internet多媒体协议培训资料

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1、29.08.2019,1,第十章 Internet多媒体协议,概述 本章主要介绍下列支持多媒体传输的协议： IGMP MBONE RTP RTCP RSVP,29.08.2019,2,有关概念 RTP会话：利用RTP进行通信的各方之间的映射关系。对于参与通信的每台主机，会话由一对特定的目标传输地址(网络地址加上RTP端口和RTCP端口)定义。在多媒体会话中，每种媒体都由一个单独的RTP会话传输；使用单独的RTCP分组。这些RTP会话通过不同的端口对和或不同的组播地址加以区别。 同步源(Synchronization Source，SSRC)：RTP分组流的源点，SSRC标识符包含在RTP首部中

2、。从特定同步源发出的所有分组组成同一定时和序号空间的一部分，所以接收端可以根据同步源将收到的分组进行分类，从而在本地重放。,29.08.2019,3,参与源(Contributing Source,CSRC)：特定RTP分组流 的源点。该流将作为RTP混合器的输入之一。混合器将在形成 的分组的RTP首部中插入与该分组源点相应的一组SSRC标识。 混合器(Mixer)：从若干数据源接收RTP分组的中间系统，该系统可能修改数据格式，按特定方式组合分组，然后创建新的RTP分组。由于各输入源点的定时可能不同步，混和器将会调整各输人流的定时，然后为组合流创建自己的定时。所有由混合器创建的数据分组的同步源

3、就是该混合器。 翻译器(Translator)：在转发RTP分组时保持分组的同步源标识不变的中间系统。翻译器的实例包括：在不进行混合操作的同时转换编码的设备，将组播转换为单播的中继器以及防火墙中的应用级过滤器。 监视器(Monitor)：接收RTP会话参与者发送的RTP分组的应用程序，它以分布监视、故障侦测和长期统计为目标对当前服务质量进行估算。,29.08.2019,4,IP组播 IP组播系统：一对多，数据分组只创建一次，然后被组播服务器（ROUTER）复制多份，发往服务器的输出端口并分发给相连的所有接收端。 主要应用：音频会议和视频会议。远程教育、会议和白板交谈等。 地址格式：1110+组

4、播地址（28） 从 224.0.0.0 到 239.255.255.255 组播方式：组播遂道。 组播数据封装在IP数据报字段中传输，在INTERNET中的转发过程依传统的IP首部。 路由器上运行组播软件。,29.08.2019,5,IGMP操作 IGMP支持组播操作。它允许一主机加入组。路由器知道组的信息，先向主机发送IGMP查询；IGMP报告操作允许主机通知ROUTER它是否希望加入特定的组播组。 当一台主机欲加入某个多播组时，会发出“主机成员报告”的IGMP消息通知多播路由器。当多播路由器接收到发给那个多播组的数据时，便会将其转发给所有的多播主机。多播路由器还会周期性地发出“主机成员查询

5、”的IGMP消息，向子网查询多播主机，若发现某个多播组已没有任何成员，则停止转发该多播组的数据。此外，当支持IGMP v2的主机（如Windows 98/2000计算机）退出某个多播组时，还会向路由器发送一条“离开组”的IGMP消息，以通知路由器停止转发该多播组的数据。但只有当子网上所有主机都退出某个多播组时，路由器才会停止向该子网转发该多播组的数据。,29.08.2019,6,MBONE,Multicast Backbone的 缩 写， 一 种 高 速 虚 拟 网 络， 它 可 以 将 信 息 包 同 时 发 送 到 多 个Internet站 点， 适 用 于 音 频、 视 频 的 传 输。

6、1992年，MBONE在IETF（Internet工 程 工 作 组） 的Audiocast试 验 中， 把IETF的 会 议 内 容 通 过 声 音、 图 像 进 行 实 时 传 播。MBONE已 成 为Internet的 一 部 分， 是 支 持 广 播 式 传 输 的 关 键 部 件。 最初连入了 4 个国家的 40 个子网。截至 1996 年 4 月，MBONE 的规模已经遍及 25 个国家的 2800 多个子网。在 MBONE 上的著名 Multicast 服务有 NASA space shuttle missions、U.S. House and Senate sessions、l

