计算机网络与通信(第12章)

第12章多媒体通信12.1概述12.2多媒体传输12.3IP电话12.1概述音频和视频是多媒体传输中主要的研究对象，应用方式主要有以下几种：存储的音频和视频；实况直播的音频和视频；实时交互的音频和视频；流媒体（streamingmedia）音频和视频流有很强的时间属性，要求实时性的传输服务，传输受到分组时延（delay）及其抖动（jitter）的严格限制。TCP/IP或UDP/IP协议栈难以适应Internet上日益增长的多媒体信息流量。实时传输协议和实时传输控制协议(RTP/RTCP)，为多媒体传输提供了合适的网络承载平台。12.2多媒体传输12.2.1一个多媒体传输的例子12.2.2实时传输协议12.2.3实时传输控制协议12.2.4实时流式协议12.2.1一个多媒体传输的例子音频/视频点播的例子多媒体传输的简单方式问题：整个文件完全下载后媒体播放器才能进行播放，播放前的等待难以让人接受。12.2.1一个多媒体传输的例子使用媒体服务器进行音频/视频播放12.2.2实时传输协议RTP实时传输协议RTP在协议栈中的位置应用层RTPUDPIP数据链路层物理层12.2.2实时传输协议RTPRTP会话(RTPSession)指一组参与者（participants）使用RTP/RTCP协议进行通信。音频会议:每个参与者都会得到IP多播组地址和一对标识RTP会话连接的UDP端口号，一个用于RTP,一个用于RTCP。参与者都可以发送音频RTP分组流，它们属于同一个RTP会话,信息源用RTP分组首部中的同步源标识符SSRC来标识。同一SSRC的所有分组都使用同样的定时和序号空间，这样便于接收端重组和同步接收到的分组序列。12.2.2实时传输协议RTPRTP分组格式时间戳:能够表征实时数据时间属性。接收端使用时间戳可以知道应当在什么时间还原哪一个数据块，从而消除时延抖动。时间戳还可以用于声音和图像的同步。12.2.3实时传输控制协议RTCPRTCP并不对音频和视频分组进行封装，它配合RTP进行传输控制，其主要功能是：传输QoS的监视与反馈；媒体间的同步，比如声音和图像之间的配合；多播组成员的标识。RTCP的五种分组类型类型英文缩写意义200SR发送端报告201RR接受端报告202SDES源点描述203BYE结束204APP特定应用12.2.3实时传输控制协议RTCP(1)接收端报告分组RR(ReceiverReport)周期性地用多播方式向所有参与者进行报告，内容包括：RTP流的SSRC；RTP流的分组丢失率；分组到达时间间隔的抖动；RTP流中的最后一个RTP分组的序号。(2)发送端报告分组SR(SenderReport)用多播方式周期性地向所有接收端进行报告，内容有：RTP流的SSRC；RTP流包含的分组数；RTP流包含的字节数；RTP流中最新RTP分组的时间戳和绝对时钟时间。SR把分组数据的时间戳和绝对时钟关联起来，可用于不同RTP流同步。12.2.3实时传输控制协议RTCP(3)源描述分组SDES(SourceDEScription)给出数据源描述信息，包含参与者规范名、电子邮件地址、电话号码、创建数据流的应用程序等。(4)结束分组BYE发送端关闭一个数据流，终止参与过程。(5)特定应用分组APP(APPlicationspecificfunctions)使应用程序能够定义新的分组类型，RTCP可以自动进行发送周期的调整。12.2.3实时传输控制协议RTCPRTP/RTCP对多媒体实时传输作用的小结：RTP/RTCP为多媒体数据的传输提供了合适的网络承载平台。RTP分组首部字段的设置适合于多媒体数据的封装和描述，序号、时间戳等能够描述多媒体数据的时间属性，RTCP协议提供了传输QoS的反馈，为传输的管理提供了条件。RTP/RTCP本身并不对多媒体数据块做任何处理，并不提供任何QoS保证，但它们包含了实时应用的一些共同性的信息提供给应用层，使应用层有依据进行QoS处理。12.2.4实时流式协议RTSPRTSP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，RTSP协议以客户-服务器模式工作，媒体播放器和媒体服务器的关系是客户与服务器的关系。RTSP与RTP/RTCP12.3IP电话12.3.1IP电话简介12.3.2H.323建议书12.3.3会话发起协议12.3.1IP电话简介IP电话的信令必须在功能上与原SS7相兼容；IP电话使用的话音编码也必须能够和普通电话的标准PCM编码互相转换。IP电话网关用来解决上述问题，其主要作用是：在呼叫阶段和呼叫释放阶段进行电话信令的转换；在通话期间进行话音编码的转换。IP电话的连接方式12.3.2H.323建议书H.323是ITU-Tl996年制订，第二版本：“基于分组的多媒体通信系统”。H.323IP电话系统结构：①H.323终端（termianal）②网关（gateway）③网守（gatekeeper）④多点控制单元MCU(MultipointControlUnit)12.3.2H.323建议书H.323协议体系结构①音频编解码器②视频编解码器③H.225注册④Q.931呼叫信令⑤H.245呼叫控制⑥RTP和RTCP音频视频应用信令和控制音频编解码视频编解码RTCPH.225注册Q.931呼叫信令H.245呼叫控制RTPUDPTCPIP12.3.3会话发起协议l999年IETF的MMUSIC工作组制订称为会话发起协议SIP(SessionInitiationProtocol)。SIP地址使用SIP统一资源定位符即SIPURL的形式。SIP系统包含以下4个部件（①~④），并涉及到1个部件（⑤）：①用户代理UA(UserAgent)②代理服务器(proxyserver)③重定向服务器（redirectserver）④注册器（registrar）⑤位置服务器（locationserver）12.3.3会话发起协议SIP协议是仿照HTTP的基于文本的协议，报文包含一个方法（method）名和用来传递参数的报文头。不少报文头来自多用途Internet邮件扩充MIME。方法说明INVITE请求发起一个会话ACK客户确认已收到对INVITE的最终响应BYE请求释放一个会话OPTIONS查询处理能力CANCEL取消一个挂起的请求REGISTER客户发送地址信息给注册器会话描述协议SDP(SessionDescriptionProtocol)SIP方法