第七章流媒体相关网络协议

1、7.1 7.1 流媒体传输基础流媒体传输基础7.1.1 Internet7.1.1 Internet传输的基本概念传输的基本概念1. 1. 数据和信号数据和信号（1 1）数据：描述信息的数字、字母或符号。）数据：描述信息的数字、字母或符号。 模拟数据是指由传感器采集得到的连续变化的值。模拟数据是指由传感器采集得到的连续变化的值。 数字数据是指模拟数据经采集、量化、编码后所得数字数据是指模拟数据经采集、量化、编码后所得到的离散的值。到的离散的值。（2 2）信号：数据在传输过程中的表示形式，带有信息）信号：数据在传输过程中的表示形式，带有信息的某种物理量。的某种物理量。 模拟信号一般通过模拟信号一

2、般通过PCMPCM脉码调制方法量化为数字信脉码调制方法量化为数字信号；号； 数字信号一般通过对载波进行移相的方法转换为模数字信号一般通过对载波进行移相的方法转换为模拟信号。拟信号。7.1.1 Internet7.1.1 Internet传输的基本概念（传输的基本概念（ContdContd）2. 2. 信道和带宽信道和带宽（1 1）信道）信道 按照其存在形式分为有线信道和无线信道；按照其存在形式分为有线信道和无线信道； 按照其传输信号的类型分为模拟信道和数字信道。按照其传输信号的类型分为模拟信道和数字信道。（2 2）带宽）带宽 信号带宽是指信号以电磁波形式传输，电磁波的频信号带宽是指信号以电磁波

3、形式传输，电磁波的频谱范围；谱范围； 信道带宽是指信道上能够传送的最大频率范围；信道带宽是指信道上能够传送的最大频率范围； 在通信过程中，信号带宽必须小于信道带宽；在通信过程中，信号带宽必须小于信道带宽； 带宽单位为带宽单位为MHzMHz。7.1.1 Internet7.1.1 Internet传输的基本概念（传输的基本概念（ContdContd）3. 3. 信道容量和数据传输速率信道容量和数据传输速率（1 1）信道容量：信道在单位时间内可以传输的最）信道容量：信道在单位时间内可以传输的最大信号量，表示信道的传输能力。大信号量，表示信道的传输能力。（2 2）数据传输速率：通信线上传输信息的速度

4、。）数据传输速率：通信线上传输信息的速度。 信号速率信号速率S S是指单位时间内所传送的二制位代码是指单位时间内所传送的二制位代码的有效位数，以的有效位数，以bpsbps为单位。为单位。 调制速率调制速率B B是指脉冲信号经过调制后的传输速率，是指脉冲信号经过调制后的传输速率，以以BAUDBAUD为单位。为单位。 在通信过程中，信道容量应大于传输速率。在通信过程中，信道容量应大于传输速率。7.1.1 Internet7.1.1 Internet传输的基本概念（传输的基本概念（ContdContd）4. 4. 差错校正和误码率差错校正和误码率（1 1）差错校正：字符代码在传输、接收过程中，）差错

5、校正：字符代码在传输、接收过程中，由于信道噪声或其他外界干扰，难免会发生错误，由于信道噪声或其他外界干扰，难免会发生错误，及时自动检测差错并进一步自动校正。及时自动检测差错并进一步自动校正。（2 2）误码率：信息传输的错误率。）误码率：信息传输的错误率。 PePe出错比特数出错比特数/ /传输比特数传输比特数 网络的误码率主要取决于信源至信宿之间的信道网络的误码率主要取决于信源至信宿之间的信道的质量。的质量。 误码率越高，则信道的质量越差。误码率越高，则信道的质量越差。7.1.1 Internet7.1.1 Internet传输的基本概念（传输的基本概念（ContdContd）5. 5. 宽带

6、和窄带宽带和窄带 一般以网络接入的数据传输率来区分。一般以网络接入的数据传输率来区分。 低于低于1 1兆的连接速率称为窄带接入；兆的连接速率称为窄带接入； 高于高于1 1兆的连接速率称为宽带接入。兆的连接速率称为宽带接入。7.1.2 Internet7.1.2 Internet传输服务质量传输服务质量 Quality of Service (QoS)Quality of Service (QoS)1. 1. 尽力传送（尽力传送（Best-effort Best-effort ） 单一服务模型单一服务模型 应用程序可以在任何时候，发出任意数量的报文，应用程序可以在任何时候，发出任意数量的报文，而

7、且不需要事先获得批准，也不需要通知网络。而且不需要事先获得批准，也不需要通知网络。2. 2. 实时传送（实时传送（Real-time Real-time ） 综合服务模型综合服务模型 应用程序首先通知网络它自己的流量参数和需要应用程序首先通知网络它自己的流量参数和需要的特定服务质量请求，应用程序一般在收到网络的特定服务质量请求，应用程序一般在收到网络的确认信息，才开始发送报文。的确认信息，才开始发送报文。7.2 7.2 流媒体网络传输特点流媒体网络传输特点1. 1. 流媒体技术关键特征：流媒体技术关键特征： 数据压缩数据压缩 流式传输流式传输2. 2. 优点：优点： 启动延时短启动延时短 对系

