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關(guān)鍵字：VRRP ； MSTP ； 路由冗余； 負(fù)載均衡

中圖分類號(hào)：TP393.02 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.07.034

本文著錄格式：[1]程寧.VRRP和MSTP協(xié)議在企業(yè)園區(qū)網(wǎng)的應(yīng)用與研究[J].軟件，2313，34（7）：100-103

0 引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的企業(yè)開始建設(shè)自己的園區(qū)網(wǎng)。在設(shè)計(jì)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，為了使網(wǎng)絡(luò)工作的更有效率，對(duì)于大型園區(qū)網(wǎng)絡(luò)普通采用三層架構(gòu)，即接入層、匯聚層和核心層，如圖1所示；對(duì)于規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)也可簡(jiǎn)化為二層架構(gòu)，即接入層和核心層。

如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)共分為三層，其中接入層允許終端用戶連接到網(wǎng)絡(luò)；匯聚層是多個(gè)接入層的匯聚點(diǎn)，它必須能夠處理來(lái)自接入層設(shè)備的所有通信量，并提供到核心層的上行鏈路；核心層作為網(wǎng)絡(luò)的中心結(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)并提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。為了提高網(wǎng)絡(luò)的可管理性，抑制網(wǎng)絡(luò)中的廣播流量，隔離不同的廣播域，可以根據(jù)用戶所處的物理位置或隸屬關(guān)系劃分不同的VLAN[1]。為了提高可靠性每一層的設(shè)備和上一層的設(shè)備之間可以存在多條冗余鏈路，以避免出現(xiàn)因?yàn)閱吸c(diǎn)故障導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。由于網(wǎng)絡(luò)中存在著冗余鏈路，利用MSTP技術(shù)消除環(huán)路和不同VLAN間的流量負(fù)載均衡；利用VRRP技術(shù)實(shí)現(xiàn)路由冗余和負(fù)載均衡設(shè)計(jì)。

1 VRRP和MSTP協(xié)議分析

1.1 VRRP協(xié)議分析[1-3]

虛擬路由冗余協(xié)議VRRP﹙Virtual Router Redundancy Protocol﹚是由IETF制定的，是一種容錯(cuò)協(xié)議，為具有組播或者廣播能力的局域網(wǎng)設(shè)計(jì)。

VRRP協(xié)議將兩臺(tái)或多臺(tái)路由設(shè)備虛擬成一個(gè)虛擬路由設(shè)備，對(duì)外提供一個(gè)或多個(gè)虛擬的IP地址。使用VRRP創(chuàng)建的虛擬路由器被稱為VRRP組，在 VRRP 路由器組中，按優(yōu)先級(jí)選舉 Master 路由器和Backup路由器。Master 路由器實(shí)現(xiàn)針對(duì)虛擬路由器 IP 的各種網(wǎng)絡(luò)功能，如 ARP 請(qǐng)求、ICMP 消息和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)等；Backup 路由器不擁有該 IP，除了接收 Master路由器發(fā)送的 VRRP 通告信息外，不執(zhí)行對(duì)外的網(wǎng)絡(luò)功能。僅當(dāng)主機(jī)失效時(shí)，Backup 路由器接管原先 Master 路由器的網(wǎng)絡(luò)功能。

在VRRP協(xié)議中，Master周期性以組播的形式發(fā)送VRRP通告報(bào)文，以便Backup了解Master的工作狀態(tài)。如果Backup在一定時(shí)間內(nèi)沒有收到VRRP通告報(bào)文，則認(rèn)為Master出現(xiàn)故障，重新選舉Master，以保證通信不會(huì)中斷，從而保證通訊的連續(xù)性和可靠性。

1.2 MSTP協(xié)議分析[1][4-6]

多生成樹協(xié)議MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）是IEEE 802.1s中定義的一種STP和VLAN結(jié)合使用的新型生成樹協(xié)議。STP（生成樹協(xié)議）通過在網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)造一棵自然樹的方法達(dá)到裁剪冗余環(huán)路的目的，同時(shí)實(shí)現(xiàn)鏈路備份和路徑最優(yōu)化。但STP最大的缺陷在于收斂速度過慢，至少需要30秒的收斂時(shí)間。為了解決STP協(xié)議的這個(gè)缺陷，IEEE推出了802.1w標(biāo)準(zhǔn)，定義了RSTP（快速生成樹協(xié)議），與STP相比，收斂速度快得多，最快在1秒之內(nèi)。但RSTP與STP一樣同屬單生成樹SST（Single Spanning Tree），有它自身的缺陷，主要表現(xiàn)在：第一，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較大的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的收斂時(shí)間，拓?fù)涓淖円脖容^大；第二，由于鏈路被阻塞后將不承載任何流量，造成帶寬的極大浪費(fèi)。為了克服單生成樹的這些缺陷，與是支持VLAN的生成樹協(xié)議（PVST/PVST+）應(yīng)運(yùn)而生。

PVST/PVST+協(xié)議能夠保證每一個(gè)VLAN都不存在環(huán)路。經(jīng)過改進(jìn)的PVST+協(xié)議在VLNA1運(yùn)行的是普通STP協(xié)議，在其他VLAN上運(yùn)行PVST協(xié)議。PVST+協(xié)議可以與STP/RSTP互通。但PVST/PVST+協(xié)議也有自身的缺陷：第一，由于每個(gè)VLAN都需要生成一棵樹，PVST BPDU的通信量將正比于Trunk的VLAN個(gè)數(shù)。第二，在VLAN個(gè)數(shù)比較多時(shí)，維護(hù)多棵生成樹的計(jì)算量和資源占用量將急劇增長(zhǎng)。多實(shí)例化的MSTP協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生。

多生成樹協(xié)議MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）是IEEE 802.1s中定義的一種新型多實(shí)例化生成樹協(xié)議。MSTP中引入了“實(shí)例”（Instance）和“域”（Region） “的概念。所謂“實(shí)例”就是多個(gè)VLAN的一個(gè)集合，這種通過多個(gè)VLAN捆綁到一個(gè)實(shí)例中去的方法可以節(jié)省通信開銷和資源占用率。MSTP各個(gè)實(shí)例拓?fù)涞挠?jì)算是獨(dú)立的，在這些實(shí)例上就可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

MSTP協(xié)議把支持MSTP的交換機(jī)和不支持MSTP交換機(jī)劃分成不同的區(qū)域，分別稱作MST域和SST域。在MST域內(nèi)部運(yùn)行多實(shí)例化的生成樹，交換機(jī)間使用MSTP BPDU交換拓?fù)湫畔?；在MST域的邊緣運(yùn)行RSTP兼容的內(nèi)部生成樹IST（Internal Spanning Tree）。SST域內(nèi)的交換機(jī)使用STP/RSTP/PVST+BPDU交換拓?fù)湫畔?。在MST域與SST域之間的邊緣上，SST設(shè)備會(huì)認(rèn)為對(duì)接的設(shè)備也是一臺(tái)RSTP設(shè)備。而MST設(shè)備在邊緣端口上的狀態(tài)將取決于內(nèi)部生成樹的狀態(tài)，也就是說端口上所有VLAN的生成樹狀態(tài)將保持一致。

2 VRRP和MSTP技術(shù)在企業(yè)網(wǎng)中的應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

2.1 案例需求

某企業(yè)為了滿足公司經(jīng)營(yíng)和統(tǒng)一管理的實(shí)際需要，需要建設(shè)自己的信息化網(wǎng)絡(luò)。該公司設(shè)有市場(chǎng)部、人力資源部、財(cái)務(wù)部、售后服務(wù)部等4個(gè)部門，要求在組網(wǎng)時(shí)充分考慮網(wǎng)絡(luò)的管理性和可靠性。

為了真實(shí)地模擬企業(yè)網(wǎng)的互連環(huán)境，搭建如圖2所示的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為典型單核心的三層架構(gòu)。其中核心層用1臺(tái)S5750交換機(jī)模擬，匯聚層用2臺(tái)S3550交換機(jī)模擬，接入層用2臺(tái)S2126G交換機(jī)模擬。為了抑制網(wǎng)絡(luò)中的廣播流量，隔離不同的廣播域，將4個(gè)部門劃分在不同的VLAN，設(shè)計(jì)了VLAN10（市場(chǎng)部）、VLAN20（人力資源部）、VLAN30（財(cái)務(wù)部）、VLAN10（售后服務(wù)部）共4個(gè)子網(wǎng)，所有接入層的的設(shè)備都可以經(jīng)過匯聚層和核心層的交換設(shè)備訪問網(wǎng)絡(luò)中心服務(wù)器或外部網(wǎng)絡(luò)，相同VLAN間的計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)相互訪問。

為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，路由冗余和負(fù)載均衡是需要考慮的問題，因此設(shè)計(jì)通過匯聚層訪問網(wǎng)絡(luò)中心或外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流，利用VRRP實(shí)現(xiàn)路由冗余和負(fù)載均衡，不同地理位置同一VLAN間計(jì)算機(jī)通信的數(shù)據(jù)流，利用MSTP實(shí)現(xiàn)路由冗余和負(fù)載均衡。

2.2 實(shí)現(xiàn)過程

2.2.1 VRRP安全策略設(shè)計(jì)

對(duì)于需經(jīng)過S31和S32的數(shù)據(jù)流，設(shè)計(jì)規(guī)劃如下，VLAN10和VLAN30子網(wǎng)到網(wǎng)絡(luò)中心或外部的數(shù)據(jù)以S31為主核心交換機(jī)，S32為備份交換機(jī)，在S31交換機(jī)上對(duì)VLAN10和VLAN30設(shè)置同等的訪問優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)設(shè)置為254，而VLAN20和VLAN40則采用默認(rèn)優(yōu)先級(jí)，默認(rèn)值為100；VLAN20和VLAN40子網(wǎng)到網(wǎng)絡(luò)中心和外部的數(shù)據(jù)以S32為核心交換機(jī)，S31為主核心交換機(jī)，在S32交換機(jī)上對(duì)VLAN20和VLAN40設(shè)置同等的訪問優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)設(shè)置為254，而VLAN10和VLAN30則采用默認(rèn)優(yōu)先級(jí)。

