概述
流媒体是在互联网和专用网络上传输多媒体内容的一套发展中的技术。许多服务型企业都致力于流媒体传输，包括 YouTube、Brightcove、Vimeo、Metacafe、BBC iPlayer 和 Hulu。流视频传输技术正在迅速发展：采用思科 VNI 索引，互联网月度视频流量有望在 2008 至 2013 年间增长 24 倍。根据 comScore 的统计，人们对视频观看的需求也在发生变化，更多人愿意观看更长的内容。


图 1. 视频流量的预期增长（EB = 艾字节）

事实上，广播公司和电视台正投入更多精力将常规电视内容转化为在线节目。BBC 开发了 BBC iPlayerTM 和 bbc.co.uk 网站来支持大部分 BBC 广播材料的复制。这项服务相当成功： 2009 年 10 月他们的服务便响应了7930万个请求。最近，NBC 对 2010 年冬奥会的报道包括直播和{zx1}录制的内容，xx属于商业运作。

只要存在大量或动态观众的可能性，就需要可靠的内容传输网络 (CDN)。过去，CDN 仅用于复制全球网站内容，如今则飞速发展为用来处理流媒体。Research and Markets 估计 2008 年 CDN 的服务价值约为 12.5 亿美元，比 2007 年增长 32%。{dj0} CDN 包括 Akamai、Mirror Image Internet、Limelight Networks、CDNetworks 和 Level 3。流媒体服务必须处理从分散来源收集并分发到越来越多的设备上的内容。常规聚合/分发网络如图 2 所示。


图 2. 常规流媒体服务

聚合/分发网络的五个层级如下所示：
 内容源 - 从物理媒体、动态源及其它来源聚合内容。
 内容管理 - 编辑和管理内容，包括通过数字版权管理上传针对多种传输形式而编码的内容。
 内容托管- 集中式视频内容库，以及复制内容到内容传输网络 (CDN) 的其它各个层次。
 媒体传输 - 使用可选的数字版权管理 (DRM)，通过批量下载或流式传输响应用户请求而提供内容的过程。
 播放器 - 最终用户设备上的软件应用程序，用于观看内容并进行互动。

目标设备和平台的数量及类型正在不断增加，囊括了混合式机顶盒 (STB)、个人计算机、Apple iPhone 以及其它各种与互联网连接的智能手机和上网本。

商业趋势
然而，谁能在这一模式中盈利？媒体服务器硬件和软件供应商以及 CDN 可通过自己的优质服务进行收费。但内容所有者仍在努力寻求一种商业模式，使得他们能够从对内容的投资中获得回报。
目前正在探寻三种可产生收入的商业模式：

 xx依赖广告收入。在线财产用作各种内容的聚合站点，而广告则是主要的收入来源。Hulu 的盈利点建立在广泛的基础之上，而目前xx依靠广告收入来支撑。作为 NBC 环球、新闻集团、华特迪士尼公司和普罗维登斯股本合伙人公司投资的公司，Hulu 使用 Adobe Flash(TM) 作为传输机制，提供了 1700 多个当前黄金时段的电视点击节目。Tremor Media 和 Brightroll 的大量广告网络提供智能广告平台。

 依赖消费者订阅获得收入。消费者为访问联合发布的优质内容而付费。网络（如 XBOX Marketplace）不仅让消费者可以访问游戏，而且能访问可购买的重要内容。Netflix 率先提供订阅视频租赁服务，并且因质量和内容好而受到消费者群体的高度赞誉。

 依赖企业订阅获得收入（按使用付费）。企业消费者利用专家平台来建立强大的在线品牌。Brightcove 是企业采用的具有完整视频管理平台的{lx1}平台，这种管理平台可执行的功能包括上传视频、联合发表内容以及无缝多平台分发。

以上三种模式的运营商还在探索盈利的商业模式：
 传统的 MSO 和服务提供商。有些运营商宣传“电视无处不在”，该功能使得原创的广播电视节目对于其用户来说成为免费的“电视随时看”。经常使用广告支持模型来赚回这一分发成本。服务提供商也在朝和谐传输互联网内容的方向而努力，将家庭和电视娱乐作为形成差异和接受新媒体的方式。其它提供商通过视频点播服务使消费者可以购买广播和其它内容，从而提供替代的视听方式，力求增加他们的每用户平均收入 (ARPU)。

 独立播放器和独立经营者。这些播放器是视频传输市场的新产品，包括在线平台或放置于家中的连接设备，通过定期收取象征性的费用，可让消费者访问电影、电视节目和网络内容。独立经营者通常不需要与提供互联网接入的服务提供商分享收入，但在某些情况下会与电视运营商产生竞争。Apple TV、Netflix、Boxee、Hulu、XBOX360 Marketplace 以及 TiVO 等公司都是很好的例子。沃尓玛最近称他们有意向收购 Vudu，以便能在 2010 年通过互联网分发电影。