8、统缓存容量的需求大大降低对系统缓存容量的需求大大降低 流式传输的实现有特定的实时传输协议流式传输的实现有特定的实时传输协议7.2 7.2 流媒体网络传输特点（流媒体网络传输特点（ContdContd）3. 3. 应用流媒体技术传输网络音视频系统的基应用流媒体技术传输网络音视频系统的基本原理：本原理： 采用高效的压缩算法（在降低文件大小的采用高效的压缩算法（在降低文件大小的同时伴随质量的损失），使多媒体数据文同时伴随质量的损失），使多媒体数据文件变小以适合流式传输，件变小以适合流式传输， 架设流媒体服务器，修改架设流媒体服务器，修改MIMEMIME标志，通标志，通过各种实时协议传输流数据。过各种

9、实时协议传输流数据。 RTP (Real-time Transport Protocol)RTP (Real-time Transport Protocol)：针对多媒：针对多媒体数据流。体数据流。 RTCP (Real-time Transport Control Protocol)RTCP (Real-time Transport Control Protocol)：与与RTPRTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。一起提供流量控制和拥塞控制服务。 RTSP (Real-Time Streaming Protocol)RTSP (Real-Time Streaming Protocol)：定

10、义了：定义了一对多的应用程序如何有效地通过一对多的应用程序如何有效地通过IPIP网络传送多网络传送多媒体数据。媒体数据。 RSVP (Resource Reserve Protocol)RSVP (Resource Reserve Protocol)：在一定程度：在一定程度上为流媒体的传输提供上为流媒体的传输提供QoSQoS。 MMSP (Microsoft Media Server Protocol)MMSP (Microsoft Media Server Protocol)流媒体协议在IP/TCP协议中的位置 RTPRTP（Real-time Transport ProtocolReal-

11、time Transport Protocol）实时运）实时运输协议输协议为实时应用提供端到端的运输，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。但不提供任何服务质量的保证。压缩编码送入运输层从开发者的角度看，RTP 应当是应用层的一部分。7.3.1 RTP7.3.1 RTP RTPRTP在端口号在端口号10251025到到6553565535之间选择一个未之间选择一个未使用的偶数使用的偶数UDPUDP端口号，而在同一次会话中端口号，而在同一次会话中的的RTCPRTCP则使用下一个基数则使用下一个基数UDPUDP端口号。端口号。 默认端口号：默认端口号： RTPRTP：500450

12、04 RTCPRTCP：500550057.3.1 RTP7.3.1 RTP（ ContdContd) )实时传输协议实时传输协议暗示它也可以看暗示它也可以看做传输层协议做传输层协议因为因为RTPRTP封装了封装了多媒体应用的数多媒体应用的数据块，并且向多据块，并且向多媒体应用层提供媒体应用层提供了服务了服务7.3.1 RTP7.3.1 RTP（ ContdContd) )7.3.1 RTP7.3.1 RTP（ ContdContd) )1. RTP1. RTP协议的相关概念协议的相关概念(1) Time Stamping(1) Time Stamping（时戳）（时戳） 把接收到的语音和视频

13、等多媒体数据按照正把接收到的语音和视频等多媒体数据按照正确的时间顺序提交给上层。确的时间顺序提交给上层。 对于语音来说，时戳按封包间隔和采样速率对于语音来说，时戳按封包间隔和采样速率乘积而递增；乘积而递增； 对于视频来说，时戳的生成依赖于应用程序对于视频来说，时戳的生成依赖于应用程序是否能够分辨其帧数。如果能够分辨帧速率，是否能够分辨其帧数。如果能够分辨帧速率，则使用一个固定的速率增加。则使用一个固定的速率增加。7.3.1 RTPRTP7.3.1 RTPRTP协议的相关概念协议的相关概念(2) Sequence Numbers(2) Sequence Numbers（顺序编号）（顺序编号） 通

14、常使用通常使用UDPUDP协议传输数据协议传输数据 排序排序RTPRTP分组，以消除重复分组，保持视频分组，以消除重复分组，保持视频和音频流连续播放。和音频流连续播放。(3) Source Identification(3) Source Identification（源标志）（源标志） 帮助接收端利用发送端生成的唯一数值来区帮助接收端利用发送端生成的唯一数值来区分多个同时的数据流，得到数据的发送源。分多个同时的数据流，得到数据的发送源。7.3.1 RTPRTP7.3.1 RTPRTP协议的相关概念协议的相关概念(4) Payload Type(4) Payload Type（载荷类型）（载荷

15、类型） 对传输的音、视频等数据类型予以说明，并对传输的音、视频等数据类型予以说明，并说明相关的编码方式，接收端从而知道如何说明相关的编码方式，接收端从而知道如何解码和播放负载数据。解码和播放负载数据。(5) Mixer(5) Mixer（混合器）（混合器） 将多个载荷数据组合起来产生一个发出的包，将多个载荷数据组合起来产生一个发出的包，允许接收端确认当前数据的贡献源，具有相允许接收端确认当前数据的贡献源，具有相同的同步源标识符。同的同步源标识符。7.3.1 RTP7.3.1 RTP（ContdContd）2. RTP2. RTP协议工作原理协议工作原理 在流的概念中在流的概念中“时戳时戳”是最

16、重要的信息。是最重要的信息。 RTPRTP协议和协议和UDPUDP二者共同完成运输层协议二者共同完成运输层协议功能。功能。 RTPRTP的协议数据单元是用的协议数据单元是用UDPUDP分组来承载分组来承载的。的。 RTPRTP协议虽然是传输层协议但是没有作为协议虽然是传输层协议但是没有作为OSIOSI体系结构中单独的一层来实现。体系结构中单独的一层来实现。7.3.1 RTP7.3.1 RTP（ContdContd）3. RTP3. RTP首部格式首部格式NB: Payload Type1 2 38916bitV P XCSRC CountM Payload TypeSequence Numbe

