基于Linux的流媒体服务器的配置.docx

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基于Linux的流媒体服务器的配置

基于Linux的流媒体服务器的配置

学生姓名：

周鹏指导老师：

周书仁

摘要流媒体（StreamMedia）指在互联网或者局域网中使用流式传输技术的连续时基媒体，如：

音频、视频或多媒体文件。

流媒体指在网络中使用流式传输技术传送音频、视频和多媒体文件等。

Linux作为网络应用的先锋，自然作为流媒体的最佳平台。

LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP/Perl/Python）近几年来发展迅速，已经成为Web服务器的事实标准。

本课程设计主要是完成在Linux操作系统下流媒体服务器的配置和应用，在课程设计中，系统的开发平台是RedhatLinux11.0。

本文详细介绍了在Linux操作系统下实现流媒体服务器的配置过程。

关键字：

流媒体；Linux；LAMP;服务器；配置

AbstractStreamingMedia（Media）referstoStreamintheInternetorLANusingstreamingtechnologycontinuoustimebaseMedia,suchas:

audio,videoormultimediafiles.Streamingmediarefersinusedinnetworkstreamingaudio,videoandtechnologytransfermultimediafiles,etc.Linuxasnetworkapplications,naturalasstreamingmediapioneerthebestplatform.Technologies（Linux+IcanwithApache+MySQL+PHP/Perl/Python）inrecentyears,hasbecomearapiddevelopmentWebservercriterionoftruth.ThiscourseisdesignedcompletedinLinuxoperatingsystemmeanmediaserverconfigurationandapplication,inthecurriculumdesign,systemdevelopmentplatformisRedhatLinux11.0.ThispaperintroducesindetailtheLinuxoperatingsystemtorealizethestreamingmediaserverconfigurationprocess.

KeyWords:

StreamMedia;Linux;LAMP;serve;configuration

1引言

1.1课程设计的目的

随着Internet的日益普及，在网络上传输的数据已经不再局限于文字和图形，而是逐渐向声音和视频等多媒体格式过渡。

目前在网络上传输音频/视频（Audio/Video，简称A/V）等多媒体文件时，基本上只有下载和流式传输两种选择。

通常说来，A/V文件占据的存储空间都比较大，在带宽受限的网络环境中下载可能要耗费数分钟甚至数小时，所以这种处理方法的延迟很大。

如果换用流式传输的话，声音、影像、动画等多媒体文件将由专门的流媒体服务器负责向用户连续、实时地发送，这样用户可以不必等到整个文件全部下载完毕，而只需要经过几秒钟的启动延时就可以了，当这些多媒体数据在客户机上播放时，文件的剩余部分将继续从流媒体服务器下载。

由于受网络带宽、计算机处理能力和协议规范等方面的限制，要想从Internet上下载大量的音频和视频数据，无论从下载时间和存储空间上来讲都是不太现实的，而流媒体技术的出现则很好地解决了这一难题。

要在Linux操作系统中使用音频、视频、数字图像和其他多媒体工具，必须先配置好流媒体服务器。

因此学会配置流媒体服务器，有着非常重要的意义。

1.2课程设计的内容

本次课程设计主要是研究Linux下流媒体服务器的配置和应用，所以此次课程设计要完成的内容如下：

（1）安装HelixServer；

（2）配置HelixServer；

（3）测试HelixServer。

2Linux和流媒体基本知识简介

2.1Linux简要介绍

简单地说，Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，它主要用于基于Intelx86系列CPU的计算机上。

这个系统是由世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。

其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。

Linux最早由一位名叫LinusTorvalds的计算机爱好者开发，当时他是芬兰赫尔辛基大学的学生。

他的目的是设计一个代替Minix（由一位名叫AndrewTannebaum的计算机教授编写的一个操作系统示范教学程序）的操作系统，这个操作系统可用于386、486或奔腾处理器的个人计算机上，并且具有Unix操作系统的全部功能。

