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概述
- 计算机网络最初是为传送数据信息设计的。因特网IP层提供的”尽最大努力交付“服务,以及每一个分组独立交付的策略,对传送数据信息也是很合适的
- 因特网使用的TCP协议可以很好地解决网络不能提供可靠交付这一问题
多媒体信息的特点
- 多媒体信息(包括声音和图像信息)与不包括声音和图像的数据信息有很大的区别
- 多媒体信息的信息量往往很大
- 在传输多媒体数据时,对时延和时延抖动有较高的要求
- 多媒体数据库往往是实时数据,其含义是:在发送实时数据的同时,在接收端边接收边播放
因特网是非等时的
- 模拟的多媒体信号经过采样和AD转换变为数字信号,再组装成分组。这些分组的发送速率是恒定的(等时的)
- 传统的因特网本身是非等时的。因此经过因特网的分组变成了非恒定速率的分组(非等时的)
在接收端设置缓存
- 接收端需要设置适当大小的缓存。当缓存中的分组达到一定的数量后再以恒定速率按顺序把分组读出进行还原播放,实现等时传送,在一定程度上消除时延的抖动
- 符出的代价是增加了时延
需要解决的问题
- 在传送时延敏感的实时数据时,不仅传输时延不能太大,而且时延抖动也必须受到限制
- 对于传送实时数据,很少量分组的丢失对播放效果的影响并不大(因为这是由人来进行主观评价的),因而是可以容忍的。丢失容忍也是实时数据的另一个重要特点
- 由于分组的到达可能不按序,但将分组还原和播放又应当是按序的。因此在发送多媒体分组时还应当给每一个分组加上序号。这表明应当有相应的协议支持才行
- 要使接收端能够将节目中本来就存在的正常的短时间停顿(如音乐中停顿几拍)和因某些分组的较大迟延造成的”停顿“区分开来。这就需要增加一个”时间戳“,以便告诉接收端应当在什么时间播放哪个分组
音频/视频服务的三种类型
流式存储音频/视频——边下载边播放(电影)
- ”边下载边播放“结束后,在用户的硬盘上没有留下有关播放内容的任何痕迹
- 流媒体即流式音频/视频
流式实况音频/视频——边录制边发送(直播)
交互式音频/视频——实时交互式通信(语音、视频会议)
流式存储音频/视频
传统的浏览器从服务器下载音频/视频文件
- 用户从客户机的浏览器上用HTTP协议向服务器请求下载某个音频/视频文件
- 整个下载过程花费很长时间
- 只有完全收下这个文件后,用户才能进行解压缩播放
具有元文件的万维网服务器
- 元文件就是一种非常小的文件,它描述或指明其他文件的一些重要信息
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媒体服务器
- 媒体服务器也称为流式服务器,它支持流式音频和视频的传送
- 媒体播放器不是向万维网服务器而是向媒体服务器请求音频/视频文件
- 媒体服务器和媒体播放器之间采用另外的协议(而不是HTTP协议)进行交互
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实时流式协议RTSP(Real-Time Streaming Protocol)
- RTSP协议以客户服务器方式工作,它是一个多媒体播放控制协议,用来使用户在播放从因特网下载的实时数据时能够进行控制,如暂停、后退、前进等。因此RTSP又称为”因特网录像机遥控协议“
- 要实现RTSP的控制功能,我们不仅要有协议,而且要有专门的媒体播放器和媒体服务器
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交互式音频/视频(IP电话)
IP电话概述
- 狭义的IP电话就是指在IP网络上打电话。所谓"IP网络"就是“使用IP协议的分组交换网”的简称
- 广义的IP电话则不仅仅是电话通信,而且还可以是在IP网络上进行交互式多媒体实时通信(包括语音、视频等),甚至还包括即时通讯
IP电话网关的几种连接方法
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IP电话的通话质量
- 通话双方端到端的时延和时延抖动
- 话音分组的丢失率
IP电话的端到端时延
- 话音信号进行模数转换要经受时延
- 话音比特流装配成话音分组的时延
- 话音分组的发送需要时间
- 话音分组在因特网中的存储转发时延
- 话音分组在接收端缓存中暂存所引起的时延
- 话音分组还原成模拟话音信号的时延
- 话音信号在通信线路上的传播时延
- 终端设备的硬件和操作系统产生的接入时延
语音分组的丢失率
IP电话需要的应用协议
实时运输协议RTP(Real-time Transport Protocol)
实时运输控制协议RTCP
H.323
改进“尽最大努力交付”的服务
- 路由器需要给不同性质的分组打上不同的标记
- 路由器应增加分类机制,对不同类别的通信量基于不同的优先级
- 路由器应能将对数据流进行通信量的管制
- 路由器应增加调度机制。利用调度机制给不同的服务分配不同的带宽,从而对不同的应用都有相应的服务质量保证
- 路由器应增加呼叫接纳机制,数据流要预先声明所需的服务质量,然后或者被准许进入网络,或者被拒绝进入网络,带宽不够就直接拒绝服务