的是用戶被動接收流，但用戶不能控制流.這兩種辦法對網(wǎng)絡(luò)帶寬都要求較高。在播送過程中，客戶端接收流，但不能控制流。示例，用戶不能暫停、快進或后退該流。播送方式中數(shù)據(jù)包的獨自一個拷貝將發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)上的所有用戶。2.1.3組播IP組播技術(shù)構(gòu)建一種具有組播能力的網(wǎng)絡(luò)，允許路由器一次將數(shù)據(jù)包復(fù)制到多個通道上。這樣單臺效勞器能夠?qū)Ρ姸嗟目蛻魴C同時發(fā)送連續(xù)數(shù)據(jù)流而無延時。媒體效勞器只需要發(fā)送一個信息包，而不是多個:所有發(fā)出請求的客戶端共享同一信息包。這大大提高了網(wǎng)絡(luò)的利用效率。組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

29、式的弱點，將數(shù)據(jù)包的獨自一個拷貝發(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。但技術(shù)實現(xiàn)也相應(yīng)復(fù)雜些。組播技術(shù)構(gòu)建一種具有組播能力的網(wǎng)絡(luò)，允許路由器一次將數(shù)據(jù)包復(fù)制到多個通道上。采用組播方式，單臺效勞器能夠?qū)资f臺客戶機同時發(fā)送連續(xù)數(shù)據(jù)流而無延時。媒體效勞器只需要發(fā)送一個信息包，而不是多個；所有發(fā)出請求的客戶端共享同一信息包。信息可以發(fā)送到任意地址的客戶機，減少網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔目偭俊＞W(wǎng)絡(luò)利用效率大大提高，本錢大為下降。2.2流媒體實例格式2.2.1壓縮媒體實例格式壓縮格式有時被稱為壓縮媒體

30、格式，包含了描述一段聲音和圖象的同樣信息，盡管它的實例大小被處理得更小。很明顯，壓縮過程改變了數(shù)據(jù)位的編排。在壓縮媒體實例再次成為媒體格式前，其中數(shù)據(jù)需要解壓縮。由于壓縮過程自動進行，并內(nèi)嵌在媒體實例格式中。表2-1列舉一些常用視頻、音頻壓縮實例類型。表2-1常用視頻、音頻壓縮實例類型實例格式擴展名(Video/Audio)媒體類型與名稱壓縮情況movQuickTimeVideo2.0可以mpgMPEG1Video有Mp3MPEGLayer3Audio有wavWaveAudio沒有aifAudioInterchangeFormat沒有auAudioFileFormat(SunOS)沒有aviA

31、udioVideointerleavedv1.0(MicrosoftWin)可以2.2.2流式實例格式流式實例格式經(jīng)過特殊編碼，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實例才能播放。可以在網(wǎng)上以流的方式播放規(guī)范媒體實例。表2-1列舉了常用的流式實例類型。表2-2列舉了常用的流式實例類型。表2-2常用流式實例格式實例格式擴展名(Video/Audio)媒體類型與名稱asfAdvancedStreamingFormat(Microsoft)rmRealAudio/Video實例(ProgressiveNetworks)raRealAudio實例(ProgressiveNetworks)r

32、pRealPix實例(ProgressiveNetworks)rtRealText實例(ProgressiveNetworks)2.2.3媒體發(fā)布格式媒體發(fā)布格式不是流實例格式，它可以用文本來編輯，一般包括音頻視頻的播放順序、版權(quán)和所有人信息等信息。其本身并不描述視聽數(shù)據(jù)，也不提供編碼辦法。媒體發(fā)布格式是視聽數(shù)據(jù)安頓計時的唯一途徑，物理數(shù)據(jù)無關(guān)緊要，我們僅需要知道數(shù)據(jù)類型和安頓方式。實際視聽數(shù)據(jù)可位于多個實例中，而由媒體發(fā)布實例包含的信息控制流的播放。媒體發(fā)布格式是視聽數(shù)據(jù)安頓的唯一途徑，并不包括媒體的物理數(shù)據(jù)，我們僅需要知道數(shù)據(jù)類型和安頓方式。大多數(shù)的這種實例都可以用文本編輯器隨意翻開和修改

