基于Windows Media技术的流媒体系统的设计与实现

基于WindowsMedia技术的流媒体系统的设计与实现

摘要：本文在简介流媒体技术及其中的WindowsMedia技术的基础上，结合实际简述了WindowsMedia服务器的安装、ASF文件的制作以及“点播单播发布点”、“广播单播发布点”、“多播广播站”的创建方法，并通过网页链接等方式进行了相关测试，从实践角度阐述了在网络中实现流媒体服务的技术和方法。关键词：WindowsMedia流媒体网络视频笔者利用Windows2000Server自带的WindowsMediaService搭建了一个环境，经过一番努力，终于实现了流媒体服务。欣喜之余，谨愿将这些探索并经验与读者共享；1.流媒体技术概述流媒体简单地说就是应用流式传输技术在Internet/Intranet上传输的连续时基媒体，如：音频、视频或多媒体文件。流式媒体在播放前并不下载整个文件，只将开始部分内容存入内存，流式媒体的数据流随时传送随时播放，只是在开始时有一些延迟。流媒体实现的关键技术就是流式传输。流式传输主要指通过网络传送媒体（如视频、音频）的技术总称。其特定含义为通过Internet将影视节目传送到PC机。流媒体技术是包含了采集、编码、传输、储存、解码等多项技术的综合技术。2.WindowsMedia技术简介2.1特点Microsoft公司推出的WindowsMedia技术具有方便性、先进性、集成性、低费用等特点，而且其制作、发布和播放软件与WindowsNT/2000/9x集成在一起，不需要额外购买。Microsoft的流视频解决方案在Microsoft视窗平台上是免费的，制作端与播放器的视音频质量都上佳，而且易于使用。2.2WindowsMedia播放方式WindowsMedia播放方式包括单播、多播、点播与广播，并可组合为点播单播、广播单播、广播多播等播放方式。它们的含义如下表所示：播放方式

含义单播

是客户端与服务器之间的点到点连接。在客户端媒体服务器之间建立一个单独的数据通道，1台服务器送出的每个数据包只能传送给1个客户机。多播

是通过启用多播的网络传递内容流，网络中的所有客户端共享同一流。由多播技术构建的网络，允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。采用多播方式，媒体服务器只需要发送一个信息包，所有发出请求的客户端即可同时收到连续的数据流而无延时。多播不会复制数据包的多个拷贝传输到网络上，也不会将数据包发送给不需要它的那些客户，保证了网络上多媒体应用占用网络的最小带宽，是理想的播放方式。点播

是客户端与服务器之间的主动的连接。用户通过选择内容项目来初始化客户端连接。用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流。点播连接提供了对流的最大控制，但这种方式由于每个客户端各自连接服务器，却会迅速用完网络带宽。广播

指的是用户被动接收流。在广播过程中，客户端接收流，但不能控制流。例如，用户不能暂停、快进或后退该流。广播方式中数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户，而不管用户是否需要。此种传输方式会非常浪费网络带宽。组合播放方式

