Linux或类Unix环境下多文件格式高性能流媒体服务器的设计与开发

摘要

流媒体点播技术定位于提供实时文件点播服务。目前几种主流的流媒体文件格式各自占据了一定的市场份额，而现有的流媒体服务器在文件格式上的支持功能较为单一，难以满足迅猛发展的市场需求；流媒体应用对服务器端的性能要求非常高，现有的流媒体服务器在支持并发用户数和稳定性上有一定的缺陷。 因此，本文致力于研究设计并开发一种运行在Linux或类Unix平台下的通用型流媒体服务器。系统通过设计实现实时调度算法、码率平滑算法，并利用NAT技术解决了流媒体服务器系统中数据传输的多个问题；通过提出和采用一系列的调度、数据流读和发送、RTSP连接队列调度等方面的方法，提升了整个系统的并发性能；通过划分功能模块使服务器模块化，提升服务器的稳定性；通过创新的主从式架构设计，使整个系统能够同时兼容多种主流的流媒体文件格式。实际运行数据和性能对比实验数据表明，该流媒体服务器系统具有较高的性能表现。最后，本论文还就未来相关工作做了简要论述。目前系统已成功应用于上海市档案馆档案视频资料点播系统和上海市IPTV闸北区试点项目系统，并获2005上海市科技进步奖二等奖。

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摘要

1绪论

1.1流媒体技术的发展现状

1.2流媒体文件格式

2问题描述

2.1数据传输——实时性、丢包、穿透网关和TCP模式

2.1.1流媒体数据的实时性

2.1.2 UDP数据丢包

2.1.3 UDP数据穿透网关

2.1.4 TCP模式

2.2性能表现

2.3多文件格式的兼容

3系统及方案设计与讨论

3.1原有Clear Server架构

3.2数据传输问题的解决方案

3.2.1流媒体数据的实时性

3.2.2 UDP数据丢包

3.2.3 UDP数据穿透网关

3.2.4 TCP模式

3.3稳定性、扩展性与性能的改进

3.3.1解析模块独立为进程

3.3.2 RTSP回应模块的独立

3.3.3对RTSP连接控制进程的改进

3.3.4播放板与吞吐量性能

3.4多文件格式的兼容

3.4.1将MP4文件格式转化为CL4文件格式

3.4.2直接读取WMV文件

3.4.3 TS文件与Cache Server

3.5最终实现的服务器架构图

4系统性能分析

4.1优先链表的性能分析

4.2响应时间和吞吐量

4.3稳定性

5测试和数据

5.1测试环境说明

5.2主控优先队列性能测试

5.3播放板吞吐量性能测试

6结论

参考文献