17、rTimestampSSRCCSRC 有效载荷类型：有效载荷类型：7 7位，指出后面的位，指出后面的RTPRTP数据属数据属于何种格式的应用。应用层可根据次类型进于何种格式的应用。应用层可根据次类型进行处理。行处理。音频：音频：律律PCM(0),GMS(3)PCM(0),GMS(3) A A律律PCM(8),G.722(9),G728(1)PCM(8),G.722(9),G728(1)视频：视频： 活动活动JPEG(26),H.261(31),MPEG1(32),JPEG(26),H.261(31),MPEG1(32), MPEG2(33) MPEG2(33)等等 7.3.1 RTP7.3.1

18、 RTP（ContdContd） 序号：占序号：占1616位位在一次在一次RTPRTP会话时，初始序号随机选择会话时，初始序号随机选择每发出一个每发出一个RTPRTP分组，其序号分组，其序号+1+1这样能发现丢失的分组，同时也能将时序的这样能发现丢失的分组，同时也能将时序的RTPRTP重新排列好重新排列好7.3.1 RTP7.3.1 RTP（ContdContd） 时间戳：占时间戳：占3232位，反映了位，反映了RTPRTP分组中的数据的第一个字节的分组中的数据的第一个字节的采样时刻。采样时刻。在一个会话中，他的初始序号随机选择。在一个会话中，他的初始序号随机选择。即使没有信号发送，时间戳的数

19、值也要随时间而不断地增加。即使没有信号发送，时间戳的数值也要随时间而不断地增加。接收端使用时间戳可准确知道应当在什么时间还原那一个数接收端使用时间戳可准确知道应当在什么时间还原那一个数据块，从而消除时延抖动。据块，从而消除时延抖动。时间戳还可以使视频应用中的声音和图像同步。时间戳还可以使视频应用中的声音和图像同步。时间戳的粒度取决于信号的类型。如某话音信号时间戳的粒度取决于信号的类型。如某话音信号8kHz8kHz采样，采样，每隔每隔20ms20ms构成一个数据块，则数据块中包含构成一个数据块，则数据块中包含160160个样本个样本0.020.02* *8000=1608000=1607.3.1

20、 RTP7.3.1 RTP（ContdContd） 如果只有系列号，并不能完整按照顺序的将如果只有系列号，并不能完整按照顺序的将datadata播放出来，因为如果播放出来，因为如果datadata中间有一段是没有资料的，中间有一段是没有资料的，只有系列号的话会造成错误，需搭配上让它知道在只有系列号的话会造成错误，需搭配上让它知道在哪个时间将哪个时间将datadata正确播放出来，如此我们才能播放正确播放出来，如此我们才能播放出正确无误的信息出正确无误的信息7.3.1 RTP7.3.1 RTP（ContdContd） 同步源标识符：同步源标识符：3232位位 SSRC SSRC 表示表示RTPR

21、TP的来源的来源 SSRCSSRC与与IPIP地址无关地址无关 ，是随机产生的，两个，是随机产生的，两个RTPRTP流恰好选择同一个流恰好选择同一个SSRCSSRC流的概率极小流的概率极小多个多个RTPRTP流可复用到流可复用到1 1个个UDPUDP用户数据报中用户数据报中SSRCSSRC可使接收端的可使接收端的UDPUDP能够将收到的能够将收到的RTPRTP流流送到各自的终点送到各自的终点7.3.1 RTP7.3.1 RTP（ContdContd） 参与源标识符：参与源标识符：3232位，位，CSRCCSRC，用来标志源于，用来标志源于不同地点的不同地点的RTPRTP流流 在多播环境中，可以

22、用中间的一个站（混合在多播环境中，可以用中间的一个站（混合站）把发往同一个地点的多个站）把发往同一个地点的多个RTPRTP流混合成流混合成一个流（可节省通信资源），而一个流（可节省通信资源），而CSRCCSRC的数值的数值就可以把不同的就可以把不同的RTPRTP流分开流分开7.3.1 RTP7.3.1 RTP（ContdContd）7.3.1 RTP7.3.1 RTP（ContdContd） RTPRTP包传输流程包传输流程7.3.1 RTP7.3.1 RTP（ContdContd）4. RTP4. RTP协议的特点协议的特点 RTPRTP协议具有很大的灵活性协议具有很大的灵活性 数据流和控制

23、流分离数据流和控制流分离 RTPRTP协议具有很大的扩展性和适用性协议具有很大的扩展性和适用性7.3.2 RTCP1. RTCP1. RTCP协议的工作原理协议的工作原理四个功能：四个功能： （1 1）为数据传输的质量提供反馈，并）为数据传输的质量提供反馈，并提供提供QoSQoS检测检测 （2 2）提供不同媒体间的同步）提供不同媒体间的同步 （3 3）在会话的用户界面上显示会话参）在会话的用户界面上显示会话参与者的标志与者的标志 （4 4）调节信息的缩放）调节信息的缩放7.3.2 RTCP（Contd）2. RTCP2. RTCP分组格式分组格式23816bitVersionPRCPacket