2.2.2 MSTP安全策略設(shè)計(jì)

對(duì)于不同地理位置同一VLAN間的數(shù)據(jù)流，設(shè)計(jì)規(guī)劃如下：將VLAN10和VLAN30加入到實(shí)例1中，將VLAN20和VLAN40加入到實(shí)例2中，并設(shè)置S31為實(shí)例2的根節(jié)點(diǎn)，設(shè)置S32為實(shí)例1的根結(jié)點(diǎn)。在S31上設(shè)置實(shí)例1的優(yōu)先級(jí)為4096，實(shí)例2的優(yōu)先級(jí)為8192；在S32上設(shè)置實(shí)例如的優(yōu)先級(jí)為8192，實(shí)例2的優(yōu)先級(jí)為4096。

2.2.3 IP地址規(guī)劃

2.2.4 配置過程

具體的配置過程如下：

1、基本信息和VRRP的配置

3 結(jié)束語(yǔ)

在深入了解VRRP和MSTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)原理的基礎(chǔ)上，通過具體案例實(shí)現(xiàn)VRRP+MSTP結(jié)合實(shí)施的思路和實(shí)現(xiàn)方法，消除了網(wǎng)絡(luò)中的單點(diǎn)故障，建立一個(gè)可靠的企業(yè)園區(qū)網(wǎng)。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：Gstreamer； 流媒體； RTSP； RTP/RTCP

中圖分類號(hào)：TN919.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2013）03-149-002

1．前言

流媒體技術(shù)以流的方式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸媒體，具有良好的實(shí)時(shí)性和交互性。隨著3G、4G等高速移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展成熟和多媒體智能移動(dòng)設(shè)備的普及，流媒體技術(shù)獲得了廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展。本文基于GStreamer架構(gòu)，采用RTP/RTCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，設(shè)計(jì)了一種流媒體播放器，處理芯片采用OMAP3430，操作系統(tǒng)為嵌入式Linux系統(tǒng)，借助高速網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的流媒體播放。

2．相關(guān)技術(shù)介紹

2.1流媒體技術(shù)。流媒體是指以流的方式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸音頻、視頻和多媒體文件的形式。流媒體文件格式是支持采用流式傳輸及播放的媒體格式。流式傳輸方式是將視頻和音頻等多媒體文件經(jīng)過特殊的壓縮方式分成一個(gè)個(gè)壓縮包，由服務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)連續(xù)、實(shí)時(shí)傳送。用戶采用內(nèi)容緩存的方式，只需要進(jìn)行很短時(shí)間的緩沖，就可以一邊播放一邊下載，而不需要提前下載整個(gè)文件。

流媒體傳輸一般都是采用建立在udp協(xié)議上的rtp/rtsp實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議。相對(duì)于注重傳輸質(zhì)量的tcp協(xié)議來(lái)說，udp協(xié)議更加注重傳輸速度，這種協(xié)議對(duì)于實(shí)時(shí)性要求很高的流媒體文件來(lái)說，無(wú)疑是更加合適的。

2.2Gstreamer概述。GStreamer是一種流媒體應(yīng)用框架，采用了基于插件（plugin）和管道（pipeline）的體系結(jié)構(gòu)，框架中的所有的功能模塊都被實(shí)現(xiàn)成可以插拔的組件（component），并且在需要的時(shí)候能夠很方便地安裝到任意一個(gè)管道上，由于所有插件都通過管道機(jī)制進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換，因此很容易利用已有的各種插件“組裝”出一個(gè)功能完善的多媒體應(yīng)用程序。其主要功能模塊包括元件、襯墊、箱柜等。

元件(Elements)是Gstreamer框架中所有可用組件的基礎(chǔ)，是組成管道的基本構(gòu)件。元件可以分為數(shù)據(jù)源元件、過濾器元件、接收器元件等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入、處理和輸出等功能。

襯墊（pad）是元件（element）與外界的連接通道，每個(gè)襯墊都帶有特定的功能信息，通過將不同元件的襯墊依次連接起來(lái)構(gòu)成一條媒體處理管道，使數(shù)據(jù)在流經(jīng)管道的過程能夠被各個(gè)元件正常處理，最終就可以實(shí)現(xiàn)特定的多媒體功能。

箱柜(Bins):箱柜是一個(gè)可以裝載元件的容器，同時(shí)其自身也是一個(gè)GstElement對(duì)象，也能夠被用來(lái)容納其他的箱柜對(duì)象。

2.3實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP/RTCP）。RTP/RTCP協(xié)議棧由兩個(gè)相互緊湊的協(xié)議組成，其中RTP協(xié)議負(fù)責(zé)傳送具有實(shí)時(shí)特征的多媒體數(shù)據(jù)，而RTCP協(xié)議負(fù)責(zé)反饋控制、監(jiān)測(cè)QoS、監(jiān)視和傳遞相關(guān)信息。由于流媒體數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于傳輸實(shí)時(shí)性的要求遠(yuǎn)高于傳輸可靠性，RTP/RTCP數(shù)據(jù)通常采用UDP/IP封裝，它們共同完成網(wǎng)絡(luò)傳輸層的功能。

2.4實(shí)時(shí)流媒體協(xié)議（RTSP）。RTSP協(xié)議是一種對(duì)流媒體數(shù)據(jù)的傳輸進(jìn)行控制的應(yīng)用級(jí)協(xié)議。通過RTSP協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)音視頻的控制、點(diǎn)播等功能。

3．流媒體播放器的實(shí)現(xiàn)

本文設(shè)計(jì)的流媒體播放器，可以分為以下幾個(gè)模塊：用戶界面、RTSP控制模塊、RTP/RTCP傳輸模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、解碼模塊、視音頻輸出模塊。如圖1所示。用戶通過用戶界面與客戶端交互，RTSP模塊響應(yīng)用戶界面發(fā)送的命令，建立RTP數(shù)據(jù)傳輸會(huì)話，會(huì)話建立之后，由RTP/RTCP模塊循環(huán)接收RTP數(shù)據(jù)包并進(jìn)行排序，然后轉(zhuǎn)換模塊對(duì)RTP數(shù)據(jù)進(jìn)行解包，轉(zhuǎn)換成原始的音視頻數(shù)據(jù)，然后送入解碼模塊進(jìn)行解碼，最后通過音視頻輸出模塊將媒體展示給用戶。

圖1流媒體播放器架構(gòu)

用戶界面是客戶端跟用戶之間交互的界面，它包括兩部分內(nèi)容：一是媒體播放控制，比如暫停、快進(jìn)等；二是媒體內(nèi)容的展示，比如視頻畫面的顯示等。在Linux系統(tǒng)下，本文利用GTK+庫(kù)開發(fā)GUI框架。

RTSP模塊用于會(huì)話的建立和控制，它提供響應(yīng)界面操作的接口，直接響應(yīng)界面發(fā)送的命令。RTSP也提供互聯(lián)的雙方或多方的一個(gè)傳輸方式和編碼方式的協(xié)商操作，在網(wǎng)絡(luò)允許的情況下，建立一條最佳的傳輸通道。當(dāng)客戶端用戶選擇服務(wù)器上某項(xiàng)流媒體內(nèi)容的時(shí)候，播放器會(huì)通過RTSP協(xié)議，與服務(wù)器建立會(huì)話，通知服務(wù)器往本地RTP接收端口發(fā)送音視頻數(shù)據(jù)。

RTP/RTCP模塊為流媒體播放器的核心組成部分，當(dāng)RTSP建立傳輸會(huì)話之后，RTP和RTCP會(huì)各使用一個(gè)端口，RTP端口會(huì)循環(huán)接收RTP數(shù)據(jù)包,同時(shí)RTCP端口會(huì)周期性的發(fā)送RTCP報(bào)，RTCP包中包含已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)等統(tǒng)計(jì)資料，因此，服務(wù)器可以利用這些信息動(dòng)態(tài)的改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。RTP包由RTP包頭和RTP數(shù)據(jù)構(gòu)成，RTP包頭中包含了一些可以較好保證流數(shù)據(jù)連續(xù)性實(shí)時(shí)性的信息，如序列號(hào)、時(shí)間戳等。序列號(hào)可以保證到達(dá)客戶端的RTP包的連續(xù)，而時(shí)間戳可以同步音視頻包。根據(jù)包頭中的時(shí)間戳接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行重新排序，然后傳送到轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行處理。

4．小結(jié)

本文采用Gstreamer架構(gòu)，對(duì)RTP/RTCP/RTSP協(xié)議進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)了一種基于Linux系統(tǒng)的流媒體播放器，通過構(gòu)建RTP/RTCP流媒體傳輸插件，實(shí)現(xiàn)了流媒體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和播放，在終端設(shè)備中可以取得良好的流媒體播放效果。

這種基于Gsreamer的媒體播放器具備良好的靈活性和可移植性，借助高速傳播網(wǎng)絡(luò)，特別適合在各種不同類型的智能終端實(shí)現(xiàn)流媒體的接收和播放等功能，在視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程會(huì)議、視頻教學(xué)、多媒體娛樂等多種不同場(chǎng)合都可以獲得廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) 監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

移動(dòng)終端不斷普及，臺(tái)式機(jī)、筆記本和移動(dòng)終端的界限越來(lái)越模糊，很多功能都可以轉(zhuǎn)移到移動(dòng)終端上，同時(shí)移動(dòng)終端無(wú)論從聽說讀寫還是從感知方面都擁有電腦所沒有的優(yōu)勢(shì)。作為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)之一，移動(dòng)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，也開始逐漸發(fā)展起來(lái)。

1 移動(dòng)通信Android平臺(tái)簡(jiǎn)介

Android的系統(tǒng)架構(gòu)和其操作系統(tǒng)一樣，采用了分層的架構(gòu)。 Android結(jié)構(gòu)分為四個(gè)層，從高層到低層分別是應(yīng)用程序?qū)印?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)層和Linux內(nèi)核層。Android會(huì)同一系列核心應(yīng)用程序包一起，該應(yīng)用程序包包括客戶端，SMS短消息程序，日歷，地圖，瀏覽器，聯(lián)系人管理程序等。所有的應(yīng)用程序都是使用JAVA語(yǔ)言編寫的。Android系統(tǒng)既是一個(gè)完全開放的系統(tǒng)，也是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)。

