基于FMS的流媒体服务器集群的研究及实现.doc

本文由yangjingyjyjyj贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第22卷第4期 2009年8月 常州工学院学报 Journal of Changzhou Institute of Technology V01.22 No.4 Aug.2009 基于FMS的流媒体服务器集群的研究及实现 吴征远 (闽江学院计算机科学系.福建福州350108) 摘要:随着网络带宽的增加及Flash技术的发展,宽带网络中基于FMS的视频及音频应用越来 越广,在线用户数量的增加导致系统所处理的数据流量暴增,单台流媒体服务器已无法满足应用系 统的需求.为解决此问题,介绍了流媒体服务器集群的不同方案,并阐述了如何实现FMS流媒体 服务器的集群. 关键词:FMS;流媒体;服务器;集群 中图分类号:唧93 文献标识码:A 文章编号:16710436(2009)04004904 Research and Realization of FMS.based Streaming Media Server Clusters WU Zheng-yuan (Department of Computer Science,M删iang University,Fuzhou 350108) Abstract:With the increase in network bandwidth and the development of Flash technology,the Hash on Media Server video and audio applications based incmase in the number of online users cause broadband networks become more and more wide.The the system to handle the surge in data traffic.Single streaming media sel-Vel has been unable to meet the needs of system applicafions.This paper introduces different op tions of streaming media server clusters,and expounds how tO achieve FMS streaming Key words:FMS;streamingmedia;server;cluster media server clusters. 服务器集群是近年来出现的一种新型计算机 并行处理模式.它是利用网络将多台高性能服务 器或工作站连接起来,在并行程序的支持下对数 据进行统一调度,实现数据的高效并行处理,服务 器集群很容易实现系统性能的优化.流媒体服务 器集群技术是计算机集群的应用之一.流媒体技 术为近年来新兴的传媒方式,它是计算机技术,网 络通信技术,多媒体技术等多种技术结合的产物. 长,基于Flash Media Server(FMS)技术在宽带网 络中的应用越来越广.系统用户数量的增加,以 及用户对音频,视频质量的需求,使得Flash流媒 体服务器中的数据流量不断增大,大流量的压力 给服务器造成了很大的影响,服务器无法承担大 量并发数据流的负载,目前可以采用以下方式来 改善这种状况:对网络带宽及服务器配置进行 升级;用最大的压缩技术来压缩视频文件;增 加多台流媒体服务器,进行服务器集群,实现服务 器负载均衡.以上方式有不同的优点,但也有 各自的局限性.升级网络带宽和服务器的升级一 般是同时进行,这种方案实施起来较为简单,在短 流媒体应用具有数据量大,对带宽的要求高和实 时性强等特点,对服务器的要求也比较高,因此, 服务器集群在流媒体上的研究,应用也越来越广. 随着网络带宽的不断增加和互联网用户的增 收稿日期:20090717 作者简介:吴征远(19r73),男,讲师. 万方数据 常州工学院学报 时间内可以解决一时之需,但还是会面临将来的 升级需求,同时会造成资源浪费.甚至会出现性 能卓越的硬件也满足不了业务发展需求的状况. 通过压缩视频文件,不需增加硬件投资,且可以相 应地减轻服务器的负担,但是在当今的视频及音 频的压缩技术中,没有哪种技术能把视频及音频 文件的容量变小,又不影响视频效果.采用文件 压缩技术势必会影响用户的视觉,听觉体验,服务 质量变低.采用流媒体服务器集群的方案有许多 优点,首先,它能解决系统"单点故障"问题.因 为,使用单一服务器架构应用系统不可避免地会 出现"单点故障",这在重要的应用系统中是不可 接受的,因此为了避免"单点故障",应选择多服 务器进行"备份"其次,采用多服务器还能进行 服务器之间的负载均衡,这样,可以减轻单台服务 器的数据流量,增加并发用户的数量.