基于Windows Media技術的流媒體系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

基于WindowsMedia技術的流媒體系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

摘要：本文在簡介流媒體技術及其中的WindowsMedia技術的基礎上，結合實際簡述了WindowsMedia服務器的安裝、ASF文件的制作以及“點播單播發(fā)布點”、“廣播單播發(fā)布點”、“多播廣播站”的創(chuàng)建方法，并通過網(wǎng)頁鏈接等方式進行了相關測試，從實踐角度闡述了在網(wǎng)絡中實現(xiàn)流媒體服務的技術和方法。關鍵詞：WindowsMedia流媒體網(wǎng)絡視頻筆者利用Windows2000Server自帶的WindowsMediaService搭建了一個環(huán)境，經(jīng)過一番努力，終于實現(xiàn)了流媒體服務。欣喜之余，謹愿將這些探索并經(jīng)驗與讀者共享；1.流媒體技術概述流媒體簡單地說就是應用流式傳輸技術在Internet/Intranet上傳輸?shù)倪B續(xù)時基媒體，如：音頻、視頻或多媒體文件。流式媒體在播放前并不下載整個文件，只將開始部分內容存入內存，流式媒體的數(shù)據(jù)流隨時傳送隨時播放，只是在開始時有一些延遲。流媒體實現(xiàn)的關鍵技術就是流式傳輸。流式傳輸主要指通過網(wǎng)絡傳送媒體（如視頻、音頻）的技術總稱。其特定含義為通過Internet將影視節(jié)目傳送到PC機。流媒體技術是包含了采集、編碼、傳輸、儲存、解碼等多項技術的綜合技術。2.WindowsMedia技術簡介2.1特點Microsoft公司推出的WindowsMedia技術具有方便性、先進性、集成性、低費用等特點，而且其制作、發(fā)布和播放軟件與WindowsNT/2000/9x集成在一起，不需要額外購買。Microsoft的流視頻解決方案在Microsoft視窗平臺上是免費的，制作端與播放器的視音頻質量都上佳，而且易于使用。2.2WindowsMedia播放方式WindowsMedia播放方式包括單播、多播、點播與廣播，并可組合為點播單播、廣播單播、廣播多播等播放方式。它們的含義如下表所示：播放方式

含義單播

是客戶端與服務器之間的點到點連接。在客戶端媒體服務器之間建立一個單獨的數(shù)據(jù)通道，1臺服務器送出的每個數(shù)據(jù)包只能傳送給1個客戶機。多播

是通過啟用多播的網(wǎng)絡傳遞內容流，網(wǎng)絡中的所有客戶端共享同一流。由多播技術構建的網(wǎng)絡，允許路由器一次將數(shù)據(jù)包復制到多個通道上。采用多播方式，媒體服務器只需要發(fā)送一個信息包，所有發(fā)出請求的客戶端即可同時收到連續(xù)的數(shù)據(jù)流而無延時。多播不會復制數(shù)據(jù)包的多個拷貝傳輸?shù)骄W(wǎng)絡上，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)絡上多媒體應用占用網(wǎng)絡的最小帶寬，是理想的播放方式。點播

是客戶端與服務器之間的主動的連接。用戶通過選擇內容項目來初始化客戶端連接。用戶可以開始、停止、后退、快進或暫停流。點播連接提供了對流的最大控制，但這種方式由于每個客戶端各自連接服務器，卻會迅速用完網(wǎng)絡帶寬。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。例如，用戶不能暫停、快進或后退該流。廣播方式中數(shù)據(jù)包的單獨一個拷貝將發(fā)送給網(wǎng)絡上的所有用戶，而不管用戶是否需要。此種傳輸方式會非常浪費網(wǎng)絡帶寬。組合播放方式

含義點播單播

客戶端連接到服務器以接收特定內容，而該內容也只傳往一個客戶端。用戶可以控制流。廣播單播

客戶端通過發(fā)布點上的別名訪問流。用戶可單擊Web網(wǎng)頁上的鏈接或獲得該別名的URL，從而連接到流。每個連接到流的用戶都有其自己的連接和來自服務器的流。廣播多播

