第8章流媒體概述

計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)第8章多媒體網(wǎng)絡(luò)概論1學(xué)習(xí)要點(diǎn)：了解多媒體網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)概念掌握多媒體網(wǎng)絡(luò)的特性及其性能指標(biāo)了解提高服務(wù)質(zhì)量的幾種技術(shù)了解超文本和超媒體技術(shù)了解分布式多媒體系統(tǒng)的概念及其特征2多媒體通信(multimediacommunication)是多媒體技術(shù)與通信技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，突破了計(jì)算機(jī)、通信、電視、等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)間相對(duì)獨(dú)立發(fā)展的界限，是計(jì)算機(jī)、通信和電視領(lǐng)域的一次革命。他在計(jì)算機(jī)的控制下，對(duì)多媒體信息進(jìn)行采集、處理、表示、存儲(chǔ)和傳輸。多媒體通信系統(tǒng)的出現(xiàn)大大縮短了計(jì)算機(jī)、通信、和電視之間的距離，將計(jì)算機(jī)的交互性、通信的分布性和電視的真實(shí)性完美地結(jié)合在一起，向人們提供全新的信息服務(wù)。8.1多媒體信息通信與多媒體網(wǎng)絡(luò)38.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)3、數(shù)據(jù)交換技術(shù)4、多路復(fù)用技術(shù)5、TCP/IP協(xié)議族6、LAN和WAN7、幀中繼和ATM8、數(shù)字接入技術(shù)48.1.2多媒體信息的傳輸

多媒體信息的特點(diǎn)（1）數(shù)據(jù)量大（2）數(shù)據(jù)類(lèi)型豐富（3）實(shí)時(shí)性（4）交互性58.1.2多媒體信息的傳輸

多媒體信息的傳輸特性（1）數(shù)據(jù)爆炸（2）等時(shí)性（3）容錯(cuò)性68.1.2多媒體信息的傳輸

多媒體信息傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求（1）多媒體信息的數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性高，有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)爆炸。其中，以視頻尤為突出，即使經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)壓縮，數(shù)據(jù)量也是很大的。因此，要求通信網(wǎng)絡(luò)具有足夠的帶寬。（2）多媒體數(shù)據(jù)具有等時(shí)特性。連續(xù)媒體的每?jī)蓭瑪?shù)據(jù)之間都有一個(gè)延遲極限，超出這個(gè)極限會(huì)導(dǎo)致圖像的抖動(dòng)或語(yǔ)音的斷續(xù)，因而要求網(wǎng)絡(luò)延遲必須足夠小。（3）在多媒體應(yīng)用中往往要對(duì)某種時(shí)基媒體執(zhí)行快進(jìn)、慢進(jìn)、后退，重復(fù)等交互處理，在不同的通信路徑傳輸會(huì)產(chǎn)生不同時(shí)間和損傷而造成媒體間同步性的破壞。所以要求網(wǎng)絡(luò)提供同步業(yè)務(wù)的服務(wù)。同時(shí)要求網(wǎng)絡(luò)提供保證媒體本身及媒體間時(shí)空同步的控制機(jī)制。78.1.3多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)1、帶寬2、時(shí)延3、吞吐量4、分組丟失率5、數(shù)據(jù)同步偏離88.1.4服務(wù)質(zhì)量QoS●

服務(wù)質(zhì)量QoS的定義根據(jù)ITU-T在建議書(shū)E.800中給出的定義，服務(wù)質(zhì)量QoS是服務(wù)性能的總效果，此效果決定了一個(gè)用戶(hù)對(duì)服務(wù)的滿(mǎn)意程度。有服務(wù)質(zhì)量的服務(wù)就是能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的應(yīng)用需求的服務(wù)，就是能提供一致的、可預(yù)計(jì)的數(shù)據(jù)交付服務(wù)。服務(wù)質(zhì)量可用若干參數(shù)來(lái)決定，如可用性、網(wǎng)絡(luò)傳輸率、延遲、吞吐量、分組丟失率、同步偏離、連接建立時(shí)間、故障檢測(cè)和改正時(shí)間等。98.1.4服務(wù)質(zhì)量QoS1、多媒體服務(wù)的種類(lèi)2、提高服務(wù)質(zhì)量的基本技術(shù)3、綜合服務(wù)IntServ4、區(qū)分服務(wù)DiffServ108.2多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)

