视频云平台解决方案.docx
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视频云平台解决方案
视频云平台解决方案
视频云转码平台解决方案
1背景
随着互联网的不断发展,网民规模的不断增加,以互联网及移动互联网为主要载体的网络视频新媒体已逐渐称为中国应用最广泛的网络服务之一。
由于网络电视台集图片、影像、视频为一体的集成性、互动性和开发性的特点，弥补了传统媒体单向传播的弊端，在广电总局的大力推动下，从国家级媒体到地方市广电单位都越来越重视网络新媒体的建设。
网络电视台已不仅是和观众沟通、开展节目宣传的一种重要手段，而且也越来越多地成为广电部门广告等增值业务的网络延伸。
2方案设计
网络电视台建设不能仅仅定位为简单的广播节目的直播及录制节目的再点播，更要通过项目的建设以网络视频内容管理和运营为核心，以流媒体技术为基础，集采集、编辑、播控、管理、发布于一体，支持多屏合一和互动高清应用的多业务应用网络新媒体平台。
整个平台应全面涵盖从内容的生产、加工、管理、多屏分发到客户端应用的整套流程，具备管理功能强大、级别控制严格、高度安全稳定、操作简便易用等特点。
网络电视台应具备以下功能：
u能够实现网络电视台多种视频业务应用，包括网络视频直播、网络视频点播、时移回看、虚拟直播、直播收录等多种应用。
u提供界面更友好、功能更强大、操作更简便的内容生产系统，能够满足网台基本快速编辑、转码生产等业务需求；
u采用先进的编转码技术，支持高清、标清等多种视频流的播放；
u能够提供多码流视频，支持用户根据自身网络速度条件及屏幕大小选择合适的分辨率进行收看，有效提升流畅度；
u整个平台实现统一的在线视频的播控及管理，能够实现灵活的直播、点播、时移等视频播出控制，并能有效地将站内所有视频系统架构统一，使得系统可以资源复用，易于管理。
u能够实现多屏合一，支持PC、TV、Phone等多终端接收。
u采用FlashP2P与CDN结合的先进技术手段，有效降低源站带宽费用；
u提供高性能的、轻量型且极具表现力的客户端播放器，具备主流媒体播放器的所有功能，包括多码率选择、智能预览、画质选择、画面大小调整等，给用户带来极致的视听体验。
u提供基于运维需要的多个辅助支撑，如数据统计分析、系统监测报警等功能。
3、方案概述
在线流媒体视频平台，应包括视频内容生产、加工、管理、多屏分发、客户端应用。
旨在通过该解决方案，利用先进编解码技术、内容分发技术、版权管理技术、存储技术和WEB应用领域的丰富经验，制订一套完善的项目技术、实施与服务支持方案，为项目搭建一个安全稳定、功能强大、可扩展性强、性能稳定的网络视频及广播平台。
91flv视频系统支持各种智能手机，专业摄像机，摄像头等移动视频采集设备的接入，接收来自移动设备端采集的视频流，通过实时转码和分发，视频存储，对外提供视频实时直播访问和视频回放。
系统支持针对组播流媒体，卫星视频流媒体，以及其他视频来源进行面向移动设备的转码和直播。
支持现有运营商3G和4G网络（WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA，LTE）、2.5G/2.75G网络、WiFi网络、海事卫星、以及各种微波专网。
系统可以独立使用，或者通过灵活组网，支持大用户量、多并发的服务器集群.既充分利用了用户的闲置上行带宽，提高了流媒体传输的效率，又显著提升用户的播放质量。
平台采用开放、模块化、松耦合设计理念，无缝整合视频采集、编辑、转码、管理、分发、客户端、数据统计等功能，提供面向多屏分发的电视直播、虚拟直播、现场直播、点播等服务；系统采用新一代的直播时移技术，支持无限时间长度时移。
平台采用智能播放器和数据挖掘技术，实时精确统计用户位置、观看视频流畅度、观看时长、观看行为等信息；实时统计全网在线人数、全网带宽使用情况，并对采集的海量数据进行数据挖掘，助力平台使用单位业务运营。
4、设计原则
n可靠性和稳定性
系统支持高可靠性和稳定性，支持24小时稳定工作，具备可靠性保护能力、容错能力、故障恢复能力。
n高可用性
系统支持广电和电信级的可用性，满足整体系统可用性要求，支持大用户数（系统管理用户和网络访问用户）、大数据量（视频内容，用户数据）下正常运转。
n高扩展性
应用支撑平台和应用系统在设计时，考虑未来各个系统（已建，正建和将建的系统）能够在异构的技术平台上进行互联互通，能够灵活的集成，提高系统的整体性能和可靠性。