2 移動(dòng)通信Android開發(fā)環(huán)境

2.1 安裝Java語(yǔ)言運(yùn)行環(huán)境

Android應(yīng)用程序采用Java代碼開發(fā)，在Win 7系統(tǒng)下，需要Java編譯器JDK，經(jīng)典版本是JDK1.6，安裝JDK之前要先安裝JRE，即Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境，就是Java運(yùn)行虛擬機(jī)。

2.2 下載安裝Eclipse和Android SDK

為了更好地可視化地編譯Java代碼，還需要一個(gè)Java編譯的IDE，Eclipse是一個(gè)開放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展開發(fā)平臺(tái)。Eclipse是編譯Java的優(yōu)秀的可擴(kuò)展的IDE，本文使用Eclipse環(huán)境結(jié)合Android SDK進(jìn)行Java代碼的開發(fā)。下載Eclipse并解壓到某一目錄，就能使用。AndrnidSDK的同樣只需到相應(yīng)網(wǎng)站下載，解壓即可"這里還需AndroidsDK。

2.3 更新Eelipse，安裝Android開發(fā)插件ADT

Google為Android定制了一個(gè)Eelipse插件，即AndroidDevelopment

Kit（ADT）"ADT插件專用于擴(kuò)展Eclipse的功能，為用戶能夠快速地開發(fā)Android項(xiàng)目提供方便"例如，快速建立Andro記項(xiàng)目，使用XML布局文件創(chuàng)建應(yīng)用程序界面等" 安裝好ADT后，安裝好ADT后，就能創(chuàng)建Android Project了。

3 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

該系統(tǒng)開發(fā)一個(gè)開放源碼的解決方案，能夠用很小的開銷在手機(jī)或者服務(wù)器上交換現(xiàn)場(chǎng)視頻。用戶只需要一個(gè)Android移動(dòng)設(shè)備和通過WiFi或蜂窩網(wǎng)絡(luò)。建立的網(wǎng)絡(luò)連接，就可以直接上傳或者播放現(xiàn)場(chǎng)視頻，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。

3.2 系統(tǒng)編碼協(xié)議和實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議

3.2.1 H.263

H.263是由ITU-T制定的網(wǎng)絡(luò)會(huì)議用的低碼率視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，屬于網(wǎng)絡(luò)信息編解碼器。H.263最初設(shè)計(jì)為基于H.324的系統(tǒng)進(jìn)行傳輸（即基于公共交換電話網(wǎng)和其它基于電路交換的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)會(huì)議和網(wǎng)絡(luò)電話）。后來(lái)發(fā)現(xiàn)H.263也可以成功的應(yīng)用與H.323（基于RTP/IP 網(wǎng)絡(luò)的會(huì)議系統(tǒng)），H.320（基于綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的會(huì)議系統(tǒng)），RTSP（流式媒體傳輸系統(tǒng)）和SIP（基于因特網(wǎng)的會(huì)議）。H.263在2010年和2012年調(diào)整為更高質(zhì)量的流。H.263從眾多類似的信息編碼/解碼標(biāo)準(zhǔn)中脫穎而出，因?yàn)樗还雀鐰ndroid操作系統(tǒng)所采用，因此目前市場(chǎng)上大多數(shù)的Android設(shè)備都支持。除了良好的兼容性，H.263是一種低帶寬流，使得能夠在第三代（3G）蜂窩網(wǎng)絡(luò)上工作。

3.2.2 實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP）

實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP），是定義了一種傳輸音頻和視頻的報(bào)文格式，這些音頻和視頻在互聯(lián)網(wǎng)或本地網(wǎng)絡(luò)上采用各種不同的編碼器類型進(jìn)行編碼。RTP通過UDP進(jìn)行傳輸，而不需要TCP確認(rèn)或TCP ACK數(shù)據(jù)包。UDP作為向服務(wù)器傳送的報(bào)文類型原因之一就是不需要ACK數(shù)據(jù)包。例如，如果發(fā)送視頻的設(shè)備或用戶進(jìn)入一個(gè)較差的蜂窩覆蓋區(qū)域，可能會(huì)導(dǎo)致沒有足夠的帶寬將所有的數(shù)據(jù)包及時(shí)地從服務(wù)器發(fā)送給用戶來(lái)觀看事件。這將會(huì)導(dǎo)致一個(gè)時(shí)斷時(shí)續(xù)的視頻，不過視頻仍在傳輸。最壞的情況是用戶進(jìn)入一個(gè)完全沒有蜂窩網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域，在用戶端的播放裝置就會(huì)完全停止；直到設(shè)備到達(dá)了一個(gè)可以傳輸數(shù)據(jù)包的區(qū)域，播放器才能重新顯示。

3.2.3 實(shí)時(shí)流傳輸協(xié)議

實(shí)時(shí)流傳輸協(xié)議（RTSP）是用來(lái)控制播放RTP流。RTSP服務(wù)器允許播放器接收從設(shè)備發(fā)送的RTP數(shù)據(jù)包。播放器（例如VLC或ffmpeg）不能直接打開一個(gè)RTP流，因此，RTSP服務(wù)器需要提供其他的流信息并控制流數(shù)據(jù)包的開始和停止。RTSP服務(wù)器是基于RFC2326。它包含以下命令：選項(xiàng)，描述，宣布，設(shè)置，播放，暫停和拆卸。基于RFC4566的會(huì)話描述協(xié)議（SDP）與描述命令配合使用。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

該系統(tǒng)將信息編解碼協(xié)議，RTP協(xié)議以及RTSP協(xié)議相互關(guān)聯(lián)并組成一個(gè)界面友好的、操作簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序。系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)由Android設(shè)備的獲取信息流，傳輸至信息服務(wù)器，并可以在基于WEB瀏覽器的終端網(wǎng)頁(yè)上的播放實(shí)時(shí)信息流。

服務(wù)器打開許多不同的偵聽端口接收傳入連接。端口使用的協(xié)議是TCP和UDP。服務(wù)器產(chǎn)生兩個(gè)監(jiān)聽器，一個(gè)用于客戶或播放器查看接收到的信息，另一個(gè)用于用戶或手機(jī)發(fā)送信息。每個(gè)新的TCP或UDP端口需要一個(gè)額外的線程。每產(chǎn)生一個(gè)新的線程類型就要增加一個(gè)新的Java類。一個(gè)并發(fā)哈希表將用于同步用戶觀看信息和手機(jī)線程之間的信息流。

參考文獻(xiàn)：

篇4

【關(guān)鍵詞】Android；視頻監(jiān)控；智能手機(jī)

1 移動(dòng)流媒體技術(shù)

移動(dòng)流媒體技術(shù)就是把連續(xù)的聲音影像信息經(jīng)過壓縮處理后傳送到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，讓終端用戶能夠在下載的同時(shí)觀看收聽，而不需要等到全部的多媒體文件下載完成就可以即時(shí)觀看的技術(shù)。移動(dòng)流媒體技術(shù)的出現(xiàn)是伴隨這移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)音視頻技術(shù)的進(jìn)步，其只要是關(guān)于流媒體數(shù)據(jù)從采集到播放整個(gè)過程中所需要的核心技術(shù)。流媒體播放技術(shù)有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)是能夠及時(shí)傳送隨時(shí)播放，缺點(diǎn)是由于網(wǎng)絡(luò)的速率不穩(wěn)定性，當(dāng)播放速率大于傳輸速率時(shí)，視頻播放將出現(xiàn)停滯，時(shí)斷時(shí)續(xù)的現(xiàn)象。

2 Android的視頻監(jiān)控系統(tǒng)

基于Android的視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為五個(gè)模塊：依次為采集模塊、編碼模塊、視頻傳輸模塊、解碼模塊、顯示模塊，下面分別進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1 視頻采集模塊

Android攝像頭采集到的視頻格式為YUV420格式的視頻流。采集模塊的實(shí)現(xiàn)可以在Android的應(yīng)用層中通過編寫代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.2 編碼模塊

數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)主要由兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織制定。MPEG制定的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)有MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4。ITU一T制定的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)有H.261和H.263。為了促進(jìn)下一代多媒體通信的應(yīng)用， MPEG和VCEG共同成立了聯(lián)合視頻工作組（JVT），共同開發(fā)了視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264。H.264是目前最先進(jìn)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。

H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是目前最新的技術(shù)，雖然H.264遵循了原來(lái)壓縮標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)，但是H.264具有一些新的特性，H.264標(biāo)準(zhǔn)分兩層結(jié)構(gòu)，包含網(wǎng)絡(luò)抽象層（NAL）和視頻編碼層（VCL）。網(wǎng)絡(luò)抽象層用于數(shù)據(jù)打包和傳輸，編碼層負(fù)責(zé)視頻壓縮編碼，這種分層結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了傳輸和編碼的分離。由于H.264標(biāo)準(zhǔn)引入了數(shù)據(jù)分割等抗誤碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜環(huán)境下的使用，可以適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)的傳輸要求。由于采用高度復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)算法，H.264是目前低碼率下壓縮率最高的編碼標(biāo)準(zhǔn)，在帶寬不穩(wěn)定的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上有著無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 傳輸模塊

流媒體傳輸和控制協(xié)議在應(yīng)用層主要涉及到HTTP，RTSP，RTP和RTCP協(xié)議，在傳輸層有TCP和UDP協(xié)議。HTTP是建立在傳輸控制協(xié)議（TCP）之上的超文本傳輸協(xié)議。TCP/IP協(xié)議是專為數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計(jì)的，能夠保證傳輸?shù)目煽啃浴TP是在一對(duì)一或一對(duì)多的情況下針對(duì)流媒體數(shù)據(jù)流工作，不僅能夠提供時(shí)間信息而且可以保證數(shù)據(jù)流的同步。通常RTP建立在UDP之上，使用UDP傳輸數(shù)據(jù)。RTP本身沒有可靠的傳送機(jī)制，其流量控制和擁塞控制是由實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTCP）來(lái)提供的。RTP和RTCP共同協(xié)作才能完成流媒體的傳輸和控制。實(shí)時(shí)流協(xié)議（RTCP）是應(yīng)用層協(xié)議，位于RTP和RTCP協(xié)議層之上，通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸多媒體數(shù)據(jù)，在傳輸機(jī)制上采用TCP和RTP完成數(shù)據(jù)傳輸。RTSP用于控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的發(fā)送，提供用于音視頻流的VCR遠(yuǎn)程控制功能和用于控制流媒體的播放、暫停、記錄等操作。會(huì)話描述協(xié)議SDP，SDP是用來(lái)描述RTSP，以便說明一個(gè)流媒體會(huì)話的基本屬性。結(jié)合移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)通信實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，本文采用RTP，RTSP，RTCP和HTTP協(xié)議完成視頻監(jiān)控系統(tǒng)的通信和遠(yuǎn)程控制。

