《最新多媒体协议及组播ppt课件PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新多媒体协议及组播ppt课件PPT课件（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、多媒体协议及组播多媒体协议及组播pptppt课件课件网络上A/V传输的两种方式n n下载：文件大，存储容量大，网络带宽有限，下载时间长，延迟大。n n流（stream）传输：音视频服务器将时基媒体向用户计算机进行连续、实时传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过很短的启动延时即可进行观看。当时基媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。流传输基本原理图WebBrowserWebServerA/VPlayer（Helper）A/VServerRTSP/TCP控制HTTP/TCP检索RTP/UDP数据定位Metafile流媒体文件格式n n压缩媒体文件格式n n流文
2、件格式n n媒体发布格式压缩媒体文件格式n n通过某种压缩算法对A/V信息重新编码，使文件大小被处理得更小。n n在压缩媒体文件再次成为媒体格式前，其中数据需要解压缩。常用视频、音频压缩文件类型流文件格式n n经过特殊编码，使其适合在网络上边下载边播放，而不是等到下载完整个文件才能播放。n n将压缩媒体文件编码成流文件，必须加入一些附加信息，如：计时、压缩和版权信息。n n可以在网上以流的方式播放标准媒体文件，但效率不高。常用流文件格式媒体发布格式n n是一种专门针对多媒体文件的html语言格式。n n用来对视听数据进行组织和安排。常用媒体发布格式实时流传输协议n nRTP（Real-time
3、TransportProtocol）实时传输协议。n nRTCP（Real-timeTransportControlProtocol）实时传输控制协议n nRTSP（RealTimeStreamingProtocol）实时流协议n nRSVP（ResourceReserveProtocol）n nMMS（MicrosoftMediaServerprotocol）实时传输协议RTPn nRTPRTP（Real-timeTransportProtocolReal-timeTransportProtocol）是用于同）是用于同步传输实时多媒体数据流的一种传输协议。步传输实时多媒体数据流的一种传输协议
4、。n nRTPRTP被定义为在一对一或一对多的传输情况下被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，其目的是提供时间信息和实现流同步。工作，其目的是提供时间信息和实现流同步。n nRTPRTP通常使用通常使用UDPUDP来传送数据，但来传送数据，但RTPRTP也可以也可以在在TCPTCP或或ATMATM等其他协议之上工作。等其他协议之上工作。n n当应用程序开始一个当应用程序开始一个RTPRTP会话时将使用两个端会话时将使用两个端口：一个给口：一个给RTPRTP，一个给，一个给RTCPRTCP。n nRTPRTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，
5、也不提供流量控制或拥塞控制，的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠它依靠RTCPRTCP提供这些服务。提供这些服务。RTP报文头格式n前12个字节是必须的。CSRC标识符列表只有在混合器（mixer）插入时才存在RTP报文说明n nV(version)V(version)：RTPRTP版本，现为版本，现为2 2。n nP(padding)P(padding)：填充标志。若设置则报文包含一个填充的八位：填充标志。若设置则报文包含一个填充的八位字节集，用于某些加密算法。字节集，用于某些加密算法。n nX(extension)X(extension)：扩展位标志。若设置则在固定报文头后跟一个
6、：扩展位标志。若设置则在固定报文头后跟一个报文头扩展。报文头扩展。n nCSRCCSRC计数：指出固定报文头后跟的作用源标识符的数量。计数：指出固定报文头后跟的作用源标识符的数量。n nM(maker)M(maker)：允许标记（帧边界）报文流中的重要事件。：允许标记（帧边界）报文流中的重要事件。n n载荷类型：规定载荷类型：规定RTPRTP报文中载荷的格式。报文中载荷的格式。n n序号：被接收方用来恢复报文序列和检测报文丢失。序号：被接收方用来恢复报文序列和检测报文丢失。n n时间戳：表示抽样载荷数据时的时间。时间戳：表示抽样载荷数据时的时间。n nSSRC(synchronizations
7、ource)SSRC(synchronizationsource)标识符：同步源标识符是为一个标识符：同步源标识符是为一个RTPRTP主机随机选择的标识符，相同源的所有报文具有相同的主机随机选择的标识符，相同源的所有报文具有相同的SSRCSSRC标识符，同一个标识符，同一个RTPRTP会话中的每个设备必须有一个惟一会话中的每个设备必须有一个惟一的的SSRCSSRC标识符。标识符。n nCSRC(contributingsource)CSRC(contributingsource)标识符：作用源标识符包含一个当标识符：作用源标识符包含一个当前报文中载荷源的列表，用于接收方标识源发送方。该字段前报
