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Résumé: avec le développement rapide du haut débit dans les réseaux filaires et sans fil, les gens ne sont plus satisfaits des informations simples telles que les mots et les images sur Internet, mais veulent de plus en plus voir des programmes cinématographiques et télévisuels plus intuitifs et plus riches. Par conséquent, des sites Web de diffusion en continu émergent. Cet article élabore le développement d'un site Web multimédia en continu à partir des aspects du concept de diffusion multimédia en continu, du format multimédia en continu, de la production de fichiers multimédias en streaming, de la transmission de fichiers multimédias en streaming, de la publication de fichiers multimédias en streaming et du déploiement du site Web multimédia en streaming.
Mots clés: technologie de développement et de déploiement de site Web multimédia en continu
1. Contexte
Il existe deux façons de transmettre du multimédia sur le réseau, à savoir le téléchargement et la diffusion en continu. Si le transfert de fichiers est considéré comme un processus, le mode de téléchargement et de transmission ne sera pas utilisé tant que la transmission du fichier ne sera pas terminée. Le temps d'attente est affecté par la vitesse de transmission et la capacité du récepteur; Le streaming est utilisé lors de la transmission. La technologie de diffusion multimédia en continu permet au premier examen simulé de pouvoir écouter les programmes télévisés sur Internet sans attendre une longue période de téléchargement. Ce mode est très similaire à la diffusion traditionnelle et à la diffusion télévisée, et signifie également l'impact des médias Internet sur les médias traditionnels de radiodiffusion et de télévision. Le développement du site Web multimédia en continu est basé sur la technologie des médias en continu, qui combine des fichiers multimédias en streaming avec des pages Web pour lire des fichiers multimédias en streaming via des pages Web.
2. Le concept de la technologie des médias en continu
Le streaming est une technologie de transmission qui transmet des informations audio et vidéo à un débit fixe indépendant de la charge du réseau entre l'expéditeur et le récepteur. Le contenu multimédia en continu a les caractéristiques d'une dimension temporelle implicite, d'une transmission en temps réel et d'un débit élevé. La technologie de diffusion multimédia en continu est une technologie qui utilise la diffusion en continu pour transmettre des médias en continu en fonction du temps. Le mode de streaming consiste à compresser la vidéo, l'audio et d'autres médias en paquets de compression, et le serveur de streaming les transmet aux utilisateurs en temps réel. Le client peut commencer à jouer en mettant en cache suffisamment de paquets vidéo à lire.
3. Formats de fichiers de diffusion courants
Le format des fichiers multimédias en streaming appliqué sur le réseau est très différent de celui des applications informatiques. Par exemple, MPEG-1, en tant que norme VCD, peut être utilisé pour la résolution standard SIF (352 pour le système NTSC) × 240, 352 pour PAL × 288) de l'image est compressée et le taux de transmission est de 1.5 mbps. Mais ce taux est difficile à atteindre pour les utilisateurs du réseau. Ainsi, la technologie de diffusion multimédia en continu populaire est une technologie qui vise la faible bande passante et la qualité de transmission d'Internet. Il publie principalement le format de fichier multimédia après un traitement "secondaire". Il comprend l'acquisition, le codage, la transmission, le stockage et le décodage. Le système d'application multimédia en continu est généralement divisé en trois parties : côté codage, côté serveur et client. Différent du développement de la technologie Internet, le développement du système de diffusion multimédia en continu est encore au stade standard des fabricants.
4. Technologie de transmission multimédia en continu
Dans l'application du flux de données audio et vidéo de stockage, le client demande des fichiers audio et vidéo compressés stockés sur le serveur. Ce serveur peut être un serveur Web commun ou un serveur multimédia en continu dédié à la fourniture de services de streaming audio et vidéo. Le serveur envoie des fichiers audio et vidéo à un socket connecté au client. Les sockets TCP et UDP peuvent réaliser cette fonction. Avant d'envoyer des fichiers sur le réseau, les fichiers sont segmentés et encapsulés avec des en-têtes spéciaux pour s'adapter au transfert de fichiers. Le protocole en temps réel (RTP) est une norme de domaine commune qui encapsule les segments ci-dessus. Une fois que le client commence à recevoir les fichiers audio et vidéo demandés, la lecture commencera dans quelques secondes. La fonction d'interaction est complétée par la pause, la poursuite et le saut du temps de lecture.
