OGG流媒体文件格式探析论文.doc

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1、OGG流媒体文件格式探析论文摘要流媒体文件格式在流媒体系统屮占有重要地位，设计合理的文件格式是提高流媒体服务器工作效率最直接和最有效的办法。该文在剖析常用流媒体系统和文件格式的基础上，特别地对美国基金会的开源流媒体工程Ogg文件格式子项目做了深入的分析，指出Ogg格式对媒体编码数据的存储读取和传输具有简洁性，0弗格式的映射与逆映射与媒体编码数据具有相对独立性，能够有效提高流媒体服务器的工作效率。关键词流媒体；OGG文件格式；流服务器效率1引言流媒体是指在Internet/Intranet屮使用流式传输技术的连续时基媒体，如音频、视频等多媒体文件。文件格式和传输协议是

2、流媒体应用的主要技术。从不同的角度看，流媒体数据有二种格式：压缩格式、文件格式、发布格式。其中压缩格式描述了流媒体文件中媒体数据的编码、解码方式；流媒体文件格式是指服务器端待传输的流媒体组织形式，文件格式为数据交换提供了标准化的方式；流媒体发布格式是…种呈现给客户端的媒体安排方式。本文所讨论的格式是指第二种：流媒体文件格式。特别地分析了一种开源流媒体文件格式：0ggo它是美国基金会开发的开源流媒体工程的一个子项口，它是应其开源音/视频媒体压缩编码格式Vorbis/Theora等的存储与传输需要而设计的。本文在研究和分析已有流媒体系统的基础上，结合在研发新的流媒体系统

3、中的经验和教训，对流媒体文件格式做系统和深入的剖析，旨在深入理解流媒体系统和找到提高流媒体系统工作效率的方法。流媒体文件格式分析.1文件格式在流媒体系统屮的重要性一个简化的流媒体系统由流媒体服务器、客户端和传输网络组成，流媒体系统的核心是流媒体服务器。随着流媒体技术研究的深入和流媒体应用的扩展，如何提高流媒体系统的工作效率，主要指标体现为如何提高服务器并发媒体流的数量，这是一个被广泛关注的课题。它取决于服务器处理每个流的效率，决定了一个服务器能够同时为多少客户服务，其成果不但具有理论价值，更具有极大的经济价值。图1的圆圈内标出了影响流媒体系统性能的一些主要因素。如果

4、对其中每个因素仔细分析判断，可以发现对于一个现有的流媒体服务器而言，能有效提高其效率的手段并不多。例如：提升客户端、服务器端的硬件配置，只能获得性能提高，工作效率没有得到提高；实时传输、控制协议是人们经过多年的大量应用实践总结，由IETF因特网工程任务组确认的媒体流传输共同标准，是必须遵守的标准，是无法轻易改变的；节目源的质量、压缩方式等因素对于服务器而言是不可预知或者是不可控制的。那么在这些客观因素无法改变的情况下，优化流媒体文件格式为提高流媒体服务器的工作效率提供了可能。流媒体文件格式能够对服务器的工作效率产生影响是由流服务器工作方式的特点决毘的。流服务器的主要

5、工作任务是通过直播或点播的方式向用户提供流媒体内容，它输入磁盘上存储的流媒体文件，然后进行实时传输协议封装后再通过IP网络输出给客户端。简言之，其工作流程为3步：读取、封装、发送。由于每发送一个媒体流都需要启动一个流程，并且所有流程都需要实时进行，可见当一个流服务器并发几千个流时，每个流程工作效率的细小区别都会对服务器工作效率造成很大的影响。图1简化的流媒体系统结构及其影响因素每个工作流程的输入是流媒体文件，输出是媒体数据包。输入、输出数据的内容是没有改变的，都是多媒体压缩码流，两者之间只有格式的不同，所以从数据流角度来看，服务器的主要工作其实是…个格式转换的过程。

6、由于媒体数据包的格式是由传输协议事先确建的，那么流媒体文件格式是否能够方便服务器读取、封装就决定了服务器的工作量。.2流媒体文件格式的分析与比较流媒体文件在流媒体系统中具有重要地位，文献［2］分析了具有代表性的QuickTime电影文件(mov)和MicrosoftMediaServer的电影文件，对其文件格式和相关环节做了深入剖析。发现这些文件格式对服务器工作效率存在如下负面影响：（1）磁盘控制器访问吞吐量低。每次封装一个媒体数据包需要读取一帧数据，一般每帧大小为1K左右，每秒需要25帧，这造成对磁盘频繁访问，吞吐量低。（2）对于QuickTimeMov文件格式,

7、媒体数据没有经过预处理,服务器每发一个包都需要从hint轨中获得打包时需要的相关参数,实时读取媒体数据、封装、发送，对CPU占用率很大。（3）对于MicrosoftAsf文件格式，媒体数据在Packet中时已经是mms包的半成品，服务器节省了截取媒体流的时间，但仍然需要服务器选择媒体流来组织nuns包。并且,Packet'I'的数据不全是需要发送的数据，浪费了内存空间和磁盘10时间。文献［3］提出了一种新的流媒体文件格式NMF,该格式具有如下基本结构（如图2所示）和特点：图2NMF文件结构NMF流媒体文件由头文件和体文件构成。头文件主要包含文件描述、媒体描述、流