一個(gè)最基本的流媒體系統(tǒng)包括編碼器，流媒體服務(wù)器和客戶端播放器三個(gè)部分。各個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)通信交換都是按照特定的協(xié)議。編碼器用來(lái)將原始的音視頻轉(zhuǎn)換成合適的流媒體格式文件，服務(wù)器用來(lái)接收和轉(zhuǎn)發(fā)編碼后的媒體流，客戶端則是負(fù)責(zé)解碼和播放接收到的流媒體數(shù)據(jù)。流媒體傳輸有兩種方式，一種是順序流式傳輸，一種是實(shí)時(shí)流式傳輸。

（1）順序流式傳輸。順序流式傳輸就是順序下載。用順序流式傳輸方法基于標(biāo)準(zhǔn)HTTP或FTP服務(wù)器來(lái)傳輸文件，通常容易管理，方便用戶的使用。整個(gè)下載過程是無(wú)損的，能夠保證視頻的高質(zhì)量，但是用于網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的問題，一般需要等待較久的時(shí)間。順序流式傳輸常用于對(duì)視頻質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合，對(duì)實(shí)時(shí)性，隨機(jī)訪問性要求較高的場(chǎng)合則不適用。

（2）實(shí)時(shí)流式傳輸。實(shí)時(shí)流式傳輸能夠保證信號(hào)帶寬與網(wǎng)絡(luò)連接的匹配，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳送，適合現(xiàn)場(chǎng)直播，支持隨機(jī)訪問，用戶可進(jìn)行快進(jìn)后退操作。實(shí)時(shí)流式傳輸需要傳輸網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和專用的流媒體服務(wù)器。由于這些協(xié)議與防火墻有關(guān)，在使用時(shí)一需經(jīng)過配置。系統(tǒng)設(shè)置，管理比順序流式傳輸復(fù)雜。由于必須匹配連接帶寬，在低速連接設(shè)備時(shí)或者網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，會(huì)出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象，導(dǎo)致視頻質(zhì)量下降。

2.4 解碼模塊

解碼從性質(zhì)來(lái)來(lái)講，其實(shí)是編碼過程的逆過程。編碼采用H.264進(jìn)行編碼，所以該模塊也采用H.264進(jìn)行解碼。解碼器的整體設(shè)計(jì)可以分成兩部分，一部分是視頻數(shù)據(jù)的解碼部分，主要用C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用Android NDK+C的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。另外，一部分是視頻的顯示部分，主要采用Android提供的組件來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用Android SDK+Java的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。而這兩部分的集合，則是通過java提供的jni機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)Java和C語(yǔ)言之間的通信。整個(gè)解碼流程可分為三個(gè)功能模塊：前段碼流處理、H.264解碼和后段視頻顯示。

（1）前段碼流處理：主要負(fù)責(zé)文件的讀取，從碼流中分隔出NAL然后交給底層進(jìn)行解碼處理。

（2）H.264解碼：整個(gè)解碼的核心部分，通過本地C語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)和解碼庫(kù)對(duì)碼流數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成H.264解碼實(shí)現(xiàn)圖像重建。

（3）后端視頻顯示：接收H.264解碼模塊解碼后的視頻數(shù)據(jù)，在客戶端進(jìn)行顯示。

通過分析三個(gè)模塊的功能可知，H.264解碼模塊是最耗費(fèi)資源的。H.264視頻標(biāo)準(zhǔn)為了更好的適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奶匦?，采用了分層設(shè)計(jì)的思想既視頻編碼層VCL和網(wǎng)絡(luò)提取層NAL。

2.5 顯示模塊

通過調(diào)用Android自帶的顯示器，來(lái)顯示解碼后的本地?cái)?shù)據(jù)流，從而達(dá)到實(shí)時(shí)視頻的顯示效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了移動(dòng)流媒體技術(shù)的概念及特點(diǎn)，考慮到網(wǎng)絡(luò)速率的不穩(wěn)定性帶來(lái)的一些列影響，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于Android的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)分為五個(gè)模塊，依次為采集模塊、編碼模塊、視頻傳輸模塊、解碼模塊、顯示模塊，這種系統(tǒng)很好地解決了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安全性、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性等要求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]溫敏，艾麗蓉，王志國(guó).Android智能手機(jī)系統(tǒng)中文件實(shí)時(shí)監(jiān)控的研究與實(shí)現(xiàn)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2009（4）：1716-1719.

篇5

關(guān)鍵詞：3G技術(shù)；J2ME；手機(jī)視頻監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TP277

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展給人們帶來(lái)了多樣化的網(wǎng)絡(luò)智能終端與互聯(lián)網(wǎng)功能，人們只需將所需的應(yīng)用程序安裝在手機(jī)上即可享受此程序所帶來(lái)的服務(wù)，人們完全能夠?qū)崿F(xiàn)在辦公和生活。并且隨著3G時(shí)代的來(lái)臨，手機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)逐漸成為3G視頻應(yīng)用中的重點(diǎn)，在通過手機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行道路管理、公安執(zhí)法、街道巡查以及事故應(yīng)急指揮等操作已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)，而在手機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中所采用的J2ME技術(shù)更是為手機(jī)客戶端進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻接收與查看提供了更為便捷的方式，J2ME技術(shù)通過服務(wù)端口進(jìn)行攝像和數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)傳送至中心服務(wù)器進(jìn)行視頻圖像壓縮，為用戶提供高清流暢的視頻資源，用戶只需通過手機(jī)即可對(duì)所需視頻進(jìn)行瀏覽。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 H.264技術(shù)

H.264是由ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）和ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）聯(lián)合組建的數(shù)字視頻壓縮格式，在ITU-T中其是以H.26x系列為名稱命名，在ISO/IEC中，它又被稱為MPEG-4高級(jí)視頻編碼。H.264技術(shù)的提出主要為了在現(xiàn)有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)器的基礎(chǔ)上進(jìn)行帶寬優(yōu)化，為相同帶寬下的使用者提供更為優(yōu)質(zhì)的視頻圖像。H.264不僅能夠?yàn)橛脩籼峁┻B續(xù)性的流暢高質(zhì)量視頻圖像，還具有極強(qiáng)的容錯(cuò)能力，讓使用者在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不穩(wěn)定的情況下避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。采用先進(jìn)整數(shù)變換、幀間預(yù)測(cè)與幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)的H.264系統(tǒng)技術(shù)具有超高的數(shù)據(jù)壓縮比率，能夠使高清流暢的視頻圖像順利傳送至用戶接收端口，在傳輸過程中實(shí)現(xiàn)帶寬減少，節(jié)約數(shù)據(jù)資源。

1.2 J2ME技術(shù)

J2ME又稱Java ME，其包括JVM規(guī)范與API規(guī)范技術(shù)，是通過JCP制定、與Java SE、Java EE并稱Java技術(shù)的三大版本。J2ME的虛擬機(jī)技術(shù)可以為用戶提供無(wú)線和有線連接，使用戶能夠隨需進(jìn)行應(yīng)用程序的使用。J2ME采用了JAVA虛擬機(jī)技術(shù)為各類的嵌入式消費(fèi)電子設(shè)備提供JAVA語(yǔ)言平臺(tái)，是一種高度優(yōu)化下的JAVA運(yùn)行環(huán)境，其運(yùn)行目標(biāo)多樣化，能夠滿足各方面的用戶需求。

1.3 RTSP協(xié)議

RTSP不僅是一種實(shí)時(shí)流傳輸協(xié)議，同時(shí)也是TCP/IP系統(tǒng)中的一項(xiàng)應(yīng)用層協(xié)議，其可以有效控制流媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳送，還能夠?yàn)橛脩籼峁┮曨l模式的遠(yuǎn)程控制功能，包括對(duì)視頻圖像進(jìn)行快進(jìn)、后退、停止和定位等基本操作，RTSP還允許用戶進(jìn)行同時(shí)多個(gè)串流需求控制，在服務(wù)器端口可根據(jù)需求選擇是否使用TCP或UDP來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)容的串流傳送。除此之外，RTSP還可根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況進(jìn)行服務(wù)器轉(zhuǎn)換和重新導(dǎo)向加載功能，避免數(shù)據(jù)負(fù)載造成服務(wù)器延遲，并通過與低層協(xié)議結(jié)合為基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸提供流化服務(wù)。

2 基于J2ME的手機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

手機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，手機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端采集、中心服務(wù)器和客戶終端構(gòu)成，通過前端采集視頻圖像，并在監(jiān)控中間的服務(wù)器中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、整理并壓縮，最后通過有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境傳輸至客戶終端進(jìn)行視頻圖像的釋放。

2.2 客戶端

監(jiān)控系統(tǒng)客戶端口通過了J2ME平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要用于滿足用戶登錄需求與信息的收發(fā)，客戶端讀取服務(wù)器響應(yīng)信息后自動(dòng)選擇視頻數(shù)據(jù)源來(lái)接收?qǐng)D像并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)播放，同時(shí)可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行視頻切換、屏幕圖案捕捉、保存視頻信息等處理，用戶只需通過服務(wù)器登陸并進(jìn)行驗(yàn)證，在通過驗(yàn)證后從服務(wù)器發(fā)送的視頻設(shè)備列表中提取需要的視頻源，選擇接收視頻圖像即可，在視頻播放期間還可進(jìn)行各種基本的簡(jiǎn)易操作。