具备标准的内部和外部数据接口，保证系统能与其它系统进行快速、顺利的信息交换，便于系统扩展和升级。
保证有足够的可扩展性和互连性，系统的设计和建设应充分考虑现有的网络与硬件资源和扩展及系统二次开发的需要，并支持未来可能出现的新业务的需要。
n易操作性和易维护性
云转码视频系统是一套完善的后台视频处理软件，从视频的浏览器上传到服务器端自动转码处理再回到浏览器端都做了完善的处理，细节方面还做了超大文件上传、秒传、断点续传、全自动监测文件夹转码、自动截图、超高压缩率处理、多码率自适应网速、视频分享、下载、广告管理、防盗链、地址加密等等工作，是诚意十足的一款视频服务器端必不可少的软件系统。
n开放性和兼容性
视频服务器转码软件作为一款专业的视频服务器应用软件，要应对不同用户上传的视频格式，支持的视频格式一定是要相当广泛的，基于ffmpeg的强大编码支持。
安全性
无论是基础平台，还是基础平台上的各个业务子系统，整个系统设计遵循安全性的重要原则。
视音频采集、编码、转码、快编：
直播音视频信号视频编码器同时对视频信号进行处理，生成H.264视频编码的IP流推送到中心节点流媒体服务器。
客户可上传常见的视频格式到点播视频管理服务器，由转码服务器转成统一格式进行存储。
编辑人员可根据需要通过快编服务器对录播文件或已上传的素材文件进行快速编辑。
流媒体服务：
流媒体服务主要提供直播、点播、时移回看等服务。
对于实时性要求不高的直播与点播，流媒体采用HTTP切片（HDS）方式进行视频切片。
HTTP切片方式播放可使用不同的网络环境，能很好的与CDN进行对接，并且能很好的穿透防火墙。
播放器
主要包括PC端播放器和移动端APP播放器。
智能在线视频平台应业务流程：
1. 内容生产加工：
包括编码器、转码中心以及云快编系统，主要负责视频的采集、转码、编辑。
2. 业务管控系统：
包括视频播放控制、视频资源管理系统、视频统计分析系统、系统运维系统，主要负责直播、点播、时移等多种业务管理、视频资源管理、系统设备的监控管理、数据统计。
3. 内容分发系统：
主要负责将中心节点的视音频流分发至边缘用户。
由流媒体服务器和P2P控制服务器组成，流媒体服务器负责视频文件的切片分发，P2P服务器负责P2P调度管理。
HDS是该流媒体协议。
该协议通过将直播流、点播文件切割成大量固定时长的小片flv，小片通过HTTP传输给播放器，播放器按序组装小片flv后播放。
HTTP切片的网络视频分发技术正在取代原有的基于复杂协议的流媒体系统。
HDS相比传统的复杂的流媒体协议，
具有以下优势：
HTTP协议传输，防火墙友好性更佳；
固定时长的切片方式，相比HLS、HDS等HTTP协议，无需索引文件，大幅减少源站的访问压力；
碎片化下载播发方式CDN支持性更好，可无缝对接现有CDN系统；
HTTP流化下载方式，多屏客户端支持更加友好；
流化的下载观看方式，能够大大节约运营商带宽；
便于实现防盗链和DRM视频流加密；
一套架构，同时支持直播和点播。
主要特点：
快速切合：
视频切合时，仅仅对首尾帧所在GOP进行编码，其余视频数据仅仅文件拷贝，然后首尾GOP和其余视频数据直接合成即可，切合效率极高。
精确：
编辑精度可以精确到帧。
高性能：
通过分布式集群编辑技术，支持将多个视音频文件分发到多台快编服务器上。
快速帧精确编辑技术
帧精确快编技术，对编辑视频采用世界首创的场景、帧二级缩略图展示的方式，让用户快速定位编辑点可对素材进行精确、快速编辑处理，大大提升编辑效率。
主要特点：
快速切合：
视频切合时，仅仅对首尾帧所在GOP进行编码，其余视频数据仅仅文件拷贝，然后首尾GOP和其余视频数据直接合成即可，切合效率极高。
精确：
编辑精度可以精确到帧。
高性能：
通过分布式集群编辑技术，支持将多个视音频文件分发到多台快编服务器上同时进行编辑，系统可以通过扩展服务器成倍提快编性能。
高质量的集群转码技术
集群转码技术，采用多线程分布式转码，对视频编码算法进行大量优化，结合视频增强等技术，实现高密度超实时高质量视频转码。
转码出的视频图像质量佳，明亮度适中，画面清晰度高，画面切换连贯、流畅、无拖影、无马赛克；视音频同步，音频内容音量大小适中，声音清晰，有层次，无爆音。
5、系统设计特点
端到端、全平台的整体解决方案
91flv视频平台应可为用户提供端到端，全平台的技术整体解决方案：
包括视频采集、编辑、管理，以及Web P2P多屏分发、数据统计分析、播放器等。
