多媒體應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)第4章

多媒體應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院第四章：網(wǎng)絡(luò)多媒體協(xié)議多媒體傳輸協(xié)議1多媒體通信2流媒體34.1多媒體傳輸協(xié)議協(xié)議4.1多媒體傳輸協(xié)議三要素語(yǔ)法：規(guī)定信息格式語(yǔ)義：說(shuō)明通信雙方應(yīng)當(dāng)怎么做時(shí)序：說(shuō)明事件的先后順序協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備之間通信時(shí)的一組規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)和約定的集合發(fā)E-mail打印文件mail喂，請(qǐng)用中文,慢一點(diǎn)！出錯(cuò)了，請(qǐng)重發(fā)！用于多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議，稱(chēng)為多媒體傳輸協(xié)議4.1多媒體傳輸協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)——層次結(jié)構(gòu)引入層次結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)。將一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)分解為若干個(gè)容易處理的子系統(tǒng)，然后“分而治之”，這種結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法是工程設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的手段。分層就是系統(tǒng)分解的最好方法之一。OSI模型：ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)提出開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（opensystemsinterconnectionreferencemodel)TCP/IP參考模型4.1多媒體傳輸協(xié)議OSI模型（七層）4.1多媒體傳輸協(xié)議OSI模型4.1多媒體傳輸協(xié)議TCP/IP模型功能：為任意兩臺(tái)主機(jī)上的應(yīng)用程序之間提供可靠的端到端的數(shù)據(jù)通信。主要包括Tcp協(xié)議和udp協(xié)議功能：是用戶(hù)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的界面，通過(guò)該界面向用戶(hù)提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。功能：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和路由.（1）將傳輸層數(shù)據(jù)封裝成IP包，并發(fā)送到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口上（2）檢查接口層送來(lái)的IP包的正確性，然后根據(jù)目標(biāo)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由選擇功能：負(fù)責(zé)發(fā)送和接受數(shù)據(jù)包應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層接口層傳輸層文件傳輸HTTPFTP電子郵件SMTPPOP3遠(yuǎn)程登錄TelnetRlogin其他SNMPDNSTCP傳輸控制協(xié)議一對(duì)一面向連接（數(shù)據(jù)發(fā)送前建好連接）可靠UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議一對(duì)一或一對(duì)多無(wú)連接（無(wú)需預(yù)先建立連接，保留資源）不可靠發(fā)送確認(rèn)發(fā)送發(fā)送無(wú)確認(rèn)IPICMPRARPIP(Internet協(xié)議)：在主機(jī)之間為數(shù)據(jù)包進(jìn)行尋址和路由ICMP(網(wǎng)間控制報(bào)文協(xié)議)：報(bào)告無(wú)法傳送的數(shù)據(jù)包的錯(cuò)誤并幫助對(duì)這些錯(cuò)誤進(jìn)行疑難解答

ARP(地址解析協(xié)議)：IP地址轉(zhuǎn)換為主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)物理地址RARP(反向地址解析協(xié)議)4.1多媒體傳輸協(xié)議多媒體傳輸協(xié)議實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議(Real-TimeTransportProtocol,RTP）實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議(RTCP)資源預(yù)留協(xié)議（ResourceReserveProtocol，RSVP）實(shí)時(shí)流協(xié)議(Real-TimeStreamingProtocol,RTSP)IPv6協(xié)議4.1多媒體傳輸協(xié)議實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議(RTP）功能：提供一對(duì)一（單播）或一對(duì)多（多播）在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)傳輸多媒體數(shù)據(jù)，提供時(shí)間信息和實(shí)現(xiàn)流同步使用UDP來(lái)傳輸數(shù)據(jù)不保證傳輸質(zhì)量，其服務(wù)質(zhì)量由RTCP來(lái)保證資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）功能：預(yù)留一定的網(wǎng)絡(luò)資源，保證業(yè)務(wù)流能夠有足夠的帶寬，從而能夠克服網(wǎng)絡(luò)的擁塞和丟包，提高QoS（服務(wù)質(zhì)量）。RSVP是基于接收方的資源預(yù)留協(xié)議4.1多媒體傳輸協(xié)議工作原理:(1)發(fā)送方發(fā)出ＰＡＴＨ（路由）信息，該消息中包含有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特征，并經(jīng)路由器投遞到接收方(2)接收方根據(jù)業(yè)務(wù)特征和所需要的QOS計(jì)算出所需要的資源，回送RESV（預(yù)留）消息，消息中包括請(qǐng)求預(yù)留的帶寬。(3)沿途的路由器接收到RESV操作后才執(zhí)行資源預(yù)留操作。如果沿途的某路由器不能完成預(yù)留帶寬，則該線(xiàn)路就無(wú)法建立