33、。這樣就為應(yīng)用不同壓縮規(guī)范和媒體實例格式的媒體發(fā)布提供了一個事實上的規(guī)范辦法。以特定方式安頓數(shù)據(jù)有助于流式多媒體的發(fā)展，因為我們希望有一個開題的媒體發(fā)布格式為所有商業(yè)流式產(chǎn)品應(yīng)用，為應(yīng)用不同壓縮規(guī)范和媒體實例格式的媒體發(fā)布提供一個事實上的規(guī)范辦法。我們也可從以相同格式同步不同類型流中獲益。目前，媒體發(fā)布格式的形式多樣，還沒有一個權(quán)威的規(guī)范，將來，單個媒體發(fā)布格式應(yīng)該包含不同類型媒體的所有信息，如計時、多個流同步、版權(quán)和所有人信息。實際視聽數(shù)據(jù)可位于多個實例中，而由媒體發(fā)布實例包含的信息控制流播放。常用媒體發(fā)布格式如表2-3所示。表2-3常用媒體發(fā)布格式媒體發(fā)布格式擴展媒體類型與名稱asfAdv

34、ancedStreamingFormatSmilSynchronizedMultimediaIntegratedLanguageramRAMfilerpmEmbeddedRAMfileasxxml2.3流媒體現(xiàn)狀隨著流媒體技術(shù)的日益成熟和完善，一些成果已經(jīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，在眾多高校的教學建設(shè)和遠程教育事業(yè)中得到了應(yīng)用。目前來看，我國流式教學系統(tǒng)的發(fā)展具有下列特點：1功能進一步完善，操作越來越簡化。除了現(xiàn)有的功能外，當前的系統(tǒng)都追求更完善的功能，更簡便的操作。多視頻通道，分組討論，單鍵操作0ne-touch等成為研究的熱點，有些系統(tǒng)已具有其中某些功能。2由課件向積件發(fā)展。所謂積件就是由積件庫和積件組

35、合平臺兩局部組成的，可根據(jù)教學需要，由教師和學生自己組合運用的教學信息和教學處理策略庫與工作平臺。積件具有基元性、可積性、開題性和可繼承性等特點，比課件更靈活，更通用。3由局域網(wǎng)向廣域網(wǎng)發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)在我國的遍及，中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET的進一步推廣，人們對聯(lián)機教育的需求日益增大。通過網(wǎng)絡(luò)效勞，可以實現(xiàn)遠程資源共享，到達"開題和遠程學習"的目標，使學生能按自己的水平和能力控制學習進度，做到真正交互式的學習。按實施計劃分，目前的流式教學系統(tǒng)的實現(xiàn)方式可分為三類：純軟件方式、純硬件方式和軟硬件結(jié)合方式：1基于純硬件的系統(tǒng)：需要專門硬件設(shè)備撐持，每個用戶機都需添加影音

36、傳輸卡與傳輸通道；支持任何網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，無需任何驅(qū)動程序，無內(nèi)存駐留程序，兼容性好，能到達影音的實時同步傳輸；但系統(tǒng)功能較單一，維護和升級難度較大。2基于純軟件的系統(tǒng)：只需將開發(fā)好的軟件安裝到網(wǎng)絡(luò)效勞器上，即可實現(xiàn)多媒體網(wǎng)絡(luò)教學的全部功能；無需添加任何硬件設(shè)備和額外布線，系統(tǒng)安裝和維護方便，易于擴充功能和升級；但在已建成的低速網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)時實時性較差，系統(tǒng)兼容性不好。3基于軟硬件的系統(tǒng)：其主要控制功能通過教師機控制臺完成，學生機內(nèi)有駐留的程序完本錢機的某些控制功能，使用外置式影音傳輸盒與相應(yīng)通道；較好地將軟硬件的優(yōu)勢結(jié)合在一起，但學生機內(nèi)的駐留程序未充沛考慮與不同操作系統(tǒng)的兼容性，一定程度上增大了工

