一種小型網絡多媒體中心的設計與實現

摘要：提出了一種應用于小型局域網的新型網絡設備——“小型網絡多媒體中心”，可提供小型網絡內部的海量多媒體節目存儲以及視音頻節目的點播。該設備的硬件基于MIPS處理器，軟件基于嵌入式Linux以及Darwin streamingserver，具有功耗低，體積小、便于部署、價格低廉等優點。

關鍵詞：小型局域網；多媒體中心；MIPS；Linux；Darwin streaming server

0 引言

在小型網絡中一般沒有專用的多媒體點播服務器，而相當多的網絡用戶都有音樂和視頻節目的視聽需要，每個用戶都保存一份音樂及視頻文件拷貝的方式，這不但浪費空間，也不利于節目的共享。應用系統若采用個人計算機PC實現小型多媒體服務，則在功耗，穩定性等各方面又存在問題。小型網絡多媒體中心(small-sized network multimedia center，簡稱SNMC)正是針對以上問題而設計的一種新型網絡設備。

SNMC一般獨立接入局域網運行，圖1是一種常見的應用結構。SNMC采用嵌入式架構，提供海量的多媒體節目存儲空間，提供擴展存儲空間的接口，提供MP3音樂和視頻節目的點播，提供Web管理界面。除了提供多媒體服務外，SNMC還可以同時作為NAS(網絡附加存儲)設備及打印服務器等。它在各種小型局域網，如小型企業，家庭，高校學生宿舍等場合具有廣闊的應用前景。

1 硬件設計

SNMC的硬件結構如圖2所示。其硬件設計基于MIPS架構的CPU－BCM1122。MIPS是業界領先的一種高效精簡指令集計算機(RISC)體系結構，具有低功耗，高性能的特點u’，目前在各種嵌入式應用尤其是網絡基礎設備及家庭娛樂應用等方面得到廣泛的應用。BroadCom公司的BCM1122是一款低功耗、高性能的通信處理器，基于MIPS64內核，主頻400MHz，處理能力達到880 Dhrystone MIPS，并且功耗低至4W；片上集成了一個G比特以太網控制器及一個快速以太網控制器，具有兼容PCI2.2標準，可配置為HOST模式的PCI總線接口，非常適合于SNMC的設計。

工作在園區網環境下，SNMC需要以太網接口，使用BCM1122片上集成的快速以太網控制器加外接物理層芯片即可實現網絡接口。同時SNMC需要廉價的大容量的存儲空間作為VOD節目緩存。而目前常規應用的海量存儲主流方向已經由IDE硬盤向SATA硬盤轉變，SATA硬盤具有容量大，速度快和價格低等優勢。BCM1122芯片上集成了PCI HOST控制器，直接擴展SATA控制器后可連接多個SATA硬盤。另外SNMC還提供了擴展存儲空間以及外接打印機的USB HOST接口，可采用外接USB控制器的方式實現。其硬件結構如圖2所示，其中MEM29PL64LM是8MB的FLASH存儲器，MT46V64M16是128MB的DDR SDRAM，CH375是USB控制器，RTL8201BL是網絡物理層芯片，SiI3512是SATA控制器。

2 軟件設計

2.1 軟件系統結構

SNMC是功能較為復雜的設備，需要操作系統支持?；谇度胧絃inux進行SNMC的軟件系統開發具有以下可行性及優點：①Linux開放源碼，具有很好的可裁減性及可配置性；②Linux具有強大的硬件驅動支持；③Linux的網絡功能強大。

開源社區已經實現了MIPS體系結構的Linux移植，可直接獲取源碼包并根據設計的硬件添加相應驅動程序并進行配置編譯即可。

Linux提供了多種服務軟件包，如ftp server，samba服務器等，這些服務軟件包都能為實現SNMC的功能提供支持。另外SNMC需要提供視音頻的點播服務器以及基于Web的管理界面?；贚inux實現SNMC軟件系統的方案如圖3所示。

2.2 視音頻點播服務模塊

目前視音頻點播服務系統主要包括三種：第一是Real公司的Helix Server，第二是微軟公司的Windows Media Server，第三種是Apple公司的Darwin Streaming Server，其中HelixServer和Darwin Streaming Server采用的是標準的RTSP協議，而Windows Media Server采用微軟內部的協議。目前基于標準RTSP的兩種方案由于采

用了開源策略，可擴展性和靈活性都較高，占據較大的市場份額?；谠撛?，SNMC的視音頻點播服務模塊采用基于RTSP的方案。其具體實現可采用多種方式：自主研發周期長，穩定性難以保證，升級需要不斷投入；而現有的有蘋果公司的Darwin streaming server，具有開源，穩定性好的特點，并且apple公司有固定的研發團隊對之進行維護更新，在遵循APPLE公司的APSL協議的基礎上能自由地對Darwin streaming server進行修改，公布和發布。所以本方案直接采用蘋果公司的Darwin streaming server。獲取源碼包后采用面向MIPS處理器的GCC編譯工具編譯后即可使用。

2.3 Web管理模塊

視音頻點播服務模塊只實現了SNMC的基本功能，SNMC還需要提供用戶管理(包括分別對點播用戶，文件管理用戶的權限以及密碼進行管理等)，多媒體文件管理(包括對文件進行上傳／下載，歸類等操作)，系統管理(包括時間設置，網絡設置，磁盤管理等)等功能。在SNMC中采用Web來實現這些管理功能，其框圖如圖4所示。

SNMC中的Web管理模塊的實現主要基于CGI接口，采用PERL編寫的相應的腳本，運行在輕量級的Web服務器程序THTTPD上，具有消耗系統資源少，便于配置使用的特點。

3 結束語

本文針對小型網絡中多媒體應用的需要，提出一種小型網絡多媒體中心的方案，其硬件采用基于MIPS的處理器，軟件基于嵌入式Linux及Apple公司的Darwin streaming server，具有功耗低，體積小、便于部署、價格低廉等特點。本方案為改進網絡應用提供了一種新的思路，具有很強的實用意義和較高的先進性。