但也会带 来一些问题,如服务器的统一管理及服务器之间 的数据同步问题.经过对比,分析,选择服务器集 群来解决数据流量不断增大的问题【2 J. 1 2009钷 图1主服务器/子服务器集群的系统结构图 每台服务器都作为主服务器.每台服务器都能够 独立地管理及发布视频和音频数据流,当用户需 要访问系统视频和音频数据流时,可以访问集群 系统中的任何一台服务器.集群服务器群中任何 一台服务器出现问题都不会影响整个应用系统服 务,因为只要有一台服务器能够正常工作,应用系 统服务就不会终止.用主服务器/主服务器方案 实现服务器集群的系统结构如图2所示. FMS服务器集群方案介绍 使用多台FMS服务器集群技术进行负载均 衡,可以很好地解决单台FMS服务器的瓶颈问 题.基于对服务器管理方式的区别,目前进行 FMS服务器集群的方案主要有两种.方案1:主 服务器/子服务器集群;方案2:主服务器/主服务 器集群. 1.1 图2主服务器/主服务器集群的系统结构图 采用主服务器/主服务器集群的方案不仅能 够解决系统负载均衡问题,而且还能增强系统的 可靠性,因此,在进行FMS服务器集群时,选择主 服务器/主服务器集群方案来实现多台FMS流媒 体服务器的连接. 主服务器/子服务器集群方案 主服务器/子服务器集群是使用专门的主服 务器来连接多台子服务器.主服务器负责管理各 台子服务器,管理及发布视频和音频数据流到子 服务器.用户需要访问视频和音频数据流时只与 子服务器发生关系,而不直接访问主服务器.这 种采用单独一台主服务器来作负载均衡控制的方 案虽然可以解决负载均衡问题,但它有着致命的 缺陷.在整个服务器集群系统中主服务器至关重 要,如果主服务器出现问题则会导致整个应用系 统服务终止.用主服务器/子服务器实现服务器 集群的系统结构如图1所示. 1.2主服务器/主服务器集群方案 主服务器/主服务器集群是使集群系统中的 2主服务器/主服务器集群方案的 实现 实现主服务器/主服务器集群的基本原理是 对原有FMS平台的主要函数如:系统连接,数据 发布及系统设置等函数进行修改,当系统在进行 服务器连接,发布和设置操作的时候循环对每个 在线的服务器进行操作旧o.这样应用系统就由原 来的单服务器处理系统转化为集群后的多服务器 处理系统,Flash流媒体服务器与客户端之间的数 万方数据 第4期 据流结构图如图3所示. 吴征远:基于FMS的流媒体服务器集群的研究及实现 5l 服务器1 服务器n NetConnecti.n I l NetConnecti.n ' NetStreams at achViudi copublish骂- 码如下: 限 蕉皇 NetStreams attachAud.i.o 斗志n 图3服务器与客户端之间的数据流结构图 主服务器/主服务器集群具体步骤及核心代 2)定义NetStreams函数 private function setNetStreams():Void 2.1编写服务端MultiConnection.as文件 AS文件是Flash的通信文件,可以在AS文 件中编写Hash的各种动作脚本.在MultiCon nection.as通信文件中,修改源系统的几个主要函 数,如,NetConnection,NetStream,SharedObject, publish,attachAudio,attachVideo,Close等,使它们 能够处理多服务器. 1)定义网络连接函数 pubhc function vat_self=this; for(vat f in serverArray)/通过一个 for循环创建多个数据流对象 this"ns"+f=new NetStream (this"nc"+i);/为每台服务器创建一个数据 流对象,此对象用于加载视频及音频信号. this"as"+i.onStatus=function (objIn)一self.nsStatus(objh);/调用ncStatus 函数判断服务器的状态. 3)定义数据流加载函数 connect(serverArrayln:At'- ray):Void vat_self=this; serverArray 2 public serverArrayIn;/server- function attachAudio(sourceIn:Ob ject):Void for(vat i in Array为集群服务器数组 for(var f in serverArray)/通过一个 serverArray)/通过一个 for循环进行多台服务器数据流加载 this"ns"+f.attachAudio(sour for循环创建多个网络连接对象 thisP nc"+i=new tion();/创建网络连接对象 NetConnec. ceIn);/把麦克风产生的音频流加载到集群系统 中所有可用服务器的数据流对象上. public this"nc"+f.connect(serverAr- raylnf);/调用自身函数不断判断是否有新的 