37、作量。目前的流式教學系統(tǒng)，其硬件組成方式根本類似，只是軟件體系開發(fā)模式和系統(tǒng)軟件的應(yīng)用有所不同。流式教學系統(tǒng)的硬件組成分為三個局部：效勞器系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、客戶端/瀏覽器系統(tǒng)即傳統(tǒng)的C/S模式和B/S模式。效勞器系統(tǒng)又可分為流媒體效勞器、編碼/制作效勞器、Web效勞器、數(shù)據(jù)庫效勞器等。其中流媒體效勞器為系統(tǒng)提供流媒體效勞，包括點播、直播流的發(fā)送等；編碼/制作效勞器負責實時傳送的流媒體實例的壓縮編碼以及非實時傳送的流媒體實例的編輯加工；Web效勞器和數(shù)據(jù)庫效勞器分別提供web訪問效勞和數(shù)據(jù)存儲效勞。以上幾類效勞器可以根據(jù)實際情況，由一臺或多臺計算機充當。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要依托高速校園網(wǎng)及其交換機，延伸至

38、整個Internet?？蛻舳讼到y(tǒng)又可分為下列4類：1多媒體教室。多媒體教室內(nèi)設(shè)備由計算機、攝影儀、攝像頭、電動幕布、無線擴音器及含有中央控制器的講臺組成，配有有線電視接口。2多媒體機房。配置裝有網(wǎng)卡的計算機，按課程需求，可為每臺計算機配備攝像頭、耳機或麥克風。3電子閱覽室。主要使用方向為圖書檢索及電子書的閱讀。一般配置較高。4遠程學生機?？梢允菍W生的個人計算機，由登錄的學生自行配置。從實例傳輸?shù)牟l(fā)流考慮，要注意效勞器的性能。流式教學系統(tǒng)的軟件，可以使用當前市場上由廠商提供的眾多商業(yè)解決計劃，也可以根據(jù)自身需要自主開發(fā)而成。C/S模式和B/S模式下的軟件設(shè)計辦法有所不同，但必須具備下列幾個局部

39、：流媒體傳輸相關(guān)組件、流媒體制作相關(guān)組件、流媒體播放相關(guān)組件、其它教學功能相關(guān)組件。此外，流式教學系統(tǒng)還應(yīng)包含成熟的課件群Ozcan，Akarun，2008。課件群的思想可以簡述如下：相關(guān)教師工程組從教學需要出發(fā)，融合教學思想、教學格調(diào)和辦法，對包括所需的文本、視圖、音像等教學媒體資源進行合理組合、設(shè)計和制作，使其成為一套完整的課堂網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)，儲存到資源庫中，以備教學時調(diào)用及供學生自學時參考。3系統(tǒng)的開發(fā)工具WindowsMediaService3.1WindowsMedia的特點由于流式教學對教程點播和直播功能的需求較高，需要專門的流式傳輸協(xié)議來保證流媒體效勞的質(zhì)量，配備專用的流媒體效勞器

40、是有必要的鄭菁，2000。這就要特別考慮流媒體效勞的系統(tǒng)選型。對于純軟件方式實現(xiàn)的流媒體效勞，無論是采用第三方提供的完整解決計劃還是自己動手設(shè)計開發(fā)，當前國內(nèi)的流式多媒體網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的系統(tǒng)選型可以歸為兩大陣營：RealMedia系統(tǒng)或是WindowsMedia系統(tǒng)周杭霞，於可廣，2008；白煜，辛向暉，2008。Real流媒體技術(shù)所提供的媒體格式、制作軟件、集成工具語言、媒體發(fā)布和播放技術(shù)等是目前最為完整、功能最為強大的流媒體技術(shù)系列，能夠橫跨多種操作系統(tǒng)，在上下帶寬均可提供良好的視音頻質(zhì)量，但其免費版本功能較弱，全功能版本價格不菲。WindowsMedia的制作端與播放端的視音頻質(zhì)量都上佳，