含义点播单播

客户端连接到服务器以接收特定内容，而该内容也只传往一个客户端。用户可以控制流。广播单播

客户端通过发布点上的别名访问流。用户可单击Web网页上的链接或获得该别名的URL，从而连接到流。每个连接到流的用户都有其自己的连接和来自服务器的流。广播多播

被动的用户通过监视特定的IP地址接收多播ASF流（与以特定频率从收音机或电视台接收信号类似）。2.3WindowsMedia视频技术组成WindowsMedia视频服务器系统包括以下几个部分：WindowsMedia服务器组件、WindowsMedia工具、WindowsMediaPlayer。2.4WindowsMedia编码器WindowsMedia编码器用于转换实时和存储的视频和音频内容为ASF流，然后通过WindowsMedia服务器在网络中传送。2.5WindowsMediaPlayerWindowsMedia客户端软件称为WindowsMediaPlayer，由WindowsMedia服务器接收并播放流内容。WindowsMedia服务使用WindowsMediaPlayer以播放包含视频、音频、图像、URL和脚本内容的ASF流。WindowsMediaPlayer9系列是最新版本。2.6Microsoft高级流格式ASF简介Microsoft公司的WindowsMedia的核心是ASF（AdvancedStreamFormat）。Microsoft将ASF定义为“同步媒体的统一容器文件格式”。ASF是一种数据格式，音频、视频、图像以及控制命令脚本等多媒体信息通过这种格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒体内容发布。3.WindowsMedia校园流媒体系统的设计3.1网络结构设计WindowsMedia流媒体系统包括服务器端和用户端两部分。服务器端包括WindowsMedia服务器、制作计算机。WindowsMedia服务器用于存储和发布流媒体信息。制作计算机安装视频采集卡、声卡及摄像机，用于制作流媒体文件。用户端安装WindowsMediaPlayer软件。数据传输依托校园网。3.2软硬件要求3.2.1服务器服务器硬件配置一般是PIII400以上CPU，内存在128~512M左右。操作系统Windows2000Server及WindowsMedia服务组件。3.2.2制作计算机制作计算机硬件配置一般是PIII400以上CPU，内存在128~512M，需要声卡、视频采集卡以及VCD或录像机。软件为Windows98或Windows2000Professional，安装WindowsMedia编辑工具。4.WindowsMedia校园流媒体系统的实现4.1Media服务器的安装笔者所用微机（P41.8G，256M）已连入校园网，并能上因特网，操作系统为Windows2000Server，并添加了“WindowsMedia服务”和“Internet信息服务（IIS）”。由于学校条件所限，笔者所用的Media服务器和制作计算机暂时为1台微机。网上下载并安装WindowsMedia9系列的中文版播放器和编码器，下载网址为：/windows/windowsmedia/download/default.asp4.2ASF文件的制作笔者在微机上安装了Broadway视频采集卡，并通过录像机采集了两段AVI格式的录像，分别命名为LX1.AVI和LX2.AVI。通过Windows2000Server自带的编码器WindowsMediaEncoder可以很容易地将两个AVI文件转换为ASF文件：LX1.ASF、LX2.ASF。在F盘上建立文件夹ASF，将两个ASF文件存入（为表述方便，文中所用文件名、路径、计算机名称、IP等，皆为笔者实际实验过程所用，读者可根据自己实际环境确定这些内容）。也可用WindowsMedia编码器9系列存为WMV格式文件，但要求客户端播放器必须为7.0以上版本4.3使用“快速启动向导”创建“点播单播发布点”在F盘上建立文件夹“asx”并设为共享，以便在后续操作中放置“.asx”通知文件。在WindowsMedia管理器菜单框中单击“单播发布点”，出现“单播发布点”页。确保选择了“使用向导创建新的点播单播发布点”复选框，单击“点播”，然后单击“新建”，出现“配置和发布单播点播流快速启动向导”。在“选择一个发布点”屏幕中，选择“创建一个发布点”。在“创建一个新的发布点”屏幕中，在“别名”框中键入别名为“asf”。在“路径”框中，键入“F:\asf\”。在"查找目标.asf文件"屏幕，输入“F:\asf\lx1.asf”。在“选择发布方法”屏，选择“MMS协议”和“创建一个.asx文件”，然后选择“下一步”。在“准备发布”屏幕中，选择“完成”。将“lx1.asx”通知文件保存到“F:\asx\”里面。在“发布完成”屏幕中，单击“测试URL”、“测试.asx”可以在WindowsMediaPlayer中传递点播单播发布点的流式化内容“lx1.asf”。4.4“广播单播发布点”的创建4.4.1启动“WindowsMedia编码器9系列”的广播功能，步骤如下：打开视频采集设备，启动“WindowsMedia编码器9系列”。