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【摘要】网络流媒体是网络技术不断发展的产物，主要有视频点播、视频教学、视频会议等，在“三网融合”建设和我国宽带网络建设不断发展的形势下，网络流媒体在人们生活、学习、生活中的应用越来越多。计算机集群是一种计算机系统，主要是通过局域网进行连接，相比单个计算机性价比高，将计算机集群运用到网络流媒体系统设计中能有效的减轻网络带宽的压力和网络传输的不稳定性。本文就此分析了基于计算机集群的网络流媒体系统设计。
【关键词】计算机集群；流媒体；系统设计
1.引言
现代人们的生活离不开网络，网络已成为人们生活中的一部分，深深影响着人们的交流和思维方式。随着互联网宽带的不断建设和“三网融合”战略的建设，越多越多的人利用互联网看视频、听广播等，而视频、广播就属于流媒体，它可以进行在线播放或者边播放边下载，具有连续性、实时性、节约空间等特点，为了满足人们的需求，必须提高流媒体的储存量和时效性，而传统的单个计算机系统难以长期承受如此大的负荷，针对这些问题，本文提出了在计算机集群基础上进行网络流媒体系统设计的方案，具有十分重要的意义。
2.国内外流媒体发展与应用现状
流媒体是计算机网络技术不断发展的产物，主要指的是在网络环境中利用流式传输技术进行视频、音频、多媒体文件应用的连续时流媒体。它主要是通过特殊的压缩方式把音频、视频、动画、广播等多媒体文件压缩，然后经由视频服务器向用户进行连续的、适时的传输，不需等到全部下载完毕，可以进行在线观看或者边下载边播放，具有连续性、实时性等特点。
当下流媒体最常使用的格式为苹果公司的QuickTime、微软公司的Windows Media Technology和Real Networks公司的Real system，这些被称为流媒体系统的三大主流技术。
其中，QuickTime在1991年被苹果公司开发，几乎能够满足所有个人计算机和各种静态图像文件、视频、音频的应用，它使用的是Web浏览器插件技术；Windows Media Technology开发的主要目的是实现视音频等多媒体文件在Internet和Intranet的传输。
它的组成部分主要有Media Player/Media Server以及Media Tools，市场前景好，是人们比较常用的一种形式；Real system主要组成部分有客户端软件（Client Software）、服务器端（RealServer）和制作工具（Real Producer），是使用最多的一种形式。
随着社会经济的不断发展，流媒体在人们生活中应用的越来越多且要求日益增加，这就要求流媒体具有储存容量大、传输时效性高等特点，传统的单个流媒体服务器难以满足要求，因此笔者提出了计算机集群基础上的流媒体系统设计。
3.基于计算机集群的网络流媒体系统设计
计算机集群是计算机系统的一种形式，由多个独立的计算机组成，通过局域网进行连接，具有性价比高、时效性强、储存容量相对大等优点。根据市场使用情况可将计算机集群分为三类，一是高可用性集群技术，主要目的是减少服务中断时间；二是高性能计算集群技术，主要是解决单个计算机不能实现的问题，采用并行计算实现；三是高可扩展性集群技术，主要采取的是带均衡算法，具有数据处理能力强、存储容量大等特点。在利用计算机集群进行流媒体设计时，要考虑到能用性、可用性、可扩展性、性价比等因素。
（1）嵌入式平台的选择
选取威盛C7处理器作为客户端硬件嵌入式平台，该处理器主要使用的是VIA V4总线接口（该总线接口位宽为64bit，频率有400MHz、533MHz和800MHz三种），C7既可支持一级缓存，又支持二级缓存，配以更高配置的FSB，性能更强大。此外，C7可对MMX、SSE2等Intel多媒体指令集进行处理，同时它耗能比较低，在待机状态下才消耗100mW电力。总之，C7处理器具有性能强大、耗能低、支持多种操作系统运行等特点，因此使用该处理器为客户端硬件嵌入式平台是最为合适的。
选取Windows XP Embedded为客户端平台操作系统，主要是因为它具有系统开发容易、支持DirectShow技术、稳定性高、性能强等特点，具体来说，Windows XP Embedded可以使用众多微软类库相关数据，编程比较简单；它还可以支持DirectShow技术的运用，可以有效的进行多媒体信息处理。
（2）播放模块设计
第一，本地文件播放模块设计与实现。
本文选用的客户端平台操作系统为：Windows XP Embedded，它支持DirectShow （具有直接操作硬件的能力，且处理效果高），因此将Windows XP Embedded、DirectShow与Filter有机结合起来，就可以实现本地文件播放。如HRESULT OpenVedio（char*FileName，HWND Play-Wnd）//打开视频文件；BOOL Run（）；开始播放，void Close（）；关闭文件等。
