第八章 互联网上的音频视频服务 | 计算机网络（谢希仁 第八版）

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第八章 互联网上的音频视频服务

• 多媒体信息的特点
• 流媒体的概念
• IP电话使用的几种协议
• 改经”经最大努力交付“的几种办法

8.1 概述

当提到在互联网上传送多媒体数据，一般都指“边传输，边播放”的特点。

多媒体信息有两个特点：

• 信息量往往很大；
• 对传输时延和时延抖动有较高要求。

多媒体信息构成的分组在发送时是等时的，但是到达接收端时就变成非等时的了，接收端会在缓存中的分组达到一定数量后，再以恒定速率按顺序将这些分组进行还原播放，这就产生了播放时延，但可以在很大程度上消除时延抖动。

传送时延敏感的数据时，宁可丢失少量分组，也不要接收太晚到达的分组。
比如视频会议。

互联网上的音频/视频服务有三种：
- 流式存储音频/视频（流媒体）：边下载边播放。

• 流式实况音频/视频：边录制边发送、边下载边播放
• 交互式音频/视频：互联网电话、会议等

8.2 流式存储音频/视频

8.2.1 具有元文件的万维网服务器

流媒体可以边下载边播放，但不能存储在硬盘上成为用户的文件。

8.2.2 媒体服务器

媒体服务器又称流式服务器，可以更好地支持流式音频和视频的传送。

TCP 能够保证流式音频/视频文件的播放质量，但是滞后时间长一些。
对于实时流式音频/视频文件的传送应该使用 UDP。

8.2.3 实时流式协议RTSP

实时流式协议 RTSP 是为了给流式传送过程增加更多功能而设计的协议。
RTSP 本身不传送数据，它仅仅是使媒体播放器能够控制多媒体流的传送。

8.3 交互式音频/视频

8.3.1 IP电话概述

通过 IP 网络进行的交互式多媒体实时通信都可以叫做 IP 电话，包括视频通话、即时传信IM（如 QQ）等。

IP 电话的通信质量由两个因素决定：

• 通话双方端到端的时延和时延抖动。
• 话音分组的丢失率。

8.3.2 IP电话所需要的几种应用协议

8.3.3 实时运输协议RTP

RTP 采用无连接的 UDP 协议。
实时运输协议 RTP 为实时应用提供端到端的运输，但不提供任何服务质量的保证。
可以把 RTP 看成是 UDP 之上的一个运输层子层的协议。它将应用交给它的多媒体数据块封装成 RTP 分组，然后装入运输层的 UDP 数据报。

8.3.4 实时运输控制协议RTCP

实时运输控制协议 RTCP 是与 RTP 配合使用的协议。RTCP 也采用 UDP 服务，但并不对音频/视频分组进行封装。
RTCP 的主要功能是：服务质量的监视与反馈、媒体间的同步、多播组中成员的标志。

8.3.5 H.323

信令是通信双方为建立呼叫连接和各种控制而传送的专门信息。

IP 电话有两套信令标准：

• H.323 协议
• 会话发起协议 SIP

H.323 不是一个单独的协议而是一组协议，涵盖了很多功能，很复杂。

H.323 标准的 4 个构件是：

• H.323 终端
• 网关
• 网闸
• 多点控制单元MCU。

8.3.6 会话发起协议SIP

会话发起协议 SIP 相比 H.323 简单很多，它只涉及到 IP 电话所需的信令和有关服务质量的问题。

SIP 使用文本方式的客户服务器协议。

SIP 系统只有两种构件：

• 用户代理（包括用户代理客户和用户代理服务器）
• 网络服务器（包括代理服务器和重定向服务器）

SIP 的地址很灵活，可以是电话号码、电子邮件、IP 地址等。

8.4 改进"尽最大努力交付"的服务

8.4.1 使互联网提供服务质量

服务质量 QoS 是服务效能的总效果，它决定了一个用户对服务的满意程度。

服务质量可以用一些性能指标来描述：可用性、差错率、响应时间、吞吐量、分组丢失率等。
服务提供者可以向用户保证某一等级的服务质量。

要使互联网具有一定的服务质量，可以采取以下措施：

• 分类：区分服务
• 管制
• 调制
• 呼叫接纳
• 加权公平排队

8.4.2 调度和管制机制

8.4.3 综合服务IntServ与资源预留协议RSVP

综合服务 IntServ 可以对单个的应用对话提供服务质量的保证，它定义了两类服务：有保证的服务、受控负载的服务。
IntServ 有四个组成部分：资源预留协议 RSVP、接纳控制、分类器、调度器

8.4.4 区分服务DiffServ

区分服务 DiffServ（简称 DS） 在路由器中增加区分服务的功能，在 IP 数据报中有一个区分服务字段，利用 DS 字段的不同数值提供不同等级的服务质量。
DiffServ 将所有的复杂性放在 DS 域的边界结点中，而使 DS 域内的路由器工作尽可能简单。