可用服务器,有则为其创建一个网络连接,并加入 活动服务器数组中. this1.nc"+i.onStatus=func tion(objln)一self.ncStatus(objh);/调用nc Status函数判断服务器的状态. liveServers.push(f);/若服务器 状态为活动,则把它加入liveServers数组中. function attachVideo(sourceh:Ob. ject):Void for(var f in serverArray)/通过一个 for循环进行多台服务器数据流加载 thisII as"+f.attachVideo(sour- celn);/把摄像头产生的视频流加载到集群系统 中所有可用服务器的数据流对象上. 4)定义数据发布函数 public function pubfish(castName:String, 万方数据 52 常州工学院学报 2009年 recordType:String):Void for(vat f in liveServers)/通过一个 3 结束语 随着计算机技术的发展及网络带宽的增加, for循环进行多台服务器数据流发布 thisf"US"+liveServersf1.pub- lish(castName,recordType);/把指定的数据流发 宽带网络中基于Web的视频和音频应用所占的 比重越来越大.在线用户数量的增加导致系统所 处理的数据流量暴增.单台流媒体服务器已无法 满足现代宽带网络中应用系统的需求.同时,用 户也对系统的可靠性,稳定性,扩展性提出了更高 的要求.集群服务器将众多的Web访问请求分 散到系统中的不同节点服务器进行处理,从而实 现了更高的可靠性和稳定性.在用户看来,集群 服务器就像是一台服务器一样.集群技术的应用 布到集群系统中所有活动的服务器上.P1 2.2编写应用程序客户端代码 有了改进后的各种多服务器处理函数,就可 以把这些函数应用于自己的应用系统了.客户端 连接多服务器的核心代码如下: import MultiConnection.as;/导入Flash通信 文件 mc=new MultiConnection();/调用Multi- 使得服务器的负载得到了均衡,同时也达到优化 系统性能,提高可靠性的目的. 参考文献】 I魏敏,魏嫒嫒.网络系统中流媒体负载均衡解决方案J.武 汉理工大学学报:信息与管理工程版,2008(4):530536. Connection函数定义各种数组. Val"server_array=new Array();/创建服务 器群数组,用于存放不同服务器地址. serverarray0="rtmp:/ phone"/设定第一台主服务器的连接地址. serverarray1="rtmp:/ phone"/设定第二台主服务器的连接地址. 2彭小娟.服务器集群系统初探J.黑龙江科技信息,2008 (27):8283. 3杨兴良,华蓓,高鹰.一种应用于Web服务器集群系统的URL 分配算法J.系统仿真学报,2007(6):14061409. 4许倩倩,王文学.基于Flash Media Server2构建的在线录制视 serverarray2="rtmp:/ phone"/设定第三台主服务器的连接地址. mc.connect(server_array);/调用connect函 数为3台主服务器创建网络连接. 频应用研究J.中国高新技术企业,2007,6(5):7879. 责任编辑:张秀兰 万方数据 基于FMS的流媒体服务器集群的研究及实现 作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 引用次数: 吴征远, WU Zheng-yuan 闽江学院计算机科学系,福建,福州,350108 常州工学院学报 JOURNAL OF CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2009,22(4) 0次 参考文献(4条) 1.魏敏.魏媛媛 网络系统中流媒体负载均衡解决方案期刊论文-武汉理工大学学报(信息与管理工程版) 2008(04) 2.彭小娟 服务器集群系统初探期刊论文-黑龙江科技信息 2008(27) 3.杨兴良.华蓓.高鹰 一种应用于Web服务器集群系统的URL分配算法期刊论文-系统仿真学报 2007(06) 4.许倩倩.王文学 基于Flash Media Server 2构建的在线录制视频应用研究期刊论文-中国高新技术企业 2007(05) 相似文献(10条) 1.期刊论文 何文秀.戴光麟.朱航伟 基于FMS的远程互动教学系统中电子白板的设计与实现 -浙江工业大学学报 2008,36(4) 根据远程教育的教学特点,利用FMS和流媒体技术,设计并实现了远程互动教学系统中的电子白板.