41、并且易于使用。它在微軟視窗平臺上是免費的，其效勞器端與WindowsNT和Windows2000Server系列的微軟操作系統(tǒng)緊密集成，客戶端使用Windows系統(tǒng)自帶的MediaPlayer播放器錢國富，2008；陸其明，2008。3.2WindowsMedia視頻技術(shù)組成由于WindowsMedia產(chǎn)品的易獲得性所有構(gòu)成WindowsMedia流媒體效勞系統(tǒng)的軟件均可從互聯(lián)網(wǎng)上免費下載得到，且提供了免費的SDK可供二次開發(fā)，我們選擇WindowsMedia流媒體效勞組件作為本系統(tǒng)的流式效勞軟件。MicrosoftWindowsMedia技術(shù)是一個能適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)帶寬條件的流式多媒體信息的發(fā)布

42、平臺，提供密切結(jié)合的一系列效勞和工具用以發(fā)明、管理、播送和接收通過Internet和企業(yè)Intranet傳送的極其豐盛的流式化多媒體演示內(nèi)容，包括了流式媒體的制作、發(fā)布、播放和管理的一整套解決計劃。WINDOWSMEDIA視頻效勞器系統(tǒng)包括下列幾個局部：WINDOWSMEDIA效勞器組件;WINDOWSMEDIA工具;WINDOWSMEDIA播放器。使用WindowsMedia大致有下面六個方面的內(nèi)容：1WindowsMedia工具創(chuàng)立asf實例2WindowsMedia編碼器創(chuàng)立asf實例3.WindowsMedia編碼器將實況流發(fā)布到WindowsMedia中，用作單播或組播內(nèi)容4Wind

43、owsMedia效勞器使用asf實例作為單播或組播內(nèi)容源5WindowsMedia效勞器通過單播方式把內(nèi)容播放到客戶端6WindowsMedia效勞器通過組播方式把內(nèi)容播放到客戶端3.3WindowsMedia效勞器組件在安裝MicrosoftWindowsServer時選擇安裝"WindowsMedia效勞"，就可以將現(xiàn)有計算機變?yōu)橐慌_流媒體效勞器，可以對外提供WindowsMedia流媒體效勞。WindowsMedia效勞所需的其它組件均可以從互聯(lián)網(wǎng)上免費下載得到，包括WindowsMedia編碼器、WindowsMedia播放器、WindowsMedia編輯工具等St

44、eveMack，2008。這些效勞通過單播和組播播送視頻和音頻內(nèi)容給客戶端。組件效勞是指WindowsMedia監(jiān)視器、節(jié)日、播送站和單播效勞。WindowsMedia監(jiān)視器效勞提供效勞，以監(jiān)視客戶端和效勞器與WindowsMedia效勞的連接。WindowsMedia流組合至WindowsMedia播送站效勞連續(xù)節(jié)目內(nèi)。WindowsMedia播送站效勞為傳輸WindowsMedia內(nèi)容提供組播和分發(fā)效勞。WindowsMedia單播效勞將WindowsMedia流點播內(nèi)容提供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)客戶，為客戶提供了點對點連接方式的效勞。WindowsMedia管理器是一系列運行于MicrosoftInte

45、rnetExplorer瀏覽器窗口的Web頁，用來管理WindowsMedia組件效勞。通過WindowsMedia管理器您可以控制本地效勞器，也可以控制一個或多個遠程WindowsMedia效勞器。假設(shè)要管理多個效勞器，需將這些效勞器添加到效勞器清單，并連接到您想要管理的效勞器。3.4WindowsMedia效勞協(xié)議WindowsMedia效勞系統(tǒng)各組件之間使用多種協(xié)議進行通信。下列是其中一些協(xié)議：1實時傳輸協(xié)議RTP實時傳輸協(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:

46、當應(yīng)用程序開始一個RTP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提供這些效勞;通常RTP算法并不作為一個獨立的網(wǎng)絡(luò)層來實現(xiàn)，而是作為應(yīng)用程序代碼的一局部。2實時傳輸控制協(xié)議RTCP實時傳輸控制協(xié)議RTCP和RTP一起提供流量控制和擁塞控制效勞;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、喪失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計資料，因此，效勞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。RTP和RTCP配合使用，它們能以有效的反應(yīng)和最小的開銷使傳輸

