基于内存缓冲区的流媒体数据缓存

基于内存缓冲区的流媒体数据缓存

姓名：常双举 学号：7120310418 班级：1240009

2014年7月18日

基于内存缓冲区的流媒体数据缓存

常双举 720310418 124009

摘要：在有了一个对流媒体数据的深刻理解的情况下，剖析缓冲区建立的多种困难和情况，

并给出解决问题的想法和算法，使构建出的缓冲区可以接收流媒体数据。

一、题目描述

流媒体是指以流的方式在网络中传输音频、视频和多媒体文件的形式，流式传输方式是将视频和音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个的压缩包，由服务器向用户计算机连续、实时传送；在采用流式传输方式的系统中，用户不必像非流式播放那样等到整个文件下载完毕后才能看到当中的内容，而是只需要经过几秒钟或几十秒的启动延时即可在用户计算机上利用相应的播放器对压缩的视频或音频等流式媒体文件进行播放，剩余的部分将继续进行下载，直至播放完毕；从这里看出流媒体数据是一边下载一边输出的；而且这个过程的一系列相关的包称为“流”，而流式传输的实现需要缓存，因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输；

这里就可以知道整个实验的大致流程为服务器以数据包的形式像用户传送数据，即用户接收到的一个个的数据包，而又因为流式传输的需要，用户需要建立缓存区，即题目中的内存缓冲区，用户的缓冲区接收到服务器发送的数据包，将其写入缓冲区处理好，整理出正确的数据输出给用户；整个过程是实时的，即缓冲区是一边接收数据包，一边输出给用户的。 二、问题分析

清楚了整个实验的流程，有几个问题是必须要清楚的；一是服务器发送给缓冲区的数据包的顺序问题，是服务器顺序切割文件产生的顺序数据包还是多线程下载产生的乱序的数据包？二是服务器在传送数据包的情况下，有没有可能因为一些因素导致某些数据包发送失败，从而产生数据包丢失的问题？三是假如服务器接收的是多用户请求，那么传送的数据包对于用户来说是否是重复的呢？同时，由于用户可以同时下载多个文件，多个节目，假如某一用户向服务器发送多节目下载请求，缓冲区接收的数据包岂不是具有不同节目ID的数据包？

除去以上的数据包的属性问题，还有缓冲区大小问题和用户需求问题； 缓冲区大小问题是指缓冲区作为一个数据的中转站，不可能具有特别大的一块内存供其使用，这不符合缓冲区的缓冲性质，因此需要对缓冲区设定大小限制，例如，要求缓冲区占用必须在512K以内；

用户需求问题是指用户在使用数据时，要求从缓冲区中拿到的数据可以显示出一帧的画面或者一段语音，否则对于用户来说，这段数据是不能够使用的，因此需要设定一个输出要求，即对缓冲区可输出数据量的最低输出要求，例如设定缓冲区中可用数据大于1k时，缓冲区方可输出数据。

针对以上这些问题，我们需要有一个大概解决这些问题的思路；首先针对数据包的属性问题，可以设计一个基本的缓冲区，缓冲区可以接收顺序单线程、无丢失、无重复和单节目ID的数据包，然后再根据接收到数据包的属性复杂性，依次为缓冲区添加功能，从而达到处理数据包的目的，但是在沿着这个思路思考的时候，发现有几个问题是不能解决的，首先多用户下载的重复包问题是不能进入缓冲区的，还有多节目ID的数据包是不可能依靠一个缓冲区来处理的，另外缓冲区的内存限制和用户需求都需要辅助函数来解决，所以，解决以上所有问题一个简单的缓冲区

类是不够的，我们需要设计一个功能更加复杂的节目类！ 三、解决方案

依据以上对问题的发现和探讨，我们大体的思路基本确定了，即设计一个功能完全的封装的节目类来接收服务器发送的多属性数据包，并输出数据供用户使用，输出的数据存放在目的文件中，以表示用户使用过的数据； 1、缓冲区设计

数据结构：结构体b，结构体中包含offset-偏移量、judge-判断是否该存储体为

输出源和arra-vector动态数组模板类以及用来指向下一个结构体的next结构体指针；

缓冲区说明：动态链表的连续动态存储体，即可以申请指针相连的存储结构体，

存储结构体中有vector数组动态存储；

框图表示： int offset; int offset; int offset;

int judge; int judge; int judge; next next vector vector vector arra; arra; arra; 数据区 数据区 数据区 2、乱序数据包处理

算法描述：

乱序到来的数据包可以分为以下几种情况；

1、 数据包写在某个存储体的末尾，要求存储体末尾元素与数据包首元

素相接，判断条件offset+arra.length=indataoffset；在写完后，要查验在接收这个数据包后，是否下个存储体可以连接在当前存储体的末尾，判断条件offset+arra.length=next->offset；连接后，要注意调整指针，循环查验直到条件不满足；

2、 数据包写在某个存储体的开始，要求数据包的末尾元素与存储体首

元素相接，判断条件indataoffset+baglength=offset;

3、 数据包写在第一个存储体之前或者写在某两个存储体之间（即某个

存储体之前），要求某个存储体的首位元素的偏移量大于与数据包末尾元素相接的元素的偏移量，判断条件offset>indataoffset+baglength;申请新的存储体接收这个数据包，申请后注意调整指针；

4、 数据包写在整个当前缓冲区的后面，要求与当前缓冲区最后一个存

储体的末尾元素相接的元素的偏移量小于数据包首位元素的偏移量，判断条件offset+arra.length

算法框图： 开始

offset+arra.length=indataoffset? 是 否

数据包写在当前存储体末尾

offset+arra.length=next->offset? 否

是 相邻存储体连接为一个存储体 next=NULL? 否 是 indataoffset+baglength=offset? 否 是 数据包写在存储体开始 offset>indataoffset+baglength? 是 否 申请新的存储体，第一个存储体或者两个存储体之间，数据包写在新的存储体

offset>indataoffset+

baglength?

是 否

申请新的存储体，

缓冲区的最后，数

据包写在新的存储

体

更新存储体指针 否 当前存储体指针

helpone=NULL？

是

结束

3、丢失数据包和缓冲区大小限制处理 算法描述：

丢失的数据包造成缓冲区中的存储体永远不能连接成一个存储体，故

导致remaindata函数返回的缓冲区可用数据量仅为缓冲区中一部分的数据量，而如果长期等待丢失的数据包，就会造成节目后部分数据堆积，从而导致缓冲区达到限制大小512K；即512k为缓冲区的最大等待“时间”；

需要解决两个问题：

1、 缓冲区大 …… 此处隐藏：1583字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……