实施过程

　　实施过程分为三个步骤，包括了组播协议的部署、流媒体采集编码和流媒体发布。

　　组播协议的部署

　　中大选择校园网的各校区园区网的骨干交换机作为RP节点，以保证RP节点的性能。流媒体数据从组播服务器到达接收客户端，经过了RP路由器、楼栋汇聚层交换机和用户接入层交换机，这些网络设备都需要进行相关的组播配置。在中山大学校园网中，使用RG-8606作为RP路由器，使用RG-5750/3760等作为楼栋汇聚层交换机，使用RG-2600/2100系列等作为用户接入层交换机。根据中大的实践，这些设备均可通过系统版本升级的方式来实现对IPv6组播的良好支持。

　　为控制非法组播流量，中大将每个校区园区网配置成一个PIMv6域，指定校区的主骨干和备份骨干交换机分别为候选RP路由器和候选BSR路由器；在PIMv6域中的相关三层设备开启组播路由协议，在这些设备的相关接口配置PIMv6 SM协议，同时自动开启MLDv1协议；在二层交换机上启用MLDv1 Snooping。这样，就可在RP映射的组播组地址时限定组播源范围，不允许下游设备擅自接入组播源，规定用户只能加入规定的组播组等。另外，在接入层交换机上组播流量不宜控制过紧，其必须满足实际使用组播带宽的需求。

　　流媒体采集编码

　　流媒体的采集编码是由源提供服务器实现的。网络电视的视频源是来自数字电视机顶盒，其输出的模拟信号需要通过视音频采集卡将其转换为数字视频流，才能在IP网络中传输。视音频采集卡可以分为软编码卡和硬编码卡，软编码卡只对信号进行采集，然后由CPU承担视音频编码的工作，对服务器的性能有较高的要求；而硬编码卡则可以在采集信号的同时进行编码压缩，对CPU负荷较轻，服务器的性能要求不会很高。在Windows环境下，可以采用软编码卡结合Windows Media Encoder来进行视音频的采集和编码。中大在部署过程中采用的就是这种方案，Windows Media Encoder是一款功能强大，使用简单的视音频编码器，可以实现实时流媒体推送。

　　在部署过程中，中大将视频编码码率提高为1500kbps时即可达到标清的视频画质；同时将音频编码码率设置为32kbps，并将流媒体数据包限制在1500字节以内，避免了由于数据包的长度超出以太网的MTU而导致的分片。中大在部署初期发现，流媒体最大数据包默认值为16000字节，在网络传输时任何一个分片丢失都会造成16KB的数据丢失，这样对用户观看效果产生严重影响，画面会出现明显的停顿和不连续现象。于是，将最大数据包大小设置为1377字节，这样就数据包分片的现象不再发生，而且即便单个数据包的丢失也只会造成1377字节的丢失，对用户观看效果的影响明显降低。

　　流媒体发布

　　电视信号经过采集和编码之后往流媒体服务器推送，也就是组播服务器。组播服务器是直接面向用户的，一个方面需要从采集编码服务器获取流媒体数据，另一方面以组播的方式向用户推送。中大在部署改该服务器时使用了Windows Media Service，它通过创建广播发布点来提供流媒体服务，并采用组播的方式复制多份相同的流媒体数据分发给不同网段的客户端。

　　针对校园网大规模流媒体应用，中大采用了基于IPv6组播的技术方案、分布式的应用架构，并在构建平台时选择了Windows。校园网络电视业务的实际部署验证了其可行性，“2010南非世界杯”的网上直播更是充分检验了应用系统的稳定性和可靠性。

　　流媒体应用不仅包括视频直播，还包括视频点播，视频会议等。虽然应用场合千差万别，但是组播等核心技术都有着其不可获缺的用武之地。中大接下来将以校园网IPv6网络电视业务建设为契机，进一步推动IPv6流媒体应用的发展。另外，虽然目前IPv6环境下的P2P流媒体应用尚无成熟方案，但这也是需要进行探讨和研究的一个重要方向。

　　（作者单位为中山大学信息与网络中心）

文章来源：《中国教育网络》杂志2010年8月刊