 内容所有者。国家电视频道拥有多年的珍贵内容和深受赞誉的新内容，也通过向在线和手机受众提供内容而盈利。内容所有者通常利用全球 CDN 联合发表和分发其内容。

视频传输始于有限服务，通过封闭的专用网络进行传输。这一趋势很快发展为多网络联合传输：专用网络、公共互联网和移动传输。同时，视频来源扩展包括直播和录制材料，其中可能插入商业信息。免费服务也已经让位于收费服务。能够通过多种网络在多种设备上接收视频内容显得至关重要。市场亟需可用来请求和接收内容的灵活而普遍的最终用户技术。

通过 IP 网络传输视频所使用的最常见的网络协议是实时流协议 (RTSP)。RTSP 是用于在媒体服务器和客户端视频用户之间建立和控制媒体会话的一种基于状态的协议。RTSP 客户端发出类似于 VCR 的注释来控制媒体播放。虽然有些供应商采用了自己的传输协议，但音频/视频流本身的传输大都由实时传输协议 (RTP) 来处理。RTSP 和 RTP 几乎普遍用于 IPTV 的视频点播 (VoD) 功能。

大部分视频播放器（如 Adobe Flash Player）使用可提供额外功能和灵活性的专用协议。Flash 已近乎全面覆盖 PC 和 MAC，并用于播放 80% 以上的在线视频。Adobe Flash Player 是嵌入网络浏览器中的小型客户端。Adobe 使用实时消息传送协议 (RTMP) 来传输数据流内容，提供多个用于控制和传输内容的独立频道。

Microsoft SilverlightTM 于 2007 年首次发行，在播放器市场越来越受到欢迎。Silverlight 将 HTTP 作为{dj0}传输机制并用于媒体流。将 HTTP 用作单一传输机制可大大降低端到端传输的内部成本。Silverlight 的一项独特功能是自适应流式处理功能，使播放器能够根据实时网络状况来调整数据流播放质量。Silverlight 包含类似于 Adobe Flash 所使用的数字版权管理 (DRM) 功能。

用于数据流传输的硬件平台可以和现成硬件与标准软件一样简单，或者可以用户包括自定义平台和应用程序。大型虚拟服务器常用于提供持续扩展的容量和故障恢复保护。

CDN 通常是用户自定义设计的多层网络，提供差异化、经济且高度可靠的服务。思科和其它公司最近推出了打包的内容传输解决方案。例如，思科的 Medianet™ 解决方案包括一个提供集中式内容库的虚拟视频架构，会将内容自动分发到缓存节点和数据流系统。

建立可靠性
可靠传输的最终衡量标准是用户满意度，通常称为用户体验质量 (QoE)。对于流媒体传输，QoE 要素包括：
 连续播放 - 无起止暂停
 无视频或音频跳跃
 对用户操作（选择和播放视频，以及暂停、后退和快进操作）的快速响应
 可以使用低/高分辨率版本

抖动、丢包和延时是每个 IP 网络的固有问题。这些因素常常通过多网络层级的缓冲进行补偿。播放器一般在开始演示之前缓冲数据，然后读取，以保证无错误传输。尽管通常是较大的数据块，CDN 节点也提供缓冲。IPTV 部署中常用的其它技术不适用于互联网视频传输，包括前向纠错 (FEC) 和定期重传丢失的片段。

然而，在数据源和目标之间必然存在着许多网络层级--核心网、边界网络和汇聚网络、无线网络以及企业局域网。这些不受控制的网络因素会增加抖动和丢包的程度，而仅靠客户端缓冲无法得到补偿。

要确保用户 QoE，则有必要对所有流媒体传输链组件进行严格测试。这些组件和网络必须在负载下进行测试，以确定其极限性能。流媒体受众是会极具动态变化的 - 有可能响应某些特殊事件或对病毒扩散产生反应。对在媒体流上执行特殊处理的设备进行测试，这一点尤为重要。

 媒体服务器 - 建立客户端连接，转换和传输内容。
内容传输网络 - 使用复杂的多层体系结构，将内容从中心站点分发到缓存节点，{zh1}分发到位于各地区和全球的数据流服务器。必须对每个层级和层级组合进行测试，特别要测试延迟。例如，只请求位于中心库站点中的视频的{dy}个用户感受不到特别的延迟，但如果是将内容分发到缓存服务器和数据流服务器，情况就不同了。

 数据中心组件 - 由服务提供商维护的数据中心必须平衡其语音、视频和数据流量，以便全方位保证用户体验质量。使用深度包检测 (DPI) 的应用交付控制器 (ADC) 等复杂设备可检查信息流，以确定所需的优先级和特征。

 无线网络 - 尤其是 3G 和 LTE 网络正在经历发送到移动设备的大量视频流量。无线网络节点必须执行类似于数据中心的一些功能 - 判别数据流，并将视频和语音设置为比数据具有更高的优先级。

预先部署测试是衡量所有负载级别的{zj0}性能和真实可靠性的{wy}确定方式。可以在低流量条件下执行实时网络测试，并在单个流上进行 QoE 测评，以确定瞬时网络质量。

