基于FMS的流媒体技术在现代远程教育系统中的应用

戚蓉

摘要： 近年来宽带互联网的飞速发展推动了远程教育系统的实施和普及，在消除了网络传输带宽这个历史性的瓶颈之后，越来越多的多媒体内容出现在现今的远程教育平台上。文章对基于Adobe的媒体服务产品——FMS (Flash MediaServer)的新一代流媒体技术框架搭建更现代的远程教育系统的技术平台的有关问题进行了探讨。

关键词： FMS； 流媒体； 流媒体传输协议； RTP； RTSP； RTMP； MMS； 宽带网络

中图分类号：TP37文献标志码：A 文章编号：1006-8228(2012)07-67-02

0 引言

互联网在过去的数十年中发生了翻天覆地的变化。在互联网普及的早期阶段，我们不得不适应数据传输时延引起的“World Wide Waiting”，但是，互联网的发展速度让我们震惊——从最初的调制解调器带给我们数十Kbps的数据传输速率，到ADSL 512K、1M、2M、4M、再到3G时代的悄然来临，移动互联网登上舞台，也就用了10余年的时间。人们从最初在网上玩文字MUD游戏，看简单的文字图片信息，到后来上QQ聊天、开立空间、建设博客，玩大型的网络游戏，再到后来在PC上或拿着iPad看电影……。互联网的技术发展已为我们的生活带来了层出不穷的新鲜体验。

与此同时，我们教育工作者关注到，教育渐渐不依赖“固定时间”、“固定地点”的模式，而随着互联网的发展走到了校园外。学生们只要有台PC，能够连接到互联网，就可以进行学习。这就是我们所看到的远程教育，它的出现和普及，也在对现有的教育模式进行着一场革命。

远程教育的技术平台随着网络带宽的升级，时时在经历着更新变化。我们曾经花费很多时间和精力去研究基于窄带网络的视频数据的传输效率，对视频信息压缩算法及格式的选择、以及对采用什么浏览器端视频播放器软件的论证和实验等繁复的工作之后，我们又欣然看到流媒体服务器软件的出现，世界进入了视频的流媒体时代。

1 早期的流媒体技术及方案

Microsoft和Real，作为在当时非常重要的流媒体软件提供商，占据着早期流媒体技术市场的大多数份额。在这里我们有必要简单回顾一下两款曾非常流行的视频流媒体服务器软件。

⑴ WMS（Windows Media Service）

WMS是当时在Windows服务器平台上构建流媒体服务的重要选择之一。WMS为微软的Windows媒体播放器（Windows Media Player）提供基于MMS（Microsoft Media Server）协议的流媒体视频点播及直播服务。MMS是一种流媒体的传输协议，用来访问并流式接收Windows Media服务器中以ASF文件的URL所标识的视频源。观众可以在浏览器中直接输入其URL，但协议必须为MMS，即以MMS://开始。

WMS的实施需要用户在浏览器端安装并激活Windows Media Player的插件。在服务器端，需要使用Microsoft Windows Server系列服务器操作系统，这在当时Windows服务器系统占优势的情况下是很容易被大范围应用的。但随着Linux主导的网络服务器操作系统快速抢占了大部分市场份额，以及Real Player伴随着rm、rmvb等新的视频格式出现并成为了多数用户视频回放的主要选择，很多流媒体内容发布者宁愿选择跨平台的另一套解决方案：Real Server。

⑵ Real Server

Real Server的成功是借助了其流行的视频压缩格式-rm、rmvb流媒体服务端软件，它以流畅的播放效果吸引了众多用户。Real Server使用RTSP（Real Time Streaming Protocol）协议进行视频数据的传输。它是由哥伦比亚大学、网景公司和Real Networks公司所提交的，更易于扩展、更适配于HTTP协议、更安全的流媒体传输协议。Real Server曾经成为很多远程教育机构、电视台及独立流媒体内容发布商的重要选择。

但Real Server同样存在对用户端插件的依赖。在Windows Media Player，Real Player及Quick Time的多年抢占市场份额的混战中，人们急需一种更统一、更简单，更方便的互联网视频播放方式。这个时候，Flash依托其广泛安装的Flash动画播放插件，作为新的视频播放软件竞争者，浮出了水面。

2 新的流媒体服务器软件-FMS

Adobe公司不惜重金收购了MacroMedia，将Flash技术收入囊中。这一颇具前瞻性的战略举动，奠定了Adobe公司作为新的视频流媒体技术提供商坚实的市场地位。Flash Player凭借其垄断性的装机率，很容易就把一种新型的视频播放方式带到了用户面前，那就是在Flash Player中集成了视频播放功能。因为互联网用户几乎人人都会安装Flash Player插件，这使嵌于网页中的视频播放器在很短的时间被Flash所统一，占据了90％以上的份额。