8、文中载荷源的列表，用于接收方标识源发送方。该字段只有当使用混合器组合不同的报文流时才使用。只有当使用混合器组合不同的报文流时才使用。RTP载荷类型n n见P.307308表13-1n nRTP不仅支持音/视频流，任何连续数据流的应用都可使用RTP服务。实时传输控制协议RTCPn nRTCP（Real-timeTransportControlProtocol）和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。n n在RTP会话期间，各参与者周期性地传送RTCP包。RTCP包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，服务器利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。n nRTCP也
9、使用UDP进行通信，它和RTP配合使用，能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。RTCP定义了五种反馈的控制信息n n发送方报告（发送方报告（SenderReportSenderReport）：由）：由RTPRTP数据流数据流的源通过组播发送，提供发送方观察到的传输的源通过组播发送，提供发送方观察到的传输和接收统计信息。和接收统计信息。n n接收方报告（接收方报告（ReceiverReportReceiverReport）：提供非主动）：提供非主动发送方的参与者的接收统计信息。发送方的参与者的接收统计信息。n n源描述报告（源描述报告（SourceDEScr
10、iptionSourceDEScription）：被）：被RTPRTP发发送方用来提供本地能力信息。送方用来提供本地能力信息。n nBYEBYE（goodBYEgoodBYE）：一个源离开一个会话时将）：一个源离开一个会话时将使用此消息。使用此消息。n nAPPAPP（APPlicationdefinedAPPlicationdefined）：在开发了新应用）：在开发了新应用和新特征时作为试验使用。和新特征时作为试验使用。RTCP报文格式n n见P.311图13-5n n分为三个部分：1.报文头：规定报文类型、长度及发送方标识符。2.发送方信息。3.接收方报告块（可以为多个）。RTP转换器和混
11、合器n nRTP转换器用来改变RTP报文中的数据类型。例如将高速的视频流转换成低带宽的视频流。n nRTP混合器将多个数据流组合成一个单独的RTP流。只能用于音频。实时流协议RTSPn nRTSP（RealTimeStreamingProtocol）是由RealNetworks和Netscape共同提出的，该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络同步传送多媒体数据。n nRTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成数据传输。n n本身并不发送数据流，只控制实时数据的发送。HTTP与RTSP的比较n nHTTP传送HTML，而RTSP传送的是多媒体数据。n nH
12、TTP请求由客户机发出，服务器作出响应；使用RTSP时，客户机和服务器都可以发出请求，即RTSP可以是双向的。n nRTSP在语法和操作上与HTTP/1.1类似，因此HTTP的扩展机制大都可加入RTSP。资源预留协议RSVPn nRSVP（ResourcereSerVeProtocol）是Internet上的网络控制协议，运行在IP和UDP的上层。n n使用RSVP预留一部分网络资源，能在一定程度上为流媒体的传输提供QoS。三种网络视频传输应用系统n nRealNetworksRealSystemn nMicrosoftMediaServicen nAppleQuickTimeRealSyst
13、emn nRealNetworks公司的RealMedia包括RealAudio、RealVideo和RealFlash三类文件。n nRealNetworks公司自1995年发布RealAudio1.0以来，RealAudio和RealVideo产品已经成为Internet网上最受欢迎的解决方案。REAL的压缩方式n n采用SVT（ScalableVideoTechnology）技术，此编码解码具有扩展其行为的能力，如连接速率低于编码时采用的速率，播放时服务器端丢弃不重要的信息。播放器在其解码能力范围内尽可能还原视频质量。n n双向编码技术类似于VBR根据带宽的限制选择最优化压缩码率，这就是
14、所谓的SureStream技术。在网络带宽自适应方面，REAL优于WM。RealSystem的产品n nRealServern nRealProducern nRealPlayern nRealProxyn nRealPresenterRealServer的运行环境运行环境n n推荐使用的系统平台：推荐使用的系统平台：推荐使用的系统平台：推荐使用的系统平台：uusunsolaris7/8sunsolaris7/8uuRedHatLinux7,TurboLinux6RedHatLinux7,TurboLinux6uuWindows2000ServerWindows2000ServerRealSe