(4)發(fā)送方接收到RESV消息以后才發(fā)送用戶(hù)數(shù)據(jù)。

4.1多媒體傳輸協(xié)議實(shí)時(shí)流協(xié)議(RTSP）RealNetworks和Netscape共同提出工作在RTP和RTCP之上的應(yīng)用層協(xié)議。功能：控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的發(fā)送與http比較

HTTP傳送HTML，而RTSP傳送的是多媒體數(shù)據(jù)。HTTP請(qǐng)求由客戶(hù)機(jī)發(fā)出，服務(wù)器做出響應(yīng)(單向）；使用RTSP時(shí)，客戶(hù)機(jī)和服務(wù)器都可以發(fā)出請(qǐng)求（雙向）4.1多媒體傳輸協(xié)議實(shí)時(shí)流協(xié)議(RTSP）

問(wèn)題：Web瀏覽器如何播放流多媒體數(shù)據(jù)（流媒體）？

答：（1)用戶(hù)選擇某一流媒體服務(wù)后，Web瀏覽器與Web服務(wù)器之間使用HTTP／TCP交換控制信息，以便把需要傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)從原始信息中檢索出來(lái)；（2）Web瀏覽器啟動(dòng)音視頻客戶(hù)程序，使用HTTP從Web服務(wù)器檢索相關(guān)參數(shù)對(duì)音視頻客戶(hù)程序初始化，這些參數(shù)可能包括目錄信息、音視頻數(shù)據(jù)的編碼類(lèi)型或與音視頻檢索相關(guān)的服務(wù)器地址（3）音視頻客戶(hù)程序及音視頻服務(wù)器運(yùn)行實(shí)時(shí)流協(xié)議，以交換音視頻傳輸所需的控制信息，實(shí)時(shí)流協(xié)議提供執(zhí)行播放、快進(jìn)、快倒、暫停及錄制等命令的方法（4）音視頻服務(wù)器使用TCP,RTP,UDP等協(xié)議將音視頻數(shù)據(jù)傳輸給音視頻客戶(hù)程序4.1多媒體傳輸協(xié)議實(shí)時(shí)流協(xié)議(RTSP）

問(wèn)題：RTSP與RTP/RTCP區(qū)別

答：RTP:使用UDP（用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）實(shí)現(xiàn)傳輸多媒體數(shù)據(jù)。RTCP:

同RTP一起用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋O(jiān)視，控制功能，保證傳輸質(zhì)量。RTSP：用于多媒體數(shù)據(jù)流的控制，如播放，暫停等。觀眾與播放器活動(dòng)控制的交互使用RTSP請(qǐng)求傳遞4.1多媒體傳輸協(xié)議IPV6協(xié)議(RTSP）

替代IPV4的的下一代IP協(xié)議解決IPV4網(wǎng)絡(luò)地址（32位地址）資源有限的問(wèn)題特點(diǎn)：（1）更大的地址空間（128位地址，即有2128-1個(gè)地址）（2）更小的路由表，提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度（3）增強(qiáng)的組播(Multicast)支持以及對(duì)流的支持（4）加入了對(duì)自動(dòng)配置(Auto-configuration)的支持（5）更高的安全性

4.1多媒體傳輸協(xié)議下一代網(wǎng)絡(luò)中的多媒體通信協(xié)議H.323SIP（會(huì)話(huà)初始協(xié)議）IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）4.1多媒體傳輸協(xié)議多媒體通信的服務(wù)質(zhì)量（QoS）不同的應(yīng)用需要有不同的Qos要求,

4.1多媒體傳輸協(xié)議多媒體通信的服務(wù)質(zhì)量（QoS）不同的應(yīng)用需要有不同的Qos要求,QoS關(guān)鍵指標(biāo)：可用性、吞吐量、時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)、丟包率（1）可用性：當(dāng)用戶(hù)需要時(shí)網(wǎng)絡(luò)即能工作的時(shí)間百分比。（2）吞吐量：在一定時(shí)間段內(nèi)對(duì)網(wǎng)上流量(或帶寬)的度量。（3）時(shí)延：指一項(xiàng)服務(wù)從網(wǎng)絡(luò)入口到出口的平均經(jīng)過(guò)時(shí)間（4）時(shí)延變化：是指同一業(yè)務(wù)流中不同分組所呈現(xiàn)的時(shí)延不同