7、ive satellite weather photos 等等。新的应用与服务的出现，使得Internet Multicasting 技术得到了迅速的发展。,29.08.2019,7,实时协议(RTP)用于支持实时数据流。典型的实时应用是语音和视频系统。 RTP为具有实时特征的数据，提供了端到端的传输服务。服务包括负载类型标识、定序、时间戳和传输监视。应用通常在UDP协议之上运行RTP，如果底层网络支持组播，那么RTP还支持到组播地址的数据传输。它依靠底层服务提供保证及时传输或保证其他服务质量。 RTP不能防止传输过程出现的丢包和乱序现象，而且它也不要求底层网络是可靠的或按顺序传输分组。RTP

8、代表了一种新型的协议，RTP将提供特定应用所需的信息，而且通常与应用处理集成在一起，而不是作为单独的协议层实现。RTP是通过修改和或增加首部来实现新功能的。,实时协议RTP,29.08.2019,8,翻译器和混合器 RTP翻译器将负载从一种语法转换(编码)为另一种语法。 翻译器的任务是接收工作站的数据流，将其转换(编码)为以 下格式:(1)符合传输网络的带宽限制，和/或(2)符合另一边的 用户工作站的带宽限制。 RTP混合器将多个源组合为一个流。通常，混合器主要执 行音频操作，不会降低接收方收到的信号质量。它只是将各 信号组合为一种统一的格式。RTP混合器特别适用于音频会 议。一般来说它不太适

9、合做视频会议，因为将多个视频源组 合成一种格式比较困难。RTP混合器并不是将每种源负载转 换为一种不同的格式。它在保留原来格式的基础上将不同源 负载组合为一个流。而另一方面，如果视频流是简单的脉冲 代码调制(PCM)的流，则可以将各源负载的值加起来，从而 将它们组合为单一的流。,29.08.2019,9,RTP报文都使用同一种格式。RTP支持应用层成帧。如 G.722，JPEG视频标准。RTP协议数据单元（PDU）封装在 用户UDP和IP（PDU）中传输。 RTP无默认的UDP端口。由于主机在各种不同的应用中 都要利用RTP，给一默认口不够。但是当应用没有其他可用 的端口时，RTP将5004端

10、口作为指定端口。RTP规范要求不 管选取哪个端口其值必须是偶数。这是由于比RTP端口值只 大1的端口(对于指定端口为5005)被用于传送实时控制协议 RTCP的业务量的缘故。 格式见图P179。,RTP报文,29.08.2019,10,RTP报文 同步源ID是RTP报文的最初发送者的标识。该发送者负责计算报文的序列号和时间戳。RTP翻译器保留该标识，但RTP混合器将成为新的同步源，而其他(最初的)源将成为参与源，这些参与源记录在报文的参与源ID字段中。 通信双方利用序列号和时间戳达到下列目的：(1)确定数据按正确j顷序到达；(2)检查丢包现象；(3)同步数据流。 值得注意的是，RTP并没有定义

11、应用数据字段的格式，而是交给应用完成。因此，RTP可以携带各种类型的应用数据。P180页列出了RTPPDU数据字段可以携带的各种载荷类型。该表公布以后，业界又定义了可由RTP承载的其他标准。例如，H324、H263和C723分别是压缩音频流和视频流的最新标准。,29.08.2019,11,RTP复用操作 RTP复用功能由目标传输地址（SOCKET）提供。 复用分组格式 除了时间戳、标记位和SSRC之外，RTP首 部的其他字段都保持原有定义。复用分组的格式如图所示。 载荷类型：负载类型字段标识此RTP分组为复用分组。 时间戳：该协议要求分组中所有复用流必须具有相同的时钟频率(例如，音频的采样频率