Les utilisateurs demandent un streaming audio et vidéo via un navigateur Web, mais comme leur lecture n'est pas intégrée au client, il faut une application secondaire pour lire les fichiers - des lecteurs multimédias, tels que le vrai lecteur de réseau réel et le lecteur Windows Media de Microsoft. Le lecteur multimédia a les fonctions suivantes:
(1) Décompression, pour économiser de l'espace de stockage et de la bande passante réseau, l'audio et la vidéo sont généralement compressés. Le lecteur multimédia doit être décompressé pendant la lecture.
(2) Éliminez les groupes de gigue. La gigue est la différence dans le délai des paquets de la source à la destination dans le flux de données. Puisque l'audio et la vidéo doivent être lus simultanément, le récepteur doit mettre en cache les paquets reçus pendant une courte période pour éliminer la gigue.
(3) Correction d'erreur. En raison d'une congestion Internet imprévisible, un segment du flux de données par paquets peut être perdu. Si le clip est très volumineux, les utilisateurs ne pourront pas accepter la qualité de l'audio et de la vidéo. De nombreux systèmes de streaming tentent de récupérer les données perdues. Ils reconstruisent les paquets perdus par la transmission de paquets redondants, ou demandent directement que les paquets soient retransmis, ou déduisent et insèrent les données perdues à partir des données reçues.
(4) Interface utilisateur avec pièces de contrôle. Il s'agit de la partie opérationnelle de l'utilisateur, y compris le contrôle du volume, les boutons de pause / continuer, le curseur de saut dans le temps, etc.
Les fichiers audio et vidéo sont stockés sur le serveur Web et envoyés au client via HTTP, ou envoyés au client via non HTTP sur le serveur de streaming.
Le processus de fonctionnement de ce système est le suivant:
(1) Le navigateur Web établit une connexion TCP avec le serveur Web et envoie le message de requête HTTP demandant des fichiers audio et vidéo.
(2) Le serveur Web envoie un message de réponse HTTP avec des fichiers audio et vidéo au navigateur.
(3) La ligne d'en-tête de type de contenu du message de réponse HTTP déclare le codage audio et vidéo spécifié. Le navigateur client analyse le type de contenu du message de réponse, appelle le lecteur multimédia approprié et transmet le fichier au lecteur multimédia.
(4) Le lecteur multimédia commence la lecture du fichier.
Le problème avec ce type de lecture multimédia est que le lecteur multimédia doit interagir avec le serveur par l'intermédiaire d'un navigateur Web. Cela nécessite que le fichier entier soit complètement téléchargé avant de pouvoir être transmis au lecteur multimédia pour la lecture. Pour les fichiers plus volumineux, le délai avant la lecture est difficile à accepter. Pour cette raison, une telle application doit adopter une connexion socket directe entre le serveur et le processus de lecteur multimédia, qui va directement du serveur au lecteur multimédia.
Les métafichiers sont des fichiers qui fournissent des informations sur les fichiers audio et vidéo en continu (comme l'URL, le type d'encodage). Le serveur Web envoie l'audio / vidéo directement au lecteur multimédia. Le processus d'établissement de cette connexion TCP directe est le suivant:
(1) L'utilisateur clique sur le lien hypertexte du fichier audio / vidéo.
(2) Ce lien n'est pas dirigé directement vers un fichier audio / vidéo, mais un métafichier. Ce métafichier comprend l'URL du fichier audio / vidéo réel. Le message de réponse encapsule ce métafichier, y compris la ligne d'en-tête du type de contenu, déclarant le fichier audio / vidéo spécifié.
(3) Le navigateur client analyse la ligne d'en-tête du type de contenu du message de réponse, appelle le lecteur multimédia approprié et transmet le style de rapport complet du message de réponse au lecteur multimédia.
(4) Le lecteur multimédia établit une connexion TCP directement avec le serveur HTTP. Le lecteur multimédia envoie un message HTTP demandant des fichiers audio / vidéo à la connexion TCP.