IP多播隨著因特網(wǎng)的發(fā)展，出現(xiàn)了視頻點(diǎn)播、電視會(huì)議、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)等新的多媒體應(yīng)用。傳統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)通信方式，不僅浪費(fèi)大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，而且效率很低。一種有效利用現(xiàn)有帶寬的技術(shù)就是多播技術(shù)。1988年，SteveDeering在他的博士論文中首先提出IP多播技術(shù)。多播是一種點(diǎn)到多點(diǎn)（多點(diǎn)到多點(diǎn)）的通信方式，即多個(gè)接收者同時(shí)接收一個(gè)源發(fā)送的相同信息。IP多播在郵件列表、公告板、文件組傳送、音頻/視頻點(diǎn)播、音頻/視頻會(huì)議等應(yīng)用中具有很大的作用。118.2多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)

實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP

實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP（Real-timeTransportProtocol）【RFC3550，3551】是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，由IETF的多媒體傳輸工作組（Audio/VideoTransportWG）開(kāi)發(fā)。實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP為實(shí)時(shí)應(yīng)用提供端到端的運(yùn)輸，但不提供任何服務(wù)質(zhì)量的保證。RTP協(xié)議詳細(xì)說(shuō)明了在互聯(lián)網(wǎng)上傳遞音頻和視頻的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包格式。它一開(kāi)始被設(shè)計(jì)為一個(gè)多播協(xié)議，但后來(lái)被用在很多單播應(yīng)用中。RTP協(xié)議常用于流媒體系統(tǒng)（配合RTSP協(xié)議），視頻會(huì)議和一鍵通（PushtoTalk）系統(tǒng)（配合H.323或SIP），使它成為IP電話(huà)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)。RTP協(xié)議和實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP一起使用，而且它是建立在用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP上的。128.2多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)

實(shí)時(shí)控制協(xié)議RTCP實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP（Real-timeTransportControlProtocol）【RFC3550，3551】是與RTP配合使用的協(xié)議。RTCP為RTP媒體流提供信道外（out-of-band）控制。RTCP本身并不傳輸數(shù)據(jù)，但和RTP一起協(xié)作將多媒體數(shù)據(jù)打包和發(fā)送。RTCP定期在流多媒體會(huì)話(huà)參加者之間傳輸控制數(shù)據(jù)。RTCP的主要功能是為RTP所提供的服務(wù)質(zhì)量（QualityofService）提供反饋。138.2多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)

資源預(yù)留協(xié)議RSVP資源預(yù)留協(xié)議RSVP（ResourceReSerVationProtocol）【RFC2205】是一種用于互聯(lián)網(wǎng)上質(zhì)量整合服務(wù)的協(xié)議。RSVP允許主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)上請(qǐng)求特殊服務(wù)質(zhì)量用于特殊應(yīng)用程序數(shù)據(jù)流的傳輸。路由器也使用RSVP發(fā)送服務(wù)質(zhì)量（QOS）請(qǐng)求給所有結(jié)點(diǎn)（沿著流路徑）并建立和維持這種狀態(tài)以提供請(qǐng)求服務(wù)。通常RSVP請(qǐng)求將會(huì)引起每個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)路徑上的資源預(yù)留。148.2多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)

實(shí)時(shí)流協(xié)議RTSP實(shí)時(shí)流協(xié)議RTSP（RealTimeStreamingProtocol）【RFC2326】建立并控制一個(gè)或幾個(gè)時(shí)間同步的連續(xù)流媒體，如音頻和視頻。盡管連續(xù)媒體流與控制流交叉是可能的，RTSP本身并不發(fā)送連續(xù)流。換言之，RTSP充當(dāng)多媒體服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制。RTSP提供了一個(gè)可擴(kuò)展框架，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（如音頻與視頻）的受控、按需傳送。數(shù)據(jù)源包括實(shí)況數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)的剪輯。RTSP用于控制多個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送會(huì)話(huà)，提供了選擇發(fā)送通道（如UDP、組播UDP與TCP等）的方式，并提供了選擇基于RTP的發(fā)送機(jī)制的方法。158.2.6超文本與超媒體技術(shù)1、超文本和超媒體的概念2、超文本的特點(diǎn)3、超文本系統(tǒng)及其特點(diǎn)4、超文本和超媒體的體系結(jié)構(gòu)5、超文本與超媒體的應(yīng)用6、超文本與超媒體存在的問(wèn)題7、超文本與超媒體發(fā)展的前景16表現(xiàn)層超文本抽象機(jī)層（HAM）數(shù)據(jù)庫(kù)層圖8-1Campbell和Goodman模型運(yùn)行層存儲(chǔ)層內(nèi)部成員層圖8-2Dexter模型178.3分布式多媒體系統(tǒng)●