2.3 視頻服務(wù)器

該系統(tǒng)既要向終端提供和傳輸圖像，還要給客戶提供可在web端口進(jìn)行瀏覽的視頻數(shù)據(jù)，這就要求J2ME系統(tǒng)必須滿足不同客戶端口的數(shù)據(jù)傳輸要求，設(shè)置不同規(guī)格的視頻壓縮模式。可采用低碼流、高質(zhì)量圖像的H.264來(lái)進(jìn)行視頻壓縮。H.264的轉(zhuǎn)碼模塊主要由核心轉(zhuǎn)碼器、接收和發(fā)送模塊構(gòu)成，接收模塊與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控相連，為用戶提供調(diào)用指令，同時(shí)接收和提取來(lái)自監(jiān)控端口的格式編碼、幀率、分辨率和碼率等視頻流，核心轉(zhuǎn)碼器將視頻流信息轉(zhuǎn)換成H.264視頻格式，并同步用戶選擇來(lái)修改視頻分辨率，轉(zhuǎn)碼后進(jìn)行TS/ES流分裝，最后通過網(wǎng)絡(luò)為用戶提供視頻數(shù)據(jù)。

3 基于J2ME的手機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 服務(wù)器端

服務(wù)器開發(fā)工具為VC6.0，采用了Windows 2003 sever操作系統(tǒng)，是一款微軟制作的C++編譯器。在操作過程中，先采用InitStreamClientLib函數(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，同時(shí)利用StartServer函數(shù)初始化服務(wù)器，接著啟動(dòng)流媒體服務(wù)器，設(shè)置本地文件路徑，再啟用Run Server函數(shù)啟動(dòng)服務(wù)器端口，如果需要結(jié)束服務(wù)端軟件，調(diào)用停止服務(wù)系統(tǒng)，再關(guān)閉系統(tǒng)服務(wù)即可。當(dāng)服務(wù)端口接收到用戶需求信息時(shí)會(huì)自動(dòng)開啟獨(dú)立數(shù)據(jù)傳輸與客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，然后利用圖像捕捉系統(tǒng)進(jìn)行圖像捕捉并壓縮，最后將經(jīng)過處理的圖像以JPEG的格式發(fā)送至用戶的手機(jī)接收端口。

3.2 手機(jī)客戶端

手機(jī)系統(tǒng)客戶端是一種方式移動(dòng)信息設(shè)備程序，支持用戶在MIDP設(shè)備上運(yùn)行MIDP應(yīng)用并利用僅利用MIDP規(guī)范各種API的運(yùn)行。其中WTK（Sun J2ME Wireless Toolkit）是Sun開發(fā)者研制的一款無(wú)線開發(fā)工具包，目的在于幫助開放人員更為便捷的進(jìn)行J2ME的開發(fā)。而Eclipse（集成開發(fā)環(huán)境）則為無(wú)線開發(fā)者提供了一個(gè)全新的框架服務(wù)，并通過插件組件為使用者構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境。手機(jī)系統(tǒng)客戶端利用多樣化線程為用戶進(jìn)行不同數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)，同時(shí)調(diào)用socket來(lái)與服務(wù)器端口進(jìn)行通訊，為了給使用者一個(gè)更好的用戶體現(xiàn)，手機(jī)系統(tǒng)客戶端界面選用了MIDP（移動(dòng)信息設(shè)備配置文件）來(lái)顯示用戶圖形界面，其主要運(yùn)用程序包括Choice Group、Alert、Item、Form、Text Field、List等。在系統(tǒng)線程中主要使用的網(wǎng)絡(luò)連接主要通過Java.lang.Thread來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并未用戶提供Socket UDPDatagram Connection、Connection、ServerSocketConnection數(shù)據(jù)源接口，使MIDlet在TCP/IP層能夠通過socket作為BSD UNIX的進(jìn)程通信機(jī)制來(lái)描述端口和IP地址。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于J2ME的手機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在近些年來(lái)已經(jīng)逐漸成為3G時(shí)代下視頻應(yīng)用的重要組成部分，使用者通過手機(jī)客戶端對(duì)服務(wù)器端所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來(lái)對(duì)視頻進(jìn)行瀏覽和查看，為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳播提供了多元化的方式。且隨著J2ME系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，J2ME手機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)為人們的生活提供更多的便捷服務(wù)，其在未來(lái)必然會(huì)擁有廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

關(guān)鍵詞:VOD;客戶端軟件;流媒體流量均衡裝置;ip filter driver hook

中圖分類號(hào):TN919.85文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-373X(2009)20-100-03

Implementation of Client End Software for New VOD Scheme

YANG Zhenlun,JIANG Yajun,HUANG Zhongwei

(Guangzhou Panyu Polytechnic College,Guangzhou,511483,China)

Abstract:Based on VOD scheme of load balancing equipments in stream medium,a new client end software is proposed.The client end software is developed under ip filter driver hook and raw socket.It redirects the users′ VOD demand in the way of network drivers operation.Cooperating with the advanced graded application structure of load balancing equipments of stream medium,it optimizes the application structure of VOD scheme and decreases the additional load of load balancing equipments of stream medium,improves the flexibility,efficiency and application prospects of VOD scheme.

Keywords:VOD;client end software;load balancing equipments of stream medium;ip filter driver hook

0 引 言

針對(duì)中小型園區(qū)網(wǎng)VOD應(yīng)用中因網(wǎng)絡(luò)帶寬及點(diǎn)播服務(wù)器I/O帶寬不足導(dǎo)致的系統(tǒng)阻塞問題,作者前期的研究成果提出了一種新型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備流媒體流量均衡裝置(以下簡(jiǎn)稱流量均衡裝置),基于該裝置的VOD方案通過在VOD系統(tǒng)中添加多個(gè)流量均衡裝置,從而減輕點(diǎn)播服務(wù)器和主干網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載,解決系統(tǒng)阻塞問題[1]。

該方案依賴流量均衡裝置內(nèi)部的均衡策略,通過各個(gè)單點(diǎn)設(shè)備之間的協(xié)同來(lái)實(shí)現(xiàn)全局流量均衡,而由于每個(gè)單點(diǎn)設(shè)備只能獲取對(duì)應(yīng)區(qū)域的點(diǎn)播狀況,因此實(shí)現(xiàn)全局均衡則需要各個(gè)設(shè)備進(jìn)行頻繁且大量的信息交換,增加了每個(gè)單點(diǎn)設(shè)備的負(fù)載,也導(dǎo)致全局流量均衡收斂時(shí)間的延長(zhǎng),并且新的流量均衡設(shè)備加入后,需要一段時(shí)間才能融合到系統(tǒng)中,這限制了該VOD優(yōu)化方案的應(yīng)用。

為解決該問題,在此提出一種應(yīng)用于該VOD方案的客戶端軟件,前述的VOD應(yīng)用方案在引入了該客戶端軟件后,能進(jìn)一步優(yōu)化VOD應(yīng)用結(jié)構(gòu),提高運(yùn)行效率,增強(qiáng)該方案的實(shí)用性。

這里將分別對(duì)改進(jìn)方案結(jié)構(gòu)以及客戶端軟件的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。

1 改進(jìn)方案結(jié)構(gòu)

通常的VOD系統(tǒng)都配有Web服務(wù)器,以提供節(jié)目列表[2],原來(lái)基于流量均衡裝置的VOD應(yīng)用方案的點(diǎn)播需要Web服務(wù)器修改客戶機(jī)上網(wǎng)頁(yè)插件的屬性,使得用戶的點(diǎn)播請(qǐng)求重定向到每個(gè)區(qū)域指定的流量均衡裝置中,再由流量均衡裝置為之提供服務(wù)。由于目前VOD系統(tǒng)有若干種主流的點(diǎn)播軟件方案,用戶可能使用Real player,Media player或QuickTime player等幾種客戶端中的一種[3]。該方式需要根據(jù)客戶機(jī)上的不同點(diǎn)播軟件提供不同的配置方式,而實(shí)現(xiàn)全局流量均衡需要各個(gè)單點(diǎn)的流量均衡裝置之間的交互來(lái)獲知整個(gè)園區(qū)網(wǎng)的點(diǎn)播狀況,為了達(dá)到較快的全局均衡收斂速度,這種信息交互的頻率較高,這給資源相對(duì)有限的流量均衡裝置帶來(lái)一定的額外負(fù)載。如果降低信息交互的頻率,則會(huì)導(dǎo)致收斂性能的降低。

改進(jìn)的VOD應(yīng)用方案主要是在點(diǎn)播的客戶機(jī)上添加了一個(gè)與流量均衡裝置配合的客戶端軟件,該軟件除了能實(shí)現(xiàn)將客戶機(jī)的點(diǎn)播請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到某個(gè)流量均衡裝置,實(shí)現(xiàn)各種點(diǎn)播軟件對(duì)流媒體流量均衡裝置的透明使用外,主要還提供一個(gè)額外的通信接口,流量均衡裝置可以通過該通信接口修改相應(yīng)點(diǎn)播客戶機(jī)的點(diǎn)播請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)方向。在這種情況下,全局流量均衡主要是通過將點(diǎn)播客戶機(jī)的點(diǎn)播請(qǐng)求,依據(jù)全局網(wǎng)絡(luò)狀況轉(zhuǎn)發(fā)到最合適的流量均衡裝置處而得到實(shí)現(xiàn)。

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的,對(duì)VOD應(yīng)用方案進(jìn)行微調(diào),根據(jù)具體數(shù)量將網(wǎng)絡(luò)中的流量均衡裝置分為兩級(jí)或者三級(jí),每一級(jí)的下一層流量均衡裝置將所屬區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)狀況發(fā)到上一層的流量均衡裝置中。最終匯總到一個(gè)事先指定的主控流量均衡裝置中,該流量均衡裝置根據(jù)全局流量均衡策略以及實(shí)際網(wǎng)絡(luò)狀況控制所有點(diǎn)播客戶機(jī)上客戶端軟件的點(diǎn)播轉(zhuǎn)發(fā)方向,如圖1所示。

2 客戶端軟件設(shè)計(jì)

