結論 - 串流平台多使用者的傳輸時間分析

Streaming Server 任務中包含了 RTSP 信令解析、媒體影音檔案格式的判斷、

封包切割封裝以及傳送的時間控制，其中封包的傳送時間控制在伺服器的多工系統中是相得值得研究的議題。

如我們在第四章中提到的，在 Client-Server 架構的應用中，最大的問題往往是收送速率匹配的問題，而此問題衍生出來的研究便是去探討如何有效因應網路頻寬的動態來調整 Server 的傳輸速率，也就是當目前網路頻寬使用率不高時，

Server 可以動態提高傳輸速率以增加 QoS 的品質；反之當目前網路頻寬使用率很高(網路擁塞)時，Server 可以降低傳輸速率，但仍須維持基本 QoS 的品質。

而在我們目前的研究中尚未考慮到頻寬使用率的問題，Server 在傳送封包時只是按照一個固定的時間(如每 1/29.97 秒)將所有要傳送的封包傳至用戶端，一旦發生網路擁塞時也許在 1/29.97 秒內，封包未能傳達到用戶端，導致用戶端發生很嚴重的間隔或連線中斷。例如手機在通話的過程中，如果 Channel 不好將會使得通話品質受到影響，或者收訊時好時壞，但以上的情形都是用戶端最不想看到的情形。

以串流伺服器的應用來說，很重要的考量因素便是如何提供一個穩定的影像作，並考慮 Buffer 的大小來決定是否繼續進行切割封裝，而這個 Scheduling

Mechanism 的機制是我們可以去控制的，也就是要確保在 BandWidth/Channel 不佳的情況下，Server 如何維持穩定的多工連線品質(QoS)，這也是本論文的研究目地。

而後 Home/Traffic Surveillance/Office System 的應用將無所不在，其產品如 IPCam、STB(Set Top Box)以及 VOIP 相關的嵌入式產品其背後都需要有『小而美』的軟體來維持系統的穩定運作，而應用面不同其多工排程演算法

(Scheduling Mechanism for Multiplexing)便需要適應環境而變，如何提供一個更精緻的多工排程演算法將會是本論文以後的研究方向。

參考文獻 [1] http://ffmpeg.mplayerhq.hu/

[2] http://www.live555.com/

[3] http://www.videolan.org/vlc/

[4] http://www.faqs.org/rfcs/rfc2616.html RFC 2616 - Hypertext Transfer Protocol – HTTP/1.1

[5] http://www.youtube.com [6] http://www.nuuo.com

[7] http://www.mingw.org/download.shtml [8] http://www.libsdl.org/download-1.2.php

[9] H.Schulzrinne , A.Rao, and R.Lanphier, "Real Time Streaming Protocol(RTSP)", RFC2326,April 1998

[10] H. Schulzrinne, Columbia University, “RTP：A Transport Protocol for Real-Time ＂，RFC3550. Titl , July2003

[11] E.COMER , L.STEVENS , “INTERNETWORKING with TCP/IP＂, Volume 3 Publisher ：Prentice Hall

[12] 陳重嘉，experience in software development concepts，disciplines and cases [13] 吳宗修，Analysis of Streaming Server’s Properties，國立交通大學，96學年度 [14] UNIX網路程式設計，網路應用程式設計介面Socket與XTI

作者：W. Richard Stevens ，譯者：林慶德，出版：培生

[15] 多媒體通訊，原理‧標準‧與系統第二版

作者：戴顯權、陳瀅如、王春清編著，出版：紳藍

[16] Silberschatz , Galvin and Gagne , “Operating System Principles＂, SIXTH EDITION , Publisher ：WILEY

[17] William Stallings , Operation Systems：Internals and Design Principles, 5^th ed. , Publisher：Prentice Hall , 2004

附錄一：如何在 windows 下去編譯以及執行 ffserver

Step[1] 連上http://www.mingw.org/download.shtml 網頁，下載 MinGW-5.0.2 及 MSYSmys-1.0.10 套件。