（5）丟包：網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)由于緩沖溢出或分組到達(dá)延遲超過(guò)延遲上界，分組將被丟棄。這些丟棄的分組將直接影響接收端的回放質(zhì)量。

4.2多媒體通信特點(diǎn)（1）具備綜合業(yè)務(wù)的能力（2）具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸能力。（3）完成多媒體數(shù)據(jù)的同步（4）支持多種通信模式。多媒體通信：位于不同地理位置的參與者之間召開(kāi)的一種會(huì)議或者進(jìn)行的交流，通過(guò)局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)(intranet)、因特網(wǎng)(Internet)或者電話(huà)網(wǎng)來(lái)傳輸壓縮的數(shù)字圖像和聲音信號(hào)。應(yīng)用：多媒體會(huì)議系統(tǒng)、交互式電視、視頻點(diǎn)播系統(tǒng)4.2多媒體通信多媒體通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)說(shuō)明：PSTNISDN4.2多媒體通信PSTN(公共交換電話(huà)網(wǎng)）下圖說(shuō)明adsl寬帶上網(wǎng)方式下電腦通過(guò)PSTN接入到internetISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）：通過(guò)對(duì)電話(huà)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化改造而發(fā)展起來(lái)的，提供端到端的數(shù)字連接，以支持一系列廣泛的業(yè)務(wù)，包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、傳真、可視圖文等。4.2多媒體通信多媒體通信系統(tǒng)的組成和功能網(wǎng)關(guān)(gateway):(1)轉(zhuǎn)換協(xié)議：作為一個(gè)解釋器，使不同的網(wǎng)絡(luò)能夠建立聯(lián)系。(2)轉(zhuǎn)換信息格式：不同的網(wǎng)絡(luò)使用不同的編碼方法，網(wǎng)關(guān)將對(duì)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使異種網(wǎng)絡(luò)之間能夠自由地交換信息.(3)傳輸信息：負(fù)責(zé)在不同網(wǎng)絡(luò)之間傳輸信息。會(huì)務(wù)器(gatekeeper):用于連接IP網(wǎng)絡(luò)上的H.323電視會(huì)議客戶(hù)，是電視會(huì)議的關(guān)鍵部件之一。它提供授權(quán)和驗(yàn)證、保存和維護(hù)呼叫記錄、執(zhí)行地址轉(zhuǎn)換等管理功能通信終端(terminal):包括執(zhí)行H.320,H.323,H.324協(xié)議的計(jì)算機(jī)和執(zhí)行H.324的電話(huà)4.2多媒體通信多媒體會(huì)議（MC,multimediaconference)系統(tǒng)定義：兩個(gè)或兩個(gè)以上不同地方的個(gè)人或者群體通過(guò)傳輸線(xiàn)路和多媒體設(shè)備，將聲音、影像、和文件資料互傳，從而完成會(huì)議目的的一種形式視頻會(huì)議4.2多媒體通信MC系統(tǒng)的分類(lèi)（基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境劃分）ISDN會(huì)議局域網(wǎng)會(huì)議：現(xiàn)有的LAN具有足夠的帶寬，支持桌面會(huì)議連接視頻質(zhì)量可以提高。電話(huà)網(wǎng)的會(huì)議：電話(huà)網(wǎng)的調(diào)制解調(diào)器的傳輸速率比ISDN小許多，因此它的性能較低，尤其是在視頻方面。

Internet上的會(huì)議：由于Internet的傳輸速率在各地域的不平衡，會(huì)議中的音頻效果尚可接受，視頻質(zhì)量還不高。MC系統(tǒng)信息流的種類(lèi)音頻、視頻、數(shù)據(jù)、控制信息4.2多媒體通信MC系統(tǒng)相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)由ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)制定ISDN會(huì)議H.320LAN會(huì)議H.323PSTN會(huì)議H.324批準(zhǔn)日期1990年1996年1996年視頻H.261H.263H.261H.263H.261H.263音頻G.711G.722G.728G.711G.722G.723G.728G.729G.723多路復(fù)用H.221H.225.0H.223數(shù)據(jù)T.120T.120T.120用戶(hù)接口I.400TCP/IPAALV.34modem4.2多媒體通信H.323協(xié)議堆結(jié)構(gòu)

協(xié)議堆(protocolstack)是在不同網(wǎng)絡(luò)層次上一起工作的協(xié)議集合從圖中可以看到，H.323協(xié)議堆旗號(hào)的控制和數(shù)據(jù)信息通過(guò)TCP協(xié)議進(jìn)行傳輸，而聲音數(shù)據(jù)、電視數(shù)據(jù)、聲音/電視的控制信息以及部分會(huì)務(wù)控制信息則通過(guò)UDP。