云转码视频平台应解决方案全面支持PC、TV、手机、PAD等屏幕的播控管理。
真正实现一云多屏。
并且支持目前流行的所有手机操作系统。
高并发（web p2p技术）节省带宽支持服务器分布式部署和级联，能支持上万人同时使用，真正的电信级应用架构和高可靠性。
依托于web p2p技术，91flv视频平台应可为使用单位大幅减少峰值带宽（50%-90%）。
依托于web p2p和HDS技术，平台应可帮助使用单位大幅提升用户观看流畅度（流畅度=1-缓冲时间/总时间），大幅提升用户观看时长。
依托HDS技术，实现真正意义上的无缝时移，让用户可在任意时间、任意地点访问任意内容；可以提供理论上无限长的时移距离（视频回放的时长仅受存储服务器的容量限制）。
多终端播放
采用B/S架构，完全跨平台、跨浏览器，用户可以从PC，Mac，Linux，智能手机上多种类型终端上观看视频内容；支持IE、Firefox、Chrome和Opera等各种浏览器。
统计分析
提供详细的点播信息及观看行为的统计分析报告。
可帮助使用单位实时精确统计全网在线人数、带宽使用情况，精确统计用户位置、观看视频流畅度、观看时长、观看行为等信息。
对采集的海量数据进行数据挖掘，帮助使用单位提高运营水平。
优秀扩展性兼容性
系统采用先进的标准协议，采用分布式、模块化、大容量的纯软件平台结构设计，充分考虑了系统的扩展性和未来功能的延伸能力。
高度开放的接口设计，可便捷和客户自有系统实现对接,包括社区、CMS、媒资、文稿等系统。
优秀的音视频效果
采用当前最先进、使用最为广泛的H.264视频编码及视频优化技术，能以较小的码流进行清晰的视频播放，并支持放大及全屏观看。
完美支持高清，在同等带宽的情况下带给用户更加清晰流畅的画面。
模块化设计
分布式系统提供了强大的扩充能力，模块化的设计增强了系统的灵活配置性。
可根据规模和性能需求来进行系统的配置部署。
管理功能强大
功能强大的组织者管理界面，使管理员方便根据应用场景安排各种教学/直播活动，简单易用。
91flv视频系统是一款功能强大、操作简单、支持多操作系统平台使用（基于B/S架构设计和开发）的集群式快速编辑系统。
用户利用云转码系统，能够实现对内容的再利用和提供最高质量和最快速的编辑，云转码视频系统具有十分便捷和人性化的编辑界面，可实现超快速切合编辑。
6、系统功能
1） 精确到帧的91flv视频系统
选择拆分点，每帧的前后点都可以被点击选择成为拆分点，通过多个拆分点将视频分成多段；视频拆分可以精确到每一帧，让编辑后的视频准确符合用户的需要，也让终端用户的体验更好。
帧段处理，通过使用“保存”操作，保存选择的帧段作为目标视频，提供给转码系统和流媒体系统使用。
2） 多视频素材快编
91flv视频系统支持在一个界面内对单个视频素材或多个视频素材进行编辑操作。
单个视频素材编辑后，可以形成一个或多个视频素材；多个视频素材编辑后，可以将视频片段展现框中的片段将合成为一个融合后的新视频。
3） 智能文件上传
对文件上传进行了优化处理，既支持常规的视频文件本地上传，又支持视频文件的在线导入功能，使得用户对上传管理和文件存储的规划更加方便、灵活。
在高清视频日益普及的今天，单个视频文件的大小增长速度很快，几个G大小的视频非常普遍。
91flv视频系统云支持无限大文件上传，再大的视频文件也不用切割再上传了，同时还拥有“秒传”功能，秒转”的前提是当用户的视频已经被一些软件处理为标准的h264/aac编码时，这时候再做编码处理已经显得没很大的必要了。
如果你没有强制水印、字幕的需求，你可以勾选“跳过转码”功能，视频只需切片、加密即可完成处理，在一秒钟内就可以实现播放。
云转码中心支持云计算模式，支持高密度的转码业务，系统可智能调度转码任务；支持转码节点热拔插；另外，在前处理后处理过滤器中，在不降低编码处理速度的情况下，支持视频增强、去噪音、水印识别等技术提高编码质量。
系统可以无缝对接媒资等系统。
7、系统功能
我们的转码视频系统采用了最先进的m3u8列表播放方式，我们的软件从最开始输出flv到mp4再到xml列表到现在的m3u8列表，到底经历了怎样的曲折历程让我们选择了这种播放格式？
首先我们来分析一下几种常用播放格式的优劣对比：
flv：
FLV是FLASHVIDEO的简称，FLV流媒体格式是一种新的视频格式，全称为FlashVideo。
它利用了网页上广泛使用的FlashPlayer平台，将视频整合到Flash动画中。