(5) Le fichier est envoyé au lecteur multimédia via un message de réponse HTTP et le lecteur multimédia commence à diffuser.
L'étape intermédiaire pour obtenir des métafichiers est très importante. Lorsque le navigateur connaît le type de contenu du fichier, il peut appeler le lecteur multimédia approprié, puis le lecteur multimédia communique directement avec le serveur.
Les deux architectures de lecteurs multimédias ci-dessus passent par HTTP et communiquent donc avec le serveur via TCP. HTTP ne peut pas pleinement réaliser l'interaction entre les utilisateurs et les serveurs, en particulier il n'est pas facile pour les utilisateurs (via le serveur multimédia) d'envoyer des commandes de pause, de poursuite et d'avance rapide au serveur.
Pour éviter HTTP et TCP, les serveurs de streaming peuvent être utilisés pour transférer l'audio et la vidéo vers les lecteurs multimédias. Le serveur de streaming est généralement un serveur de streaming standard du fabricant, tel qu'un serveur Helix et un serveur Windows Media. Grâce au serveur de streaming, le protocole de couche application peut être utilisé pour envoyer de l'audio et de la vidéo via UDP. Le protocole de couche application est plus adapté aux flux audio et vidéo que http.
Cette architecture nécessite deux serveurs, l'un est le serveur HTTP, qui gère les pages Web (y compris les métafichiers); Le second est le serveur de streaming, qui gère les fichiers audio et vidéo. Deux serveurs peuvent fonctionner dans un système d'extrémité ou deux systèmes d'extrémité indépendants. La procédure de travail est similaire à la précédente. Mais ici, le lecteur multimédia demande des données au serveur de streaming plutôt qu'au serveur Web. Le lecteur multimédia et le serveur de streaming peuvent interagir avec leur propre protocole. Ces protocoles peuvent faciliter l'interaction de l'utilisateur avec les flux audio et vidéo.
5. Publication d'informations sur les médias en continu sur le site Web
Les étapes de base de la publication d'informations sur les fichiers en continu sont les suivantes:
(1) La production de fichiers source, généralement l'enregistrement de programmes audio et vidéo avec des caméras.
(2) Le contenu est transféré vers l'ordinateur et l'enregistrement au format numérique de l'image est réalisé.
(3) Le logiciel d'édition vidéo est utilisé pour éditer le contenu de l'image, avec des sous-titres ou de la musique de fond.
(4) Convertissez les fichiers vidéo. Afin de répondre aux différents besoins des utilisateurs, nous devons transformer les fichiers vidéo édités en différents formats de fichiers multimédias en streaming. Par exemple, le format MPEG est converti au format RM.
(5) Configurez les logiciels client et serveur nécessaires pour faciliter la publication des données vidéo. Différents fichiers de diffusion doivent être configurés avec différents clients pour la lecture.
Dans de nombreuses applications réseau, le système réel est plus populaire. Le fichier RM est le cœur du véritable média en streaming, Helix Producer est le logiciel clé dans le processus de production de média en streaming réel. Les fichiers multimédias en streaming générés par helix producteur sont placés dans le répertoire de contenu du serveur helix, qui peut réaliser une fonction à la demande. S'il est encodé et envoyé immédiatement au serveur helix, la fonction de diffusion en direct peut être réalisée. De plus, Helix Producer peut convertir d'autres formats de fichiers multimédias en véritables fichiers en streaming.
Helix Producer plus9 peut convertir d'autres fichiers multimédias en de véritables médias de diffusion en continu, de l'audio et de la vidéo en direct en de vrais médias de diffusion en continu, et peut également être envoyé au serveur helix pour une diffusion en direct en même temps que le codage.
Ø 【Mode audio] comprend trois modes: musique, voix et pas de son, qui est principalement utilisé pour définir l'effet audio. Pour l'audio mixte ou l'audio de haut niveau, le mode «musique» est meilleur.
