1. 前言

随着互联网特别是移动互联网的不断发展 ，对于视频的点播以及直播的需求越来越大，以视频和音频为主的多媒体信息在信息密度和表现方式上都具有文本和静态图片所无法比拟的优势, 同时也需要更高的处理能力并占用更多的存储空间。随着硬件技术的不断进步, 终端用户以较低的成本就可拥有强大的计算和存储能力 。随着人们对多媒体内容需求的日益增长, 终端成本更加低廉以及获取多媒体信息的渠道日益畅通,视频的点播以及直播未来具有强劲的发展势头。在进行视频的点播及直播时，如果视频源和客户端进行直连，存在着许多问题，如处理能力有限、无存储能力、在跨网段及安全性上存在问题，容易遭受攻击，特别是在用户数量增加时，直连会严重影响视频系统的性能。因此需要视频转发系统实现对于相关问题的解决。视频转发系统能够增强视频系统的处理能力，利用视频转发，可以有效地减轻带宽压力，节省网络资源。利用视频转发系统，可以采取用户认证、权限认证等安全手段，有效地增加视频系统的安全性，有效地防范恶意攻击，增强系统的稳定性。同时，由于网络状况、视频设备的复杂性，需要对视频源提供的视频流进行转码等操作，如果采用直连，这些操作无法进行，因此需要视频转发系统对视频服务器处理过的视频流进行转发，向客户端提供被处理过的视频内容。因此视频转发系统能够提高视频系统的处理能力，提高系统的稳定性、安全性，为用户提供符合需求的视频服务。RTSP协议和RTMP协议是流媒体服务中常用的协议，广泛地应用于视频的直播、点播等方面，因此此系统是基于RTSP/RTMP协议的视频转发系统。

2. 当前研究现状

在流媒体领域，日本和韩国发展得比较早，视频业务的发展也一直保持着领先地位。在国内也出现了很多流媒体的应用，如腾讯视频、优酷网等，我国流媒体业务发展迅速。

流媒体技术主要解决三个方面的问题：一是使用压缩率高的音视频压缩算法，创造

一个高效的编码器，二是需要有一个高性能的流媒体服务器，以满足高并发的要求，三是要使用一个可靠的流媒体传输协议来确保流媒体的实时高效传输。编码及压缩技术方面，当前网络上的流媒体格式主要包括三种，Real Networks 公司的RealMedia,苹果公司的公司的QuickTime,以前微软公司的ASF流媒体服务器的性能：随着流媒体规模的不断扩大，对流媒体服务器也提出了更高的要求。限制服务器性能的三个主要性能指标是并发量，磁盘I/O 瓶颈，网络带宽。因此需要针对这些特点选择一个合适的系统框架。流媒体传输协议：流媒体技术还要有一个可靠的传输协议来支持音视频资源的传输，解决带宽、丢包和延时的问题。

常见的流媒体传输协议包括实时传输协议(RTP)、实时传输控制协议(RTCP)、实时流协议(RTSP)、即实时消息传送协议RTMP。RTP(Real -time Transport Protocol)是用于Internet 上针对多媒体数据流的一种传输协议，负责网络上流媒体数据包的实时发送与接收。它被定义在一对一或一对多的传输情况下工作, 其目的是提供时间信息和实现流同步。RTCP(Real -time Transport Control Protocol)和RTP 一起提供流量控制和拥塞服务. RTSP (Real-Time Streaming Protocol)是由RealNetworks 和Netscape 共同提出的。该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP 网络传输多媒体数据。RTSP 在体系结构上位于RTP 和RTCP 之上, 它使用TCP 或RTP 完成数据传输。是一种实时流媒体控制协议，它本身并不进行数据流的传输，而只是为对数据流的传输进行控制，它包括了对RTSP 连接进行建立以及类似于VCR 的会话控制功能，包括播放、暂停、快进、快退等。RTMP 协议全称是Real Time Messaging Protocol，由Adobe公司开发，用于在 Flash 平台之间传递视音频以及数据，RTMP 协议本身既可以传输多媒体数据也可以控制多媒体播放。使用TCP协议进行传输，因而可以提供可靠交付。基于RTMP的系统具有无须客户端和媒体传输质量好的特点。

以流媒体转发服务器为核心的视频转发系统结构, 主要有以下几点：一是流媒体服务器的隔离作用，可以提高系统的安全性；二是流媒体服务器桥梁作用，视频流都需要经过流媒体服务器，这样流媒体服务器可以方便的管理这些数据, 还可以对这些数据进行编辑。

当前的视频服务器有基于 Live555 开源库进行开发设计的。Live555 库是一种为流媒体传输提供解决方案的跨平台开源项目，它采用了C/S（Client/Server）架构，支持

RTP/RTSP/RTCP/SDP 等协议，能够提供单播、组播和广播等通信模式，支持多种编码格式（如H.264、MPEG4、MJPEG、G.711、AAC 等）的视音频数据的发送、接收和处理，同时非常容易扩展对其它多媒体编码格式的支持。还有以微软公司的Windows Media 技术为基础构建网络流媒体服务系统，以Microsoft Media System作为平台,。基于Darwin Stream Server 开源服务器设计视频服务器，并结合开源库mp4v2实现实时视频的转发和录制，Darwin 服务器基于RTSP 协议进行传输， 相比RTMP 协议， 支持TCP/IP 协议和UDP/RTP 协议，具有更高的实时性。系统使用手机硬编码实时采集音视频数据。以及利用开源的函数库LIVE 库和FFMpeg 库实现实时视频图像的网络传输，LIVE 库是一个使用开放标准协议如RTP/RTCP, RTSP, SIP等，实现多媒体流式传输的开源C 库集。这些函数库可以在Unix、Windows、QNX 等操作系统下编译使用， 基于此建立RTSP/SIP 服务器和客户端，实现多媒体流的传输。著名的MPlayer和VLC 播放器都使用了LIVE 函数库，来实对现流式传输、播放功能的支持。Red5是一个开源RTMP服务器，采用Java语言编写，完整地实现了Adobe公司的RTMP协议，具有处理音频、视频的能力，能够以FLV的格式对RIA客户端进行录制，同时实现实时的音视频的发布。Red5由于是开源的，所以可以很方便的在此基础上进行二次开发。