該改進(jìn)方案的關(guān)鍵在于客戶端軟件?？蛻舳塑浖枰獙?shí)現(xiàn)的最主要功能是將客戶機(jī)的點(diǎn)播請(qǐng)求重定向到流量均衡裝置中,并且引導(dǎo)服務(wù)器將流媒體數(shù)據(jù)發(fā)送到流量均衡裝置中。由于目前主流流媒體協(xié)議RTSP協(xié)議簇在發(fā)送流媒體數(shù)據(jù)前,必須在服務(wù)器及客戶端之間經(jīng)過多次RTSP協(xié)商,確定具體參數(shù),而后續(xù)的操作則根據(jù)RTSP協(xié)商的結(jié)果進(jìn)行。如果在客戶機(jī)對(duì)點(diǎn)播軟件發(fā)起的RTSP協(xié)商過程進(jìn)行干預(yù)時(shí),則完全可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)播全過程的重定向。本文客戶端軟件的設(shè)計(jì)思想正是基于這一點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)RTSP協(xié)商數(shù)據(jù)包的重定向?qū)嵸|(zhì)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的截獲、修改和轉(zhuǎn)發(fā),在客戶端發(fā)起連接時(shí),從網(wǎng)絡(luò)底層將請(qǐng)求數(shù)據(jù)包攔截,并根據(jù)接收到的命令將其目的IP地址修改再發(fā)出去,接收到回復(fù)包再進(jìn)行反向的處理,而這一切對(duì)于客戶機(jī)的點(diǎn)播軟件都是透明的。

由于目前VOD系統(tǒng)中的用戶端以采用Windows操作系統(tǒng)的微機(jī)為主,該客戶端軟件的設(shè)計(jì)面向Windows。在Windows下實(shí)現(xiàn)這些功能需要使用內(nèi)核模式驅(qū)動(dòng)程序[4]。目前適用于該客戶端要求的可選內(nèi)核模式驅(qū)動(dòng)模式包括:微端口NIC 驅(qū)動(dòng)程序(Miniport NIC Drivers) 、中間層驅(qū)動(dòng)程序( Intermediate Drivers) 、協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序(Protocol Drivers)以及過濾器鉤子驅(qū)動(dòng)程序(IP Filter Driver Hook)等[5-7]。相比較而言,過濾器鉤子驅(qū)動(dòng)程序具有處理流程簡(jiǎn)單,效率較高的特點(diǎn)[8],并且從功能上能很好地滿足要求。該方案采用過濾器鉤子驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。

過濾器鉤子驅(qū)動(dòng)程序依賴于Microsoft 提供的IP 協(xié)議過濾驅(qū)動(dòng)程序,在Windows 2000/XP 系統(tǒng)中,System 32\\drivers目錄下的ipfltdrv.sys是Microsoft 提供的IP 協(xié)議過濾驅(qū)動(dòng)程序,它允許用戶注冊(cè)自己的IP 數(shù)據(jù)包處理函數(shù),即過濾器鉤子函數(shù)[9]。本機(jī)所有進(jìn)出的IP包都經(jīng)操作系統(tǒng)的IP過濾驅(qū)動(dòng)程序處理,而IP過濾驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用用戶定義的過濾器鉤子函數(shù)進(jìn)行處理,確定是丟棄或者傳送。

該客戶端軟件由處于內(nèi)核態(tài)的過濾器鉤子驅(qū)動(dòng)程序和處于用戶態(tài)的應(yīng)用程序組成,應(yīng)用程序包括接收主控流量均衡裝置命令的監(jiān)聽線程和配合驅(qū)動(dòng)程序工作的服務(wù)線程,如圖2所示。

圖1 改進(jìn)方案結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 客戶端軟件結(jié)構(gòu)圖

過濾器鉤子驅(qū)動(dòng)程序中設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行過濾鉤子函數(shù)的編寫。該客戶端軟件過濾器鉤子驅(qū)動(dòng)程序的鉤子函數(shù)完成的工作主要是比較本機(jī)進(jìn)出的數(shù)據(jù)包是否符合設(shè)定的轉(zhuǎn)發(fā)方向設(shè)置,如果符合則攔截,進(jìn)行改寫后傳送,具體流程如圖3所示。

圖3 過濾器鉤子驅(qū)動(dòng)程序流程圖

過濾器鉤子驅(qū)動(dòng)程序工作在IP層,只能改寫IP包的內(nèi)容,對(duì)于本機(jī)發(fā)送到其他機(jī)器的包,由于其MAC地址已經(jīng)設(shè)定好,只改寫IP地址不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的重定向。為解決該問題,驅(qū)動(dòng)程序修改目標(biāo)IP為本機(jī)IP,端口號(hào)為約定傳送端口后傳送數(shù)據(jù)包。由于基于原始套接字能實(shí)現(xiàn)自由收發(fā)TCP包的功能[10]。應(yīng)用程序中的服務(wù)線程采用原始套接字方式與驅(qū)動(dòng)程序配合進(jìn)行二次處理:在約定的傳送端口進(jìn)行監(jiān)聽,獲取驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送的需要,重定向的IP包,根據(jù)設(shè)定的規(guī)則改寫對(duì)應(yīng)IP地址及端口號(hào),再通過原始套接字轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的流量均衡裝置,其流程圖如圖4所示。

命令監(jiān)聽線程等待主控流量均衡裝置發(fā)送的命令,一旦接收到命令,則通過修改程序的配置來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)方向的更改,具體流程如圖5所示。

圖4 應(yīng)用程序服務(wù)線程流程圖

圖5 應(yīng)用程序命令監(jiān)聽線程流程圖

3 結(jié) 語(yǔ)

本文在前期的研究成果即基于流媒體流量均衡裝置的VOD方案基礎(chǔ)上,提出一種改進(jìn)方法。在點(diǎn)播的用戶計(jì)算機(jī)上添加一個(gè)客戶端軟件,減少了流量均衡裝置間的信息交互,降低了流量均衡裝置的負(fù)載,并且該軟件直接對(duì)用戶發(fā)送的點(diǎn)播請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)包進(jìn)行攔截和改寫,能與各種不同的VOD客戶端配合使用,具有較高的靈活性和適用性,從而拓展了該新型VOD方案的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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篇7

關(guān)鍵詞：小型局域網(wǎng)；多媒體中心；MIPS；Linux；Darwin streaming server

0　引言

在小型網(wǎng)絡(luò)中一般沒有專用的多媒體點(diǎn)播服務(wù)器，而相當(dāng)多的網(wǎng)絡(luò)用戶都有音樂和視頻節(jié)目的視聽需要，每個(gè)用戶都保存一份音樂及視頻文件拷貝的方式，這不但浪費(fèi)空間，也不利于節(jié)目的共享。應(yīng)用系統(tǒng)若采用個(gè)人計(jì)算機(jī)PC實(shí)現(xiàn)小型多媒體服務(wù)，則在功耗，穩(wěn)定性等各方面又存在問題。小型網(wǎng)絡(luò)多媒體中心(small-sized network multimedia center，簡(jiǎn)稱SNMC)正是針對(duì)以上問題而設(shè)計(jì)的一種新型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

SNMC一般獨(dú)立接入局域網(wǎng)運(yùn)行，圖1是一種常見的應(yīng)用結(jié)構(gòu)。SNMC采用嵌入式架構(gòu)，提供海量的多媒體節(jié)目存儲(chǔ)空間，提供擴(kuò)展存儲(chǔ)空間的接口，提供MP3音樂和視頻節(jié)目的點(diǎn)播，提供Web管理界面。除了提供多媒體服務(wù)外，SNMC還可以同時(shí)作為NAS(網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ))設(shè)備及打印服務(wù)器等。它在各種小型局域網(wǎng)，如小型企業(yè)，家庭，高校學(xué)生宿舍等場(chǎng)合具有廣闊的應(yīng)用前景。

1　硬件設(shè)計(jì)

SNMC的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。其硬件設(shè)計(jì)基于MIPS架構(gòu)的CPU－BCM1122。MIPS是業(yè)界領(lǐng)先的一種高效精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC)體系結(jié)構(gòu)，具有低功耗，高性能的特點(diǎn)u’，目前在各種嵌入式應(yīng)用尤其是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備及家庭娛樂應(yīng)用等方面得到廣泛的應(yīng)用。BroadCom公司的BCM1122是一款低功耗、高性能的通信處理器，基于MIPS64內(nèi)核，主頻400MHz，處理能力達(dá)到880 Dhrystone MIPS，并且功耗低至4W；片上集成了一個(gè)G比特以太網(wǎng)控制器及一個(gè)快速以太網(wǎng)控制器，具有兼容PCI2.2標(biāo)準(zhǔn)，可配置為HOST模式的PCI總線接口，非常適合于SNMC的設(shè)計(jì)。

工作在園區(qū)網(wǎng)環(huán)境下，SNMC需要以太網(wǎng)接口，使用BCM1122片上集成的快速以太網(wǎng)控制器加外接物理層芯片即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口。同時(shí)SNMC需要廉價(jià)的大容量的存儲(chǔ)空間作為VOD節(jié)目緩存。而目前常規(guī)應(yīng)用的海量存儲(chǔ)主流方向已經(jīng)由IDE硬盤向SATA硬盤轉(zhuǎn)變，SATA硬盤具有容量大，速度快和價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)。BCM1122芯片上集成了PCI HOST控制器，直接擴(kuò)展SATA控制器后可連接多個(gè)SATA硬盤。另外SNMC還提供了擴(kuò)展存儲(chǔ)空間以及外接打印機(jī)的USB HOST接口，可采用外接USB控制器的方式實(shí)現(xiàn)。其硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中MEM29PL64LM是8MB的FLASH存儲(chǔ)器，MT46V64M16是128MB的DDR SDRAM，CH375是USB控制器，RTL8201BL是網(wǎng)絡(luò)物理層芯片，SiI3512是SATA控制器。

2　軟件設(shè)計(jì)

2.1　軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

SNMC是功能較為復(fù)雜的設(shè)備，需要操作系統(tǒng)支持。基于嵌入式Linux進(jìn)行SNMC的軟件系統(tǒng)開發(fā)具有以下可行性及優(yōu)點(diǎn)：①Linux開放源碼，具有很好的可裁減性及可配置性；②Linux具有強(qiáng)大的硬件驅(qū)動(dòng)支持；③Linux的網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大。