Ø 【Le mode vidéo comprend les modes "vidéo de mouvement standard", "image haute définition", "mouvement fluide", "affichage de diapositives" et "pas de vidéo". Lorsqu'il y a beaucoup d'images animées dans la vidéo, le mode "vidéo animée standard" doit être sélectionné; Si vous voulez avoir une haute définition, vous pouvez choisir "image haute définition"; Si vous souhaitez que la transition de l'image soit plus fluide, vous pouvez choisir le mode de mouvement fluide; Pour l'effet de commutation de la production d'images fixes, seule la haute définition peut être conservée. A ce moment, le mode «affichage de diapositives» peut être sélectionné.
Ø 【Video encoder] comprend trois types de codeurs: realvideo G2 avec SVT, realvideo 8 et realvideo 9. Quel que soit le débit binaire, le codage realvideo 9 peut obtenir le meilleur effet vidéo.
Ø 【La fonction SureStream dans la colonne de sélection d'audience] peut transmettre le même contenu audio et vidéo à plusieurs débits différents. Ils sont intégrés dans un fichier multimédia en streaming, qui enverra spontanément le contenu correspondant en fonction de la vitesse du réseau du public cible.
Le lien entre la page Web et le média en continu réel n'est pas directement connecté au fichier RM, mais via un fichier RAM. Si un véritable média en continu est intégré à la page Web, il est réalisé par un fichier RPM.
Lorsque les utilisateurs cliquent sur un lien vers un fichier de diffusion en continu situé sur le serveur réel, de nombreux navigateurs ne démarrent pas RealPlayer en tant que lecteur secondaire en raison de leurs paramètres d'origine. Real system fournit un fichier intermédiaire (fichier RAM) pour aider le système client à démarrer RealPlayer.
Le fichier Ram est un fichier texte brut et son extension de fichier est.Ram. Dans le fichier RAM, répertorie l'adresse URL du fichier de streaming que vous souhaitez lire. Lorsque le navigateur utilisateur charge le fichier RAM, RealPlayer démarre en tant que lecteur secondaire. RealPlayer transférera automatiquement dans le fichier multimédia en fonction de l'adresse URL dans le fichier RAM pour la lecture.
Lors de l'écriture d'une page Web, le véritable média en continu est activé par le fichier RAM en se liant au fichier RAM sur le serveur helix ou le serveur Web via le lien standard. Par example:
Le fichier Ram.htm est
<titre> fichier RAM de lien
et test.rpm Les documents sont:
http://127.0.0.1/realvideo.rm
Exécutez avec le fichier rpm.htm du navigateur, le lecteur RealPlayer sera intégré à la page du navigateur.
6. Déploiement du site Web multimédia en continu
Le système multimédia en continu de chaque fabricant a ses propres caractéristiques, mais les principaux composants sont constitués de quatre parties: encodeur multimédia, mémoire de fichier multimédia, serveur multimédia et lecteur multimédia. Les quatre parties coopèrent pour former le système de service de diffusion multimédia en continu. L'architecture du système et la relation sont illustrées à la figure 4
Ø Encodeur média. Les fichiers multimédias originaux ou les données multimédias en temps réel collectées par la caméra sont convertis dans un format de fichier (format de flux) adapté à la transmission réseau, puis les fichiers de diffusion en continu sont stockés dans la mémoire des fichiers multimédias ou directement envoyés au serveur multimédia en continu .
Ø Mémoire de fichiers multimédias. Les fichiers multimédias au format de flux de stockage sont généralement un disque dur SCSI ou une matrice de disques.
Ø Serveur multimédia. En réponse à la demande de l'utilisateur transférée du serveur Web par le serveur de planification, le fichier de diffusion en continu est transféré sur le bureau de l'utilisateur via le protocole de transmission réseau.
Ø Lecteur multimédia. Recevez des données multimédias réseau et lisez-les localement.
Pour l'équilibrage de charge et la prise en charge d'un plus grand nombre d'utilisateurs, le serveur multimédia crée généralement un cluster LAN et effectue le traitement d'image NBP. Un serveur de gestion envoie des requêtes utilisateur au serveur avec la charge la plus légère en fonction de la condition de charge de chaque serveur. Le serveur de gestion est également responsable de la gestion des fichiers multimédias en continu, de la gestion des droits d'auteur numériques, etc. Le site portail des services de streaming est toujours un serveur Web.