被動的用戶通過監(jiān)視特定的IP地址接收多播ASF流（與以特定頻率從收音機或電視臺接收信號類似）。2.3WindowsMedia視頻技術組成WindowsMedia視頻服務器系統(tǒng)包括以下幾個部分：WindowsMedia服務器組件、WindowsMedia工具、WindowsMediaPlayer。2.4WindowsMedia編碼器WindowsMedia編碼器用于轉換實時和存儲的視頻和音頻內容為ASF流，然后通過WindowsMedia服務器在網(wǎng)絡中傳送。2.5WindowsMediaPlayerWindowsMedia客戶端軟件稱為WindowsMediaPlayer，由WindowsMedia服務器接收并播放流內容。WindowsMedia服務使用WindowsMediaPlayer以播放包含視頻、音頻、圖像、URL和腳本內容的ASF流。WindowsMediaPlayer9系列是最新版本。2.6Microsoft高級流格式ASF簡介Microsoft公司的WindowsMedia的核心是ASF（AdvancedStreamFormat）。Microsoft將ASF定義為“同步媒體的統(tǒng)一容器文件格式”。ASF是一種數(shù)據(jù)格式，音頻、視頻、圖像以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)流式多媒體內容發(fā)布。3.WindowsMedia校園流媒體系統(tǒng)的設計3.1網(wǎng)絡結構設計WindowsMedia流媒體系統(tǒng)包括服務器端和用戶端兩部分。服務器端包括WindowsMedia服務器、制作計算機。WindowsMedia服務器用于存儲和發(fā)布流媒體信息。制作計算機安裝視頻采集卡、聲卡及攝像機，用于制作流媒體文件。用戶端安裝WindowsMediaPlayer軟件。數(shù)據(jù)傳輸依托校園網(wǎng)。3.2軟硬件要求3.2.1服務器服務器硬件配置一般是PIII400以上CPU，內存在128~512M左右。操作系統(tǒng)Windows2000Server及WindowsMedia服務組件。3.2.2制作計算機制作計算機硬件配置一般是PIII400以上CPU，內存在128~512M，需要聲卡、視頻采集卡以及VCD或錄像機。軟件為Windows98或Windows2000Professional，安裝WindowsMedia編輯工具。4.WindowsMedia校園流媒體系統(tǒng)的實現(xiàn)4.1Media服務器的安裝筆者所用微機（P41.8G，256M）已連入校園網(wǎng)，并能上因特網(wǎng)，操作系統(tǒng)為Windows2000Server，并添加了“WindowsMedia服務”和“Internet信息服務（IIS）”。由于學校條件所限，筆者所用的Media服務器和制作計算機暫時為1臺微機。網(wǎng)上下載并安裝WindowsMedia9系列的中文版播放器和編碼器，下載網(wǎng)址為：/windows/windowsmedia/download/default.asp4.2ASF文件的制作筆者在微機上安裝了Broadway視頻采集卡，并通過錄像機采集了兩段AVI格式的錄像，分別命名為LX1.AVI和LX2.AVI。通過Windows2000Server自帶的編碼器WindowsMediaEncoder可以很容易地將兩個AVI文件轉換為ASF文件：LX1.ASF、LX2.ASF。在F盤上建立文件夾ASF，將兩個ASF文件存入（為表述方便，文中所用文件名、路徑、計算機名稱、IP等，皆為筆者實際實驗過程所用，讀者可根據(jù)自己實際環(huán)境確定這些內容）。也可用WindowsMedia編碼器9系列存為WMV格式文件，但要求客戶端播放器必須為7.0以上版本4.3使用“快速啟動向導”創(chuàng)建“點播單播發(fā)布點”在F盤上建立文件夾“asx”并設為共享，以便在后續(xù)操作中放置“.asx”通知文件。在WindowsMedia管理器菜單框中單擊“單播發(fā)布點”，出現(xiàn)“單播發(fā)布點”頁。確保選擇了“使用向導創(chuàng)建新的點播單播發(fā)布點”復選框，單擊“點播”，然后單擊“新建”，出現(xiàn)“配置和發(fā)布單播點播流快速啟動向導”。在“選擇一個發(fā)布點”屏幕中，選擇“創(chuàng)建一個發(fā)布點”。在“創(chuàng)建一個新的發(fā)布點”屏幕中，在“別名”框中鍵入別名為“asf”。在“路徑”框中，鍵入“F:\asf\”。在"查找目標.asf文件"屏幕，輸入“F:\asf\lx1.asf”。在“選擇發(fā)布方法”屏，選擇“MMS協(xié)議”和“創(chuàng)建一個.asx文件”，然后選擇“下一步”。在“準備發(fā)布”屏幕中，選擇“完成”。將“l(fā)x1.asx”通知文件保存到“F:\asx\”里面。在“發(fā)布完成”屏幕中，單擊“測試URL”、“測試.asx”可以在WindowsMediaPlayer中傳遞點播單播發(fā)布點的流式化內容“l(fā)x1.asf”。4.4“廣播單播發(fā)布點”的創(chuàng)建4.4.1啟動“WindowsMedia編碼器9系列”的廣播功能，步驟如下：打開視頻采集設備，啟動“WindowsMedia編碼器9系列”。在“新建會話”窗口中選擇“廣播實況事件”，按“確定”。