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基于WEB的视频传输、存储与控制技术分析

    三、带宽控制技术

    由于在网络上传送的信息很多而且复杂,这些信息都要占用一定的网络带宽,因此,网络带宽是非常有限的资源。所以,在网络环境下的视频点播,我们必须要解决各种与带宽有关的问题。

    首先要考虑的是服务器的输出带宽,服务器是通过网卡进行数据输出的,在100Base-TX交换以太网环境下,单块网卡的输出带宽是100M,一个视频流的带宽是1.5M,所以当并发用户数超过60时,100M的网络带宽将十分紧张。为此可以采用多网卡输出的方法,如图5所示,只要交换机的带宽足够宽,采用这种方法可以成倍地提高服务器的输出带宽。

    另外要考虑的问题是硬盘的输出带宽,视频服务器的主要功能是以稳定的速率向网络上的客户端传输多媒体数据,当系统中有大量的并发用户时,硬盘的输出能力是系统的主要瓶颈。普通IDE硬盘的输出带宽是16Mbps,SCSI硬盘是40Mbps,典型的磁盘阵列可以提供80-100Mbps的输出,一个标准的MPEG I视频流带宽为1.5Mbps,这样可以得到各种单一存储器介质所能支持的并发用户数如表1所示。

    从表1可以发现以下几个问题:

    (1)单个IDE硬盘支持的并发用户数太少,但其价格便宜;

    (2)SCSI硬盘可以满足大规模用户需求,价格适中;

    (3)对并发用户需求超过50的用户,只能选择磁盘阵列,其价格偏高;

    (4)无法支持超过100的并发用户。

    很显然,采用单个存储介质不能满足大多数用户的需求,更不能满足并发用户,如果采用“纹理存储”技术(也称之为“基带条”技术)则可以解决这个问题,这种技术通过软件将多个物理硬盘驱动器组成一个逻辑上的磁盘驱动器,将数据“条状”地分布在多个硬盘驱动器上,如图6所示。

    读取数据时,实际上是对多个硬盘的并发操作,这样存储系统的输出带宽将成倍地增加。采用这一技术,系统具备了非常好的伸缩性和性价比,如表2所示。

    从表2可以看出,使用4块普通IDE硬盘的系统,将以极低的价格提供只有磁盘阵列才能提供的输出能力。对于那些对价格很敏感的用户,采用这种方案显然是一种理想的选择。

    综上所述,网络视频点播的关键技术是视频流的传输、存储与控制。在实际应用中必须考虑以下几方面的问题:

    (1)网络带宽。网络带宽是网络中的瓶颈资源,它包括服务器的输出带宽,网络传输带宽、硬盘的输出带宽等。

    (2)视频流的带宽。视频流的带宽越大,代表视频的质量越好,但在网络中传输越困难,对客户端的要求也就越高,对于视频带宽大于4Mbps的视频流,一般要求客户端有硬件解压设备。

    (3)视频存储介质。视频最终要通过存储介质向网络中传输,选择存储介质要考虑到它的存储容量、速度和价格等问题。

    (4)最大并发用户数。最大并发用户数是指可以同时支持多少用户使用,这一指标与网络带宽和视频流的带宽(或视频流的格式)是密切相关的。

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