12、)，而且按照一定时间间隔产生媒体帧，该时间间隔是一个公共的帧持续时间的整数倍。 标记位：复用操作没有使用此字段，它的值设置为0。复用首部中为每个用户都包含一个标记位。 SSRC：此字段用于标识特定的用户组(而不是单个用户)，这些用户的帧是同步的。 复用(MUX)首部包含参与复用操作的所有用户的信息。它还包含载荷类型的信息以及用于每个用户载荷的标识值。,29.08.2019,12,负 责 管理发送应用和接收应用的实时会话。该协议支持发送 者向接收者通报后者应该接收到的RTP数据，它还支持接收者 直接向发送者报告。这种思想在IP组播中非常有效，因为它可 以检查分组分发中的故障。 发送者和接收者报告

13、可能占用大量的带宽，RTCP提供了一种 定义这些报告发送频率的机制。其思想是无论多少用户参与会 话，会话的总体数据流保持恒定。 所有RTCP分组的源端都发送源说明，描述发送数据的那些 应用的特征。这些报文包含一些定义属性的源说明项，例如电 子邮件地址、地理位置、电话号码和邮箱地址。会议(视频或 音频)的参与者可以在任何时间通过发送一个称为“bye”的注销 报文而退出会议。RTCP报文可以针对特定应用进行编码。 RTCP并不关心报文的内容，RTCP操作在应用间透明地传输 报文。,RTCP,29.08.2019,13,RTCP分组 有五种分组类型：200204 会话的发送者每隔一段时间向接收者发送

14、者报告。各字段内容见P184RTCP报文格式。 抖动方程：到达时间间隔抖动是两个分组的相对传输时间的 差异。它是分组的RTP时间戳和分组到达时接收者时钟之间 的差。 如下面的方程所示，它等于两个分组的“相对传输时间”之 差：相对传输时间是分组的RTP时间戳和分组到达时接收者 的时钟之差，以相同单位计算。 如果Si是分组i的RTP时间戳，Bi是按照RTP时间戳单位计算的分组i的到达时间，则对于分组i和i，D的表示如下： D(i，j)=(RjRj)(SjSi）=(RjSj)(RjSi） 每次从源SSRCn接收到数据分组i，就计算一次到达时间间隔抖动J，其中利用了该分组和按到达顺序计算的前一分组i1

15、(不一定按序号顺序)之差D，计算公式如下： J=J+(|D(i1，i)|-J)16,29.08.2019,14,源描述分组(SDES) RTCP支持数据源提供更多的关于自己的信息。此操作通过发送RTP源描述分组(SDES)(如图P185)实现。该PDU包括源同步标识或参与源标识(SSRC或CCRC)以及SDES项。 图P186列出了目前定义的源描述项。如表所示， 这些项只是提供了更多关于源的信息。它们的使用方法由具体实现确定，RFCl889和RFCl996对这个课题有更多的讨论。,29.08.2019,15,RSVP,协议简介： 资源预约协议(RSVP)为实时多媒体会议定义了一种预约操作。RS

16、VP与目前使用诸如ATM、帧中继以及X25等技术的系统不同，它是由数据的接收方进行预约。与此形成对照的是，其他技术支持数据发送方创建需求。 原理：数据接收方最了解自己的能力和限制。 例如，视频服务器正以很高的比特率向接收方发送数据，比如高质量视频的速率是100Mbs。但是，各接收者(客户)接收高质量传输的能力不同。因此，它们可以向服务器发送自己的资源预约请求，从而定义不同的吞吐量要求。 例如，一个通过OC-3线路卡与ATM网络相连的设备，连接在以太网上的个人电脑可能无法支持全部100MB的传输带宽。因此，这2个设备可以向服务器发送预约请求，注明自己的能力(可用带宽)。,29.08.2019,16,RSVP使用流的概念表示预约的数据流量。 流与帧中继及ATM中的面向连接的虚拟电路有些相似。它们标识了从发送端应用到达接收端 应用的数据流。此概念与IPv6的流标识字段配合 得非常好。该字段(连同源地址)将惟一地确定每一个流。流和流标识的概念主要用于区分网络中不同类型的数据，然后根据各自的定时和同步要求区别对待。实际上，流标识最可