Adobe将其视频领域的产品线视作其互联网战略的重头戏，适时推出了Adobe Flash Media Server，就是我们所说的FMS。FMS与用户端浏览器中的Flash Player以RTMP协议进行通信，更高效地传输视频流数据及控制指令，并以众多优点成为流媒体发布者的首选。其推出的新的FLV视频格式，也很快成为网络视频文件的重要格式选择。下面，我们分析一下这些集合式的优势如何被我们应用到远程教育系统中。

3 FMS的优势在远程教育系统中的应用

我们可以看到，FMS流媒体技术框架有着诸多优势，是非常适合应用在远程教育系统中的。

⑴ 开放的RTMP协议能够吸引更多的开发者

Adobe公开了RTMP协议规范，这使得开发者能够更深入地了解、使用甚至优化该协议，为Adobe带来快速增长的开发者社区。远程教育平台的技术实现并没有统一的方案，各平台所用软件迥异，若有一个开放的协议会为技术人员提供更充分的资料和决策依据。

⑵ 更高级的流媒体传输协议-RTMP

基于TCP/IP，RTMP作为一种应用层协议簇，包括了RTMP、RTMPS、RTMPE、RTMPT协议，它们为不同需求的用户提供多方位的服务。其中RTMP是性能最好的传输协议，设有因为安全的需要导致性能损耗。RTMPS是安全套接字层（SSL）之上利用HTTPS封装的安全传输协议，视频数据可以得到很好的加密保护，防止网络嗅探器（Sniffer）盗取机密信息；为提高加密解密运算的性能，Adobe推出了自有加密机制所实现的RTMPE协议，旨在使数据更安全，并有效降低运算负载。RTMPT，在RTMP协议之上做了一层HTTP封装，使得视频数据包可以不再受本地防火墙的端口封锁限制，可以以HTTP端口进行数据传输。以上这些有关安全的设计，使得以内容为核心的远程教育，可以最大限度地规避内容被盗用等涉及版权的运营风险，以及隐私权被侵犯的社会风险，保护教师与学生实时视频交流的肖像权。

⑶ 完备的视频交互功能设计

传统的媒体服务器只能做到视频流单向发送，即从服务器到浏览器。但FMS所实现的双向视频流使网络视频交互实现起来变得难以置信的简单。因为高版本的Flash Player可以使用并控制用户的摄像头，将用户的实时视频采集、压缩编码并通过RTMP协议传送到FMS端，并由FMS将该实时视频流发布到其他用户的浏览器中。这一切使我们可以以很少的代码量获取高质量、高稳定性的视频交流系统。视频实时交流，对于教育而言是至关重要的，有了这样的技术支持，教师和学生可以更有效地在网络中进行沟通，降低远程教学所产生的沟通成本。在这个基础上，远程教育活动不再是大段的文字，图片，而是更加符合人类习惯，沟通方式更加直观，这将更大限度地提高学生的学习兴趣，并节约教师的时间。

⑷ 动态流技术（Dynamic Streaming）更加适合多变的网络环境

随着宽带网络日渐普及，网络带宽再也不是人们发愁的话题了，但我们应注意到，网络，被很多种因素影响，其稳定性仍值得考虑。路由节点故障、带宽时段性拥挤、网络连通度、骨干网连通带宽瓶颈等原因仍在影响着我们的使用，时而产生不可忍受的网络延迟。随着WiFi及3G的流行，人们有时更愿意通过无线上网，但是这样却又面临无线信号作为电磁波信号的硬伤：易被干扰、易被屏蔽、易衰减、不稳定等。我们此时并无可能去解决网络基础设施的问题，但有了一个智能的流媒体服务平台－FMS，可以使我们非常有效地优化用户的视频浏览体验。动态流技术，也叫做动态码流或可变码流技术，就是为解决这样的难题而产生的。FMS服务器可以送出不同码流的视频数据，这是个很有价值的功能，因为我们可以在浏览器端的播放器程序中判断当前的用户网络质量，在带宽产生较大变化后向服务器发出切换到其他码流的请求，使视频播放保持流畅，并能更好地利用用户带宽，尽可能让用户享受高画质的视频体验。这些技术可以在我们的远程教学过程中有效消除卡顿和延时现象，保证内容质量，并使沟通畅行无阻地进行。

4 结束语

已经有越来越多的视频网站、媒体机构等采用了FMS技术框架实现了可为用户带来更多新鲜体验的视频点播、直播的技术平台。作为教育工作者，我们也在探索运用最新技术的远程教育方案，不断进取，以改善学生的学习体验，优化教师的教学模式，构建新型的流媒体教育平台。随着用户体验，教育平台会不断得到改进，我们也将获得教育信息化改革的更大成功，为社会做出积极的贡献。

参考文献：

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Real_Time_Messaging_Protocol.

[2] Real Time Messaging Protocol-http://en.wikipedia.org/wiki/

Real_Time_Messaging_Protocol.

[3] 马涛,朱印宏.视频网站修炼术——基于Flash的视频技术开发与应

用[M].电子工业出版社,2009.