在“新建会话”窗口中选择“广播实况事件”，按“确定”。在“新建会话向导”窗口的“设备选项”屏中，“视频”选择“BroadwayMPEGCapture/compression”（笔者的微机视频采集卡型号），“音频”选择“RealtekAC97Audio”（笔者的微机声卡型号），按“下一步”。在“广播方法”屏中，选择“自编码器拉传递”，按“下一步”。在“广播连接”屏中，HTTP端口设为“8080”，按“下一步”。在“编码选项”屏中，选择“多比特率视频和音频”，按“下一步”。在“存档文件”屏中，按“下一步”。在“包括视频文件”屏中，按“下一步”。在“显示信息”屏中，随便输点东西（最好有意义），按“下一步”。在“设置检查”屏中，按“完成”。在“WindowsMedia编码器9系列”程序窗口中，按“开始编码”，“WindowsMedia编码器9系列”开始工作，在窗口中可看到其采集画面和相关信息。4.4.2使用“快速启动向导”创建“广播单播发布点”在WindowsMedia管理器菜单框中单击“单播发布点”，会出现“单播发布点”页。确保已选择了“使用向导创建新的广播单播发布点”复选框，单击“广播”，然后单击“新建”，会出现“配置和发布单播广播流快速启动向导”。在“选择发布点”屏幕中，选择“创建一个广播发布点”。在“指定源”屏幕中，为广播内容选择源为“WindowsMedia编码器”。在“配置和发布单播流”屏幕中，在“别名”框中键入一个别名“test”。然后在“路径”框中键入路径“http://mediaserver”(笔者的计算机名为mediaserver，IP为61)，“端口”框中的值设为“8080”。在“选择发布方法”屏，选择“MMS协议”和“创建一个.asx文件”，然后选择“下一步”。在“准备发布”屏幕中，选择“完成”。将“test.asx”通知文件保存到“F:\asx\”里面。在“发布完成”屏幕中，单击“测试URL”、“测试.asx”，可以在WindowsMediaPlayer中传递广播单播发布点的流式化内容。4.5使用“快速启动向导”创建“多播广播站”在F盘上建立文件夹“nsc”并设为共享，以便在后续操作中放置“.nsc”广播站信息文件。在WindowsMedia管理器菜单框架中，单击“多播站”，相应显示为多播广播站页。确保已选择了“使用向导创建新广播站”复选框，单击“广播站”，然后单击“新建”，出现“配置和发布多播流快速启动向导”。在“选择一个广播站”屏幕上，选择“创建新的广播站”。在“创建新的广播站”屏幕上，键入广播站的名称“guangbo1”和说明（随便填），然后选择“分发模式”为“多播和分发”，按“下一步”。在“指定节目和流名称”屏幕上，在“节目名称”中键入节目的名称“myProgram1”，在“流名称”中键入流的名称“myStream1”。在“指定流对象来源”屏幕上，选择流的来源为“高级流格式(.asf)文件”。在“指定流对象来源URL”屏幕上，键入流的来源URL“mms://mediaserver/asf/lx2.asf”。在“指定流格式信息”屏幕上，指定流来源的路径为“F:\asf\lx2.asf”，以便将流格式信息添加到广播站定义中。将多播广播站信息文件（guangbo1.nsc）存储到MicrosoftWindowsMediaPlayer可以访问的位置。在“广播站信息文件的导出路径”屏幕上，键入“F:\nsc\guangbo1.nsc”。在“广播站信息文件URL”屏幕上，选择“使用一个到广播站信息文件的网络共享路径”并输入“\\mediaserver\nsc\guangbo1.nsc”。在“选择发布方法”屏幕上，按“下一步”。在“准备发布”屏幕中，按“完成”。将guangbo1.asx保存到F:\asx里面。在“发布完毕”屏幕上，单击“测试.asx”，开始在WindowsMediaPlayer中播放由广播站发送的内容流。4.6建立默认Web站点虚拟目录启动“Internet信息服务”窗口，点开服务器名“mediaserver”前的“+”号，再右击“默认Web站点”，打开其快捷菜单。在快捷菜单中，点“新建”中的“虚拟目录”，启动“虚拟目录”创建向导，按“下一步”。在“虚拟目录别名”屏中，输入别名“asx”，按“下一步”。在“Web站点内容目录”屏中，输入“F:\asx”，按“下一步”。在“访问权限”屏中，按“下一步”。在“Web站点内容目录”屏中，输入“F:\asx”，按“下一步”，再按“完成”，结束向导。4.7使用网页链接进行测试启动“MicrosoftFrontpage”程序窗口。将网页保存到“F:\asx”里面，起名为“index.htm”。插入一个九行两列的表格。在第一行输入“1.请测试“点播单播发布点”：”，在第二行第一列输入“点播单播一”，链接到http://mediaserver/asx/lx1.asx；在第二行第二列输入“点播单播二”，链接到61/asx/lx1.asx；在第三行第一列输入“点播单播三”，链接到mms://mediaserver/asf/lx1.asf；在第三行第二列输入“点播单播四”，链接到mms://61/asf/lx1.asf。分别试验四种访问方法在第四行输入“2.请测试“广播单播发布点”（要先启动“Win