随着信息社会的快速发展，流媒体技术的应用和研究也得到了迅速发展，在互联网媒体传播方面起到主导的作用。其中视频点播、远程教育、交互式视频会议、Internet直播、网上新闻发布、网络广告等方面的应用空前广泛。由于协议本身的局限性，基于IPv4的Internet对流媒体传输的支持有限，而lPv6的出现为流媒体技术的发展带来了新的机遇。

IPv6组播技术

与IPv4相比较，IPv6在地址空间、服务质量、安全性以及移动性方面都有了较大的改进。

组播是一种允许一个或多个发送者（组播源）发送单一的数据包给多个接收者（一次的，同时的）的网络技术，它适用于一点到多点或多点到多点的数据传输业务，是下一代互联网的关键技术。在IPv4中，组播只是作为一个功能的扩展而不是IPv4的必须功能，而在IPv6标准中，要求所有的设备都必须支持组播。

虽然在IPv4和IPv6中关于组播的基本概念都是相同的，但是IPv6的组播具有很多新特性，比如IPv6通过使用固定地址域明确地限制了组播地址的传播范围，而IPv4是通过使用TTL值来限制组播的传播范围。在IPv6组播网络中，由于增加了标识和范围字段，临时组播地址在它们自己的范围以外没有意义，这更有利于组播的实现。

解决方案

根据IPv6的特点和流媒体传输在IPv6技术中的发展，我们架设了基于IPv6的流媒体服务系统，为校园网和CNGI-CERNET2上的IPv6用户提供稳定、可靠、高质量的电视在线直播和视频在线点播服务。

工作机制

从现有产品可以看出，不同流媒体体系结构在设计思想、应用领域和实现上都有不同的侧重点，但流媒体体系结构要解决的问题基本相同，即提高流媒体系统性能。视频服务器要解决的问题是提高数据存储量和增加数据传输能力。

由于校园网用户大部分都是基于Windows平台，我们采用了Windows Media的解决方案，建立了一套适合校园网上运行的流媒体服务系统。

Windows Media服务器可以从以下三种不同的源接收内容：

第一，存储在本地服务器上的视频内容和联网的服务器中的视频文件。

第二，卫星信号、电视直播等实况内容可以通过相关设备录制，经编码器处理后发送到Windows Media服务器进行广播。

第三，Windows Media Services还可以从远程Windows Media服务器上的发布点获取内容，进行二次分发。

客户端接收流媒体内容如图2所示。基于Windows Media技术的流式播放媒体系统通常由运行Windows Media编码器的计算机、运行Window Media Services的服务器和播放器组成。编码器作用是将实况内容、音频、视频和图像转换为Windows Media格式。运行Windows Media Services的服务器，通过网络分发内容。用户通过使用播放器（如Windows Media Player）接收分发的内容。用户可以通过页面上的链接来请求所需内容，Web服务器将请求定向到Windows Media服务器，与用户建立连接，向用户传输内容。

具体实现

北京交通大学的流媒体服务系统都是基于IPv6网络来构建，采用2台Windows Media服务器、6台编码服务器以及2台发布服务器组成。在此系统上开展了多媒体课件、影视频点播、电视转播、教学直播等多种流媒体服务。

视频服务器运行播放服务软件Media Services，通过创建一个广播单播发布点用于发布实况流。这些流可以是摄像机、DVD、录像机、有线电视等信号。这些信号必须由编码端通过视频采集卡采集、编码生成流以后才能上传到视频服务器，实况流的数据传输速率可根据要求的视频质量和占用网络带宽等情况做设置。编码服务器采用微软的Media Encode将非流式实时和存储的视频、音频内容转换为ASF流。发布服务器采用Microsoft Windows Server 2003 Professional操作系统即可。通常需要编制一个数据库管理系统，来存储、管理流媒体文件和用于直播的实况流，该系统负责将节目提交到网页，通过架设Web服务器，用户终端就可以通过Web方式点播收看。

在用户终端需安装微软的Windows Media Player用于收看ASF流（包括点播和直播），当用户选择流媒体服务后，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP／TCP交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来，然后客户机上的Web浏览器启动视频播放程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数对播放程序初始化。

通常使用的MMS协议和HTTP协议都可支持ASF流文件的传输，但MMS协议中的很多功能和机制都是HTTP协议所不具备的。如MMS协议支持MBR流，即使在传输单比特率流时，MMS也可以自行调整帧速率，使之能够顺畅地处理网络拥塞。而HTTP协议为以尽可能快的速度下载尽可能多的数据而设计，对于发送包含静态图像、文本和网页脚本的数据包是一种理想的方式，但对于发送包含ASF流式媒体的数据包却不是最好的方式。

我们的流媒体服务系统主要面向校园网内部用户，但同时兼顾校外用户。为了支持MBR流，并给用户提供一个可靠稳定的连接，我们使用MMS协议来传输ASF流。为了避免因使用HTTP协议传递流媒体带来的延迟现象，关闭了Windows Media Service对ASF流的HTTP协议支持。如果遇到某些客户端浏览器无法自动支持MMS协议，通过将ASF文件的URL保存在ASX文本文件中予以解决，当浏览器发现一个链接与ASX有关时，它便会自动启动Media Player，用MMS协议来播放流信息。

IPv6流媒体服务系统的优势

多媒体数据的特点是数据量非常大，采用IPv6技术解决了地址容量问题，优化了地址结构以提高选路效率，提高了数据吞吐量，以适应流媒体通信大信息量传输的需要。

IPv6更大的优势在QoS保证上，资源预定协议RSVP是流媒体传输广泛采用的协议。在IPv4中，RSVP依照业务数据流的源地址、目的地址、端口等信息制定相应的QoS策略，而且要在传输路径上的所有路由器上实现这些策略。这意味着传输路径上的所有路由器都需要分析每个数据包的源地址、目的地址、端口等信息，这将会增加路由器的负担。另外，当数据量增大时，也会增加数据包的处理延时。IPv6为RSVP的实施提供了一种更为有效的方法。在IPv6数据报头信息中定义了专门的QoS支持域，IPv6对QoS的支持主要表现在流标记域，流标记基本上是按位产生的伪随机数，在一定的时间值内源端不能重用流标记。流标记为0，指示这个包不属于任何流。IPv6环境下的RSVP可以只依照数据包的流标记制定相应的QoS策略，这将大大减小RSVP的开销，同时传输路径上每个路由器的处理负担也相应减小，使RSVP策略的实施更为简便。

另外，当需要QoS服务的数据流的生存期很短或者所需带宽很小时，RSVP的开销很可能大于数据流中所有包的开销，如果在IPv4网络中将得不偿失。而在IPv6网络中RSVP的开销非常小，使得这种业务需求得到保障。

虽然IPSec的研究目标是提供既可用于IPv4，也可用于IPv6的安全机制，但在IPv6中更容易实现。因此，在IPv6网络中，IPSec的推广使用将更为容易和普遍，这为跨区域具有高安全性和私密性的音视频服务提供保证。

目前，建设的流媒体服务系统采用的是单播方式，下一步将采用支持IPv6组播的路由器，这样就可以从本质上减少整个网络对带宽的需求，同时提高服务器的工作效率以及客户端的收看效果。