分布式视频点播系统的设计与实现

分布式视频点播系统的设计与实现

萧烨[1]2005年在《基于.NET的分布式视频点播系统研究》文中进行了进一步梳理随着互联网技术的发展,使人们更容易获取各种信息。随着网络带宽的不断提高,更加速了这一过程的发展,同时也加速了人们对高品质的视频、音频等多媒体信息的需求。多媒体和网络的交叉领域视频点播是当前宽带网络应用发展的必然结果,视频点播的体系结构、应用系统和基础研究正成为目前产业界和科研机构密切关注的焦点。视频点播将极大地改变人们娱乐、教育、工作、购物和生活的方式。目前网络多媒体应用的发展方向是在宽带网络基础上开发出可以提供大并发流和高质量的音视频流的大规模视频点播系统。本文论述了一种具有良好扩展性的分布式视频点播系统,利用分布式系统的特点,可以将音视频流的负载分布到网络中去。这样,对于单机型的视频点播系统设计中可能出现的瓶颈,例如输入/输出负载能力和存储能力,就可以分布到网络中,使其能有效地面向大用户群提供高质量的视频点播服务。与传统集中式视频点播系统相比,即使是使用低端计算机作为视频服务器网络的节点,也能达到很高的服务水平,同时具有良好的扩展性。首先,本文介绍了当前视频点播系统的研究现状和Microsoft .NET框架,然后分析了现阶段大规模视频服务器系统的体系结构特点。其次,本文针对视频点播系统中视频服务器的瓶颈问题,论述了两种解决视频服务器间负载均衡的方法,基于点播率的存储策略和文件分布存储策略,使得每个媒体服务器都可以有效地为大量用户服务。本文最后基于Microsoft 的.NET 架构,设计了一个分布式视频点播系统,并论述了该系统的体系结构和各个组成部分的核心技术和关键算法,重点对系统中的核心部分管理服务器的实现进行了研究。

卢子丹[2]2014年在《基于SOA的网络视频点播系统的设计与实现》文中提出互联网的发展受带宽限制,早期的网络内容以静态为主,包括文本和图像数据。经过近十年的快速发展,互联网已包含了静态媒体和动态视频媒体的海量信息库。在这样的背景下,视频点播(Video on Demand, VOD)已经成为了宽带网络上主要发展的一种业务类型。VOD的主要操作特点是:与以往的有线电视相比,用户选择不同的节目内容,选择在什么时候播放,选择通过何种渠道播放的方式具有按需获取、灵活选择的特点。所以,我们说当前网络领域及多媒体播放的一个研究热点就是如何在多种宽带网络环境下实现VOD。在VOD系统,多用户访问、大并发数据流和高服务质量是系统设计需满足的要求。而在目前的VOD系统中,往往只是简单地从高性能的专用服务器和提高网络带宽这两方面研究,而针对软硬系统架构方面的研究很少。VOD系统采用分布式的系统结构是实现大规模VOD系统的重要方法之一。本文在分析比较了现有的VOD系统的相关文献和实现方法之后,提出了一种基于Windows通信接口(Windows Communication Foundation, WCF)的面向服务(Service-Oriented Architecture, SOA)的分布式视频点播系统。与传统的集中式视频点播系统相比,它使用多台普通PC作为媒体服务器,采用分布式的体系结构,具有更好的扩展性。本方案由于WCF较好的可靠性和稳定性,可以适用于主要的中型、大型网络环境的基本视频点播需求。本文描述了基于SOA的VOD系统的体系结构和主要部分的设计方法,详细说明了基于WCF构建分布式媒体服务器的原理。

