万方数据
第７卷第１期（２０１１年１月）
播放器作为ＳＷＦ文件嵌入到ｗｅｂ浏览器中．用户只需打开网页便可观看视频。无需下载播放器。
系统通信流程图如图ｌ。
视频文件统一为ＦＬＶ格式．ＦＬＶ作为目前最流行的流媒体视频格式，其形成文件小，结构简单，非常适合网络传输。ＦＬＶ文件主要由一个文件头和许多Ｔａｇ组成，Ｔａｇ类型主要分为视频流，音频流和脚本流。由于视频信息和音频信息采用分开存放的方式，所以Ｔａｇ中需要Ｔｉｍｅｓｔａｐ确保视频和音频同步。Ｔａｇ中的数据区会指明该Ｔａｇ的编码类。ＦＬＶ文件格式如表１。
２．２Ｒｔｍｐ协议播放原理
Ｒｔｍｐ协议提供了流媒体视频的高效率传输，可以构架在Ｔｃｐ协议之上。客户端与服务器维持着一个单一永久的连接，支持实时交流。Ｒｔｍｐ主要为多媒体视频提供多路传输和数据分包服务．不仅支持视频和音频数据实时传输，还支持ＲＰＣ（远程过程调用）。视频，
ＣｏｍｐｕｔｅｒＫｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电雎知识与技术ｗ西Ｂｍｗ
Ｆ蛐ｎ－Ｎ蚓＝．户刊：＝．
图１通信流程图
表１ＦＬＶ文件格式
Ｈｃａｄｅｔ
Ｔａｇ
ＴｙｐｅＬｅｎｇｔｈＴｎ＇ｎｅ鞋ａ
ＳｔｒｅａｍＤａｔａ
ｎ】ｐＩｄ
音频，操作命令，共享对象，控制消息和其它类型数据被打包成一个个消息，并打上时间戳用于同步，不同类型的消息在不同流上传输，多个消息流又交错复用在同一个连接上。消息包括Ｍｅｓｓａｇｅ头和Ｍｅｓｓａｇｅ主体。Ｍｅｓｓａｇｅ头格式如表２。
ＭｅｓｓａｇｅＳｔｒｅａｍｌｄ主要用于在单一连接中识别不同的流，包括３个字节。Ｍｅａａｓ
ｇｅＴｙｐｅ用于指明消息的类型，只有一个字节。类型ｌ一７保留，用于传输控制消息，比如设置ｃｈｕｎｋ大小，消息丢弃，用户控制消息等等。虽然通过设置ＭｅｓｓａｇｅＴｙｐｅ可以将不同类型的消息在不同的流上传输，但Ｍｅｓｓａｇｅ也有其缺点，因此又将其分割成Ｃｈｕｎｋ。分块可以将低优先级数据量大的Ｍｅｓｓａｇ分割成小的Ｃｈｕｎｋ，防止其阻塞优先级高数据量小的Ｍｅｓｓａｇｅ。流媒体传输的多路复用基于Ｍｅｓｓａｇｅ这一层，与Ｃｈｕｎｋ无关。
Ｒｔｍｐ在建立连接时首先要进行３次握手，类似于Ｔｃｐ协议，不过是为了服务器和客户端统一协议版本信息。然后建立连接．创建传输流，设置ｃｈｕｎｋ大小，发送数据。在视频播放过程中，如果用户拖动进度条。便会触发ｓｅｅｋ操作，该消息会通过与视频数据不同的流发送到Ｒｅｄ５．Ｒｅｄ５会解析控制命令。返回用户需要的数据。
２．３Ｈｔｔｐ协议播放原理
对于Ｈｔｔｐ协议请求ＦＬＶ视频文件，由ＩＩＳ７．０响应。默认情况，如果客户端带宽良好，则下载速度远远大于播放速度。由于要保存下载的数据量比较大，所以文件会缓存到硬盘。播放器中的加载进度条显示下载到硬盘的数据。当用户拖动播放视频时，只能播放已下载的视频信息，如果将播放进度条拖动到超过加载进度条时，则播放停止。为了解决这一问题．在ＩＩＳ服务器增加专门响应ＦＬＶ文件的Ｃｌａｓｓ，即ＦＬＶＨａｎｄｌｅｒ。考研政治参考书
首次请求视频文件，ＦＬＶＨａｎｄｌｅｒ会读取服务器的视频文件通过网络输出流发送到客户端．播放器接收到视频数据后会调用回调方法ＯｎＭｅｔａＤａｔａ。该方法主要是从ＦＬＶ文件中获取ＭｅｔａＤａｔａ．也就是视频的基本信息，包括视频长度，帧率，实际宽度和高度等，其中还包括视频的关键帧信息。ＦＬＶ的ＭｅｔａＤａｔａ存储位置紧跟在ＦＬＶＨｅａｄｅｒ之后，其Ｔａｇ类型也就是上文介绍ＦＬＶ格式中提到的脚本流，ＭｅｔａＤａｔａ对于视频文件并不是必须的，但是在播放过程中要显示视频时间，对视频进行拖动则需要ＭｅｔａＤａｔａ信息。