開源社區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了MIPS體系結(jié)構(gòu)的Linux移植，可直接獲取源碼包并根據(jù)設(shè)計(jì)的硬件添加相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序并進(jìn)行配置編譯即可。

Linux提供了多種服務(wù)軟件包，如ftp server，samba服務(wù)器等，這些服務(wù)軟件包都能為實(shí)現(xiàn)SNMC的功能提供支持。另外SNMC需要提供視音頻的點(diǎn)播服務(wù)器以及基于Web的管理界面?；贚inux實(shí)現(xiàn)SNMC軟件系統(tǒng)的方案如圖3所示。

2.2　視音頻點(diǎn)播服務(wù)模塊

目前視音頻點(diǎn)播服務(wù)系統(tǒng)主要包括三種：第一是Real公司的Helix Server，第二是微軟公司的Windows Media Server，第三種是Apple公司的Darwin Streaming Server，其中HelixServer和Darwin Streaming Server采用的是標(biāo)準(zhǔn)的RTSP協(xié)議，而Windows Media Server采用微軟內(nèi)部的協(xié)議。目前基于標(biāo)準(zhǔn)RTSP的兩種方案由于采

用了開源策略，可擴(kuò)展性和靈活性都較高，占據(jù)較大的市場(chǎng)份額?；谠撛颍琒NMC的視音頻點(diǎn)播服務(wù)模塊采用基于RTSP的方案。其具體實(shí)現(xiàn)可采用多種方式：自主研發(fā)周期長(zhǎng)，穩(wěn)定性難以保證，升級(jí)需要不斷投入；而現(xiàn)有的有蘋果公司的Darwin streaming server，具有開源，穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，并且apple公司有固定的研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)之進(jìn)行維護(hù)更新，在遵循APPLE公司的APSL協(xié)議的基礎(chǔ)上能自由地對(duì)Darwin streaming server進(jìn)行修改，公布和。所以本方案直接采用蘋果公司的Darwin streaming server。獲取源碼包后采用面向MIPS處理器的GCC編譯工具編譯后即可使用。

2.3　Web管理模塊

視音頻點(diǎn)播服務(wù)模塊只實(shí)現(xiàn)了SNMC的基本功能，SNMC還需要提供用戶管理(包括分別對(duì)點(diǎn)播用戶，文件管理用戶的權(quán)限以及密碼進(jìn)行管理等)，多媒體文件管理(包括對(duì)文件進(jìn)行上傳／下載，歸類等操作)，系統(tǒng)管理(包括時(shí)間設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，磁盤管理等)等功能。在SNMC中采用Web來(lái)實(shí)現(xiàn)這些管理功能，其框圖如圖4所示。

SNMC中的Web管理模塊的實(shí)現(xiàn)主要基于CGI接口，采用PERL編寫的相應(yīng)的腳本，運(yùn)行在輕量級(jí)的Web服務(wù)器程序THTTPD上，具有消耗系統(tǒng)資源少，便于配置使用的特點(diǎn)。

篇8

【關(guān)鍵詞】 SIP 融合通信客戶端 軟件體系架構(gòu)

一、引言

目前，現(xiàn)代電力企業(yè)員工日常辦公活動(dòng)中，溝通交流越來(lái)越重要。而隨著技術(shù)的發(fā)展，利用先進(jìn)的技術(shù)打破當(dāng)前通信手段（如電話、短信、電子郵件和多媒體會(huì)議等）中以設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)為中心的限制，實(shí)現(xiàn)只要通過最常使用的通信工具和應(yīng)用，就可以便捷高效地與上級(jí)、同事、客戶及合作伙伴保持聯(lián)系，這是人們一直以來(lái)期望的目標(biāo)，而移動(dòng)性和統(tǒng)一通信的結(jié)合可以達(dá)成這個(gè)目標(biāo)。本文將結(jié)合移動(dòng)設(shè)備自有的特性，討論統(tǒng)一通信移動(dòng)終端的融合技術(shù)。

二、融合通信移動(dòng)終端設(shè)計(jì)架構(gòu)

2.1 融合通信移動(dòng)終端概述

融合通信通常是指把計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)通信技術(shù)融合一體的新通信模式，融合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)電話、傳真、數(shù)據(jù)傳輸、音視頻會(huì)議、呼叫中心、即時(shí)通信等眾多應(yīng)用服務(wù)。隨著移動(dòng)互聯(lián)的快速發(fā)展，特別是是近幾年iPhone、Android等智能手機(jī)的快速普及，越來(lái)越多的移動(dòng)設(shè)備開始進(jìn)入企業(yè)IT環(huán)境當(dāng)中。

2.2 融合通信移動(dòng)終端面臨的問題

融合通信移動(dòng)終端設(shè)計(jì)的目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)在任何地方、利用任何設(shè)備，與任何通信實(shí)體進(jìn)行跨平臺(tái)、跨地域、跨設(shè)備的透明通信，且能夠保證網(wǎng)絡(luò)安全通暢，這使得客戶端設(shè)計(jì)面臨以下的主要問題：（1）統(tǒng)一通信平臺(tái)的多樣化，如市場(chǎng)上擁有成熟統(tǒng)一通信產(chǎn)品的就有思科、華為、中興、西門子、微軟、IBM等等，如何保證客戶端都能夠和這些廠商產(chǎn)品兼容；（2）終端系統(tǒng)種類和運(yùn)行環(huán)境多樣化，如市面常見的就有iOS、Android和Windows Phone等；（3）移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)多樣性和復(fù)雜性，而企業(yè)出于安全性考慮，使得移動(dòng)客戶端接入需要考慮的問題變得復(fù)雜化；（4）業(yè)務(wù)功能的可靠性。如語(yǔ)音、視頻等實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)對(duì)IP承載網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求很高，而移動(dòng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)一般都沒有達(dá)到這么高的帶寬，如何保證音頻/視頻業(yè)務(wù)質(zhì)量。

2.3 融合通信移動(dòng)終端總體架構(gòu)

2.3.1 功能架構(gòu)

結(jié)合融合通信的功能要求和所面臨的問題，我們?cè)O(shè)計(jì)的功能框架圖如圖1所示：

移動(dòng)終端：融合通信平臺(tái)的用戶側(cè)最終呈現(xiàn)的應(yīng)用。該客戶端安裝在企業(yè)工作人員或者顧客的手機(jī)上。

管道側(cè)：用來(lái)為平臺(tái)側(cè)與終端側(cè)傳輸數(shù)據(jù)。

服務(wù)端：平臺(tái)側(cè)依據(jù)SOA框架搭建，包括框架管理界面、邏輯處理層、接口層和數(shù)據(jù)層。平臺(tái)側(cè)為終端上的服務(wù)能力提供支持，其服務(wù)能力能夠利用接口進(jìn)行添加和擴(kuò)展。

2.3.2 設(shè)計(jì)體系架構(gòu)

為了解決移動(dòng)終端開發(fā)所面臨的問題，我們提出了基于中間件的開發(fā)模式，即把所有除實(shí)時(shí)音視頻業(yè)務(wù)外的所有其他業(yè)務(wù)統(tǒng)一封裝整合（如基于SOAP協(xié)議的Webservice），而對(duì)于實(shí)時(shí)性的音視頻業(yè)務(wù)，采用通用的SIP協(xié)議和RTP/RTSP協(xié)議結(jié)合的方式處理。結(jié)構(gòu)圖如圖 2所示：

實(shí)現(xiàn)原理：（1）所有非實(shí)時(shí)音視頻業(yè)務(wù)全部通過中間件適配形成統(tǒng)一的WebService接口提供給客戶端；這樣可解決多種統(tǒng)一通信平臺(tái)接入、多種業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入的問題；所有協(xié)議使用Https協(xié)議進(jìn)行傳輸，內(nèi)容通過3DES加密和GZIP壓縮，保證傳輸?shù)陌踩?；?）而所有實(shí)時(shí)音視頻業(yè)務(wù)則通過SIP會(huì)話進(jìn)行控制，具體協(xié)商通過SDP實(shí)現(xiàn)，所有業(yè)務(wù)添加對(duì)Qos質(zhì)量控制支持，確保業(yè)務(wù)功能的可靠性；（3）實(shí)時(shí)音視頻業(yè)務(wù)會(huì)話協(xié)商完成后，音視頻數(shù)據(jù)流通過RTP/SRTP協(xié)議直接與統(tǒng)一通信對(duì)應(yīng)的音視頻服務(wù)器進(jìn)行對(duì)接，確保通用性。

三、移動(dòng)終端統(tǒng)一通信融合的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 SIP協(xié)議

SIP由IETF RFC定義，用于多方多媒體通信。按照IETFRFC2543的定義，SIP是一個(gè)基于文本的應(yīng)用層控制協(xié)議，獨(dú)立于底層傳輸協(xié)議TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方多媒體會(huì)話。SIP協(xié)議借鑒了HTTP、SMTP等協(xié)議，支持、重定向及登記定位用戶等功能，支持用戶移動(dòng)。通過與RTP/RTCP、SDP、RTSP等協(xié)議及DNS配合，SIP支持語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)、E-mail、狀態(tài)、IM、聊天、游戲等。SIP協(xié)議可在TCP或UDP之上傳送，由于SIP本身具有握手機(jī)制，可首選UDP。

3.2 視頻編解碼

因?yàn)橐曨l內(nèi)容傳輸需要消耗大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，采用合適的視頻編碼技術(shù)也是系統(tǒng)的關(guān)鍵。根據(jù)已有的編碼標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，能夠適合碼流在1M到2M，同時(shí)又能保證高清的圖像質(zhì)量，比較好的標(biāo)準(zhǔn)有MPEG-4、 H.264、VC-1和AVS幾種。H.264屬于下一代編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是所有壓縮技術(shù)里面壓縮率最高的，在支持實(shí)時(shí)標(biāo)清電視節(jié)目時(shí)只需要1.5Mbit/s帶寬、點(diǎn)播電視只需要1.2Mbit/s帶寬，其畫質(zhì)就可以達(dá)到DVD效果，這顯然有利于未來(lái)通信與娛樂、有線與無(wú)線的業(yè)務(wù)開展。因此，從技術(shù)的演進(jìn)來(lái)看， H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)被認(rèn)為是下一階段的必然選擇。因此，本系統(tǒng)優(yōu)先實(shí)現(xiàn)編碼H.264。