24、 typeLength7.3.2 RTCPRTCP分组格式分组格式5种类型的报文：种类型的报文： SR RR SDES BYE APP类型缩写表示意义200SR发送端报告201RR接收端报告202SDES源点报告203BYE结束204APP特定应用7.3.2 RTCPRTCP分组格式分组格式 结束分组结束分组BYE：表示关闭一个数据流：表示关闭一个数据流 特定应用分组特定应用分组APP：使应用程序定义新的分：使应用程序定义新的分组类型组类型 源点描述分组源点描述分组SDES：给出会话中参加者的：给出会话中参加者的描述，他包含参加者的规范名描述，他包含参加者的规范名CNAME（电（电子邮件地址的

25、字符串）子邮件地址的字符串）7.3.2 RTCPRTCP分组格式分组格式 接收端报告分组接收端报告分组RR：接收端周期性地向所有：接收端周期性地向所有的点用多播方式进行报告。的点用多播方式进行报告。 接收端每收到一个接收端每收到一个RTP流就产生一个接受端流就产生一个接受端报告分组报告分组RR， RTP流的流的SSRC；RTP流的分组丢失率；该流的分组丢失率；该RTP流中的最后一个流中的最后一个RTP分组的序号；分组分组的序号；分组到达时间间隔的抖动等。到达时间间隔的抖动等。7.3.2 RTCPRTCP分组格式分组格式RR的两大作用1让所有接收端和让所有接收端和发送端了解当前发送端了解当前网络

26、的状态网络的状态2可以使所有发送可以使所有发送RTCP分组的站点分组的站点自适应调整自己发自适应调整自己发送送RTC分组的速率，分组的速率，使使RTCP不影响不影响RTP网络分组的速网络分组的速率率 发送报告端分组发送报告端分组SR：发送端周期性地向所有：发送端周期性地向所有接受端用多播方式进行报告接受端用多播方式进行报告 发送端每发送一个发送端报告分组发送端每发送一个发送端报告分组RTP，就，就发送一个发送端报告分组发送一个发送端报告分组SR 该该RTP的的SSRC、时间戳、绝对时钟时间、时间戳、绝对时钟时间、分组数、字节数分组数、字节数绝对时钟时间绝对时钟时间：RTP要求每一种媒体使用一个

27、流，而视音频就得用俩的流，要求每一种媒体使用一个流，而视音频就得用俩的流，绝对时钟时间可进行图像和声音的同步绝对时钟时间可进行图像和声音的同步7.3.2 RTCPRTCP分组格式分组格式7.3.3 RTSP7.3.3 RTSP1. RTSP1. RTSP协议的工作原理协议的工作原理（1 1）RTSPRTSP协议的功能协议的功能 A. A. 通过媒体服务器检索媒体通过媒体服务器检索媒体 B. B. 媒体服务器邀请进入会议媒体服务器邀请进入会议 C. C. 将媒体加到现成讲座中将媒体加到现成讲座中7.3.3 RTSPRTSP7.3.3 RTSPRTSP协议协议的工作原理的工作原理（2 2）RTSP

28、RTSP协议的实现协议的实现 A. A. 初始化初始化 B. TCPB. TCP传输传输 C. UDPC. UDP传输传输 D. D. 传输反馈传输反馈利用RTSP的流媒体连接过程OPTIONOPTION Response服务器信息DESCRIBEDESCRIBE Response待播放的文件信息SETUPSETUP Response连接信息PLAYPLAY Response播放信息TEARDOWNTEARDOWN Response7.3.3 RTSP7.3.3 RTSP（ContdContd）2. RTSP2. RTSP协议的结构协议的结构(p84)(p84) 具体解释另见补充（具体解释另见

29、补充（RTSPRTSP协议）协议） 3. RTSP3. RTSP协议的特点协议的特点 （1 1）可扩展性）可扩展性 （2 2）易解析）易解析 （3 3）安全）安全 （4 4）独立于传输）独立于传输 （5 5）多服务器能力）多服务器能力 （6 6）记录设备控制）记录设备控制 （7 7）适合专业应用）适合专业应用 （8 8）播放种类的中立性）播放种类的中立性 （9 9）代理和防火墙的友好性）代理和防火墙的友好性 （1010）分配服务器控制）分配服务器控制 （1111）传输协商）传输协商 （1212）能力协商）能力协商7.3.3 RTSP7.3.3 RTSP（ContdContd）4. RTSP4.

30、 RTSP协议与其他协议的关系协议与其他协议的关系（1 1）RTSPRTSP协议与协议与HTTPHTTP协议的联系协议的联系 目前的协议规范同时允许网页服务器和流媒目前的协议规范同时允许网页服务器和流媒体服务器支持体服务器支持RTSPRTSP实现。实现。（2 2）RTSPRTSP协议与协议与HTTPHTTP协议的区别协议的区别 HTTPHTTP是一个不对称协议；在是一个不对称协议；在RTSPRTSP中，中，ClientClient和和ServerServer都可发出请求，且请求是有状态的。都可发出请求，且请求是有状态的。 HTTPHTTP是无状态协议；是无状态协议；RTSPRTSP在任何情况下

31、必须在任何情况下必须保持一定状态。保持一定状态。 资源预留协议（资源预留协议（RSVPRSVP）最初是）最初是IETFIETF为为QoSQoS的综合服的综合服务模型定义的一个信令协议，用于在流（务模型定义的一个信令协议，用于在流（flowflow）所）所经路径上为该流进行资源预留，从而满足该流的经路径上为该流进行资源预留，从而满足该流的QoSQoS要求。资源预留的过程从应用程序流的源节点要求。资源预留的过程从应用程序流的源节点发送发送PathPath消息开始，该消息会沿着流所经路径传到消息开始，该消息会沿着流所经路径传到流的目的节点，并沿途建立路径状态；目的节点收流的目的节点，并沿途建立路径状