赵建峰[3]2004年在《分布式视频点播系统的设计与实现》文中研究说明互联网正从一个静态数据内容(文本、图像)占主导地位的阶段快速地发展成为一个包含静态媒体内容和连续媒体内容的综合的信息资源库。视频点播(VOD)业务是未来宽带网中最有前途的业务之一。它可以让用户控制节目的播放,选择播放时间和播放的形式,与传统电视相比有着无可比拟的优点。在各种宽带网络上实现视频点播业务成为当前多媒体和网络领域的一个研究热点。 多媒体应用是网络发展的最终方向,多用户、大并发流和高质量是媒体点播系统发展的必然趋势。而在目前的视频点播系统中,适应这一发展趋势的视频点播研究更多地集中在采用高性能的专用服务器和提高网络带宽方面,而在针对系统的体系结构方面的研究很少,分布式视频点播系统是大规模VOD系统的重要组成部分,其研究和设计具有显着的学术价值和经济效益。本文作者在深入细致地分析、比较了当前常见的视频点播系统的设计原理、设计思路、实现方法及其性能优缺点后,提出了一种广泛适用于各种大中型网络环境的分布式视频点播系统的设计方案,该系统由管理服务器、分布式视频服务器和客户端组成。与传统的集中式视频点播系统相比,它使用普通PC作为视频服务器,可以向用户提供全交互式点播服务,具有良好的扩展性,极大地提高了系统的可靠性和稳定性,并具有较高的性价比,能满足目前各种中型、甚至大型网络环境的视频点播需求。文章描述了分布式视频点播系统的体系结构和各组成部分的核心技术和关键算法,重点对分布式系统中管理服务器的实现进行了研究。 本文出了介绍视频点播系统的相关知识和关键技术外,重点描述了作者在以下几个方面的工作: 1、一种分布式视频点播系统的体系结构 2、分布式视频点播系统的各组成部分的详细设计 3、分布式管理服务器软件的设计和实现 4、客户端的设计和实现

张永斌[4]2002年在《基于IP的分布式视频点播系统研究》文中认为互连网的快速发展和人们对多媒体信息日益增长的需求,使得视频点播技术的应用范围越来越广,同时也引起学术界和IT行业的密切关注。本文论述了一种具有良好扩展性的分布式视频点播系统,它能有效地在较广地域内面向庞大的用户群提供点播服务。 本文针对在较广地域内面向众多区域网络部署VOD系统的情况,提出了一种分布式层次结构的系统模型,将整个系统在组织上分为节目中心、点播中心两大部分,与传统视频点播技术相比,点播服务被推向了网络末梢。当系统覆盖地域较大时,这种方式可以有效地降低系统对主干网络带宽的需求,同时也利于系统的扩展和节目管理。 本文针对VOD系统中视频服务器的瓶颈问题,提出了视频服务器负载均衡的方法。该方法解决了如何实现多个服务器协同工作及对外服务的问题,使得每个点播中心可以有效地服务大量用户。在该部分为了均衡I/O负载,我们提出了一种文件分布存储技术,它可以将1/O负载均匀地分配到各个视频服务器中,并存仿真实验中得到了有效验证。

苟宏[5]2002年在《基于CORBA的分布式视频点播系统的设计与研究》文中进行了进一步梳理视频点播系统可以广泛地应用于远程教学、数字图书馆、新闻点播、电子商贸、电视点播等文化、商业及娱乐的各种领域,具有很高的实用价值。视频服务器(Video Server)是视频点播系统中最关键的组成部分,它的性能直接影响视频点播系统所提供的服务质量,因此视频服务器的设计是分布式多媒体领域的重要研究课题。本文采用CORBA技术,对分布式视频点播系统进行了深入仔细的研究。 本文的研究目标就是利用CORBA技术所提供的特定服务和开发方法来实现高性能分布式视频点播系统,其中的核心问题包括多线程点播服务器的实现以及点播服务器组和媒体服务器组的负载平衡的实现。 本文在对视频点播系统进行结构性能分析及数学建模的基础上,实现了基于CORBA的分布式视频点播实验系统。给出了该实验系统的总体软件设计,仔细讨论了设计和实现过程中所遇到的主要问题,并提出了利用CORBA所提供的特定服务宋实现多线程点播服务器以及点播服务器组和媒体服务器组负载平衡的方法。对于分布式视频点播系统中相关问题的研究有较大的借鉴意义。