47、效率最正確化，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實時流協(xié)議RTSP定義了一對多應(yīng)用程序如何有效地通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù);RTSP在體系結(jié)構(gòu)上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成數(shù)據(jù)傳輸;HTTP與RTSP相比，HTTP傳送HTML超鏈接文檔，而RTSP傳送的是多媒體數(shù)據(jù);HTTP請求由客戶機發(fā)出，效勞器做出響應(yīng);使用RTSP時，客戶機和效勞器都可以發(fā)出請求，即RTSP可以是雙向的。(趙進，2004)4MMS協(xié)議MicrosoftMedia效勞器(MMS)協(xié)議是Microsoft為WindowsMediaServices的早期版本開發(fā)的專有流式媒體協(xié)議。在以單

48、播流方式傳遞內(nèi)容時，可以使用MMS協(xié)議。此協(xié)議支持快進、倒回、暫停、啟動和停止索引數(shù)字媒體實例等播放機控制操作。如果要支持使用WindowsMediaPlayer早期版本的客戶端，需要使用MMS或HTTP協(xié)議滿足其流請求。3.5WindowsMedia工具3.5.1WindowsMedia編碼器WindowsMedia編碼器用于將音頻和視頻內(nèi)容編碼成ASF流，發(fā)布到WindowsMedia效勞器或?qū)懭胍粋€.asf實例中。該內(nèi)容可以從一個實況源或現(xiàn)有.avi、.wav或.mp3實例得到。WindowsMedia編碼器的輸出是一個信息流，可以使用MicrosoftWindowsMediaPlaye

49、r來收聽或觀看，也可以發(fā)送到WindowsMedia效勞器以供多播、單播或存儲。由于編碼和壓縮視頻及音頻內(nèi)容需要占用較多的計算機處理能力，我們一般在運行WindowsMedia效勞器組件的獨自計算機上運行WindowsMedia編碼器。編碼通常采用MPEG系列規(guī)范如MPEG-2、MPEG-4、H.264，或在此根底上一些改良的第三方廠商產(chǎn)品如微軟的WMV、realnetworks的RM、On2的VP6等。對于這幾種編碼規(guī)范的選擇是關(guān)鍵，除了針對不同應(yīng)用比擬各編碼規(guī)范的質(zhì)量，還要考慮流媒體效勞器、播放終端的license費用，并且，從長遠看要合乎將來行業(yè)和市場的趨勢走向，因為面對互聯(lián)互通的需求，

50、將來的視頻流數(shù)據(jù)肯定會在行業(yè)內(nèi)得到統(tǒng)一。編碼和解碼這兩者是一個對應(yīng)的過程，在流媒體系統(tǒng)中，編碼是效勞端進行后臺壓縮的，編碼過程不受時間和效率的限制，一般用計算機軟件實現(xiàn)，中間需要許多復(fù)雜的壓縮轉(zhuǎn)換工序和加工步驟，并且其中根據(jù)不同應(yīng)用的編碼參數(shù)也很重要，如字幕、尺寸等。常見的轉(zhuǎn)換工具有：dvd2avi、dvdripper、encoder、realproducer等。編碼后的實例質(zhì)量取決于原始片源的質(zhì)量和編碼工序。對于解碼過程那么是在用戶終端內(nèi)實現(xiàn)，用戶終端必須內(nèi)置與編碼規(guī)格相一致的codec。用最簡單的話說，Codec(編碼解碼器，或壓縮解碼器)是一種軟件算法，它將數(shù)據(jù)由一種格式轉(zhuǎn)化為另一種格式

51、。在流媒體處理過程中，編碼解碼器用來降低原始實例的數(shù)據(jù)量，使這些實例能夠被流化并在因特網(wǎng)上傳播，而且在目的地被接收后，能夠重新轉(zhuǎn)化回原來的格式。流媒體的編碼人員，在流媒體實例制作時，利用編碼解碼器進行編碼處理。流媒體的使用者，在播放流媒體實例時，利用編碼解碼器進行解碼處理。用編碼解碼器壓縮的實例，必須由它來解壓縮。編碼解碼器主要有兩種:無損編碼解碼器和有損編碼解碼器。許多我們熟知的實例可能都采用了編碼解碼器。ZIP實例采用了無損編碼解碼器大規(guī)模壓縮數(shù)據(jù)；JPEG和GIF實例采用了有損的編碼解碼器，所以它們解碼后得到的時對原始圖像得近似顯示。3.5.2WindowsMedia寫作工具Window