第二，流播放的设计与实现。
选取live555库实现流播放，通过live555支持一个RTSP接收端推模式的Filter，进而实现流播放。它的工作原理是：CRtspFilter支持Filter功能，通过CRtsVOpPin把Filter相关视频输出Pin，而CRtsAOpPin把Filter相关音频输出Pin，然后利用StartRTSP启动接收外部RTSP流信息实现流播放。在这个过程中，必须安装ActiveX控件。
第三，本地视频文件管理模块的设计和实现。
计算机网络用户利用流媒体最多的功能之一就是本地播放，为更好的实现本地播放，就要从服务器中选取下载列表中的文件，而本地客户端容量是有限的，随着用户需求不断增加，本地空间难以满足用户需求，因此要相应的对本地播放文件进行管理：把不需要的文件给删掉，不需要对已存在的文件进行重新下载，只需下载客户端不存在的文件就行。通过这种途径，客户端把所有视频文件固定放在文件系统中的一个文件夹内，并对所有文件维持一个列表，记录最近的播放时间以便下次继续观看。
若客户端要重新下载一个文件，那么就要相应的插入表项，因还未播放，所以没有相应的播放记录，一旦视频文件被删除，那么文件列表也要把相关记录给删除。此外，对于文件的下载，客户端会根据磁盘容量大小按播放时间对文件进行排序。对播放列表中不存在的文件，系统就会自动删除最长时间不用的文件，保证客户端具有充足的空间。
（3）系统测试与分析
在进行网络流媒体系统设计后，要采取相应措施对系统进行测试和分析，看系统是否合理、科学。本文对系统测试采取的是构建系统测试平台，对系统各项指标进行详细的评价，在这个平台中，主要工具有一台中心控制器、一台FTP文件分发服务器和三台普通计算机。
通过测试发现，基于计算机集群的网络流媒体系统设计，能有效的减轻网络带宽的压力和网络传输的不稳定，值得进一步推广。
参考文献
[1]江敏，朱尚明，党齐民.基于混合内容分发网络的流媒体系统设计与实现[J].实验技术与管理，2011（6）.
[2]吴秋菊.基于WinCE终端的流媒体系统整体设计[J].电子制作，2013（4）.
[3]吴冬冬，沈苏彬.一种基于分段的网络流媒体代理缓存策略[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2011（2）.
[4]曲宝，李冰，赵万平.新型网络流媒体系统的构建与实现[J].大庆石油学院学报，2008（4）.
【关键词】计算机集群；流媒体；系统设计
1.引言
现代人们的生活离不开网络，网络已成为人们生活中的一部分，深深影响着人们的交流和思维方式。随着互联网宽带的不断建设和“三网融合”战略的建设，越多越多的人利用互联网看视频、听广播等，而视频、广播就属于流媒体，它可以进行在线播放或者边播放边下载，具有连续性、实时性、节约空间等特点，为了满足人们的需求，必须提高流媒体的储存量和时效性，而传统的单个计算机系统难以长期承受如此大的负荷，针对这些问题，本文提出了在计算机集群基础上进行网络流媒体系统设计的方案，具有十分重要的意义。
2.国内外流媒体发展与应用现状
流媒体是计算机网络技术不断发展的产物，主要指的是在网络环境中利用流式传输技术进行视频、音频、多媒体文件应用的连续时流媒体。它主要是通过特殊的压缩方式把音频、视频、动画、广播等多媒体文件压缩，然后经由视频服务器向用户进行连续的、适时的传输，不需等到全部下载完毕，可以进行在线观看或者边下载边播放，具有连续性、实时性等特点。
当下流媒体最常使用的格式为苹果公司的QuickTime、微软公司的Windows Media Technology和Real Networks公司的Real system，这些被称为流媒体系统的三大主流技术。
其中，QuickTime在1991年被苹果公司开发，几乎能够满足所有个人计算机和各种静态图像文件、视频、音频的应用，它使用的是Web浏览器插件技术；Windows Media Technology开发的主要目的是实现视音频等多媒体文件在Internet和Intranet的传输。
它的组成部分主要有Media Player/Media Server以及Media Tools，市场前景好，是人们比较常用的一种形式；Real system主要组成部分有客户端软件（Client Software）、服务器端（RealServer）和制作工具（Real Producer），是使用最多的一种形式。
