流媒體服務器及其應用

2019-11-03 09:28:48

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供稿：網友

杜飛龍　　　流媒體指在網絡中使用流式傳輸技術傳送音頻、視頻和多媒體文件等。流式傳輸技術的特點是把連續的音頻和視頻信息經過壓縮后放到網絡的服務器上，網絡用戶一邊下載一邊進行收聽或觀看，而不必等到把整個文件下載完畢。目前，越來越多的企業網和校園網上開展了流媒體應用，特別是在網絡帶寬比較充裕的單位，不論是企業員工，還是客戶和合作伙伴，都開始積極采用這一新興技術。

　　但是，流媒體的應用費用相對比較高昂，特別是在遠程傳送流媒體信息方面。鑒于目前企業都已經采用了許多通用服務器產品，而且這類產品的成本越來越低，因此許多廠商紛紛推出以通用服務器產品作為硬件平臺的流媒體解決方案，通過在通用服務器上安裝流媒體服務器軟件，就可以滿足企業流媒體應用的需求。其中RealNetworks公司的Helix通用平臺已經得到廣泛應用。

一、流媒體傳送面臨的挑戰

　　在企業網和廣播服務環境中，對流媒體的需求日益增加，因為和文字、圖片相比，流媒體的內容更加豐富。個人消費者、企業和政府機構需要越來越多的實況傳送和點播數字內容，因此為采用可擴展的帶寬連接孕育了新的市場機會。音頻和視頻內容不僅對于娛樂業來說是基本的傳輸內容，對于企業開展電子商務也是不可或缺的。

　　數字媒體發布的特性正在改變，企業和服務提供商不再只關注在網絡中巨大的內容流量的傳送。為了保持利潤和競爭優勢，廠商們現在認識到，帶寬費用的增加正在迫使他們在現有的網絡采用更智能化的內容發送軟件和員工、客戶以及合作伙伴聯系。

　　內容的管理費用取決于數字媒體的創建、傳送、存儲和服務等。發送數字媒體的這些挑戰既來自防火墻的背后，也來自Internet的使用，在內容傳送方面，它們都需要獲得更多的控制。

　　這種需求導致必須增加網絡管理所占用的帶寬。傳輸流媒體不僅比網頁占用更多的帶寬，而且需要保證數字流不間斷地通過，以便產生最佳的效果。如果把內容發布服務擴大到分布式網絡，更新和同步多個服務器將是一個難題。

　　解決的關鍵在于使內容發布具有更大的可擴展性，改進服務質量，在應用級減少運行費用，在內容發布級集成支持“對等關系”（Peering Relationships）的內容網絡解決方案。有了這種解決方案，各種企業和內容服務提供商就可以方便地利用好上行帶寬。

二、內容網絡解決方案

　　為了支持新興的內容傳遞模式，RealNetworks公司開發了針對數字媒體發布的、服務器到服務器的解決方案，這一方案具有很好的可擴展性。通過使用Helix Universal Server和Helix Universal Gateway產品，企業和服務提供商可以從一個統一的架構對分支辦事處、地區數據中心和網絡邊緣的其他最終用戶進行直播，用戶也可以點播他們所需要的視頻信息。

　　傳統的集中式的媒體發布系統采用標準的客戶機/服務器技術實現內容的傳送。其中數字媒體編碼器獲得模擬的音頻和視頻信息，然后對其進行打包處理，并轉變為流媒體格式，這些由生產服務器（PRoduction Server）完成，然后通過局域網或者專線把打包的內容傳送到發布服務器（Publishing Server）。一旦發布服務器把內容送到媒體服務終端，那么任何客戶端就可以對內容進行訪問。

　　這種集中式的內容傳遞模式不具備可伸縮性，因為每個客戶端都需要創建一個直接連接服務器的信道。如果突然出現客戶端同時請求某個巨大內容，將迫使服務器把該內容通過同一條物理鏈路傳送多次，因此很容易造成系統的擁堵。