李卫华[6]2006年在《基于Struts的广告视频点播系统的研究与实现》文中研究说明多媒体和网络的交叉领域视频点播是当前宽带网络应用发展的必然结果,视频点播的体系结构、应用系统和基础研究正成为目前产业界和科研机构密切关注的焦点。而广告点播,相对于广告轮播,有更强的互动性、针对性、灵活性。相对于视频点播,广告点播主要采用了广告客户买单的资费方式,贴近了企业、商家及用户的需求,而且适于在通信网络上应用。在研究了视频点播系统的结构及其组成部分的基础上,分析了较常采用的解决方案。在系统总体构架上对分布式、集中式构架进行了分析对比;在流媒体技术应用上研究了RealNetworks、Microsoft、Aple等主流公司的技术;在系统管理软件的设计上,对通用的WEB开发模式进行了深入研究。通过对需求的详细分析,根据项目实际情况提出了以集中式VOD系统框架进行构架,应用RealNetworks公司成熟的流媒体技术,并采用B/S/S(浏览器/中间层/服务器)叁层应用开发技术及基于MVC的Struts设计模式的管理软件的开发方案。系统实现过程中,根据应用划分为前台用户、前台客户、后台管理叁个子系统,通过实体、实体间的关系分析并设计了数据库,再分别对各功能模块以模型、视图、控制器组件的方式进行编码实现,并对系统并发性进行了测试说明。系统经实际使用证明是可行的。系统关键技术主要集中在视频服务器、流媒体技术、宽带网络、存储方案、应用软件等方面。视频服务器是系统的核心设备,流媒体技术是系统的主要传输方式,应用软件对系统进行管理,这些构成了系统稳定性、安全性、易用性的基础。

王颖[7]2007年在《分布式VoD系统在远程教育中的应用研究》文中研究说明视频点播(VoD,Video-on-Demand)系统能够通过网络为用户提供实时的视音频按需点播服务,它使现代教育突破了时空限制,是流媒体技术在远程教育中的重要应用。然而,在VoD系统由中小规模向大规模发展的过程中,视频服务器I/O和网络带宽等系统瓶颈阻碍了视频点播在远程教育中的大规模应用,同时规模的扩展对现有的视频服务器体系结构、存储和服务策略等技术提出了新的挑战,本文的研究便是围绕VoD系统的体系结构和服务策略这两个问题展开的。论文的主要工作包括以下几点;●相关技术研究和现状分析;研究了VoD系统的基础技术、应用特征和现状,深入分析了系统核心组件视频服务器及其中的关键技术,结合远程教育中的应用需求和存在问题,得出改进体系结构和流调度策略是解决系统瓶颈的重点;●设计了一种扩展的分布式多层次体系结构;大规模点播系统中体系结构是影响系统性能的关键因素,采用分布式的体系结构可提高整体的性能和效率,满足大量并发用户的请求。本文比较了各种结构的优缺点,给出了抽象的系统模型,并对设计方案的各层次结构和用户点播流程进行了详细描述;●提出一种改进的周期补丁流调度算法(PBP~2);研究了现有的静态和动态两类流调度算法,在深入分析补丁流调度算法和周期补丁流调度算法的基础上,提出了一种在周期组播中引入批处理思想的算法,以适当增加用户等待时间来减少带宽的消耗,并对改进的算法进行了伪代码描述和分析;●进行了PBP~2算法的仿真测试与分析;在相同的节目请求率、用户请求到达率和相同的可用带宽条件下与周期补丁算法进行了比较分析,每个共享流周期发送的补丁流数比改进前的周期补丁算法要少,节省了服务器的带宽资源。

赵武[8]2017年在《基于流媒体协议HLS和分布式存储技术的视频点播系统研究与实现》文中研究说明自20世纪90年代以来,借助信息技术的发展、互联网的普及应用,视频点播技术得到了快速发展。现在,视频点播技术不仅仅应用于娱乐、局限于电视,已经借助互联网可以使用户通过电脑、手机等终端设备获得丰富的视频点播服务。同时,面向视频监控、考勤等行业需求,视频点播技术快速延伸到行业应用,采用视频点播技术的远程安防、远程医疗、远程教育已快速兴起。本文着眼于面向教育行业的视频考勤系统和通过视频技术实现开放课堂的实际需求,采用基于HTTP协议的HLS流媒体技术和分布式存储技术设计开发符合实际需求的网络视频点播系统,以提供可靠、稳定、安全实用的视频应用服务。本文重点对实现目标所涉及的流媒体技术和分布式存储技术进行了研究和分析,并将这些技术应用于视频点播系统的设计开发。考虑到视频文件实际存储需求,该系统采用目前流行的Hadoop架构中的分布式存储技术。通过在本项目中运用HLS流媒体技术与分布式存储技术,很好的满足了视频播放的跨平台、高清、流畅度需求以及视频文件快速读取的存储需求,同时实现了视频存储系统的平滑、弹性扩容。本文通过对视频点播技术研究,实现了面向教育行业的视频点播系统,该系统可较好的应用于视频考勤、开放课堂等教育领域,具有广泛的应用价值。

