计算机网络：流式存储音频／视频

流式存储音频／视频，这种应用形式在服务器上已经准备好了相关的媒体文件。这类的多媒体应用主要有3种基本形式：下载后再播放、边下载边播放、使用内容分发网络传播。

1.下载后再播放

下载后再播放是一种很传统的媒体播放方式。既然音频／视频文件已经存储在服务器上，那它就与其他共享文件没有什么本质的区别。用户可以通过网络将其下载到本地计算机中，再借助某种媒体播放软件播放该文件。下载后再播放的流程如图6-9所示。

图6-9　下载后再播放的流程

这种播放方式简单直接，但由于是把文件下载到本地，不合适说这是流式播放，而且音频／视频文件往往比较大，用户在播放文件之前，要视网络情况等待较长的时间，总体的用户体验不算好。将媒体文件下载后再播放，在本地就保存了一份媒体文件的副本，也占用了额外的存储空间。

2.边下载边播放

使用媒体服务器进行边下载边播放，是一种更便利的媒体播放方式。用户利用媒体播放软件连接到服务器，选择中意的媒体文件进行播放。媒体播放软件先下载一部分音频／视频内容作为缓存，便可以从缓存中进行播放。在后续的播放过程中，不断地下载媒体文件的其余部分进入缓存。在播放之前，既不需要长久等待，也不需要占用太大的本地存储空间。

为了实现边下载边播放，一般采取这样的措施来组织音频／视频服务：把实际的音频／视频文件存储在一系列的媒体服务器中。另外，再提供一个服务器，只存储元文件。元文件（meta file）是描述音频／视频文件基本信息的小文件，里面记录着视频文件的存储位置、媒体格式、文件大小等信息。媒体播放软件首先从服务器获得元文件，然后依据元文件中记录的信息，与恰当的媒体服务器建立连接，对视频文件执行边下载边播放操作。边下载边播放的流程如图6-10所示。

图6-10　边下载边播放的流程(www.xing528.com)

这里需要额外说明的是，媒体播放器和媒体服务器之间需要一定的交互式控制命令传输工作。一般采用一种实时流协议（Real-Time Streaming Protocol，RTSP）来实现。实时流协议只是用来做控制的，本身并不直接传递流媒体数据。利用实时流协议，用户可以控制播放的暂停、继续、快进等操作。在图6-10所示中，步骤④和⑤、⑥和⑦、⑧和⑨都是通过这种控制协议进行的。有了可以控制媒体播放的实时流协议，用户在播放流式媒体时，会有一种正在播放本地媒体的体验。

流式媒体播放中，媒体数据的传输可以采用基于UDP的一些专司媒体传输的应用层协议。当然，流式存储音频／视频的用户对于播放延迟的容忍度比实时交互音频／视频的要高，特别是有播放缓存的存在，因此，仍然有很多应用场合是直接使用TCP来传输音频／视频数据。

3.使用内容分发网络

对于类似Netflix这种具有广泛影响力的大规模流媒体服务网站来说，它们需要把存储流媒体提供给全世界不同地域的不同用户。如果大类用户都直接从一组视频服务器上下载播放视频流，就会面临着严重的问题。首先，有些用户距离服务器很远，因此网络的时延、速率、丢包率都不会太理想，从而影响播放质量。其次，对于热播视频，大量用户的连接、播放也容易让服务器不堪重负。这就需要有恰当的解决方法。

内容分发网络为解决这种问题提供了一种较好的方法。其在分布的地理空间中布置多个冗余的媒体服务器。视频服务的提供商在这些服务器上准备好媒体文件的副本。当普通用户需要播放某个流媒体时，其使用的播放器就可以选择最靠近用户的媒体服务器。这样就可以避免大量重复数据的远程传输，改善用户的体验并减少服务器和网络的负担。

利用内容分发网络提供存储流媒体服务有这样一些工作要做。

首先，要在互联网上的恰当位置安装好大量的数据分发服务器，这些服务器要尽量靠近媒体用户的使用人群所在的网络。

其次，存储式流媒体的服务提供商要建立好一个将媒体文件分发给每个服务器结点的机制。

最后，要为用户（媒体播放软件）提供一个能够迅速存放自己所需媒体且和自己综合带宽的网络距离最近的服务器。这先要能够根据IP地址定位用户网络位置，然后把用户对视频流数据的请求重定向到恰当的媒体服务器上。