52、sMediaAuthor是Microsoft與DigitalRenaissance，Incorporated合作開發(fā)的一種工具。此工具用以裝配、同步和壓縮視頻和圖像實例為單一的.asf實例。WindowsMediaAuthor創(chuàng)立的內(nèi)容稱為"演示音頻"，因為它類似聲音曲目的幻燈演示。WindowsMediaAuthor也可新增腳本命令和URL到.asf實例中。3.5.3其他WindowsMedia工具lWindowsMediaPresenterforMicrosoftPowerPoint97是一種與PowerPoint并用的附加工具，連同WindowsMedia編碼器一起，

53、幫忙把PowerPoint演示轉(zhuǎn)換成ASF流。2.WindowsMediaPublishtoASFforMicrosoftPowerPoint97是一種將帶旁白的PowerPoint演示轉(zhuǎn)換成.asf實例的工具。3.WindowsMediaPlugInforAdobePremiere可在AdobePremier中方便地壓縮和轉(zhuǎn)換視頻實例為ASF實例。4.WindowsMediaASFIndexer是編輯.asf實例的開始和結(jié)束時間并將其編為索引的工具。它也可用于為.asf實例提供標記、屬性和腳本命令。5VidToAsf和WavToAsf是從效勞器的命令行運行的轉(zhuǎn)換實用工具。它們用于轉(zhuǎn)換現(xiàn)有的聲

54、音和電影實例為ASF格式。6ASFCheck和ASFChop是從效勞器的命令行運行的實例實用工具。ASFCheck用于檢驗.asf的格式，假設(shè)可能的話也修復(fù)實例。ASFChop可用來向.asf實例新增屬性、標記、索引和腳本命令，以及刪除asf實例的時間字段。4基于WindowsMedia的流式教學系統(tǒng)的設(shè)計4.1系統(tǒng)需求分析網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)課件為核心，在教學管理系統(tǒng)的支持下，合理有效地利用學科教學資源，為實施全方位的現(xiàn)代遠程教學提供效勞，它將網(wǎng)絡(luò)課件與學校的遠程教學效勞進行了有機的集成。網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)不僅是先進計算機科學和技術(shù)水平的體現(xiàn)，更重要的是要合乎現(xiàn)代化教育的一般規(guī)律，能夠為遠程教育提

55、供一個真正高效的現(xiàn)代化教育伎倆。擬建設(shè)一個流式教學系統(tǒng)作為教師課堂教學的輔助伎倆，考慮到節(jié)約本錢和系統(tǒng)的易擴容性，選用基于純軟件的方式來設(shè)計本系統(tǒng)，不需要購置額外的硬件設(shè)備。該系統(tǒng)應(yīng)具備用戶管理、教程點播與直播、師生交流、在線測試等根本功能。4.2總體設(shè)計采用現(xiàn)有的校園網(wǎng)及相應(yīng)設(shè)備，包括配置較高的效勞器計算機、學生PC機及配套多媒體視聽設(shè)備、100M可劃分VLAN的交換機等。4.2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在搭建流式教學系統(tǒng)時，首先波及到系統(tǒng)選型的問題，即使用何種流媒體技術(shù)作為該系統(tǒng)的撐持技術(shù)。由于流式教學對教程點播和直播功能的需求較高，需要專門的流式傳輸協(xié)議來保證流媒體效勞的質(zhì)量，配備專用的流媒體效勞器是