田军[9]2008年在《抚顺石化公司分布式视频服务系统研究与实现》文中提出抚顺石油化工公司是抚顺市的一家大型国有企业,有多家下属企业分布在抚顺的不同地区,石化教育培训中心是该公司的一个附属机关单位,负责抚顺石化公司的培训教育工作。为更好的提供培训教育服务,石化教育培训中心采用了Windows Media Server为平台开展网络视频服务,在使用过程中发现该系统支持的视频格式较少,分布在各处的教学资源不能集中到中心服务器播放,受到网络带宽瓶颈和视频服务器瓶颈的限制,当访问用户较多时,网络拥堵,服务延迟、中断,甚至由于服务器负担过重而拒绝服务。为解决上述问题,一些视频点播(Video-on-Demand, VOD)系统通过提高硬件和服务器配置的方式来提高系统性能;有些VOD则通过调整系统结构,如采用分布式或P2P体系结构把工作负载分配到多台服务器(或对等点Peer)上,以集群协同工作的方式来提高系统性能;有些系统则通过采用流调度技术,如扩展指数广播(Extended Exponential Broadcasting, EEB)、控制多播(Controlled Multicast, CM)等,在不增加硬件系统性能情况下,通过广播或信道共享等机制来突破网络带宽瓶颈的限制,从而提高系统的服务用户数量。然而,无论采用何种方式,都有其各自的优缺点和适用范围。本文在分布式体系结构的基础上采用单播、CM和EEB等多种流调度方案,实现了一个可扩展的分布式VOD系统,对实时流协议(Real-Time Streaming Protocol, RTSP)进行了扩展,使其能传输服务器的负载等信息,并针对该系统采用多种流调度方案的特点,提出一种对基于Linux虚拟服务器(Linux Virtual Server, LVS)系统的传统动态反馈负载平衡算法的改进算法,使任务负载的分配更加合理。在节目存储策略方面,本文提出了以调整节目的流调度方案来代替节目存储调整的观点,并给出了一种节目流调度方案可自动调整的实现方法。最后,本文给出了一种系统仿真测试方法及其实现过程。测试结果表明,该系统能有效缓解传统VOD系统中服务器I/O或网络带宽的瓶颈问题,具有良好的可扩展性;改进算法比传统负载平衡算法能减少10%~30%系统并发信道占用数,提高了系统支持的用户点播数量。

赵建峰, 游君臣[10]2004年在《一种分布式视频点播系统的设计与实现》文中指出多媒体应用是网络发展的最终方向,多用户、大并发流和高质量是视频点播系统发展的必然趋势。本文从分析Berkeley分布式视频点播系统入手,提出了一种广泛适用于各种大中型网络环境的分布式视频点播系统的设计方案,该系统由管理服务器、分布式视频服务器和客户端组成。文章描述了分布式视频点播系统的体系结构和各组成部分的关键算法,重点对分布式系统中管理服务器的实现进行了研究。

参考文献:

[1]. 基于.NET的分布式视频点播系统研究[D]. 萧烨. 电子科技大学. 2005

[2]. 基于SOA的网络视频点播系统的设计与实现[D]. 卢子丹. 山东大学. 2014

[3]. 分布式视频点播系统的设计与实现[D]. 赵建峰. 成都理工大学. 2004

[4]. 基于IP的分布式视频点播系统研究[D]. 张永斌. 西北工业大学. 2002

[5]. 基于CORBA的分布式视频点播系统的设计与研究[D]. 苟宏. 西安电子科技大学. 2002

[6]. 基于Struts的广告视频点播系统的研究与实现[D]. 李卫华. 华中科技大学. 2006

[7]. 分布式VoD系统在远程教育中的应用研究[D]. 王颖. 解放军信息工程大学. 2007

[8]. 基于流媒体协议HLS和分布式存储技术的视频点播系统研究与实现[D]. 赵武. 兰州大学. 2017

[9]. 抚顺石化公司分布式视频服务系统研究与实现[D]. 田军. 东北大学. 2008

[10]. 一种分布式视频点播系统的设计与实现[J]. 赵建峰, 游君臣. 甘肃科技纵横. 2004

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