关于网络视频直播系统的探究
概述
当前，在人们日常的互联网生活中，网络视频应用已经非常普遍。
互联网内容的呈现形式和信息传播方式越来越多地借助于音视频形式。
而且网络电视的流行，使得大众的娱乐休闲时间更多地从电视机转移到电脑前。
当我们打开传统门户网站时，显然发现许多新闻、话题页面已使用视频方式呈现，甚至商业广告也采用了视频方式展现。
同时，视频分享类网站，这种基于用户上传的内容和影视点播的网站，每天都吸引了大量活跃用户。
网民间分享新鲜、有趣、热点信息时，或者媒体发布实时信息时，也更多地采用网络视频。
其中，网络视频直播是网络视频应用的重要组成。
自2004 年起，P2P 网络电视技术的兴起，使互联网中大量用户同时观看同一直播电视节目成为可能，同时也增强了网络直播系统的服务能力。
与此同时，一大批P2P 网络电视软件迅速成长，例如，现已吸引了广泛用户的P2P 网络电视PPLive，PPStream，CBox，Banacast 等。
在网络视频应用方面，P2P 网络电视成为网络应用热点的时间早于网络视频分享网站开始流行的时间，这样，网民较早地形成了使用网络电视软件观看直播节目的习惯，使得网络视频直播成为一个基本需求。
例如，国内大型的网络视频分享网站youku 推出直播间功能，提供电视直播和热点事件直播。
另外，体育赛事的直播一直是网络视频直播的热点，搜狐、新浪、PPLive、PPStream、CBox 都提供此服务。
其次，国家目前正在积推进三网融合，广电单位大力推进网络电视应用，以迎接接入互联网这一机遇与挑战。
我们可以看到，湖南卫视、江苏卫视、广州电视台等都已推出了各自的网络电视平台。
再次，随着移动互联网的发展，移动网络电视突破了电视观看的空间限制，是很大的潜在市场需要。
由此可见，网络视频直播是网络视频应用中的基本需求。
因此，对于网
络视频直播技术的
研究和实践是具有价值的，并且能够迎合市场需求，创造实在的经济价值。
台的核心功能——网络视频直播的关键技术与实现细节。
具体的技术要点包括：视频直播P2P 数据封装技术、P2P 传输机制等。
背景
网络视频直播平台搭建在Windows Media 平台的基础上。
在此基础上，自主研发P2P 音视频传输和播放技术，实现支持大量用户同时访问网络视频直播的功能。
通过几年的工作积累，构建了较为完善的新媒体业务融合平台，提供网络视频直播、点播和时移业务，覆盖了数据采集、音视频编码、内容保护、用户鉴权、视频网站系统、用户统计与分析、日志管理、系统监控、运营与支撑系统、计费与支付系统等方面。
日常我们的平台在教育网环境下进行实验与测试。
系统组成
网络视频直播系统的基本功能是在服务器端输入音视频数据，然后通过P2P 网络传输方式将音视频数据发送到客户端，最终在客户端播放出音视频内容。
系统的核心部分组成包括（见下图）：发布源服务器（PS，Publish Server）、目录服务器（Directory Server）、节目与频道管理服务器（CS, Channel Server）、平台授权中心、客户端（Banacast Player）、超级节点、客户端计数器。
系统的核心部分包含了音视频内容从采集到直播播放的基本要素。
视频交互系统
平台授权中心
客户端计数器
发布源服务器
节目与频道管理服务器
网络
目录服务器
超级节点
音视频流
节目列表
网络视频直播系统属于新媒体平台的基本业务系统平台中还搭建了其他信息系统、管理系统、视频网站等，从而丰富了网络视频直播系统的内容，并且提供有效的管理与分析。
新媒体平台的组成模块可划分为多个层次：数据采集与编码、数据存储、数据传输、内容管理、用户管理、后台支撑。
新媒体平台由一系列系统组建而成，这些
系统包括：网络视频直播系统、点播系统、时移系统、视频网站系统、用户统计系统综合安全监视系统、日志系统、计费与收费系统、管理员鉴权系统、EPG（Electronic Program Guide，电子节目表）管理系统、录像系统、系统运行后台支撑系统。
数据采集与编码
数据存储
数据传输
内容管理
用户管理
后台支撑
客户端计数器
发布源服务器目录服务器客户端超级结点
节目与频道
管理服务器
平台授权中心
网络视频直播系统模块
视频交互系统
录像系统时移系统
EPG管理系统
用户统计系统计费与收费系统
点播系统
日志系统综合安全监视系统
管理员鉴权系统系统运行后台支撑系统
下面对新媒体平台框架中，除了网络视频直播系统以外的系统作简单介绍。
1）在数据采集与编码层次中，视频交互系统是直播系统的内容源头，在此进行音视频信号的采集、编码、ASF 格式封装、广播，另外，还支持字幕叠加、交互图像输入、画面尺寸设置、码率调整、文件存储等功能。
2）在数据存储层次中，录像系统根据管理员制定的节目录像计划，将特定时间段的节目内容保存为视频文件，并提供视频剪辑工具。
录像音视频内容来源于视频交互系统或者时移系统。
时移系统不间断的对视频交互系统输出的音视频流进行保存，按照特定的结构和索引对音视频数据进行处理，为客户端提供时移服务。
点播系统存储外部提网络视频直播系统供的视频文件，对文件进行分片和索引处理后，以P2P 传输方式向用户提供点播服务。
客户端以XML 文件的形式，下载更新点播、时移系统的内容列表。
3）在内容管理层次中，视频网站为用户提供了直播、点播、时移服务的前端页面，结合了EPG 内容和搜索功能，提供热点节目列表、直播实时截图、影视信息介绍等，为用户提供便捷的访问接口。
视频网站的直播列表由节目与频道管理服务器以XML 文件形
式提供。
EPG 管理系统负责收集和管理直播频道节目表，特别是电视节目表可以从网络中自动收集，并生成平台使用的XML 文件。
EPG 管理系统为视频网站和客户端提供直播、时移的节目表。
4）在用户管理层次中，用户统计系统记录用户使用直播、点播、时移服务的具体信息，从用户所在网络位置、使用时间、访问内容情况、统计时间区间等多维度地统计和分析用户行为。
用户使用直播服务的统计信息由目录服务器提供。
计费与收费系统，负责对三大服务的内容的访问控制与内容支付，支持用户管理和消费报表的查询。
客户端和视频网站在播放节目前，将与计费系统通信，对用户的观看授权情况进行核查。
5）在后台支撑层次中，日志系统负责记录各系统提交的运行日志信息，日志按系
统和警告级别进行分类，为系统日常维护提供检查依据。
综合安全监视系统，负责监控各个系统的运行情况，并采用短信或QQ 消息对异常状况进行报警。
综合安全监视系统可以用多屏幕方式查看所有直播频道播放画面。
管理员鉴权系统为各个系统添加和编辑管理员信息，设置和分配各系统中子模块使用权限。
系统运行后台支撑系统是一个B/S系统，将所有系统的管理界面融合到一个后台管理网站中为此，各个系统均添加了网络控制接口。