32、态；目的节点收到该到该PathPath消息后，会向源节点回送消息后，会向源节点回送ResvResv消息，沿途消息，沿途建立预留状态，如果源节点成功收到预期的建立预留状态，如果源节点成功收到预期的ResvResv消消息，则认为在整条路径上资源预留成功。息，则认为在整条路径上资源预留成功。 7.3.4 RSVP7.3.4 RSVP7.3.4 RSVP1. RSVP1. RSVP协议工作原理协议工作原理 （1 1）发送端依据传输带宽范围的高低、传）发送端依据传输带宽范围的高低、传输延迟，以及抖动来说明发送业务。输延迟，以及抖动来说明发送业务。 （2 2）为了获得资源预留，接收端发送一个）为了获得资源

33、预留，接收端发送一个上行的上行的RESVRESV（预留请求）消息。（预留请求）消息。 （3 3）当每个支持）当每个支持RSVPRSVP的路由器沿着上行路的路由器沿着上行路径接收径接收RESVRESV的消息时，它采用输入控制过的消息时，它采用输入控制过程证实请求，并且配置所需的资源。程证实请求，并且配置所需的资源。 （4 4）当最后一个路由器接收）当最后一个路由器接收RESVRESV，同时接，同时接受请求的时候，它再发送一个证实消息给接受请求的时候，它再发送一个证实消息给接收端。当发送端或接收端结束了一个收端。当发送端或接收端结束了一个RSVPRSVP会话时，将断开连接。会话时，将断开连接。7.

34、3.4 RSVP7.3.4 RSVP（ContdContd）2. RSVP2. RSVP数据流数据流 流说明是互连网主机用来请求特殊服务的数据结流说明是互连网主机用来请求特殊服务的数据结构，保证互连网处理主机传输。构，保证互连网处理主机传输。 RSVPRSVP支持三种传输类型：最好性能（支持三种传输类型：最好性能（best-effortbest-effort），），速率敏感（速率敏感（rate-sensitiverate-sensitive）与延迟敏感（）与延迟敏感（delay-delay-sensitivesensitive）。）。 最好性能传输为传统最好性能传输为传统IPIP传输。应用包括

35、文件传输传输。应用包括文件传输（如邮件传输）、磁盘映像、交互登录和事务传（如邮件传输）、磁盘映像、交互登录和事务传输。支持最好性能传输的服务称为最好性能服务。输。支持最好性能传输的服务称为最好性能服务。 速率敏感传输放弃及时性，而确保速率。速率敏感传输放弃及时性，而确保速率。 延迟敏感传输要求传输及时，并因而改变其速率。延迟敏感传输要求传输及时，并因而改变其速率。 7.3.4 RSVP7.3.4 RSVP（ContdContd）3. RSVP3. RSVP数据流处理数据流处理 RSVPRSVP数据流基本特征是连接，数据包在其上流通。数据流基本特征是连接，数据包在其上流通。 RSVPRSVP支持

36、单播和组播连接，流总是从发送者开始。支持单播和组播连接，流总是从发送者开始。 特定连接的数据包被导向同一个特定连接的数据包被导向同一个IPIP目的地址或公开的目目的地址或公开的目的端口。的端口。 IPIP目的地址是组播发送的组地址，或是单个接收者的单目的地址是组播发送的组地址，或是单个接收者的单播地址。播地址。 RSVPRSVP数据发布通过组播或单播实现。数据发布通过组播或单播实现。 组播传输将某个发送者的每个数据包拷贝转发给多个目组播传输将某个发送者的每个数据包拷贝转发给多个目的。的。 单播传输只有一个接收者。即使目的地址是单播，也可单播传输只有一个接收者。即使目的地址是单播，也可能有多个接

37、收者，以公开端口区分。多个发送者也可能能有多个接收者，以公开端口区分。多个发送者也可能存在单播地址，存在单播地址，RSVPRSVP可建立多对一传输的资源预订。可建立多对一传输的资源预订。 每个每个RSVPRSVP发送者和接收者对应唯一的发送者和接收者对应唯一的InternetInternet主机。单主机。单个主机可包括多个发送者和接收者，以公开端口区分。个主机可包括多个发送者和接收者，以公开端口区分。7.3.4 RSVP7.3.4 RSVP（ContdContd）4. RSVP4. RSVP服务质量（服务质量（QoSQoS） 是流规范指定的属性。是流规范指定的属性。 流规范用于决定参加实体（路

38、由器、接收者和发流规范用于决定参加实体（路由器、接收者和发送者）进行数据交换的方式。送者）进行数据交换的方式。 主机和路由器使用主机和路由器使用RSVPRSVP指定指定QoSQoS。 其中，主机代表应用数据流使用其中，主机代表应用数据流使用RSVPRSVP从网络申从网络申请请QoSQoS级别；路由器使用级别；路由器使用RSVPRSVP发送发送QoSQoS请求给数请求给数据流路经的其它路由器。据流路经的其它路由器。 这样做，这样做，RSVPRSVP就可维持路由器和主机状态来提就可维持路由器和主机状态来提供所请求的服务。供所请求的服务。 7.3.4 RSVP7.3.4 RSVP（ContdCont