详细探讨了该系统的总体设计,服务器端和客户端 的结构设计,数据共享设计,本地图形绘制模块,图形信息打包与传输模块及远程图形信息恢复模块的具体实现.远程互动教学系统中的电子白板为师生 交互和教学内容讨论提供了极其良好的环境. 2.期刊论文 徐海波 基于FMS与VHCapture的软件演示教学平台的设计与实现 -实验技术与管理2010,27(1) FMS是Adobe公司推出的流媒体服务器软件,利用FMS可以方便地录制,发布视频片段,也可实现实时在线演示.开源的VHCapture软件可以录制 Windows屏幕;利用这两个软件,开发了基于B/S结构的Windows应用软件实验演示教学平台,目前已应用于多个实验室教学. 3.期刊论文 刘辉.LIU Hui 基于FMS的实时视频答疑系统的设计与实现 -广东广播电视大学学报2008,17(6) 目前,网络教育中的视频答疑系统在使用时,需安装相应的客户端软件或插件,给学习时间,场所不固定的学习者带来不便.本文采用FLV流媒体格式 ,设计与实现了基于Flash Media Server的实时视频答疑系统,取得了较好的应有效果. 4.学位论文 戴光麟 基于FMS的远程互动教学系统设计与实现 2007 随着信息高速公路的建立和Internet的普及,人类社会已经进入了一个信息化的社会,并为远程教育提供了有力的技术支撑,促进了远程教育的发 展.在现有的远程教育系统的基础上,针对其交互性不强的发展现状,通过近年来兴起的FMS(Flash Media Server)技术,设计并实现了一个集音频,视 频,白板以及文字聊天功能于一身的,基于FMS的远程互动教学系统. 该系统具有如下几个特点: 1. FMS可以提供流媒体,是一种强大的极具弹性的开发环境,可以创建和执行各种各样的交互媒体应用程序,是唯一的能够将音频和视频传递给流 行的Flash Player的服务器. 2.本系统中的音频视频系统采用流媒体技术具有更好的实时性.因为流技术可以把连续的影象和声音信息经过压缩处理后放上网站服务器,让用户 一边下载一边观看,收听,而不需要等整个压缩文件下载到自已机器后才可以观看. 3.本系统中的电子白板采用B/S模式,较之传统的C/S模式有诸多优势:客户端不需要管理和维护其他客户的信息,系统结构更清晰明了,系统效率 也更高;客户端只需运行浏览器,无需事先安装应用程序,对客户端性能要求不高,并且能够很好地解决软件的升级和维护问题. 目前,远程教育的优越性正日益凸现,基于浏览器模式的远程教育系统是今后该领域发展的一个趋势,而运用FMS技术进一步实现了该模式的推广. 5.学位论文 高鹏 基于流媒体技术的在线辅助教学系统设计与研究 2009 流媒体技术应用在网络教学上,使得传统意义上的教学方式转变为生动形象的影音,广播教学,语音教学,教学示范,消息发送,网络影院,远程 管理和教学点播模式.它可以以其灵便连通的特点和友好高效的交互实现双向交流,模拟一个虚拟的"面授"空间,为师生在空间和时间上都提供极大 的便利. 本文内容在逻辑上可以分为以下五个部分:第一部分是引言,包括课题的提出,研究的意义,在线教学的发展状况,论文的研究内容,UML建模的优 缺点;第二部分是在线辅助教学的理论基础,包括建构主义教学理论要素,在线辅助教学的设计特点,面向对象的相关概念,逻辑建模过程;第三部分 是在线教学的技术支持基础,包括传统流媒体技术,FMS流媒体服务,应用层的传输控制协议,FMS的通信组件,Flash Remoting MX;第四部分是在线辅 助教学系统的分析与设计,包括在线辅助教学系统的需求分析,系统UML基本模型,系统类设计,系统结构模型,系统数据库设计;第五部分是在线辅助 教学系统地实现与总结,包括系统是实现与演示,系统创新与特色,全文总结和进一步研究的问题. 本文以建构主义教学理论和UML建模理论为理论基础,围绕在线教学的特点,结合语音视频技术的发展,探讨了传统主流流媒体技术的相关协议和用 途,并对比传统流媒体技术的特点,介绍了一种新的不仅具有流视频更具有交互应用程序开发能力的技术FMS(Flash Media Server),利用FMS展 开如何实现同步传输音视频流和交互式Web教学系统的应用研究;通过UML建模对系统进行分析和设计,研究了系统的主要功能和实现方法,具有一定的 实用性和创新性. 本文的意义在于将理论知识与新技术融入到实际的项目中去,通过对在线辅助教学系统地分析设计和研究,为在线辅助教学的模式提供一个新的发 展方向. 6.期刊论文 刘辉.LIU Hui 基于FMS的实时视频答疑系统的设计与实现 -重庆职业技术学院学报2008,17(6) 目前,网络教育中的视频答疑系统在使用时,往往需要安装相应的客户端软件或插件,这会给那些学习时间,场所不固定的学习者带来很大的麻烦.能 否在B/S模式下实现实时的语音视频答疑,这正是本文所探讨解决的问题.本文详细介绍了采用FLV流媒体格式,基于Flash Media Server的实时视频答疑系 统的设计思路与实现方法. 7.