Linux以它的高效性和灵活性著称。

它能够在个人计算机上实现全部的Unix特性，具有多任务、多用户的能力。

Linux可在GNU（“不是UNIX”工程的缩写）公共许可权限下免费获得，是一个符合POSIX标准的操作系统。

Linux操作系统软件包不仅包括完整的Linux操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。

它还包括带有多个窗口管理器的X-Windows图形用户界面，如同我们使用WindowsNT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。

Linux之所以受到广大计算机爱好者的喜爱，主要原因有两个，一是它属于自由软件，用户不用支付任何费用就可以获得它和它的源代码，并且可以根据自己的需要对它进行必要的修改和无约束地继续传播。

另一个原因是，它具有Unix的全部功能，任何使用Unix操作系统或想要学习Unix操作系统的人都可以从Linux中获益。

由于Linux是一套自由软件，用户可以无偿地得到它及其源代码，可以无偿地获得大量的应用程序，而且可以任意地修改和补充它们。

这对用户学习、了解Unix操作系统的内核非常有益。

学习和使用Linux，能为用户节省一笔可观的资金。

Linux是目前惟一可免费获得的、为PC机平台上的多个用户提供多任务、多进程功能的操作系统，这是人们要使用它的主要原因。

就PC机平台而言，Linux提供了比其他任何操作系统都要强大的功能，Linux还可以使用户远离各种商品化软件提供者促销广告的诱惑，再也不用承受每过一段时间就升级的痛苦，因此，可以节省大量用于购买或升级应用程序的资金。

Linux不仅为用户提供了强大的操作系统功能，而且还提供了丰富的应用软件。

用户不但可以从Internet上下载Linux及其源代码，而且还可以从Internet上下载许多Linux的应用程序。

可以说，Linux本身包含的应用程序以及移植到Linux上的应用程序包罗万象，任何一位用户都能从有关Linux的网站上找到适合自己特殊需要的应用程序及其源代码，这样，用户就可以根据自己的需要下载源代码，以便修改和扩充操作系统或应用程序的功能。

这对WindowsNT、Windows98、MS-DOS或OS/2等商品化操作系统来说是无法做到的[1]。

２.2流媒体基本知识简介

流媒体将成为未来互联网应用的主流之一，并将推动互联网整体架构的革新。

在网络上传输音频、视频等多媒体信息，目前主要有下载和流式传输两种方案。

A/V文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于网络带宽的限制，下载常常要花数分钟甚至数小时，所以这种处理方法延迟也很大。

近年来，为解决文件下载时间过长的问题，适应网络多媒体化的发展趋势，一种新兴技术应运而生，这就是遵守特定网络协议的流媒体技术。

流式传输时，声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送。

用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。

当声音等实时媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。

流式不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短，而且不需要太大的缓存容量。

流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从Internet上下载才能观看的缺点。

以宽带为基础，流媒体不仅可以进行单向的视频点播，还能够提供真正互动的视频节目，如互动游戏、三维动画等。

目前，流媒体技术在国内应用最多的行业是教育，其次是广电、政府和电信，而企业中应用得较少。

目前，流媒体技术在企业里的主要应用包括职工培训、信息发布、产品介绍、远程监控、视频会议和客户服务等。

美国“9·11”事件后，为了减少乘机风险，视频会议的应用越来越多。

视频会议系统适用于那些有分支机构的企业，或者需要经常和合作伙伴交流的企业。

视频会议系统可以明显地提高工作效率。

由于受网络带宽、计算机处理能力和协议规范等方面的限制，要想从Internet上下载大量的音频和视频数据，无论从下载时间和存储空间上来讲都是不太现实的，而流媒体技术的出现则很好地解决了这一难题。

目前实现流媒体传输主要有两种方法：

顺序流（progressivestreaming）传输和实时流（realtimestreaming）传输，它们分别适合于不同的应用场合[2]。

（1）顺序流传输

顺序流传输采用顺序下载的方式进行传输，在下载的同时用户可以在线回放多媒体数据，但给定时刻只能观看已经下载的部分，不能跳到尚未下载的部分，也不能在传输期间根据网络状况对下载速度进行调整。