39、d）5. RSVP5. RSVP连接启动连接启动 为了初始化为了初始化RSVPRSVP组播连接，组播连接，接收者首先使用接收者首先使用InternetInternet组成员协议（组成员协议（IGMPIGMP）加入）加入IPIP目的地址指目的地址指定的组播组定的组播组。对单播连接，单播路由就象。对单播连接，单播路由就象IGMPIGMP结合协议无关组播（结合协议无关组播（PIMPIM）在组播时的作用。）在组播时的作用。 接收者加入组后，潜在的发送者就开始发送接收者加入组后，潜在的发送者就开始发送RSVPRSVP路径信息给路径信息给IPIP目的地址。目的地址。 接收者应用收到路径信息，开始发送相应资

40、源预接收者应用收到路径信息，开始发送相应资源预订请求信息，使用订请求信息，使用RSVPRSVP指定欲点播的流描述。指定欲点播的流描述。 发送者应用接收到资源预订请求信息后，开始发发送者应用接收到资源预订请求信息后，开始发送数据包。送数据包。7.3.4 RSVP7.3.4 RSVP（ContdContd）6. RSVP6. RSVP资源预订类型资源预订类型 A.A.独占资源预订独占资源预订为每个连接中每个相关为每个连接中每个相关发送者安装一个流发送者安装一个流 （1 1）固定过滤类型）固定过滤类型 B.B.共享资源预订共享资源预订由不相关的发送者使用由不相关的发送者使用 （2 2）通配过滤类型）

41、通配过滤类型- -默认所有发送者，并通过默认所有发送者，并通过预留消息中所携带的源端地址列表来限制通配符预留消息中所携带的源端地址列表来限制通配符滤波器滤波器 （3 3）共享显式类型）共享显式类型- -滤波器明确指定一个或多滤波器明确指定一个或多个发送者来进行预留个发送者来进行预留 7.3.4 RSVP7.3.4 RSVP（ContdContd）7. RSVP7. RSVP软状态实现软状态实现 对对RSVPRSVP，软状态软状态指可被某些指可被某些RSVPRSVP信息更新的路由器和信息更新的路由器和终端结点的状态。终端结点的状态。 软状态特征允许软状态特征允许RSVPRSVP网络支持动态组成员

42、变化，并适网络支持动态组成员变化，并适应路由变化。一般说来，应路由变化。一般说来，软状态由基于软状态由基于RSVPRSVP网络维护，网络维护，使网络可在没有查询终端结点的情况下改变状态。使网络可在没有查询终端结点的情况下改变状态。 RSVPRSVP协议为创建和维护组播和单播混合发送路径的分协议为创建和维护组播和单播混合发送路径的分布式资源预订状态提供了一个通用功能。为维护资源布式资源预订状态提供了一个通用功能。为维护资源预订状态，预订状态，RSVPRSVP跟踪路由器和主机结点的软状态。跟踪路由器和主机结点的软状态。 路径与资源预订请求信息创建并周期更新路径与资源预订请求信息创建并周期更新RSV

43、PRSVP软状态。软状态。如在清除时间间隔到期前没有收到相应更新信息，就如在清除时间间隔到期前没有收到相应更新信息，就删除该状态，显式删除该状态，显式teardownteardown信息也可删除软状态。信息也可删除软状态。RSVPRSVP周期扫描欲建立的软状态，并转发路径与预订请周期扫描欲建立的软状态，并转发路径与预订请求更新信息给下一跳。求更新信息给下一跳。 7.3.4 RSVP7.3.4 RSVPRSVPRSVP软软状状态实现态实现 当路由改变，下一个路径信息初始化新路由的路当路由改变，下一个路径信息初始化新路由的路径状态，根据资源预订请求信息建立资源预订状径状态，根据资源预订请求信息建立

44、资源预订状态。态。 现在未使用的网段状态标记为超时。现在未使用的网段状态标记为超时。 RSVPRSVP规范要求在拓扑改变后两秒通过网络初始化规范要求在拓扑改变后两秒通过网络初始化新资源预订。新资源预订。 当发生状态变化，当发生状态变化，RSVPRSVP无延迟的将变化从无延迟的将变化从RSVPRSVP网网络的一个终端传到另一个终端。如接收到的状态络的一个终端传到另一个终端。如接收到的状态与存储状态不同，就更新存储状态。如结果改变与存储状态不同，就更新存储状态。如结果改变了欲产生的更新信息，更新信息立即生成并转发了欲产生的更新信息，更新信息立即生成并转发出去。出去。 7.3.4 RSVP7.3.4

45、 RSVP（ContdContd） RSVPRSVP资源预订处理初始化开始于资源预订处理初始化开始于RSVP RSVP 后台服务查询后台服务查询本地路由协议以获得路由。本地路由协议以获得路由。 主机发送主机发送IGMPIGMP消息加入组播组，而发送消息加入组播组，而发送RSVPRSVP消息预消息预订沿组路径的资源。订沿组路径的资源。 每个能加入资源预订的路由器将收到的数据包传递给每个能加入资源预订的路由器将收到的数据包传递给包分类器，然后将它们在包调度器中排队。包分类器，然后将它们在包调度器中排队。 RSVPRSVP包分类器决定每个包的路由和包分类器决定每个包的路由和QoSQoS类类；RSVP

