多媒體技術(shù)與應(yīng)用視頻課件.ppt

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1、第十章基于Internet的多媒體技術(shù)概念與問題IP組播IP網(wǎng)絡(luò)QoS保障機(jī)制SIP協(xié)議IP多媒體網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)問題10.1概念與問題Internet網(wǎng)起源于1969年美國國防部高級研究計(jì)劃署研制的ARPANET網(wǎng);1975年ARPANET從實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)變成可運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò);1983年,TCP/IP成為ARPANET標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議,并在UNIX實(shí)現(xiàn);1985年,美國NSF采用TCP/IP組建新的Internet骨干網(wǎng)即NSFNET,來連接當(dāng)時(shí)的6個超級計(jì)算中心和高校與科研機(jī)構(gòu);1987年,NSFNET實(shí)現(xiàn),采用T1線路(1.54Mbps);1989年,ARP

2、ANET退役,NSFNET對公眾開放,成為Internet最重要的通信骨干網(wǎng)絡(luò);1991年,采用T3線路(45Mbps)；1995年,NSF宣布與MCI合作建設(shè)高速數(shù)據(jù)通道計(jì)劃,提供155Mbps的主干網(wǎng)絡(luò)服務(wù),取代原來的NSFNET,Internet網(wǎng)開始大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。到2001年,高速通信網(wǎng)絡(luò)將150多個國家3000多萬臺計(jì)算機(jī)連入Internet,幾億用戶每天在使用Internet網(wǎng)提供的服務(wù)。目前,Internet主要業(yè)務(wù)仍是正文和靜態(tài)圖象方式發(fā)布信息、傳遞電子郵件以實(shí)現(xiàn)通信和資源共享以IP電話、音樂點(diǎn)播、視頻點(diǎn)播、實(shí)時(shí)視頻廣播等多媒

3、體業(yè)務(wù)在Internet網(wǎng)業(yè)務(wù)中逐漸上升,并將成為其主要的業(yè)務(wù)。Internet網(wǎng)由許多子網(wǎng)連接在一起,通信協(xié)議TCP/IP協(xié)議。TCP/IP是一個協(xié)議組,主要包括TCP、UDP和IP,其制定的是傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層的標(biāo)準(zhǔn)。其中：(1)TCP稱為傳輸控制協(xié)議,其作用是保證命令或數(shù)據(jù)能正確無誤地到達(dá)目的地。TCP是可靠的;(2)UDP稱為用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議,它和TCP一樣都是傳輸層協(xié)議。與TCP不同,它是不可靠的,不對發(fā)出的報(bào)文進(jìn)行跟蹤,也就不能保證每個UDP報(bào)文達(dá)到目的地址。但由于它減少了網(wǎng)絡(luò)開銷,因此效率很高;(3)IP稱為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,它位于TCP的下

4、一層,負(fù)責(zé)完成互聯(lián)網(wǎng)中包的路由選擇,并跟蹤這些包到達(dá)不同目的端的路徑。IP還要對一些可能出現(xiàn)的情形,如不同傳輸介質(zhì)間的不一致性等進(jìn)行處理。1.現(xiàn)場聲音和視頻廣播這類似于普通的無線電和電視廣播，不同的是傳輸網(wǎng)絡(luò)為Internet網(wǎng)。目前產(chǎn)品如RealNetworksBroadcasters;2.聲音點(diǎn)播客戶在任何時(shí)間任何地點(diǎn)從聲音點(diǎn)播服務(wù)器讀聲音文件。許多產(chǎn)品也為用戶提供交互功能。典型產(chǎn)品RealNetworksRealPlayer和VocalTec的InternetWave;3.視頻點(diǎn)播這是一類典型的交互式多媒體服務(wù)系統(tǒng)。視頻點(diǎn)播系統(tǒng)一般運(yùn)行在

5、寬帶網(wǎng)中。目前已有很多運(yùn)行于Internet網(wǎng)上的視頻點(diǎn)播產(chǎn)品;4.IP電話是在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行呼叫和通話,這種應(yīng)用支持人們在Internet網(wǎng)上進(jìn)行通話。目前IP電話價(jià)格便宜,但質(zhì)量較差。Internet網(wǎng)上的典型多媒體應(yīng)用5.分組實(shí)時(shí)視頻會議這類應(yīng)用系統(tǒng)與IP電話類似，但可傳輸視頻圖象并允許多人參加。目前已有許多此類產(chǎn)品。從多媒體信息傳輸來講,Internet提供兩種類型的服務(wù)：(1)可靠的面向連接服務(wù),用TCP協(xié)議,對信息包時(shí)延要求不高;(2)不可靠的無連接服務(wù),使用UDP協(xié)議,不保證不丟包也不保證時(shí)延滿足需求。Internet網(wǎng)現(xiàn)在對多媒

6、體包的傳送中,各包平等,無優(yōu)先之分,是盡力傳輸機(jī)制，難以保證多媒體實(shí)時(shí)應(yīng)用的需求。目前應(yīng)該解決問題：提高網(wǎng)絡(luò)帶寬,減少時(shí)延;減少抖動。解決問題的思路一般從2個方面考慮：(1)擴(kuò)大鏈路帶寬費(fèi)用太大,且易被多媒體業(yè)務(wù)吃掉;(2)改進(jìn)Internet協(xié)議采用這種方法對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)做較大的變更,對多媒體應(yīng)用保證端對端帶寬,如對IP電話途中每個鏈路預(yù)留帶寬。10.2IP組播據(jù)傳輸目標(biāo)的多少分為：單播、組播、廣播。單播是傳輸多媒體信息最常用。即每個信息包都使用一個唯一的IP地址，進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸。組播（多播）是指網(wǎng)上一點(diǎn)到網(wǎng)上多個指定點(diǎn)傳輸信息。廣播是網(wǎng)上一點(diǎn)

7、到網(wǎng)上所有其他點(diǎn)傳輸信息。10.2.1基本概念I(lǐng)P地址分5類：(1)A類、B類、C類是基本的因特網(wǎng)地址；(2)D類(224.0.0.0-239.255.255.255)用于組播的地址;(3)E類是保留地址。發(fā)送端和接收端及其之間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施都必須具備多播功能。對本地的IP組播,主機(jī)節(jié)點(diǎn)所需要的環(huán)境是:TCP/IP協(xié)議棧中可支持IP組播；軟件支持Internet組管理協(xié)議(IGMP),這樣就可以申請參加組播組和接收組播；要有IP組播應(yīng)用軟件。10.2.2組播路由選擇算法目標(biāo)—建立一個組播樹使組播包傳送到目標(biāo)站點(diǎn)。1.泛洪法(Flooding)當(dāng)路由

8、器收到一個組播包時(shí)它首先會檢查是否是第一次收到此包,若是把該包轉(zhuǎn)發(fā)給所有相連節(jié)點(diǎn);否則簡單地丟棄該包。利用這種方式我們可保證所有互連的路由器會至少接到