Step[2] 先安裝 MinGW-5.0.2，之後再將解壓縮後的 MSYSmsys-1.0.10 安裝在 MinGW-5.0.2 裡的 bin 資料夾內。

Step[3] 連上http://ffmpeg.mplayerhq.hu/download.html 網頁，下載 Ffmpeg 的 source code。

Step[4] 開啟 Msys 的執行檔，進入 Ffmpeg 的目錄下鍵入 ./configure --enable-memalign-hack

make make install

Setp[5] 根據上面的步驟可以成功的編譯出 ffmpeg.exe 檔與 ffserver.exe 檔。

Step[6] 想要編譯出 ffplay.exe 檔,必須要安裝 SDL(Simple DirectMedia Layer) 從此http://www.libsdl.org/download-1.2.php 網頁中下載。

Setp[7] For (Mingw32) SDL-devel-1.2.11-mingw32.tar.gz 版本下載的網頁，下載 SDL 後將它解壓，之後會看到 bin , include , lib , share,四個資料夾，將這四個資料夾 copy 到 MinGW 的目錄下‧把原來的檔復蓋過去。之後在 Window 底下使用 MinGW 去編譯。

Step[8] 進入 MinGW 的 bin 目錄下修改 i386-mingw32msvc-sdl-config 文件的第一行為 Prefix=/mingw。之後再將 i386-mingw32msvc-sdl-config 檔名改為 sdl-config。

因為 i386-mingw32msvc-sdl-config 的文件中發現 usage(資料來源)是在 sdl-config，所以一定要將 i386-mingw32msvc-sdl-config 檔名改為 sdl-config。否則編譯會出錯。

Step[9] 開啟 Msys 的執行檔，進入 Msys ffmpeg 目錄底下鍵入 ./configure --enable-memalign-hack

Make Make install

Setp[10] 即完成編譯的動作。此時在 ffmpeg 的目錄下會看到 ffmpeg.exe，

ffserver.exe 與及 ffplay.exe 檔。

附錄二：在 Suse –linux 作業系統下編譯與及執行 ffserver Step 1：在 Suse-linux 作業系統上，使用 SVN 下載 ffmpeg

(svn checkout svn://svn.mplayerhq.hu/ffmpeg/trunk ffmpeg)

Step 2：在 ffmpeg 目錄下去執行 config 與 make 的動作 ./configure

./make

Step 3：執行 make 動作之會，我們在 ffmpeg 目錄下可看到多出 3 個執行檔 Ffmpeg，ffserver，以及 ffplay，如下紅框內綠色字所示

Step 4：在 ffmpeg 目錄下鍵入./ffserver –f doc/ffserver.conf & 即可看到 ffserver Started ，表示已將 ffserver 伺服器已開啟

Step 5：使用 IE，鍵入http://destination ip:port/stat.html，連接到 ffserver，即可看 Ffserver 預設的網頁圖，如下圖所示

[註：ffserver 的 HTTP 的預設 port 為 8090 ]

Step 6：接下來使用 VLC media player 連接到 ffserver

先進入 doc/ffserver.conf 檔中，將想要播放的檔案與路徑設定好，如下紅框所示

Step2：使用 VLC 播放器，在檔案->開啟網路串流->選擇 RTSP 在網址中鍵入 rtsp:// destination ip.Port/test1.mpg，即可看到 test1.mpg 播放的影片，

附錄三：如何在 Windows 下去編譯以及執行 live555

Step 1：先到此網頁 http://www.live555.com/下載 live555 的 Source code

Step 2：在 live555 目錄下有一個 win32config 檔案，將這檔案開啟後，在 Tools32 的路徑，更改為目前 VC++的正確的路徑。

Step 3：打開 VC++ ，在 File ->Open Workspace ->找到存放 live555 的位置，在 live 目錄下會看到很多個目錄，如 BasicUsageEnvironment , testProgs….

如下圖所示

Step 4：在檔案類別的地方，選擇副檔名為 Makefiles(.mak)檔

Step 5：接下來開始 build 檔案。

Step 6：重復 Step 3 ~ Step 5 直到將 live555 目錄中所有的資料都 build 完。

Step 7：接下來使用 cywin 將 live555 伺服器打開，我們看到在 live555 中預設可播放的影片如下圖 2 所示

2

Step 8：使用 VLC media player 連到 live555 伺服器，即可觀賞 test.mpg 的影片。

附錄四：Trace 程式時所使用的到的程式碼流程

1. 計算 fNextSendTime 的程式碼在 MultiFramedRTPSink.cpp 裡

A. void MultiFramedRTPSink

::afterGettingFrame1(unsigned frameSize, unsigned numTruncatedBytes, struct timeval presentationTime,

unsigned durationInMicroseconds) { if (fIsFirstPacket) {

// Record the fact that we're starting to play now:

gettimeofday(&fNextSendTime, NULL);

}

B. afterGettingFrame1()內

//Update the time at which the next packet should be sent, based // on the duration of the frame that we just packed into it.