15、rver的内存需求内存需求n n在原先在原先RealServerRealServer占用的占用的64MB64MB可用内存基础上，每可用内存基础上，每1kbps1kbps数据流还要占用数据流还要占用12K12K的内存，所以在固定了媒体的内存，所以在固定了媒体传输流的速率的基础上，在使用最大流数时的内存计传输流的速率的基础上，在使用最大流数时的内存计算公式可以通过下表得到：算公式可以通过下表得到： n n系统配置参考：系统配置参考：系统配置参考：系统配置参考：uu100100并发用户，并发用户，250Kbps250Kbps以下的应用，以下的应用，512M512M内存，应内存，应用实例：网上直播。用
16、实例：网上直播。uu100100并发用户，并发用户，250Kbps250Kbps以上的应用，以上的应用，1GM1GM内存，应内存，应用实例：局域网的用实例：局域网的VODVOD点播应用点播应用 RealServer的网络带宽需求网络带宽需求n n所需带宽的计算方法：每所需带宽的计算方法：每kbpskbps数据速率数据速率 最大流数最大流数RealServer的存储空间存储空间n n系统需要的存储空间大小需要依据用户的实际系统需要的存储空间大小需要依据用户的实际情况来确定，对于互联网直播应用的情况，需情况来确定，对于互联网直播应用的情况，需要相对较小的存储空间，而对于要相对较小的存储空间，而对于
17、VODVOD的应用情的应用情况则需要较大的存储空间。估算方法：况则需要较大的存储空间。估算方法： 流的带宽流的带宽(bps)(bps)时间时间8=8=文件的大小文件的大小(Byte)(Byte)n n示例：示例：示例：示例：用用225kbps225kbps带宽压缩的影片文件，带宽压缩的影片文件，5555分钟分钟左右的时长，文件的大小大约在左右的时长，文件的大小大约在90M90M左右。左右。RealServer的管理界面RealProducern nRealProducer是一个编码、压缩转换工具。用来制作Real视频、音频文件。n n主要功能：主要功能：uu将常见格式视音频文件转换成RealN
18、etworks公司的rm流格式文件。uu能够将视频捕捉卡捕获的影像实时地压缩转换成直播信息流（或者rm流格式文件），然后送到RealServer服务器，实现直播。RealProducer的界面RealPlayern n播放播放rmrm文件。文件。MediaServicen nWindowsMedia服务可以通过各类网络传送流媒体内容。n nMicrosoft的WindowsMedia的核心是ASF（AdvancedStreamFormat）。n nASF是一种数据格式，音频、视频、图像以及控制命令脚本等多媒体信息通过这种格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒体内容发布。WindowsMed
19、ia的压缩方式n nWindowsMediaVideo派生于MPEG-4，几个专有扩展功能（True-VBR和Two-PassEncoding）使其可在给定位率下提供更好图象质量。可以说WMV是流式视频中质量最高的。n nWindowsMediaAudio类似于MP3,并具有两大优势：特别适合于低速率传输，在给定速率下可获得更好的质量。WindowsMedia管理器WindowsMedia编码器QuickTimen nApple公司的QuickTime于1991年登台亮相，是Apple公司面向专业视频编辑、Web网站创建和CD-ROM内容制作领域开发的多媒体技术平台。n nQuickTime支
20、持几乎所有主流的个人计算平台，是数字媒体领域事实上的工业标准，是创建3D动画、实时效果、虚拟现实、A/V和其他数字流媒体的重要基础。QuickTime的压缩方式n n可以选择包括H.263在内的多种编码，但主要以SorensonVideo为主，5.0开始已经采用了MPEG-4压缩技术。n nQuickTime中的声音Codec为QualcomPureVolM，从4.1版本中开始支持VBR。QuickTime的音乐Codec为QDesiglMusic2。中科大VideoCity简介n n建立在美国RealNetworks公司的RealSystem视频解决方案基础上的一套技术先进、功能完善的视频服
21、务提供系统。n n目前可提供超过1000条高质量的视频并发流，其中包含有约1500个视频节目（文件）内容提供视频点播，三个视频广播节目提供视频直播。n n作用：远程教学、科学研究、政治宣传、新闻传播、娱乐生活等方面。结构（最基本形式）网络ServerEncoderPlayer结构（VideoCity模式）网络广播服务组点播服务组Web服务器技术n n实时流媒体控制技术n nSNMP及网络负载均衡n n交换的快速（千兆）以太网n nRAID-5n nMulticastn nPHP及JAVA用户界面管理界面服务器监测n n广播服务器n n点播服务器uu综合uu亚洲uu欧美uu音乐及卡通流量监测n
22、nhttp:/ n单播n n组播n n广播单播（Unicast）n n在客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道，从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机。n n每个用户分别对媒体服务器发送单独的查询，而媒体服务器向每个用户发送所申请的数据包拷贝，用户可对流进行最大的控制。n n服务器负担沉重，响应时间长，对硬件和带宽要求高。广播（Broadcast）n n数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户，不管用户是否需要。n n用户被动接收流，客户端只能接收流，但不能控制流。例如，用户不能暂停、快进或后退该流。n n对无需求的用户来说，会浪费网络带宽资源。组播（Multicast