由于标准的HTTP服务器就可以发送这种形式的流媒体，而不需要其他特殊协议的支持，因此也常常被称作HTTP流式传输。

顺序流式传输比较适合于高质量的多媒体片段，如片头、片尾或者广告等。

（2）实时流传输

实时流式传输保证媒体信号带宽能够与当前网络状况相匹配，从而使得流媒体数据总是被实时地传送，因此特别适合于现场事件。

实时流传输支持随机访问，即用户可以通过快进或者后退操作来观看前面或者后面的内容。

从理论上讲，实时流媒体一经播放就不会停顿，但事实上仍有可能发生周期性的暂停现象，尤其是在网络状况恶化时更是如此。

与顺序流传输不同的是，实时流传输需要用到特定的流媒体服务器，而且还需要特定网络协议的支持[3]。

２.3流媒体协议

目前,支持流媒体传输的协议主要有:

（1）实时传输协议RTP（Real-timeTransportProtocol）

用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。

RTP通常工作在点对点或点对多点的传输情况下，其目的是提供时间信息和实现流同步。

RTP通常使用UDP传送数据，但也可工作在ATM或TCP等协议之上。

（2）实时传输控制协议RTCP（Real-timeTransportControlProtocol）

RTCP和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。

通常RTP和RTCP配合使用，RTP依靠RTCP为传送的数据包提供可靠的传送机制、流量控制和拥塞控制，因而特别适合传送网上的实时数据。

（3）实时流协议RTSP（Real-timeStreamingProtocol）

它是由RealNetworks和Netscape共同提出的，该协议定义了点对多点应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。

（4）资源预留协议RSVP（ResourceReservationProtocol）

它是网络控制协议，运行在传输层。

由于音视频流对网络的时延比传统数据更敏感，因此在网络中除带宽要求外还需满足其它的条件。

在Internet上开发的资源预留协议可以为流媒体的传输预留一部分网络资源，从而保证服务质量（Quos）。

２.4流媒体技术

目前市场上主流的流媒体技术有三种，分别是RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft的WindowsMedia和Apple公司的QuickTime。

这三家的技术都有自己的专利算法、专利文件格式甚至专利传输控制协议这三个关键要素在里面。

图2－1是流媒体服务器构架。

图2－1流媒体服务器构架

2.5网络流媒体工作传输原理

Linux网络环境流媒体工作传输原理如图2-2所示。

图2-2 流媒体文件传输原理

一般来说,流式传输的过程包括三个步骤：

（1）用户选定一流媒体服务后,Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息,得到需要传输的实时数据。

然后客户机上的Web浏览器启动A/VHelper程序,使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。

这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。

（2）A/VHelper程序及A/V服务器运行实时流协议（RTSP）,以交换A/V传输所需的控制信息。

RTSP提供了操纵播放、快进、快退、暂停及录制等命令的方法。

（3）A/V服务器使用RTP/UDP协议将A/V数据传输给A/V客户程序（一般可认为客户程序等同于Helper程序）,一旦A/V数据抵达客户端,A/V客户程序即可播放输出。

在流式传输中,使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系,是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/VHelper程序所在客户机的目的地址[4]。

3软件的安装

3.1软件下载

用HelixServer之前，首先要在/reforms/页面中填写自己使用的操作系统、用户姓名、电子邮件地址、公司名称、网址等相应信息，接着可以下载到HelixServer的30天试用版。

此时需要注意的是，这里的电子邮件地址一定要填写可以正常使用的，否则将无法收取到RealNetworks公司发送的试用授权文件。

注册结束后，RealNetw-orks公司会向你的电子邮件发送一个授权码（LicenseKey），让你在服务器使用Helix，授权码的格式是Zip包请把它解压后保存，在安装软件时要使用。

接着就可以选择下载HelixServer了。

最新版本号是：

1101。

3.2系统要求

首先配置一个基于Apache的LAMP服务器，另外在软件方面它要求内核（Kenerl）至少在2.4以上，桌面分辨率至少为800×600，桌面颜色至少16位增强色。