3.3 業(yè)務(wù)質(zhì)量控制

語(yǔ)音、視頻等實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)對(duì)IP承載網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求很高，為了保障語(yǔ)音、視頻業(yè)務(wù)QoS質(zhì)量，在局域網(wǎng)中將語(yǔ)音、視頻業(yè)務(wù)與OA等信息數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)采取不同的VLAN進(jìn)行隔離，要求在交換機(jī)上作配置相應(yīng)QoS策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音、視頻等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)媒體流優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)。

四、結(jié)果展示

通過以上的技術(shù)研究，搭建起一臺(tái)中間件服務(wù)器，作為與即時(shí)消息服務(wù)器、UC服務(wù)器和信息系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹虚g平臺(tái)，使用這些服務(wù)器提供的開發(fā)開發(fā)接口開發(fā)所需要的功能。

同時(shí)，在蘋果iOS系統(tǒng)上開發(fā)完成了“融合通信移動(dòng)客戶端”，主要功能包括以下功能：（1）移動(dòng)應(yīng)用門戶：融合門戶、OA等信息系統(tǒng)，形成統(tǒng)一的移動(dòng)應(yīng)用門戶；（2）SSO單點(diǎn)登錄：為所有移動(dòng)化信息系統(tǒng)提供統(tǒng)一的認(rèn)證功能；（3）通訊功能：個(gè)人通訊錄、企業(yè)通訊錄、群組、短信群發(fā)、智能搜索、快速定位、點(diǎn)擊撥號(hào)、一號(hào)通、語(yǔ)音會(huì)議等業(yè)務(wù)功能；（4）即時(shí)消息：融合騰訊通即時(shí)消息功能，可與騰訊通PC版進(jìn)行互通。

篇9

關(guān)鍵詞： FMS； 流媒體； 流媒體傳輸協(xié)議； RTP； RTSP； RTMP； MMS； 寬帶網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228(2012)07-67-02

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)在過去的數(shù)十年中發(fā)生了翻天覆地的變化。在互聯(lián)網(wǎng)普及的早期階段，我們不得不適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延引起的“World Wide Waiting”，但是，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度讓我們震驚——從最初的調(diào)制解調(diào)器帶給我們數(shù)十Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，到ADSL 512K、1M、2M、4M、再到3G時(shí)代的悄然來(lái)臨，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)登上舞臺(tái)，也就用了10余年的時(shí)間。人們從最初在網(wǎng)上玩文字MUD游戲，看簡(jiǎn)單的文字圖片信息，到后來(lái)上QQ聊天、開立空間、建設(shè)博客，玩大型的網(wǎng)絡(luò)游戲，再到后來(lái)在PC上或拿著iPad看電影……?；ヂ?lián)網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展已為我們的生活帶來(lái)了層出不窮的新鮮體驗(yàn)。

與此同時(shí)，我們教育工作者關(guān)注到，教育漸漸不依賴“固定時(shí)間”、“固定地點(diǎn)”的模式，而隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展走到了校園外。學(xué)生們只要有臺(tái)PC，能夠連接到互聯(lián)網(wǎng)，就可以進(jìn)行學(xué)習(xí)。這就是我們所看到的遠(yuǎn)程教育，它的出現(xiàn)和普及，也在對(duì)現(xiàn)有的教育模式進(jìn)行著一場(chǎng)革命。

遠(yuǎn)程教育的技術(shù)平臺(tái)隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的升級(jí)，時(shí)時(shí)在經(jīng)歷著更新變化。我們?cè)?jīng)花費(fèi)很多時(shí)間和精力去研究基于窄帶網(wǎng)絡(luò)的視頻數(shù)據(jù)的傳輸效率，對(duì)視頻信息壓縮算法及格式的選擇、以及對(duì)采用什么瀏覽器端視頻播放器軟件的論證和實(shí)驗(yàn)等繁復(fù)的工作之后，我們又欣然看到流媒體服務(wù)器軟件的出現(xiàn)，世界進(jìn)入了視頻的流媒體時(shí)代。

1 早期的流媒體技術(shù)及方案

Microsoft和Real，作為在當(dāng)時(shí)非常重要的流媒體軟件提供商，占據(jù)著早期流媒體技術(shù)市場(chǎng)的大多數(shù)份額。在這里我們有必要簡(jiǎn)單回顧一下兩款曾非常流行的視頻流媒體服務(wù)器軟件。

⑴ WMS（Windows Media Service）

WMS是當(dāng)時(shí)在Windows服務(wù)器平臺(tái)上構(gòu)建流媒體服務(wù)的重要選擇之一。WMS為微軟的Windows媒體播放器（Windows Media Player）提供基于MMS（Microsoft Media Server）協(xié)議的流媒體視頻點(diǎn)播及直播服務(wù)。MMS是一種流媒體的傳輸協(xié)議，用來(lái)訪問并流式接收Windows Media服務(wù)器中以ASF文件的URL所標(biāo)識(shí)的視頻源。觀眾可以在瀏覽器中直接輸入其URL，但協(xié)議必須為MMS，即以MMS://開始。

WMS的實(shí)施需要用戶在瀏覽器端安裝并激活Windows Media Player的插件。在服務(wù)器端，需要使用Microsoft Windows Server系列服務(wù)器操作系統(tǒng)，這在當(dāng)時(shí)Windows服務(wù)器系統(tǒng)占優(yōu)勢(shì)的情況下是很容易被大范圍應(yīng)用的。但隨著Linux主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器操作系統(tǒng)快速搶占了大部分市場(chǎng)份額，以及Real Player伴隨著rm、rmvb等新的視頻格式出現(xiàn)并成為了多數(shù)用戶視頻回放的主要選擇，很多流媒體內(nèi)容者寧愿選擇跨平臺(tái)的另一套解決方案：Real Server。

⑵ Real Server

Real Server的成功是借助了其流行的視頻壓縮格式-rm、rmvb流媒體服務(wù)端軟件，它以流暢的播放效果吸引了眾多用戶。Real Server使用RTSP（Real Time Streaming Protocol）協(xié)議進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的傳輸。它是由哥倫比亞大學(xué)、網(wǎng)景公司和Real Networks公司所提交的，更易于擴(kuò)展、更適配于HTTP協(xié)議、更安全的流媒體傳輸協(xié)議。Real Server曾經(jīng)成為很多遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)、電視臺(tái)及獨(dú)立流媒體內(nèi)容商的重要選擇。

但Real Server同樣存在對(duì)用戶端插件的依賴。在Windows Media Player，Real Player及Quick Time的多年搶占市場(chǎng)份額的混戰(zhàn)中，人們急需一種更統(tǒng)一、更簡(jiǎn)單，更方便的互聯(lián)網(wǎng)視頻播放方式。這個(gè)時(shí)候，F(xiàn)lash依托其廣泛安裝的Flas播放插件，作為新的視頻播放軟件競(jìng)爭(zhēng)者，浮出了水面。

2 新的流媒體服務(wù)器軟件-FMS

Adobe公司不惜重金收購(gòu)了MacroMedia，將Flash技術(shù)收入囊中。這一頗具前瞻性的戰(zhàn)略舉動(dòng)，奠定了Adobe公司作為新的視頻流媒體技術(shù)提供商堅(jiān)實(shí)的市場(chǎng)地位。Flash Player憑借其壟斷性的裝機(jī)率，很容易就把一種新型的視頻播放方式帶到了用戶面前，那就是在Flash Player中集成了視頻播放功能。因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)用戶幾乎人人都會(huì)安裝Flash Player插件，這使嵌于網(wǎng)頁(yè)中的視頻播放器在很短的時(shí)間被Flash所統(tǒng)一，占據(jù)了90％以上的份額。

Adobe將其視頻領(lǐng)域的產(chǎn)品線視作其互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的重頭戲，適時(shí)推出了Adobe Flash Media Server，就是我們所說的FMS。FMS與用戶端瀏覽器中的Flash Player以RTMP協(xié)議進(jìn)行通信，更高效地傳輸視頻流數(shù)據(jù)及控制指令，并以眾多優(yōu)點(diǎn)成為流媒體者的首選。其推出的新的FLV視頻格式，也很快成為網(wǎng)絡(luò)視頻文件的重要格式選擇。下面，我們分析一下這些集合式的優(yōu)勢(shì)如何被我們應(yīng)用到遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中。

3 FMS的優(yōu)勢(shì)在遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中的應(yīng)用

我們可以看到，F(xiàn)MS流媒體技術(shù)框架有著諸多優(yōu)勢(shì)，是非常適合應(yīng)用在遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中的。

篇10

>> 一種網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 撥號(hào)上網(wǎng)環(huán)境下的一種遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn)方法 一種基于ARM處理器的視頻監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn) 一種輸電線路防外破視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 一種基于Docker的數(shù)據(jù)中心云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng) 一種基于網(wǎng)絡(luò)的銀行視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 一種移動(dòng)視頻監(jiān)控及定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一種移動(dòng)多點(diǎn)遠(yuǎn)程無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一種適用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的快速模式選擇算法 一種基于智能圖像識(shí)別的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng) 一種改進(jìn)的從交通監(jiān)控視頻中提取關(guān)鍵幀的方法 一種基于網(wǎng)絡(luò)的家用視頻監(jiān)控方案 一種基于數(shù)據(jù)中心的集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一種IP網(wǎng)絡(luò)的視頻會(huì)議系統(tǒng)的開發(fā)及實(shí)現(xiàn) 一種基于P2P的視頻共享系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn) 一種軟件實(shí)現(xiàn)的音視頻通信系統(tǒng) 一種數(shù)字視頻廣播通用接口轉(zhuǎn)換電路的實(shí)現(xiàn)方法 一種新型污水泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 一種基于SQLite內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 一種網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：l.

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