视频拖动请求，如果拖动位置在播放器加载进度条之前，即该位置的视频数据已经下载到硬盘，则播放器会从本地硬盘读取数据进行播放。如果拖动位置数据还没有下载到硬盘，首先会从ＭｅｔａＤａｔａ中找出距离拖动位置最近的关键帧．因为视频播放时必须从关键帧开始播放，关键帧包含了当前帧的全部数据。该关键帧所处位置会附在ＵＲＬ之后，然后向服务器重新发送一次视频请求。ｎⅣＨａｎｄｌｅｒ会检查请求参数，确保当前是视频拖动请求。如果参数值不为零且没有超过文件大小．则从该帧开始读取视频文件，也就是ＦＬＶ文件巾某一个关键帧Ｔａｇ起始位置。如果这样就把信息发送到客户端，虽然有完整的视频和音频信息．但是播放器在读取时却无法识别这是一个ＦＬＶ视频文件。因此根据ＦＬＶ格式规定，需要在该帧之前添加ＦＬＶＨｅａｄｅｒ。此时播放器接收到的网络流便是由ＦＬＶＨｅａｄｅｒ和视频信息重新组合的ＦＬＶ文件，但信息中缺少Ｍｅｔ，ａｄａｍ。当播放时检测到Ｍｅｔ，ａｄａｍ为空，不会触发回调方法ｏｎＭｅｔａＤａｔａ，因此元数据
不会被更改，仍然为首次播放视频得到的Ｍｅｔａｄａｔａ。至此，基于Ｈｔｔｐ协议的视频拖动播放结束。
传输改进，由于在播放过程中下载和播放分离，下载速度又町能很快，例如用户在观看到５分钟时，３０分钟的视频文件已经下载完毕，如果此时用户不想继续观看，则剩余下载的文件就会浪费。为了节省服务器带宽．所以ＦＬｖＨａｎｄｅｒ在传输视频流时．在前５０Ｍ时会尽力交付，然后在传输一段视频便会执行Ｓｌｅｅｐ操作。通过线程睡眠降低传输速度，维持在超过视频比特率５０ｋ一８０ｋ之间，保证正常观看。
２．４两者对比与结合
Ｒｔｍｐ和Ｈｔｔｐ协议都可以用于流媒体视频点播。Ｒｔｍｐ协议在整个播放过程中只与服务器建立一次持久性连接，客户端与服务器之间一直处于数据交互之中，视频传输和播放是同步的。Ｈｔｔｐ协议在客户端请求连接后，服务器只负责发送数据，并不知道发送的数据是什么类型，也不知道当前视频播放进度。系统将两种协议结合在一起，用户可以根据自己需要选择不Ｉ司的传输协议。当客户端网络带宽良好时，可以采用Ｒｔｍｐ协议播放，播放过程中町以随意拖动，由于只需要在连接上发送一个控制消息，所以开销少，响应速度傀。当网络带宽拥塞不能满足实时播放时，可以选择Ｈｔｔｐ协议，用户町以先暂停播放．让视频先下载到本地硬盘，等到下载足够的数据再进行播放。相同
视频的不同协议请求会由不同服务器处理，但读取的是同一文件。两种协议在切换过程时，会记录当前播放位置的关键帧，所以在切换协议后，仍然会从该位置开始播放，无需重新观看，以达到无缝切换的目的。
客户端带宽２ｍｂ／ｓ，视频文件２００ｒｏＢ，长度４０分钟，分别采用Ｒｔｍｐ协议和Ｈｔｔｐ协议播放。测试数据如表４。
本栏目贲任编辑：唐一东－·－·ｅ多黑体技术硬萁应用ｔ２２７万方数据
ＣｏｍｐｕｔｅｒＫｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电脑知识‘ｉ技术３负载均衡
３．１负载均衡架构
整个网络架构包括仁服务器，视频缓存服务器。主服务器包括整个系统的所
有功能。Ｈ『以响应贞面和视频请求，解析动态贞面，操作和维护数据库，管理所有
视频的基本信息。丰服务器采用ｌ＋ｌ的）Ｃ余模式。分为Ａｃｔｉｖｅ和Ｓｔａｎｄｂｙ。
两者物理ｆ：为独立的服务器存在，属于同一个局域网。当Ａｃｔｉｖｅ服务器遇
到故障时，Ｓｔａｎｄｂｙ服务器马上变为Ａｃｔｉｖｅ模式。两者没有主次之分．口ｒ以
在两种模式下相巨转换，但同时只能有一个服务器为Ａｃｔｉｖｅ。视频缓存服
务器只含有视频文件，功能单一，只能响，菠视频的点播请求。视频缓存服
务器根据地理位置分散布置，所有服务器连接形成的网络尽可能地覆盖
较大的地理范围，为不同地【）（的用户提供服务。
３．２负载均衡策略
第７卷第１期（２０１１年１月）
表４测试数据对比图２网络架构图
系统负载均衡以软件的方式实现，包含两条策略。主要目的是：首先用户点播视频时，从距离自己位置最近的网络边缘服务器获取数据防止Ｉ叶Ｊ现网络拥塞，减少视频传输距离，从而降低网络传输消耗。其次，防止部分服务器凶负载过高而不能及时响应请求．降低服务器宕机的几卒。