46、RSVP调调度器给每个接口所使用的特殊数据链路层媒介上传输度器给每个接口所使用的特殊数据链路层媒介上传输分配资源。如数据链路层媒介有自身的分配资源。如数据链路层媒介有自身的QoSQoS管理能力，管理能力，包调度器负责协调数据链路层，获得包调度器负责协调数据链路层，获得RSVPRSVP所请求的所请求的QoSQoS。 调度器本身分配无源调度器本身分配无源QoSQoS媒介上包传输能力，如双铰媒介上包传输能力，如双铰线；也可分配其它系统资源，如线；也可分配其它系统资源，如CPUCPU时间与缓存。时间与缓存。7.3.4 RSVP7.3.4 RSVP RSVP RSVP操作模型操作模型基本基本RSVPRS

47、VP协议协议操作操作 QoSQoS请求一般发源于接收者主机应用，而被传递请求一般发源于接收者主机应用，而被传递到本地到本地RSVPRSVP应用。应用。 RSVPRSVP协议接着将对所有结点（路由器与主机）的协议接着将对所有结点（路由器与主机）的请求沿逆向数据路径传到数据源。请求沿逆向数据路径传到数据源。 在每个结点处，在每个结点处，RSVPRSVP程序应用一个称为程序应用一个称为进入允许进入允许控制的本地决定程序控制的本地决定程序决定是否能提供所请求的决定是否能提供所请求的QoSQoS。如进入允许控制成功，。如进入允许控制成功，RSVPRSVP程序设置包分程序设置包分类和调度器的参数，以获得所

48、申请的类和调度器的参数，以获得所申请的QoSQoS。如进。如进入允许控制在某结点处失败，入允许控制在某结点处失败，RSVPRSVP程序给产生此程序给产生此请求的应用返回一个错误指示。请求的应用返回一个错误指示。 7.3.4 RSVP7.3.4 RSVP（ContdContd） 在整个在整个InternetInternet上同时配置上同时配置RSVPRSVP或任意其他协议都是或任意其他协议都是不可能的。实际上，不可能的。实际上，RSVPRSVP决不可能在每个地方都被决不可能在每个地方都被配置。配置。因此，因此，RSVPRSVP必须提供正确协议操必须提供正确协议操 作，即使只作，即使只有两个支持有

49、两个支持RSVPRSVP的路由器与一群不支持的路由器与一群不支持RSVPRSVP的路由的路由器相连。一个中等规模不支持器相连。一个中等规模不支持RSVPRSVP的网络不能执行的网络不能执行资源预订，因而服务保证也就不能实现。然而，如该资源预订，因而服务保证也就不能实现。然而，如该网络有充足额外容量，也可以提供可接受的实时服务。网络有充足额外容量，也可以提供可接受的实时服务。 隧道技术要求隧道技术要求RSVPRSVP和非和非RSVPRSVP路由器用本地路由表转路由器用本地路由表转发到目的地址的路径信息。发到目的地址的路径信息。当路径信息通过非当路径信息通过非RSVPRSVP网络时，路径信息拷贝携

50、带最后一个支持网络时，路径信息拷贝携带最后一个支持RSVPRSVP的路的路由器的由器的IPIP地址。预订请求信息转发给下一个上游支持地址。预订请求信息转发给下一个上游支持RSVPRSVP的路由器。的路由器。 7.3.4 RSVP7.3.4 RSVP（ContdContd）9. 9. 加权平均排队方案加权平均排队方案NBNB：隧道技术仅在瓶颈出在非：隧道技术仅在瓶颈出在非RSVPRSVP域且不可避免时才有域且不可避免时才有风险风险7.3.4 RSVP7.3.4 RSVP（ContdContd）11. RSVP11. RSVP包格式包格式 （1 1）RSVPRSVP公共头公共头 （2 2）RSVP

51、RSVP对象段对象段1688VariableLengthClass-numC-Type Object Contents4b4b4b4b8b8b16b16b16b16b8b8b8b8b32b32b1b1b16b16bVersionVersionFlagFlagTypeTypeCheck-Check-numnumLengthLengthReservedReservedSendSendTTLTTLMessegeMessegeIDIDMFMFFragmentFragmentoffsetoffset7.3.4 RSVP7.3.4 RSVP（ContdContd）12. RSVP12. RSVP协议的特点

52、协议的特点7.3.4 RSVP Conclusions7.3.4 RSVP Conclusions RSVP运行在传输层，在运行在传输层，在IP上层。上层。 与与ICMP和和IGMP相比，它是一个控制协议。相比，它是一个控制协议。 RSVP的组成元素有发送者、接收者和主机或路由器。的组成元素有发送者、接收者和主机或路由器。 RSVP协议的两个重要概念是流与预定。流是从发送者到协议的两个重要概念是流与预定。流是从发送者到一个或多个接收者的连接特征，通过一个或多个接收者的连接特征，通过IP包中包中“流标记流标记”来来认证。发送一个流前，发送者传输一个路认证。发送一个流前，发送者传输一个路 径信息到

53、目的接径信息到目的接收方，这个信息包括源收方，这个信息包括源IP地址、目的地址、目的IP地址和一个流规格。地址和一个流规格。这个流规格是由流的速率和延迟组成的，这是流的这个流规格是由流的速率和延迟组成的，这是流的QoS需需要的。接收者实现预定后，基于接收者的模式能够实现一要的。接收者实现预定后，基于接收者的模式能够实现一种分布式解决方案。种分布式解决方案。 RSVP领域的发展非常迅速，但目前并没有在任何一种网领域的发展非常迅速，但目前并没有在任何一种网络上得到证实，它的应用只是局限在测试的小络上得到证实，它的应用只是局限在测试的小Intranet网网络上。因为络上。因为RSVP的预定必须建立在