在“新建會話向導”窗口的“設備選項”屏中，“視頻”選擇“BroadwayMPEGCapture/compression”（筆者的微機視頻采集卡型號），“音頻”選擇“RealtekAC97Audio”（筆者的微機聲卡型號），按“下一步”。在“廣播方法”屏中，選擇“自編碼器拉傳遞”，按“下一步”。在“廣播連接”屏中，HTTP端口設為“8080”，按“下一步”。在“編碼選項”屏中，選擇“多比特率視頻和音頻”，按“下一步”。在“存檔文件”屏中，按“下一步”。在“包括視頻文件”屏中，按“下一步”。在“顯示信息”屏中，隨便輸點東西（最好有意義），按“下一步”。在“設置檢查”屏中，按“完成”。在“WindowsMedia編碼器9系列”程序窗口中，按“開始編碼”，“WindowsMedia編碼器9系列”開始工作，在窗口中可看到其采集畫面和相關信息。4.4.2使用“快速啟動向導”創(chuàng)建“廣播單播發(fā)布點”在WindowsMedia管理器菜單框中單擊“單播發(fā)布點”，會出現(xiàn)“單播發(fā)布點”頁。確保已選擇了“使用向導創(chuàng)建新的廣播單播發(fā)布點”復選框，單擊“廣播”，然后單擊“新建”，會出現(xiàn)“配置和發(fā)布單播廣播流快速啟動向導”。在“選擇發(fā)布點”屏幕中，選擇“創(chuàng)建一個廣播發(fā)布點”。在“指定源”屏幕中，為廣播內容選擇源為“WindowsMedia編碼器”。在“配置和發(fā)布單播流”屏幕中，在“別名”框中鍵入一個別名“test”。然后在“路徑”框中鍵入路徑“http://mediaserver”(筆者的計算機名為mediaserver，IP為61)，“端口”框中的值設為“8080”。在“選擇發(fā)布方法”屏，選擇“MMS協(xié)議”和“創(chuàng)建一個.asx文件”，然后選擇“下一步”。在“準備發(fā)布”屏幕中，選擇“完成”。將“test.asx”通知文件保存到“F:\asx\”里面。在“發(fā)布完成”屏幕中，單擊“測試URL”、“測試.asx”，可以在WindowsMediaPlayer中傳遞廣播單播發(fā)布點的流式化內容。4.5使用“快速啟動向導”創(chuàng)建“多播廣播站”在F盤上建立文件夾“nsc”并設為共享，以便在后續(xù)操作中放置“.nsc”廣播站信息文件。在WindowsMedia管理器菜單框架中，單擊“多播站”，相應顯示為多播廣播站頁。確保已選擇了“使用向導創(chuàng)建新廣播站”復選框，單擊“廣播站”，然后單擊“新建”，出現(xiàn)“配置和發(fā)布多播流快速啟動向導”。在“選擇一個廣播站”屏幕上，選擇“創(chuàng)建新的廣播站”。在“創(chuàng)建新的廣播站”屏幕上，鍵入廣播站的名稱“guangbo1”和說明（隨便填），然后選擇“分發(fā)模式”為“多播和分發(fā)”，按“下一步”。在“指定節(jié)目和流名稱”屏幕上，在“節(jié)目名稱”中鍵入節(jié)目的名稱“myProgram1”，在“流名稱”中鍵入流的名稱“myStream1”。在“指定流對象來源”屏幕上，選擇流的來源為“高級流格式(.asf)文件”。在“指定流對象來源URL”屏幕上，鍵入流的來源URL“mms://mediaserver/asf/lx2.asf”。在“指定流格式信息”屏幕上，指定流來源的路徑為“F:\asf\lx2.asf”，以便將流格式信息添加到廣播站定義中。將多播廣播站信息文件（guangbo1.nsc）存儲到MicrosoftWindowsMediaPlayer可以訪問的位置。在“廣播站信息文件的導出路徑”屏幕上，鍵入“F:\nsc\guangbo1.nsc”。在“廣播站信息文件URL”屏幕上，選擇“使用一個到廣播站信息文件的網(wǎng)絡共享路徑”并輸入“\\mediaserver\nsc\guangbo1.nsc”。在“選擇發(fā)布方法”屏幕上，按“下一步”。在“準備發(fā)布”屏幕中，按“完成”。將guangbo1.asx保存到F:\asx里面。在“發(fā)布完畢”屏幕上，單擊“測試.asx”，開始在WindowsMediaPlayer中播放由廣播站發(fā)送的內容流。4.6建立默認Web站點虛擬目錄啟動“Internet信息服務”窗口，點開服務器名“mediaserver”前的“+”號，再右擊“默認Web站點”，打開其快捷菜單。在快捷菜單中，點“新建”中的“虛擬目錄”，啟動“虛擬目錄”創(chuàng)建向導，按“下一步”。在“虛擬目錄別名”屏中，輸入別名“asx”，按“下一步”。在“Web站點內容目錄”屏中，輸入“F:\asx”，按“下一步”。在“訪問權限”屏中，按“下一步”。在“Web站點內容目錄”屏中，輸入“F:\asx”，按“下一步”，再按“完成”，結束向導。4.7使用網(wǎng)頁鏈接進行測試啟動“MicrosoftFrontpage”程序窗口。將網(wǎng)頁保存到“F:\asx”里面，起名為“index.htm”。插入一個九行兩列的表格。在第一行輸入“1.請測試“點播單播發(fā)布點”：”，在第二行第一列輸入“點播單播一”，鏈接到http://mediaserver/asx/lx1.asx；在第二行第二列輸入“點播單播二”，鏈接到61/asx/lx1.asx；在第三行第一列輸入“點播單播三”，鏈接到mms://mediaserver/asf/lx1.asf；在第三行第二列輸入“點播單播四”，鏈接到mms://61/asf/lx1.asf。分別試驗四種訪問方法在第四行輸入“2.請測試“廣播單播發(fā)布點”（要先啟動“Win