策略一：针对不同地理位置的视频点播请求会转发到不同的视频缓存服务器，转发流程如下：渭南师范学院学报
１）用户进入视频点播网站，选择需要观看的视频，发送该视频播放页面的请求。
２）服务器判断该请求是视频播放页面，解析请求客户端的ＩＰ地址，通过ＩＰ地址库得到该ＩＰ的地理位置，地理范围具体到省级。通过视频缓存服务器登记信息找到距离该位置最近的服务器，写入将该服务器的ＩＰ地址．返回该页面。
３）客户端浏览器解析返回贞面，调用Ｆｌａｓｈ播放器插件获取页面中的服务器ＩＰ地址参数，播放器向该服务器发送视频文件请求。
日语翻译兼职４）视频缓仔服务器获取请求信息，向客户端发送视频数据。
第一条策略的不足就是负载均衡服务器杠分发请求时并不知道各个服务器的状态，如果此时某一地区有大馈用户在进行视频点播时，所有的请求都会ｆ｝１距离该地区最近的缓存服务器处理，请求量过大时则会达到带宽瓶颈。相反。某一地Ｋ如果只有很少用户视频点播，则该地区的服务器会一直处于空闲状态，浪费系统资源。冈此需要第二条策略进行补充。
策略二：所有视频缓存服务器后台都运行着一个监视进程，该进程主要用来查看当前服务器处理视频请求的并发连接数．工作流程如Ｆ：１）监视进程每过一段时间获取当前服务器的并发连接数，当并发连接接近该服务器的带宽瓶颈时，会发送一个类型为负载过高的消息通知｝服务器，
２）主服务器收到负载过高的消息时，会修改缓存服务器的登记信息，将该服务器暂时标记为失效，并替代为与该服务器地理位置最近的服务器，且该服务器无火效标志。此时该地Ⅸ用户进行视频点播时，则会都转发到替代服务器上。
３）当监视进程发现该服务器的并发连接数降低时，会发送一个类型为负载正常的消息通知丰服务器。
４）丰服务器收列负载ｌ卜常的消息时，会修改缓存服务器的磴记信息，取消失效标记，移除替代服务器。
负载均衡策略就是在防Ｉ卜网络拥塞，尽量降低网络传输消耗的基础上，均衡各个视频缓存服务器的负载．避免出现系统性能瓶颈，瓶颈就是服务器的带宽。不保证每个服务器负载平均，但保证每个服务器都正常工作。当所有服务器负载都一样时，也就是负载都已经达到饱和状态，此时只能通过硬件升级来解决。
４结束语
本文设计了基于ＷＥＢ的流媒体视频点播系统，系统同时支持Ｒｔｍｐ协议和Ｈｔｔｐ协议传输，实现了客户端和服务器及整个网络架构。视频播放时，丽种协议叮以相互切换，满足不同网络状况用户
的需要。提出了一种新的专门针对视频点播的负载均衡策略．既节省网络传输开销．又兼顺到视频服务器的负载状况。
参考文献：
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２２８·ｔ多螺体技术及其应用ｔ··－·
有限公司英文
本栏目责任编辑：唐一东
万方数据
基于Rtmp和Http双协议流媒体视频点播系统
can can
作者：王旭鹏， WANG Xu-peng
作者单位：同济大学电子与信息工程学院，上海,201804
刊名：
电脑知识与技术
提供的读音
英文刊名：COMPUTER KNOWLEDGE AND TECHNOLOGY
年，卷(期)：2011,07(1)
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2.李方捷ActionScript
3.0开发技术大全 2009
3.RTMP Specification 1.0 2009
4.齐俊杰.胡洁.麻信洛流媒体技术人门与提高 2009北京大学研究生分数线
5.齐俊杰；胡洁；麻信洛流媒体技术人门与提高 2009
6.RTMP Specification 1.0 2009
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本文链接：d./Periodical_dnzsyjs-itrzyksb201101088.aspx