也就是说，网站的访问者只要能看Flash动画，自然也能看FLV格式视频，而无需再额外安装其它视频插件，FLV视频的使用给视频传播带来了极大便利。
flv的优势就是压缩率高，支持网页flash播放器播放，唯一的缺点是在没有flash的环境则无法播放，而现在flash已是日落西山，安卓和IOS的移动设备网页方式都不支持flash环境，当然flv的视频文件在无flash的移动设备上面就无用武之地了。
随着客户在移动端播放的需求日益强烈，我们的转码软件开始输出mp4格式文件，经过测试，发现优秀的软件压缩mp4跟flv压缩率几乎相差无几，于是我们把输出格式统一为mp4，经过我们软件处理后的mp4文件能实现无缓冲拖拽播放（快进播放），也解决了部分视频文件有声音无画面的问题，赢得了客户的好评。
随着客户的增加，mp4文件播放的弊端也日益凸显，主要集中在两个方面，一是当视频时长比较长的时候，mp4的关键帧元素往往很大，需要加载很长时间才能开始播放，网速不好的情况缓冲加载就要20多秒的时间，客户早已急不可耐。
二是当用户打开一个视频播放的时候，浏览器会持续请求下载mp4文件直到下载完成，就算是用户暂停视频播放浏览器也会持续这种下载状态，如果这个视频文件是500M则会请求服务器下载500M文件，是1G则会不停下载1G，给服务器硬盘和宽带造成很大浪费和压力。
于是我们参考优酷土豆等大型视频网站系统的播放文件，发现他们的视频文件都是分段播放的，即把一个大的视频文件按照一定大小或时长把一个视频分为N段播放，这样的优势是打开视频加载速度快，可以达到秒播，另外一个优势是当视频播放第N段的时候，浏览器会下载N+1段，N+2则不会下载，大大缓解了服务器硬盘和宽带压力，可知道高昂的宽带成本才是视频网站的最大压力。
这样的视频文件处理方式得到了大量客户的一致好评。
可是很快我们又发现了一个很严重的问题，xml分段列表的视频在IOS上面也是一筹莫展，为了让视频在IOS设备播放还得保留mp4文件给IOS设备播放。
于是m3u8播放列表登场了。
m3u8是苹果公司开发的一项新型播放格式，这种播放格式支持目前市面的windows、androis、ios设备主流的浏览器，同样的视频文件既可以在flash环境播放，又能在无flash的html5环境播放，它的优势还不止于此，它可以实现多种码率在不同网速下的自动切换，网速好自动切换高清晰度视频，网速慢自动播放低清晰度文件，还可以实现流加密（视频文件本身加密）、分段下载播放、任意时间点拖拽播放、随机视频文件广告插入等等优势，所以最新版的云转码视频系统仅把m3u8作为唯一的播放格式而放弃了其他格式的输出。
系统具备集群转码能力，支持将多个视音频文件分发到多台集群服务器上同时进行转码，系统可以通过扩展服务器成倍提高集群转码性能。
视频服务器管理
视频管理列表呈现的是通过后台上传和直接把视频丢到“视频来源文件夹”的视频文件，不管是否转码完成都会队列出来。
在状态列可看出视频是否转码完成还是在等待转码中，其余几项看文字理解，看不懂就自己测试，要注意的问题是分享功能的使用，因为以前有的客户自己没有完善的视频网站系统，也不会使用播放器代码，于是我们做了一个视频分享播放的功能，直接点击“分享”链接，即可自动复制，然后把该地址插入到各类网站系统、论坛、APP、QQ、微信等软件都可以直接播放，还可以在系统设置里面设置分享视频的各种广告。
再也不用为搞不懂播放器代码发愁。
强悍的多核心负载均衡提升访问能力
我们通常把转码服务、流媒体访问服务、文件查询分别独立一个进程或核心各自处理。
但在教高配置的服务器上面，往往有很多CPU核心都是处于休眠状态，且单核提供媒体访问的能力很有限，不知不觉中就处于假死状态导致不能播放。
从2.3.1版本开始，我们采用服务器多核处理同时来应对潮水般的访问请求。
当某一个核心处于假死状态，其他的核心依然能提供媒体访问服务，并且能快速自动释放内存，服务重启该核心，继续执行访问f服务。
在你硬件和宽带能力足够的情况下，软件可以提供无限量的访问服务，并且成为一个“老不死”状态。
配置问题
运行我们软件的环境要求很低，硬件双核CPU1G内存即可，硬盘的大小请根据你视频量的多少来估算需要多大的硬盘。
在此硬件的基础上，配置越高转码速度越快。
91Flv视频点播系统下载地址：
91Flv全能直播软件下载地址：
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