7. Contrôle de la qualité de la transmission multimédia en continu
Le contrôle de la qualité de la transmission est le facteur le plus important limitant les performances des services de diffusion multimédia en continu et constitue également la principale préoccupation des opérateurs de diffusion multimédia en continu. Autrement dit, dans le cadre de la bande passante réseau existante, comment prendre en charge autant de simultanés que possible et comment garantir la qualité de service des médias en continu de bout en bout.
Afin de prendre en charge autant d'utilisateurs simultanés que possible et d'éviter l'augmentation de la charge du serveur et la réduction de la qualité de service en raison d'un grand nombre de numéros simultanés, le système doit gérer et limiter le trafic réseau et le nombre de concurrents.
La relation entre les trois indicateurs ci-dessus doit répondre aux exigences suivantes: largeur de bande maximale du réseau / nombre maximal de simultanéité ≤ débit de flux unique maximal. Les méthodes de détermination des index ci-dessus sont différentes pour les produits de diffusion multimédia en continu de différents fabricants. Certains sont définis directement du côté serveur; Certains sont définis via le mécanisme de licence, mais les valeurs réelles sont toujours liées aux performances du serveur.
Le service de diffusion multimédia en continu est une sorte de service à large bande, qui a des exigences élevées en matière de bande passante réseau, de gigue, de retard et de taux de perte de paquets. Afin de fournir une meilleure qualité de service, plusieurs technologies matures d'adaptation de la bande passante et de contrôle de la qualité ont été développées dans le domaine du streaming multimédia.
Ø Technologie de débit intelligente. Le système peut détecter automatiquement l'état du réseau et ajuster au mieux les attributs du flux audio et vidéo, afin que les utilisateurs puissent recevoir le flux multimédia correspondant à la vitesse de connexion, afin d'obtenir la meilleure expérience utilisateur. L'essence de cet article est de détecter le changement de bande passante du réseau via le mécanisme de rétroaction de débit de la couche d'application du modèle c / s, et d'ajuster le débit de transmission du flux multimédia de manière dynamique côté serveur en utilisant la capacité de codage hiérarchique à plusieurs débits du support. flux, afin de garantir que les utilisateurs peuvent toujours recevoir un flux multimédia de meilleure qualité sous la condition de changement de bande passante du réseau.
Ø Technologie Split. Il est généralement utilisé pour la diffusion en direct sur Internet. Le serveur d'envoi envoie le flux multimédia en direct à plusieurs serveurs de réception répartis dans le monde au moyen de la monodiffusion et de la multidiffusion UDP. Le client peut accéder au serveur à proximité pour obtenir un flux multimédia de haute qualité et réduire l'utilisation de la bande passante. Il existe deux modes de poussée et de traction dans la technologie de shunt.
Ø Technologie de réseau de distribution de contenu (CDN). En tant que réseau de superposition de contenu sur la base d'un réseau IP, en introduisant une gestion de contenu active, un équilibrage de charge global et un cache de contenu, il peut publier le contenu multimédia en continu demandé par les utilisateurs au bord du réseau le plus proche de l'utilisateur, afin d'améliorer l'utilisateur. Accédez à la vitesse de réponse, résolvez efficacement la congestion du réseau et minimisez le trafic du réseau fédérateur.
Ø Mise en cache. Parce qu'Internet est basé sur une transmission de paquets asynchrone discontinue, un flux multimédia en temps réel ou un fichier multimédia sera divisé en plusieurs paquets pour la transmission. En raison du retard du réseau, de la gigue et d'autres facteurs, l'ordre et le retard du paquet arrivant au client peuvent être différents, et le cas d'envoi de paquets avant l'arrivée peut se produire. Par conséquent, le système de cache est nécessaire pour compenser l'influence du retard et de la gigue du réseau pour garantir la séquence correcte des paquets de données et le phénomène de pause de lecture dû à la congestion temporaire du réseau. La technologie de cache comprend le cache avant, le cache inverse et la technologie de cache proxy transparent
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