硬件方面中央处理器：

奔腾III667以上，内存128M，硬盘空间600M、OSS/Linux兼容声卡、16M显示内存。

3.3安装详细步骤

以根权限登陆LinuxX-Windows,建立一个Helix的目录将授权码拷贝到目录中。

#mkdirHelix

#cpRNKey-Helix_Server-90-1479442709717329.lic/Helix

改变下载的文件名称和组属性和组使它成为可执行文件。

#chmod+xhelix-server-retail-11.01-rhel4-setup.bin

详细步骤如下：

./helix-server-retail-11.01-rhel4-setup.bin

（1）Linux操作系统首先列出授权码的存放目录：

参考写法：

/root/Helix/RNKey-Helix_Server-90-1479442709717329.lic

（2）接着系统会显示很长的一份授权协议，在协议末尾处按回车键接受该协议。

（3）Linux操作系统接着询问安装目录，填写root/Helix后按回车键继续。

（4）Linux操作系统要求你填写HelixUniversalServer的系统管理员（Adminstrator）的用户名和密码。

一定不要忘记。

（5） Linux操作系统接着系统询问你用那个端口来连接RTSP（Prog-ressiveNetworksAudio）。

实时流协议（RTSP）是应用级协议，控制实时数据的发送。

RTSP提供了一个可扩展框架，使实时数据，如音频与视频，的受控、点播成为可能。

数据源包括现场数据与存储在剪辑中数据。

该协议目的在于控制多个数据发送连接，为选择发送通道，如UDP、组播UDP与TCP，提供途径，并为选择基于RTP上发送机制提供方法。

这里我们使用缺省端口554。

见图3-1。

图3-1选择RTSP端口

（6）Linux操作系统接着询问你用那个端口来连接HTTP端口。

流式传输的实现需要合适的传输协议。

由于TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。

在流式传输的实现方案中，一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时声音数据。

一般HTTP监听端口设置为8080。

（7） Linux操作系统接着询问你用那个端口来连接MMS协议。

HelixUniversalServer从8.0版本后开始支持MMS协议。

MMS协议用于访问WindowsMedia发布点上的单播内容。

MMS是连接WindowsMedia单播服务的默认方法。

若用户在WindowsMediaPlayer中键入一个URL以连接内容，而不是通过超级链接访问内容，则他们必须使用MMS协议引用该流。

当使用MMS协议连接到发布点时，使用协议翻转以获得最佳连接。

“协议翻转”始于试图通过MMSU连接客户端。

MMST是MMS协议结合UDP数据传送。

如果MMSU连接不成功，则服务器试图使用MMST。

MMST是MMS协议结合TCP数据传送。

一般设置为1755。

（8） 下面要设置Helix服务器的系统管理员控制端口。

这个端口可以自己设定，不过一定注意不要和已经定义的端口重复。

（9）接着系统给出所有选择的汇总列表，请仔细阅读。

确认无误后按“F”键表示接受设定，开始安装。

配置见图3-2。

若有问题按Esc键回去从新选择。

图3-2系统设定的列表

（10）系统安装结束后自动退出回到根目录下。

（11）启动服务器。

执行以下操作进入安装目录。

#cdHelix;#cpRNKey-Helix_Server-90-1479442709717329.lic/Licence;

#cdBin

rmserver/root/Helixrmserver.cfg

HelixUniversalServer就可以正常启动。

（12）查看运行情况，使用命令:

  #ps－ef|greprmserver

4Helix服务器进阶配置

4.1管理员登陆

在一台和流媒体服务器连接的主机上启动浏览器输入如下：

http:

//ip或者域名：

端口号/admin/index.html其中端口号是安装流媒体服务器时设置的。

如图4-1所示。

http:

//192.168.1.2:

14170/admin/index.html

图4-1登录管理员页面

下面浏览器会弹出一个对话框要求输入管理员的用户名和密码，正确输入管理员的用户名和密码后，按“确定”按钮，即可完成登录。

此时的管理页面已经是中文化的，如图4-2所示。

图4-2Helix管理员首页

4.2查看流媒体服务器的基本信息

首先点击页面右上方“关于”按钮，查看流媒体服务器的软件版本信息，这里还可以看到管理端口等内容，主要是许可证文件（License）的对服务器功能做出的功能限制。

明确当前使用的流媒体服务器的基本功能是重要的，对于进一步配置服务器非常有帮助。

界面如图4-3所示。

图4-3流媒体服务器基本信息

4.3Helix服务器需要设定的选项

进入Helix服务器设置选单，Helix服务器设置选项一共十二个：

端口、IP绑定、MIME类型、连接控制、冗余服务器、加载点、URL别名、HTTP分发、缓存目录、延时关机、用户/用户组名和媒体演示[5]。

（1）端口

可以看到自上而下依次定义了各种不同类型的端口,包括RTSP,PNA,HTTP,MONITOR,ADMIN等端口，是因为在安装时已经设定好了，出于安全因素,管理端口在安装时被设定为一个随机值，请校验重新定义的端口是否系统现有的端口相冲突，在UNIX系统中,访问低于1024的端口的时候,需要以管理员的身份登录，如图4-4所示。

图4-4流媒体服务器的端口设置

（2）IP绑定

当服务器被安装在一个拥有多于一个IP地址的系统上时,你需要指定服务器所使用的IP地址。

下面列表中所定义的IP地址将被保留,仅供给服务器使用如果想保留系统中所有IP地址供服务器使用,那么请在下面地址列表中加入IP地址192.168.1.2,同时删除其他IP地址，如图4-5所示。

图4-5流媒体服务器的IP绑定

（3）MIME类型

MIME类型列表确保了服务器可以正确的通过HTTP协议传送数据文件,建议不要更改下面列表.如果想通过HTTP传输的文件类型不在下面列表定义中,可以添加新的MIME文件类型定义。

（4）ConnectingControl（连接控制）

用来定义HelixServer有关连接的选项,在这里可以定义服务器的最大连接数,最大允许连接数（这个就是有授权所规定的）,以及对用户播放器的限制,比如仅限制Realplayer播放器使用,或者仅限制PLUS版本播放器使用等等.当然在这里还可以对服务的带宽进行限制,以保证同一台服务器上面的其他服务有足够的网络资源。

（5）RedundantServer（冗余服务器）

冗余服务器的配置页面包括：

服务器列表,目录映射关系以及例外目录设置。

（6）MountPoints（配置加载点）

这里就是设置流媒体文件加载点。

HelixServer安装完成后，将自动生成三个载入点，即Content、secure、fsforcache。

默认情况下，Content指向安装目录下的“content”文件夹，该文件夹里的视频文件可以直接被访问。

如果想将其他文件夹中的视频文件用于服务器播放，则需要设置新的加载点。

单击“+”按钮添加新的载入点的描述（如movie），在“MountPoint”栏编辑加载点名称（如/movie/），其将显示在链接地址中（如rtsp:

//ip:

554/movie/文件名）。

加载点出现在HelixServer的每一个连接中它是一个到文件实际存放位置的访问指向.下面的页面中将显示所有加载点以及它们所对应的实际存放路径，一个加载点都由斜线作为开始和结束的标志,唯一例外的是作为根加载点的时候,仅用一个"/"表示.根加载点对应的是在服务器安装目录下面的Content子目录.你也可以根据自己的需要更改根加载点的位置以指向本地的其他媒体文件目录.设置界面如图4-6。

图4-6流媒体服务器的加载点配置

（7）别名

别名用于在地址中替代真实文件名和目录路径.通过使用别名,可以在发布地址时隐藏资源的真实路径.同时,也可以让发布的地址变得更为简短。

（8）Http分发

HelixServer可以通过HTTP协议提供HTML的页面访问服务,同时控制经由HTTP协议访问的文件目录.下面的HTTP分发列表中定义的目录将被允许通过HTTP协议进行访问（同时包含它们的下级子目录）。

（9）缓存目录

在默认情况下,所有的对流媒体文件的点播请求以及所有的广播文件都被缓存和分发到服务器和客户端之间的PROXY设备上.当多个用户请求同一个文件的时候,他们就将之间从PROXY上读取,这样就节省了服务器的带宽占用.服务器的管理员或许希望他们中的一些不被缓存和分发到P