4.2多媒體通信MC系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境多點(diǎn)傳送（需要多點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器MFS支持）編解碼器（對(duì)音視頻信息編碼解碼）會(huì)議控制（提供會(huì)議服務(wù)，包括注冊(cè)、宣布、啟動(dòng)，退出等）MC系統(tǒng)信息流的種類(lèi)音頻、視頻、數(shù)據(jù)、控制信息4.2多媒體通信MC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由會(huì)議終端，多點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器（MFS），網(wǎng)絡(luò)及控制管理軟件等組成。4.2多媒體通信一個(gè)遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)的軟件界面4.2多媒體通信視頻點(diǎn)播和交互電視系統(tǒng)電信部門(mén)和廣電部門(mén)均提供交互視頻服務(wù)，服務(wù)名稱(chēng)不同

電信：視頻點(diǎn)播（VOD),也就是常說(shuō)的IPTV

廣電：交互電視（ITV),也就是常說(shuō)的互動(dòng)電視工作原理VOD服務(wù)提供者將大量節(jié)目源存儲(chǔ)在視頻服務(wù)器中，視頻服務(wù)器可隨時(shí)響應(yīng)用戶(hù)需求，并通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)將壓縮編碼并經(jīng)過(guò)打包處理的視頻、音頻碼流傳送至用戶(hù)端，用戶(hù)接收端利用數(shù)字機(jī)頂盒或綜合接收解碼器將壓縮編碼并經(jīng)過(guò)打包處理的視頻、音頻信號(hào)解調(diào)、解復(fù)用、解碼，并通過(guò)數(shù)字電視顯示設(shè)備還原出原始的視頻、音頻信息，給用戶(hù)提供需的高品質(zhì)視聽(tīng)節(jié)目。4.2多媒體通信視頻點(diǎn)播和交互電視系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)（服務(wù)提供商、傳輸網(wǎng)絡(luò)、用戶(hù)）

視頻服務(wù)器用戶(hù)終端視頻服務(wù)提供商用戶(hù)群傳送網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播結(jié)構(gòu)4.2多媒體通信視頻點(diǎn)播和交互電視系統(tǒng)視頻服務(wù)和管理設(shè)備

視頻服務(wù)器：存儲(chǔ)視頻資源，并提供檢索能力的設(shè)備

節(jié)目選擇計(jì)算機(jī)：提供給用戶(hù)友好的界面，管理視頻的存儲(chǔ)位置。用戶(hù)只需要和節(jié)目選擇計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互

記賬計(jì)算機(jī)：用戶(hù)帳戶(hù)管理，包括使用資源時(shí)間、費(fèi)用等。用戶(hù)終端的形式機(jī)頂盒+電視機(jī)計(jì)算機(jī)+解碼器其中，機(jī)頂盒是視頻點(diǎn)播系統(tǒng)中用戶(hù)控制視頻服務(wù)器的典型設(shè)備4.2多媒體通信用戶(hù)接入網(wǎng)技術(shù)通信網(wǎng)分類(lèi)：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)、接入網(wǎng)接入網(wǎng)的寬帶化和IP化是接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)（1）xDSL(數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)系統(tǒng)）

DSL（數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)路）：是以銅質(zhì)電話(huà)線(xiàn)（雙絞線(xiàn)）為傳輸介質(zhì)的傳輸技術(shù)組合，它包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL等，一般稱(chēng)之為xDSL。它們主要的區(qū)別就是體現(xiàn)在信號(hào)傳輸速度和距離的不同以及上行速率和下行速率對(duì)稱(chēng)性的不同這兩個(gè)方面。ADSL（非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)路），所謂非對(duì)稱(chēng)是指用戶(hù)線(xiàn)的上行速率與下行速率不同，上行速率低，下行速率高。ADSL在一對(duì)銅線(xiàn)上支持上行速率512Kbps～1Mbps，下行速率1Mbps～8Mbps4.2多媒體通信用戶(hù)接入網(wǎng)技術(shù)（2）HFC(混合光纖同軸）接入早期有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)是采用同軸電纜結(jié)構(gòu)

HFC由光纖干線(xiàn)、同軸電纜支線(xiàn)和用戶(hù)配線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)三部分組成，從有線(xiàn)電視臺(tái)出來(lái)的節(jié)目信號(hào)先變成光信號(hào)在干線(xiàn)上傳輸；到用戶(hù)區(qū)域后把光