54、完全流方式的基础上，的预定必须建立在完全流方式的基础上，其可扩展性问题倍受关注。其可扩展性问题倍受关注。 RSVP还存在诸如当一个服务请求被申请控制否决时网络还存在诸如当一个服务请求被申请控制否决时网络应该怎样通知用户以及用户怎样应答这样的通知等问题。应该怎样通知用户以及用户怎样应答这样的通知等问题。 Microsoft Media Server ProtocolMicrosoft Media Server Protocol 在在InternetInternet上实现上实现Windows Media ServerWindows Media Server中流媒中流媒体文件的传送与播放。体文件的传

55、送与播放。 建立在建立在UDPUDP或或TCPTCP上，属于应用层。上，属于应用层。 使用协议翻转以获得最佳连接。使用协议翻转以获得最佳连接。 如果连接到编入索引的如果连接到编入索引的asfasf文件，想要快进、文件，想要快进、后退、暂停、开始和停止流，必须使用后退、暂停、开始和停止流，必须使用MMSMMS。 若从独立的若从独立的Windows Media PlayerWindows Media Player连接到发布连接到发布点，必须指定单播内容的点，必须指定单播内容的URLURL；若有实时内；若有实时内容要通过广播单播发布，则该容要通过广播单播发布，则该URLURL由服务器由服务器和发布点

56、别名组成。和发布点别名组成。7.4 7.4 流媒体播放方式流媒体播放方式7.4.1 7.4.1 单播单播 客户端与服务器之间的点对点连接客户端与服务器之间的点对点连接7.4.1 7.4.1 单播（单播（ContdContd）A. A. 优点：优点： 服务器可以及时响应客户端提出的请求。服务器可以及时响应客户端提出的请求。 服务器针对每个客户不同的请求发送不同的数服务器针对每个客户不同的请求发送不同的数据，容易实现个性化服务。据，容易实现个性化服务。B. B. 缺点：缺点： 服务器针对每个客户机发送数据流，服务器流服务器针对每个客户机发送数据流，服务器流量客户机数量量客户机数量客户机流量；在客户

57、数量大、客户机流量；在客户数量大、每个客户机流量大的流媒体应用中服务器不堪每个客户机流量大的流媒体应用中服务器不堪重负。重负。 现有的网络带宽是金字塔结构，城际省际主干现有的网络带宽是金字塔结构，城际省际主干带宽仅相当于其所有用户带宽之和的带宽仅相当于其所有用户带宽之和的5 5。 客户端与服务器之间的主动的连接，客户端与服务器之间的主动的连接， 在点播连接中，用户通过选择内容项目来初在点播连接中，用户通过选择内容项目来初始化客户端连接，始化客户端连接， 一个客户端从服务器接收一个媒体流，同时一个客户端从服务器接收一个媒体流，同时独占这个连接，其他用户不能占用，并且能独占这个连接，其他用户不能占

58、用，并且能够对媒体进行开始、停止、后退、快进或暂够对媒体进行开始、停止、后退、快进或暂停等操作，客户端拥有流的控制权，就像控停等操作，客户端拥有流的控制权，就像控制本地媒体一样。制本地媒体一样。 这种方式由于每个客户端各自连接服务器，这种方式由于每个客户端各自连接服务器，服务器需要给每个用户建立连接，对服务器服务器需要给每个用户建立连接，对服务器资源和网络带宽的需求都比较大。资源和网络带宽的需求都比较大。 7.4.2 7.4.2 组播组播 一种基于网络硬件设备实现的一种分组广播一种基于网络硬件设备实现的一种分组广播的数据传输方式的数据传输方式7.4.2 7.4.2 组播（组播（ContdCon

59、td）A. A. 优点：优点： 需要相同数据流的客户端加入相同的组共享一条数据需要相同数据流的客户端加入相同的组共享一条数据流，节省了服务器的负载。流，节省了服务器的负载。 由于组播协议是根据接收者的需要对数据流进行复制由于组播协议是根据接收者的需要对数据流进行复制转发，所以服务器的服务总带宽不受客户接入端带宽转发，所以服务器的服务总带宽不受客户接入端带宽的限制。的限制。B. B. 缺点：缺点： 与单播协议相比没有纠错机制，发生丢包错包后难以与单播协议相比没有纠错机制，发生丢包错包后难以弥补，但可以通过一定的容错机制和弥补，但可以通过一定的容错机制和QoSQoS加以弥补。加以弥补。 现行网络虽

60、然都支持组播传输，但在客户认证、现行网络虽然都支持组播传输，但在客户认证、QoSQoS等方面还需要完善，这些缺点在理论上都有成熟的解等方面还需要完善，这些缺点在理论上都有成熟的解决方案，只是需要逐步推广应用到现存网络当中。决方案，只是需要逐步推广应用到现存网络当中。 用户被动接收媒体流用户被动接收媒体流A. A. 优点：优点： 网络设备简单，维护简单，布网成本低廉。网络设备简单，维护简单，布网成本低廉。 由于服务器不用向每个客户机单独发送数据，由于服务器不用向每个客户机单独发送数据，所以服务器流量负载极低。所以服务器流量负载极低。B. B. 缺点：缺点： 无法针对每个客户的要求和时间及时提供个