56、有必要的。這就要特別考慮流媒體效勞的系統(tǒng)選型。對于純軟件方式實現(xiàn)的流媒體效勞，無論是采用第三方提供的完整解決計劃還是自己動手設(shè)計開發(fā)，當前國內(nèi)的流式多媒體網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的系統(tǒng)選型可以歸為兩大陣營：RealMedia系統(tǒng)或是WindowsMedia系統(tǒng)。Real流媒體技術(shù)所提供的媒體格式、制作軟件、集成工具語言、媒體發(fā)布和播放技術(shù)等是目前最為完整、功能最為強大的流媒體技術(shù)系列，能夠橫跨多種操作系統(tǒng)，在上下帶寬均可提供良好的視音頻質(zhì)量，但其免費版本功能較弱，全功能版本價格不菲。WindowsMedia的制作端與播放端的視音頻質(zhì)量都上佳，并且易于使用。它在微軟視窗平臺上是免費的，其效勞器端與Windo

57、wsNT和Windows2000Server系列的微軟操作系統(tǒng)緊密集成，客戶端使用Windows系統(tǒng)自帶的MediaPlayer播放器。我們對二者進行了簡單的比擬，結(jié)果如表3.1所示。表3.1Real與WindowsMedia的主要指標比擬比擬工程RealWindowsMedia效勞器Windows、Unix平臺Windows平臺實例大小小大音頻清晰，音量大較清晰，音量較小視頻清晰，色彩鮮明較清晰，有時有色塊緩沖延遲小，幾秒大，十幾秒幀速率較連貫很連貫實現(xiàn)同步的工具可視化工具和標記語言可視化工具課件形式PPTPPT，WWW應(yīng)用工具的獲得局部免費下載，局部購置全部免費下載考慮到WindowsMe

58、dia產(chǎn)品的易獲得性所有構(gòu)成WindowsMedia流媒體效勞系統(tǒng)的軟件均可從互聯(lián)網(wǎng)上免費下載得到，且提供了免費的SDK可供二次開發(fā)，我們選擇WindowsMedia流媒體效勞組件作為本系統(tǒng)的流式效勞軟件。WindowsMedia效勞系統(tǒng)各組件之間使用多種協(xié)議進行通信。其中：MMSMicrosoftMediaServer，微軟媒體效勞協(xié)議用于客戶端訪問WindowsMedia發(fā)布的單播內(nèi)容，是連接WindowsMedia單播效勞的默認辦法；MSBDMediaStreamBroadcastDistribution，媒體流播送分發(fā)協(xié)議用于在WindowsMedia編碼器和WindowsMedia效

59、勞器組件之間分發(fā)流，并在效勞器間傳遞流。HTTP協(xié)議用于WindowsMedia效勞器穿越防火墻向客戶端和WindowsMedia效勞器傳遞流。在安裝Windows2000Server時選擇安裝"WindowsMedia效勞"，就可以將現(xiàn)有計算機變?yōu)橐慌_流媒體效勞器，可以對外提供WindowsMedia流媒體效勞。WindowsMedia效勞所需的其它組件均可以從互聯(lián)網(wǎng)上免費下載得到，包括WindowsMedia編碼器、WindowsMedia播放器、WindowsMedia編輯工具等。我們使用如下的配置計劃。效勞器系統(tǒng)：Windows2000ServerWindowsMe

60、dia效勞器組件制作計算機：Windows2000ProWindowsMedia編輯工具用戶端系統(tǒng)：IE瀏覽器WindowsMedia播放器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：依托校園網(wǎng)4.2.2系統(tǒng)工作流程首先，我們將使用該系統(tǒng)的用戶身份分為下列4類。A類超級管理員：有權(quán)使用所有功能。B類各子系統(tǒng)的管理員，須由超級管理員批準：可以對相應(yīng)子系統(tǒng)進行維護操作。C類在教學系統(tǒng)注冊的教師：有權(quán)使用教師專用功能，如上傳教案、批改論文等。D類在教學系統(tǒng)注冊的學生：有權(quán)使用學生專用功能，如點播教程、在線測試等。系統(tǒng)的工作流程如圖4.3所示。圖4.3流式教學系統(tǒng)的工作流程4.2.3功能模塊設(shè)計我們按照2.1.2節(jié)中闡述的教學子系統(tǒng)劃分的思想，劃分出本流式教