分布式多媒體系統(tǒng)的定義分布式多媒體系統(tǒng)的研究還處于初級(jí)階段，目前還沒(méi)有較為嚴(yán)格的定義，隨著技術(shù)的進(jìn)步，分布式多媒體系統(tǒng)會(huì)不斷地完善和發(fā)展。我們可以簡(jiǎn)單的認(rèn)為分布式多媒體系統(tǒng)就是把多媒體信息的獲取、表示、傳輸、存儲(chǔ)、加工、處理集成為一體，運(yùn)行在一個(gè)分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。它是把多媒體信息的綜合性、實(shí)時(shí)性、交互性和分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源分散性、工作并行性和系統(tǒng)透明性相結(jié)合。188.3分布式多媒體系統(tǒng)

分布式多媒體系統(tǒng)的基本特征分布式多媒體系統(tǒng)具有多媒體綜合性、資源分散性、運(yùn)行實(shí)時(shí)性、管理集中性、操作交互性、系統(tǒng)透明性等基本特征。

分布式多媒體系統(tǒng)的服務(wù)模型分布式多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中從總體上來(lái)看，應(yīng)采用客戶(hù)機(jī)／服務(wù)器模型，即把一個(gè)復(fù)雜的多媒體任務(wù)分成兩個(gè)部分去完成，運(yùn)行在一個(gè)完整的分布式環(huán)境中。也就是說(shuō)，在前端客戶(hù)機(jī)上運(yùn)行應(yīng)用程序，而在后端服務(wù)器上提供各種各樣的特定的服務(wù)。198.3分布式多媒體系統(tǒng)

分布式多媒體系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)分布式多媒體系統(tǒng)從功能上可分為4層：多媒體應(yīng)用層、多媒體流管理層、多媒體傳輸層和多媒體接口層。

網(wǎng)格網(wǎng)格是利用互聯(lián)網(wǎng)把地理上廣泛分布的各種資源（包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、帶寬資源、軟件資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源等）連成一個(gè)邏輯整體，就像一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)一樣，為用戶(hù)提供一體化信息和應(yīng)用服務(wù)（計(jì)算、存儲(chǔ)、訪問(wèn)等），虛擬組織最終實(shí)現(xiàn)在這個(gè)虛擬環(huán)境下進(jìn)行資源共享和協(xié)同工作，徹底消除資源“孤島”，最充分的實(shí)現(xiàn)信息共享。20網(wǎng)格方法與傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)方法的區(qū)別特征傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)網(wǎng)格開(kāi)放性需求和技術(shù)有一定確定性、封閉性開(kāi)放技術(shù)、開(kāi)放系統(tǒng)通用性專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域、專(zhuān)有技術(shù)通用技術(shù)集中性很可能是統(tǒng)一規(guī)劃、集中控制一般而言是自然進(jìn)化、非集中控制使用模式常常是終端模式或C/S模式服務(wù)模式為主標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)準(zhǔn)（+行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）平臺(tái)性應(yīng)用解決方案平臺(tái)或基礎(chǔ)設(shè)施218.4無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的多媒體傳輸1、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中影響多媒體質(zhì)量的因素2、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中多媒體質(zhì)量控制技術(shù)3、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上多媒體傳輸質(zhì)量的終端解決方案228.5無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用案例——3G多媒體1、通信類(lèi)業(yè)務(wù)2、娛樂(lè)類(lèi)業(yè)務(wù)3、資訊類(lèi)業(yè)務(wù)4、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)23小結(jié)