随着社会经济的不断发展，流媒体在人们生活中应用的越来越多且要求日益增加，这就要求流媒体具有储存容量大、传输时效性高等特点，传统的单个流媒体服务器难以满足要求，因此笔者提出了计算机集群基础上的流媒体系统设计。
3.基于计算机集群的网络流媒体系统设计
计算机集群是计算机系统的一种形式，由多个独立的计算机组成，通过局域网进行连接，具有性价比高、时效性强、储存容量相对大等优点。根据市场使用情况可将计算机集群分为三类，一是高可用性集群技术，主要目的是减少服务中断时间；二是高性能计算集群技术，主要是解决单个计算机不能实现的问题，采用并行计算实现；三是高可扩展性集群技术，主要采取的是带均衡算法，具有数据处理能力强、存储容量大等特点。在利用计算机集群进行流媒体设计时，要考虑到能用性、可用性、可扩展性、性价比等因素。
（1）嵌入式平台的选择
选取威盛C7处理器作为客户端硬件嵌入式平台，该处理器主要使用的是VIA V4总线接口（该总线接口位宽为64bit，频率有400MHz、533MHz和800MHz三种），C7既可支持一级缓存，又支持二级缓存，配以更高配置的FSB，性能更强大。此外，C7可对MMX、SSE2等Intel多媒体指令集进行处理，同时它耗能比较低，在待机状态下才消耗100mW电力。总之，C7处理器具有性能强大、耗能低、支持多种操作系统运行等特点，因此使用该处理器为客户端硬件嵌入式平台是最为合适的。
选取Windows XP Embedded为客户端平台操作系统，主要是因为它具有系统开发容易、支持DirectShow技术、稳定性高、性能强等特点，具体来说，Windows XP Embedded可以使用众多微软类库相关数据，编程比较简单；它还可以支持DirectShow技术的运用，可以有效的进行多媒体信息处理。
（2）播放模块设计
第一，本地文件播放模块设计与实现。
本文选用的客户端平台操作系统为：Windows XP Embedded，它支持DirectShow （具有直接操作硬件的能力，且处理效果高），因此将Windows XP Embedded、DirectShow与Filter有机结合起来，就可以实现本地文件播放。如HRESULT OpenVedio（char*FileName，HWND Play-Wnd）//打开视频文件；BOOL Run（）；开始播放，void Close（）；关闭文件等。
第二，流播放的设计与实现。
选取live555库实现流播放，通过live555支持一个RTSP接收端推模式的Filter，进而实现流播放。它的工作原理是：CRtspFilter支持Filter功能，通过CRtsVOpPin把Filter相关视频输出Pin，而CRtsAOpPin把Filter相关音频输出Pin，然后利用StartRTSP启动接收外部RTSP流信息实现流播放。在这个过程中，必须安装ActiveX控件。
第三，本地视频文件管理模块的设计和实现。
计算机网络用户利用流媒体最多的功能之一就是本地播放，为更好的实现本地播放，就要从服务器中选取下载列表中的文件，而本地客户端容量是有限的，随着用户需求不断增加，本地空间难以满足用户需求，因此要相应的对本地播放文件进行管理：把不需要的文件给删掉，不需要对已存在的文件进行重新下载，只需下载客户端不存在的文件就行。通过这种途径，客户端把所有视频文件固定放在文件系统中的一个文件夹内，并对所有文件维持一个列表，记录最近的播放时间以便下次继续观看。
若客户端要重新下载一个文件，那么就要相应的插入表项，因还未播放，所以没有相应的播放记录，一旦视频文件被删除，那么文件列表也要把相关记录给删除。此外，对于文件的下载，客户端会根据磁盘容量大小按播放时间对文件进行排序。对播放列表中不存在的文件，系统就会自动删除最长时间不用的文件，保证客户端具有充足的空间。
（3）系统测试与分析
在进行网络流媒体系统设计后，要采取相应措施对系统进行测试和分析，看系统是否合理、科学。本文对系统测试采取的是构建系统测试平台，对系统各项指标进行详细的评价，在这个平台中，主要工具有一台中心控制器、一台FTP文件分发服务器和三台普通计算机。
通过测试发现，基于计算机集群的网络流媒体系统设计，能有效的减轻网络带宽的压力和网络传输的不稳定，值得进一步推广。
参考文献
[1]江敏，朱尚明，党齐民.基于混合内容分发网络的流媒体系统设计与实现[J].实验技术与管理，2011（6）.
[2]吴秋菊.基于WinCE终端的流媒体系统整体设计[J].电子制作，2013（4）.
[3]吴冬冬，沈苏彬.一种基于分段的网络流媒体代理缓存策略[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2011（2）.
[4]曲宝，李冰，赵万平.新型网络流媒体系统的构建与实现[J].大庆石油学院学报，2008（4）.