VOD网络自学系统应用研究

杨永华，卢 畅，徐光明

（浙江海洋学院计算机中心，浙江舟山 316004）

流媒体(Streaming Media)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。以前我们在网络上观看视频时，必须先将整个影音文件下载到本地才可观看，因为影音文件的容量一般较大，所以不得不忍受等待的煎熬。流媒体正是为了解决这个问题而诞生的，它在播放前并不下载整个文件，而是先在客户端的计算机上建立一个缓冲区，播放前预先下载一段资料作为缓冲，当网络实际连线速度小于播放所耗用资料的速度时，播放程序就会取用这一小段缓冲区内的资料，避免播放的中断，使得播放品质得以维持，这样就节省了下载等待时间和存储空间。因此它具有三个特点：连续性(Continuous)、实时性(Real-time)、时序性（即其数据流具有严格的前后时序关系）。

正因为流媒体的技术特点，使它在许多方面得到了利用，目前，这项技术随着网络的飞速发展已经变得比较成熟，在视频点播(VOD)[1,2]、视频广播、视频监视、视频会议、远程教学、交互式游戏等方面都有不错的表现，而且，这项技术在未来将会有更大的用途和发展。

流媒体的技术特点决定了它对服务器和网络的要求较高，因为大量数据流的压力主要集中在这两个部分，笔者学校机房作为一个独立的局域网络环境，全部机器100 M带宽到桌面，网络质量不成问题，服务器是采用康柏的Proliant ML350，奔Ⅳ2.4G，1G内存，对付一般几十个并发用户不成问题，所以完全具备流媒体平台搭建的条件。

在这个信息化社会里，一个大学生不但要学习书本里的内容，更多的还要通过自学来提高自己。当今世界，网络相当发达，网上的资源更是相当丰富，而且特别是一些视频资源，比起枯燥的白纸黑字来效果好多了，容易被学生接受。我们可以通过把网上的资源集中放到这个平台中，让学生们自由点播，自助学习，提高学生的学习兴趣，为学生创造更便利的学习环境。

1 平台的实现

1.1 结构与功能分析

VOD点播系统采用客户机/服务器结构，学生可以通过WEB浏览器来打开此系统并进行点播学习，它主要包括以下4个主要部分。

1）系统服务器

系统服务器有windows和UNIX两种选择，UNIX系统服务器在安全性能方面有着非常突出的优势，但是因为考虑到操作和调试的方便性，而且此服务器因为位于局域网内，受外部攻击的可能性不大，故采用了windows server 2000的系统服务器，对于机房这样的环境完全可以胜任。

2）流媒体服务器

目前用于在线播放的流媒体文件以Real Media、Windows Media和QuickTime三种格式为主，对应的播放器分别是Real player、Windows Media Player和QuickTime。

其中RealNetworks公司的Helixtm Server是一个被普遍使用的数字流媒体发布平台。Helix Server提供优异的性能，完整的内容发布方案，广告管理，用户认证，支持WEB访问等多样的扩展。同时支持分发Real Media,Windows Media,Quick time和MPEG 4文件格式的媒体文件。作为一个优秀的流媒体发布平台,它能满足企业用户和服务提供商的多样要求。这款是一款支持多格式、跨平台的流媒体服务器软件，能将高质量的多媒体内容发到任何网络能够触及的地方，甚至是无线设备上。基于如此多的优点，本平台当然选择Helix Server 9.0作为流媒体服务器了。

Helix Server 9.0的安装比较简单，基本上采用默认的路径和端口号即可，但是应该把默认的HTTP的80端口改成其它端口号，从而保证了端口不会产生冲突，安装完成后，首先要手动启动一下服务端，那么在下次开机后，服务就会自动启动了。

在网上虽能够以流的方式播放标准媒体文件格式，但效率不高，需将媒体文件压缩、编码成流式文件。流式文件格式经过特殊编码，适合在网络上边下载边播放，常用的流式文件类型ASF、RM等流式传输的实现需要有合适的传输协议。TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时多媒体数据[3]。本系统采用了RTSP和MMS这两种传输协议。