　　內容網絡解決方案為了克服傳統的集中式模式不具備可伸縮性的局限，把客戶端/服務器模型發展成為廣播網絡模式。在新的架構中，發布服務器由多臺位于核心的廣播服務器和位于邊緣的邊緣服務器組成，形成一種可伸縮的應用級解決方案，在任何一臺廣播服務器都可以發布內容。通過復雜的算法和協議，這些廣播服務器可以在廣域網范圍內作為對等實體互相協作，實現了在應用級的多播、媒體流量控制和智能流量管理。邊緣服務器則與用戶流媒體終端相連。

三、傳遞的可伸縮性

　　通過采用基于網絡“邊緣”服務器的架構，內容網絡解決方案可以持續地向外擴展邊緣，增加用戶數量，因此具有很好的可擴展性。在這種方式中，內容發布服務器最初放在網絡的中心。隨著企業的發展，網絡的流量不斷增加，可以在網絡的邊緣增加這類服務器。通過支持DSL技術的路由器，可以在遠程分支機構實現對流媒體的訪問。只要網絡邊緣服務技術可以實現智能地為終端用戶接收、緩存和代理時，傳送網絡流媒體的性能就能得到極大的提高。

　　Helix Universal Server和Helix Universal Gateway產品集成了內容網絡解決方案，在應用級實現實時路由和內容點播，為數字媒體發布和管理提供了豐富和靈活的平臺。服務提供商和企業可以在不同的網絡和服務器上，在網絡的任何地方建立這種平臺。例如，作為Internet的一部分，一個采用Cable Modem技術的寬帶用戶社區可以利用本地的多播傳送功能接收內容。在這個網絡中也可以有采用DSL技術的用戶社區，甚至可以有撥號上網的用戶。在一些地區，通過在ISP骨干網上開發本地的多播業務，就可以從核心層開始實現內容分發；在另一些地區，可以使用衛星做中繼傳送; 還有一些地區，則可以采取反復單播的形式分發內容。

　　內容網絡技術把這些寬帶技術和各種各樣的傳播機制有機地組合起來，從而可以支持企業和服務提供商的統一而廣泛的廣播平臺。為了解決監視和管理數字媒體這些既復雜又困難的問題，內容網絡技術把系統分解為一個新的廣播層，該層位于現有的IP層之上。這樣，管理內容網絡的活動和網絡本身可以被分解成一個廣播運行中心和一個網絡運行中心。在廣播運行中心，數字媒體方面的專業人員運行內容網絡；而網絡運行中心的精通IP路由和轉發技術的專業人員運行下層的IP網絡。內容網絡和其下層網絡的某些機制，如IP多播、IP轉發連接和MPLS等可能會相互影響，可以根據傳統的IP服務水平協議（SLA）來解決。

四、在企業分支機構的應用

　　通過本案例，可以看到智能化和堅固的內容網絡是如何解決帶寬問題的。

　　在該企業網中，遠程的分支機構需要在本地局域網接收直播并進行點播內容，在本地局域網和總部之間通過Internet互連，并設置了防火墻。在這種情況下，可以根據對用戶要求的預測預先安排內容。

　　這種情況面臨的挑戰是對上行帶寬的管理，而且是在防火墻內部。由于防火墻隔離了主流媒體服務器和分支機構的網絡，所以需要增加專用服務器。通過在分支機構使用Helix Universal Gateway，在用戶提出請求之前接收和緩存內容，便可較好地化解這一難題。通過緩存內容，既提高了分支機構播放流媒體的質量，又大大減少了對通信線路帶寬的需求。總之，緩存是解決問題的關鍵。

　　Helix Universal Gateway代表媒體播放器發出內容請求。它在防火墻里面通過緩存所請求的內容來進行流量管理，并且對外隱蔽了終端用戶的IP地址。它也能從Helix Universal Server接收內容。因此，Helix Universal Gateway主要用于分支機構，它起到流媒體網關服務器的作用。

　　在本方案中，在總部和分支機構之間建立了一條從分支機構的網關服務器到發布服務器的返回信道，通過它可根據客戶端的使用情況進行計費，并且對緩存進行清除、更新和刷新。

摘自《計算機世界網》

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