Ixia 测试解决方案
Ixia 为各类 IP 及无线网络测试提供解决方案。IxLoad 是 Ixia 为测试多重传输设备和网络提供的{sx}解决方案。IxLoad 用于测试各类传输 4-7 层数据（尤其是流媒体）的服务器和转发设备。

IxLoad 通过大规模模拟用户和服务器来测试应用层设备和网络。图 3 显示 IxLoad 如何模拟客户端和服务器端。IxLoad 模拟的客户端能直接将请求发送到媒体服务器并接收响应。通过配合模拟的媒体服务器，IxLoad 对负载平衡器等转发设备和缓存设备进行测试。

图 3. IxLoad 工作原理
在流媒体方面，IxLoad 提供了流媒体客户端（如 Adobe Flash Player 和 Microsoft Silverlight）的大规模模拟。
例如，IxLoad 的 Adobe Flash Player 模拟功能提供：
 真实的最终用户模拟
 播放已录制的媒体，包括 FLV、F4V、MP3、M4V 和 MP4 格式的内容
 实况事件讯息流
 动态用户操作有：播放、暂停、快进和快退
 支持各种格式，包括 H.264、VP6 和 VP7 内容

通过模拟数以千计的用户会话，流媒体测试可评估以下项目的性能和可扩展性：
 边缘媒体服务器和源媒体服务器
 内容代理
 CDN 组件和网络
 媒体负载均衡器

通过IxLoad 独特的用户行为建模功能，创建完整的有状态会话，这些会话准确地模拟了用户行为的动态特征。结合 IxLoad 模拟大量用户的功能，用户模型可对网络设备生产商和服务提供商的服务传输设备及网络在真实环境中的性能进行评估。

几乎不存在仅用于传输视频流的网络，在网络通常会传输各种类型的信息。IxLoad 涵盖各种互联网业务类型（包括网站、电子邮件、FTP 和P2P）,可在真实的非媒体背景流的传输环境下进行流媒体QoE的测评。

用户模型使测试工程师能准备模拟用户群的测试，明确哪些应用程序正在使用及其比例，每个用户的上游/下游带宽限制，以及任意时间段的模型使用情况。

IxLoad 可提供关键的性能指标显示，这对准确评估网络性能非常必要。另外，IxLoad 的 QoE 侦测程序是一项故障排除工具，提供了基于每个用户的完善的统计功能。IxLoad 能捕获每个的数据流进行详细分析，其独特的数据展开分析功能可迅速识别到性能较差的数据流。

流媒体测试场景
测试可采用三个典型场景：
 媒体服务器
 内容代理/缓存
 传输网络

在所有情况中都会模拟大量的客户端设备。每个客户端执行一连串指定的操作，包括播放、暂停以及在一系列视频文件中进行搜索。一旦使用缓存和内容传输网络，测试程序就会在该网络的不同层级上具体定位目标内容。客户端加入到测试中是为了确定：
 所支持的{zd0}用户数、{zd0}会话连接速率和{zd0}事务（Transaction）率
 总的发送和接收的数据吞吐量
 全部请求的最短/最长/平均响应时间
 内容处于缓存或未缓存状态的最短/最长/平均响应时间
 质量指标，包括延时、抖动、失包和 QoE
 采用I、P 和 B三种帧类型的视频流的平均以及高峰期带宽

为诊断设备及网络异常，也可使用其它基于用户的统计数据，包括：
 活动的数据流计数
 RTMP 消息、握手和连接
 收到的音频、视频和数据包
 已播放、暂停、成功和失败的数据流总量
媒体服务器测试
媒体服务器通过将内容文件格式化为音频和视频内容数据流对其进行传输。现代媒体服务器容量很大，可以一次处理数以千计的请求。测试媒体服务器要求模拟数千用户的内容请求，同时加载暂停和搜索请求。


内容代理/缓存测试
内容代理和缓存是处理用户内容请求的前端系统。可通过媒体流转换器直接从缓存中满足用户请求，或者要求从 CDN 中的源服务器获取该内容。必须在部署前进行测试，以确定容量和质量。这些系统的容量很大，测试需要数以万计的模拟用户。


内容传输网络测试
除了与用户连接相关的网络外，视频内容通过一个多层内容传输网络进行传输。手机用户通过无线接入网络（Radio Access Network)和无线核心网络进行连接。家庭用户和企业用户通过 Wi-Fi 和 LAN 网络进行连接。不同网络的延时、抖动和失包特征不相同，这些因素会带来不同的用户体验。要求对所有路径都进行端到端测试，以确保用户的体验质量。


结论
互联网传输的{zd0}发展将与视频传输关联在一起。因此，今后十年将会购入大量基础架构组件来应对大量视频内容的传输。为了将优质服务推向市场、适当规划网络规模并确保最终用户的体验质量，对与传输有关的组件和网络进行测试至关重要。

来源:   通讯世界www.tele.com.cn