实时流协议RTSP是由Real Networks和Netscape共同提出的，该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成数据传输。HTTP与RTSP相比，HTTP传送HTML，而RTP传送的是多媒体数据。HTTP请求由客户机发出，服务器作出响应；使用RTSP时，客户机和服务器都可以发出请求，即RTSP可以是双向的。

MMS(Media Server Protocol，MMS)，这是微软定义的一种流媒体传输协议。用来访问并流式接收Windows Media服务器中.asf文件的一种协议。MMS协议用于访问Windows Media发布点上的单播内容。MMS是连接Windows Media单播服务的默认方法。若观众在Windows Media Player中键入一个URL以连接内容，而不是通过超级链接访问内容，则他们必须使用MMS协议引用该流。

3）客户端

客户端设置相对简单，只需要安装相对应的播放软件即可，我们机房安装的是real player 10.0和Windows Media 9.0，基本上可以完成对一般数据的解码，对于有特殊解码要求的视频文件，我们只要安装相对应的解码器都可以解决无法播放的问题。

4）网络系统

根据计算机中心机房特点，以网络分层的原则，东校区采用核心层和汇聚层的逻辑拓扑结构，西校区通过光纤直接接入核心层。

核心层采用神州数码DCRS-7504核心交换机，DCRS-7504可提供800G的背板交换容量，实现L2/L3/L4多层包转发率为286MPPS，最大可容纳的模块数4个、最大100/1 000 M以太网端口数192个、最大1000M以太网端口数192个、最大10 G太网端口数16个等强大的、高带宽的网络接口连接，具备电信级的高可靠性和安全性，可充分满足核心层网络交换和网络路由的安全、高效。汇聚层采用神州数码交换机DCS-3926S和DCS-5526提供1 000 Base接口的方式直接核心交换机7 504作千兆高速连接。接入层采用实达交换STAR-S1824+提供100 Base接口的方式直接连核心交换机7 504作百兆经济、高速连接。

中心计算机房的视频点播服务器直接与DCRS-7504交换机的24口百兆以太网模块连接，使得网络可以全面支持多媒体网络应用。

1.2 网站的搭建

对于自学的学生来说，操作简单实用是最重要的，因为我们是免费为学生提供点播服务的，所以在网站功能设计上相对比较简单，而且数据量也不是很大，所以采用目前流行的ASP＋ACCESS构架[4]完全能胜任了，这个网站主要包含如下几个功能模块：

1）用户管理模块

此模块主要包括用户注册、登陆功能，它主要目的是为了记住学生浏览过的视频文件，并把纪录写入数据库，当用户下次登录时就通过读取数据库信息直接进入上次浏览的页面，省却查找的麻烦，使网站更具人性化。

2）视频管理模块

此模块的功能包括对级联栏目的添加、修改、删除操作，从而使视频文件更加有序地进行排列，方便学生浏览查找，还包括对视频文件的添加、修改和删除功能。为了使操作更加方便，管理员可以直接在首页进行视频文件的添加工作，然后在后台进行生审批、修改和删除工作。此模块没有设置文件上传的功能，所有影片的添加是在服务器上直接添加，然后在管理页面设置相应路径，根据Helix软件的要求，所有视频文件都放在其content的子文件夹下。

3）视频播放模块

此模块的功能是实现流媒体文件的播放，一般播放有分页面链接和页面嵌入两种方式来实现。采用页面嵌入式，播放器成为页面的一个基元，影片或声音无间隙地内嵌在网页中，当页面打开时便可自动播放，其好处主要有：(1)设计者可以完全控制播放器的外观和功能，也就可以自由设计播放器的尺寸，在页面中位置，可以使用的按纽，播放指定的唯一文件，与页面实现无缝结合。(2)通过页面脚本语言JavaScript或VBScript来控制播放器，可以创建自定义的播放器外观和实现特殊功能，所以这里选择嵌入式的播放方式。

针对目前最流行的两种播放格式（real和wmv），播放模块也被分为两种类型来实现。其关键代码如下：

Real方式代码：