学位论文 吴银芳 基于流媒体的交互式Web教学系统的设计与实现 2008 我们生活在一个信息时代,语音视频技术在互联网媒体传播和应用方面已渗透到社会的各个角落,其中视频会议,视频点播,远程教育,视频转播 等方面的应用空前广泛,极大方便了人们的信息获取和情感交流.传统的网络教学系统局限于网上异步教学,在教学的时实性,交互性,表现方式的生 动性,丰富性等方面还有所欠缺.流媒体技术采用"带有控制的视频流"技术和高性能的视频文件系统技术,为实现网上实时内容的同步传输和播放 ,提供高质量的视频观看和课程讲座创造了条件. 流媒体技术应用在网络教学上,使得传统意义上的教学方式转变为生动形象的影音模式,广播教学,语音教学,教学示范,消息发送,网络影院, 远程管理,教学点播等模式.它可以以其灵便连通的特点和友好高效的交互实现双向交流,模拟一个虚拟的"面授"空间,为师生在空间和时间上都提 供极大的便利. 本文以建构主义教学理论为基础,围绕Web教学的特点,结合语音视频技术的发展,探讨了传统主流流媒体技术的相关协议和用途,并对比传统流媒 体技术的特点,介绍了一种新的不仅具有流视频更具有交互应用程序开发能力的技术FMS(Flash Media Server),利用FMS展开如何实现同步传输音 视频流和交互式Web教学系统的应用研究;介绍了系统的设计,主要功能和实现方法,具有一定的实用性和创新性. 8.期刊论文 骆诚.Luo Cheng 基于Flash流媒体技术的动态播放列表设计 -电脑与电信2008,""(8) 本文阐述了如何通过ActionScript与XML实现基于Flash流媒体服务器,易于修改重用的动态播放列表,用户可以使用XML文件方便地更新播放列表,而 不需要开发者制作复杂的后台管理页面,大大提高网络流媒体内容的维护效率. 9.学位论文 鲁志刚 基于Flash Media Server(FMS)的网络教育系统设计与实现 2008 随着全球信息化进程的不断发展,教育信息化势在必行,网络多媒体教学正在逐渐成为主流教育形式.网络多媒体教学拓展了教学的时空纬度,为 学习者提供了更为丰富,优质的学习资源,必将对提高教学质量,转变教学观念以及推进全民教育产生积极影响. FMS作为流媒体服务器将传统的流媒体功能与灵活的开发环境结合起来,为教育行业创建提供了创新的,交互式的媒体应用,使基于FMS的网络学习 具有以下几个特点:以学生为中心的活动,简化和建模,基于问题的学习,提供及时而有意义的反馈,确保学生之间互动. 本文针对目前网络教育的实际情况,将FMS技术引入到网络教育当中,分析比较国内外FMS的应用情况,以相关的学习理论为指导,以NET和FLASH技 术为支撑,对系统功能,系统架构,系统数据存储做了全面设计,并重点阐述了视频在线录制,视频的流式播放,视频留言板,视频聊天室的实现方法 .为学生提供了可视化,直观的视频课程平台,教学资源可以无限扩展,教学种类不受学科限制.师生间通过视频留言板及视频聊天室进行沟通,全面 满足了网络课程中同步及异步交流的需要. 10.学位论文 孙华斌 基于B/S模式的人事档案管理与档案远程视频查询系统 2008 根据青岛市卫生人才市场人事档案管理信息化建设的需要,设计与开发了基于B/S模式的人事档案管理与档案远程视频查询系统.该系统分为人事档 案管理和档案远程视频查询这两部分内容. 人事档案管理部分是以Microsoft SQL Server 2000为数据库,S6.0(Internet Information Server)为WEB服务器,采用Dreamweaver作为开发工 具对系统进行了设计,实现了人员的基本信息管理,查询,人才结构层次分析,统计报表,缴费信息处理,备份和日志等功能.使单位内部达到了办公 自动化,信息共享以及无纸化办公.这部分内容介绍了系统总体结构,方案设计,软件及硬件的配置和应用部署,对当前两种软件体系结构 ,C/S(Client/Server)和B/S(Browser/Server)模式作了比较,构建了B/S模式架构.并讨论了保证数据完整性,规范性和事务处理等问题.论文还对系 统安全性作了详细地说明,探讨了几种加密算法,给出了MD5加密算法及实现.讨论了WEB数据库访问技术ADO与ODBC,并利用ASP技术实现档案的信息化 管理. 档案远程视频查询部分是以Flash8.0作为开发工具,FMS(Flash Media Server)为流媒体服务器,采用流媒体技术实现的.系统通过视频采集设备对 纸质档案进行实时采集并将采集到的视频数据实时传输给客户端,客户端不仅可以实时查询档案,而且还可以对档案进行截图打印.这部分内容主要介 绍了流媒体服务器FMS特点,技术架构和RTMP协议,以及系统的组成和特点.实际应用表明该系统具有传输图像清晰,占用带宽小,实时性强等优点. 目前,该系统自投入使用已平稳运行一年多时间,效果良好,受到用户的欢迎,具有较大的推广应用前景. 本文链接: 下载时间:2010年6月12日