23、）n n单台服务器将数据包的单独一个拷贝发送给需要的那些客户，所有发出请求的客户端共享同一信息包。n n必须构建一个具有组播能力的网络，允许路由器（交换机）一次将数据包复制到多个通道上，技术较复杂。n n减少网络上传输的信息包的总量。网络利用效率大大提高，成本大为下降。组播编址n nIPIP采用采用D D类地址来支持组播。每个类地址来支持组播。每个D D类地址代表一组类地址代表一组主机，共有主机，共有2828位可用来标识小组位可用来标识小组（224.0.0.0239.255.255.255224.0.0.0239.255.255.255）。）。n nInternetInternet支持两类组地
24、址：支持两类组地址：uu永久（永久（permanentpermanent）地址：总是存在，不必创建，）地址：总是存在，不必创建，每个永久组有一个永久组地址。如：每个永久组有一个永久组地址。如：224.0.0.1224.0.0.1：LANLAN上的所有系统上的所有系统224.0.0.2224.0.0.2：LANLAN上的所有路由器上的所有路由器224.0.0.5224.0.0.5：LANLAN上的所有上的所有OSPFOSPF路由器路由器224.0.0.6224.0.0.6：LANLAN上的所有指定上的所有指定OSPFOSPF路由器路由器uu临时（临时（temporarytemporary）地址：
25、必须先创建再使用，主）地址：必须先创建再使用，主机上的进程可灵活地加入或退出某个组。机上的进程可灵活地加入或退出某个组。D类IP地址到以太网地址的映射n n采用静态方式。采用静态方式。n nIANAIANA保留从保留从01-00-5e-00-00-0001-00-5e-00-00-00到到01-00-5e-7f-ff-01-00-5e-7f-ff-ff ff的的2 22323个以太网地址用作组播。个以太网地址用作组播。n n将将D D类类IPIP地址的低地址的低2323位放入位放入IANAIANA保留的地址块保留的地址块的低的低2323位，一个位，一个3232位组播位组播IPIP地址就被映射到
26、一地址就被映射到一个以太网地址。个以太网地址。n n由于由于IPIP组播地址的高组播地址的高5 5位被忽略，所以位被忽略，所以3232个不同个不同的组播地址被映射到相同的以太网地址，需要的组播地址被映射到相同的以太网地址，需要设备驱动程序进行过滤解决。设备驱动程序进行过滤解决。网络段间的组播技术n n采用组播路由技术在网络段间发送组播报文，避免路由循环和过量传输。n n通过确定组播的参与者和组播范围（采用类似IP包的TTL）来实现组播路由转发。n n单一跳步的组播地址范围（组播路由器不转发）：224.0.0.0224.0.0.255。网际组管理协议（IGMP）n nIGMPIGMP（Inter
27、netGroupManagementProtocolInternetGroupManagementProtocol）协议对主机加入和离开一个组播组进行管理。协议对主机加入和离开一个组播组进行管理。n nIGMPIGMP消息封装在消息封装在IPIP数据报中（协议号为数据报中（协议号为2 2），），在主机和本地组播路由器之间交换。在主机和本地组播路由器之间交换。n nIGMPIGMP有询问和响应两种分组（格式见有询问和响应两种分组（格式见P.157P.157图图6-26-2），它们有效载荷字段的前一部分是一些控），它们有效载荷字段的前一部分是一些控制信息，其中的类型字段规定了三种主要的报制信息，其
28、中的类型字段规定了三种主要的报文（成员关系查询、成员关系报告和离开组）；文（成员关系查询、成员关系报告和离开组）；第二部分是一个第二部分是一个D D类地址。类地址。n n例如：组播路由器每分钟向例如：组播路由器每分钟向LANLAN上的主机（目上的主机（目的地址为的地址为224.0.0.1224.0.0.1）发出询问分组（问主机进）发出询问分组（问主机进程属于何组），各主机将它感兴趣的程属于何组），各主机将它感兴趣的D D类地址类地址返回。返回。组播路由选择n n组播路由选择是通过生成树实现的。每个组播组播路由选择是通过生成树实现的。每个组播路由器采用某种组播转发算法构造一棵覆盖所路由器采用某种
29、组播转发算法构造一棵覆盖所有组员的生成树，并使用很多优化方法修剪生有组员的生成树，并使用很多优化方法修剪生成树。成树。n n三种主要的组播路由协议（分别基于不同的组三种主要的组播路由协议（分别基于不同的组播转发算法）：播转发算法）：uu距离矢量组播路由协议距离矢量组播路由协议DVMRPDVMRP（DistanceDistanceVectorMulticastRoutingProtocolVectorMulticastRoutingProtocol）uuMOSPFMOSPF（MulticastOSPFMulticastOSPF）uu独立的协议组播独立的协议组播PIMPIM（ProtocolIndependentProtocolIndependentMulticastMulticast）