// However, if this frame has overflow data remaining, then don't // count its duration yet.

if (overflowBytes == 0) {

fNextSendTime.tv_usec += durationInMicroseconds;

fNextSendTime.tv_sec += fNextSendTime.tv_usec/1000000;

fNextSendTime.tv_usec %= 1000000;

}

2. 計算 PTS 的程式碼在-MPEGVideoStreamFramer.cpp 裡

void MPEGVideoStreamFramer

::computePresentationTime(unsigned numAdditionalPictures) // Computes "fPresentationTime" from the most recent GOP's // time_code, along with the "numAdditionalPictures" parameter:

TimeCode& tc = fCurGOPTimeCode;

double pictureTime = fFrameRate == 0.0 ? 0.0

: (tc.pictures + fPicturesAdjustment + numAdditionalPictures)/fFrameRate - fPictureTimeBase;

unsigned pictureSeconds = (unsigned)pictureTime;

double pictureFractionOfSecond = pictureTime - (double)pictureSeconds;

// fTcSecsBase = (((tc.days*24)+tc.hours)*60+tc.minutes)*60+tc.seconds;

unsigned tcSecs

= (((tc.days*24)+tc.hours)*60+tc.minutes)*60+tc.seconds - fTcSecsBase;

fPresentationTime = fPresentationTimeBase;

fPresentationTime.tv_sec += tcSecs + pictureSeconds;

fPresentationTime.tv_usec += (long)(pictureFractionOfSecond*1000000.0);

printf("**EnterComputePresentationTime****\n");

printf("fpresentationTime.tv_usec=%d\n",fPresentationTime.tv_usec);

printf("**End**\n");

if (fPresentationTime.tv_usec >= 1000000) { fPresentationTime.tv_usec -= 1000000;

++fPresentationTime.tv_sec;

}

3. 在建立 RTP 環境時的程式碼在 RTPSink.cpp 裡

A. RTPSink::RTPSink(UsageEnvironment& env,

Groupsock* rtpGS, unsigned char rtpPayloadType, unsigned rtpTimestampFrequency,

char const* rtpPayloadFormatName, unsigned numChannels)

: MediaSink(env), fRTPInterface(this, rtpGS), fRTPPayloadType(rtpPayloadType),

fPacketCount(0), fOctetCount(0), fTotalOctetCount(0), fTimestampFrequency(rtpTimestampFrequency), fNumChannels(numChannels) {

fRTPPayloadFormatName

= strDup(rtpPayloadFormatName == NULL ? "???" : rtpPayloadFormatName);

gettimeofday(&fCreationTime, NULL);

fTotalOctetCountStartTime = fCreationTime;

fSeqNo = (unsigned short)our_random();

fSSRC = (unsigned)our_random();

fTimestampBase = (unsigned)our_random();

fCurrentTimestamp = fTimestampBase;

fTransmissionStatsDB = new RTPTransmissionStatsDB(*this);

}

B. 計算 Timestamp

convertToRTPTimestamp()函數裡：

u_int32_t RTPSink::convertToRTPTimestamp(struct timeval tv, Boolean isFirstTime) {

u_int32_t rtpTimestampIncrement = timevalToTimestamp(tv);

fTimestampBase -= rtpTimestampIncrement;

}

return convertToRTPTimestamp(tv);

}

timevalToTimestamp() 函數：

u_int32_t RTPSink::timevalToTimestamp(struct timeval tv) const { //pts*90k+一個亂數基本值

u_int32_t timestamp = (fTimestampFrequency*tv.tv_sec);

timestamp += (unsigned)((2.0*fTimestampFrequency*tv.tv_usec + 1000000.0)/2000000);

// note: rounding return timestamp;

}

在文檔中串流平台多使用者的傳輸時間分析 (頁 65-83)