多媒体技术与信息处理课件-第08章多媒体通信与网络技术

主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第1页/共73页本章主要内容8.1多媒体网络通信8.2多媒体网络环境8.3多媒体通信协议

8.4流媒体技术主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第2页/共73页8.1多媒体网络通信

多媒体网络通信主要解决分布式多媒体应用的信息传输问题。8.1.1多媒体数据流的基本特征多媒体数据流的基本特征有以下几个方面：

1）比特率可变性

2）时间依赖性

3）信道对称性对等式视频会议系统中，每个与会者都参与会议讨论，因此所产生的数据流通常是对称的。对称性信道对通信网络的要求更高。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第3页/共73页8.1.2多媒体网络通信的性能需求

多媒体通信对网络环境要求较高，这种要求通过传输速率、吞吐量、差错率及传输延迟等关键参数反映出来。

1、吞吐量需求

网络吞吐量是指有效的网络带宽，通常定义成物理链路的传输速率减去各种传输开销，如物理传输开销以及网络冲突、瓶颈、拥塞和差错等开销，它反映了网络的最大极限容量。在网络层，吞吐量可表示成单位时间内接收、处理和通过网络的分组数或比特数，它是一个静态参数，反映了网络负载情况。通常，人们习惯将额外开销忽略不计，直接把网络传输速率作为吞吐量。实际上，吞吐量要小于传输速率。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第4页/共73页

多媒体通信的吞吐量需求与网络传输速率、接收端缓冲容量以及数据流量有关。图8-1给出了不同媒体对网络吞吐量的要求。图8-1不同媒体对网络吞吐量的要求主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第5页/共73页2、可靠性需求

差错率是多媒体网络通信的一个重要性能指标，反映网络传输的可靠性。它可以用三种方法定义：

位差错率（BER）：出错的位数与所传输的总位数之比；

帧差错率（FER）：出错的帧数与所传输的总帧数之比；

分组差错率（PER）：出错的分组数与所传输的总分组数之比。在多媒体应用中，将接收到的声像信号直接播放给人看时，由于显示的活动图像和播送的声音是在不断更新的，网络传输引起的差错很快被覆盖，因而人可以在一定程度上容忍错误的发生。

主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第6页/共73页3、延迟与抖动控制需求

延迟（Delay)通常被称为网络延迟或端到端延迟，它是指从发送端发送一个数据分组到接收端正确地接收到该分组所经历的时间。如图8-2所示，网络延迟等于传播延迟、传输延迟和接口延迟三部分之和。图8-2网络延迟图示主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第7页/共73页3、延迟与抖动控制需求（续）

1）传播延迟：指传输介质传输一个二进制位所需要的时间。有线传输介质的传播延迟约为6μs/km，有线网络的传播延迟仅与所经过的传输距离有关，例如，Cernet主干网北京到广州的往返距离约5000km，传播延迟约为34ms。卫星通信的传播延迟为270ms，它与发送站与接收站的距离无关。

2）传输延迟：指端到端之间传输一个数据块（如分组）所需要的时间，该参数与网络传输速率和中间结点的延迟（处理器延迟、存储转发延迟、队列延迟）有关。

3）接口延迟：指发送端从开始准备发送数据块，到实际利用网络发送所需要的时间。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第8页/共73页3、延迟与抖动控制需求(续)

延迟抖动（Delayjitter）是指在一条连接上分组延迟的最大变化量，即端到端延迟的最大值与最小值之差。在理想情况下，端到端延迟为一个恒定值（零抖动）。然而，延迟抖动总是不可避免的。对于连续媒体流的传输来说，应将延迟抖动限制在一定的范围内。这样，有利于改善所接收的音频和视频流的质量。

对于一个冗长的视频流，如果接收端在回放之前进行充分的缓冲，则可以大大减小延迟抖动。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第9页/共73页4、多点通信需求多媒体通信涉及音频和视频数据。在网络多媒体应用中有广播(Broadcast)和多播(Multicast)信息。因此，除常规的点对点通信外，多媒体通信需要提供广播和多播的支持能力。5、同步需求

多媒体通信的同步有两种类型：流内同步和流间同步。流内同步是保持单个媒体流内部的时间关系，即按照一定的延迟和抖动约束传送媒体分组流，以满足感官上的需要。流间同步是不同媒体间的同步。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第10页/共73页8.1.3多媒体通信网络

多媒体通信网络是实现多媒体网络通信的基本环境。目前的通信网络可分为四大类：

1）电信运营商投资建设的电信网络，如公共电话网(PSTN)、分组交换网(PSPDN)2）相关机构建立的计算机网络，如局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)3）广播电视部门建设的电视传播网络，如有线电视网(CATV)、混合光纤同轴网(HFC)、卫星电视网等；

4）移动通信公司建设的PLMN(PublicLandMobileNetwork)网，如GSM、3G等。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第11页/共73页1、多媒体通信网络的组成

根据网络各部分的功能，可将通信网络分成主干传输网、交换网、接入网以及终端设备四部分。如图8-3。图8-3多媒体通信网络模型主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第12页/共73页

在以上通信网络中，包含了多种网络协议、管理程序以及多媒体综合服务，这些内容构成了一个完整的多媒体通信网络系统。如图8-4所示。图8-4多媒体通信网络系统主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第13页/共73页2、主干传输网主干传输网用来解决信息的长距离传输；可以采用各种类型的传输介质和传输体系结构，如同轴电缆、微波、卫星以及光纤等；光纤已经成为主干传输的主要物理介质，提供更高的网络带宽；在目前的主干传输网中，电信网络仍占据主导地位，主要采用SDH和DWDM技术。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第14页/共73页3、交换网支持各种业务条件下的交换，实现网络中的任意两个或多个用户之间以及用户与服务提供者之间的相互连接；是在主干传输网中实现信息交换的技术集合；根据所传输信号的物理介质的不同，可分为电交换和光交换技术两类；电交换技术实现对电信号的交换传输，又可分为电路交换、报文交换和分组交换等。其中的分组交换又称为数据包交换，典型的分组交换技术有IP交换、帧中继、异步转移模式ATM等。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第15页/共73页4、接入网

接入网的核心是数字化和宽带化，四大主干网络均提供了相关的接入传输技术。如：电信网：ISDN、B-ISDN、ADSL等；移动网：GSM、3G等；广播电视网：HFC、CATV等；计算机网络：LAN接入等。特别值得一提的是，为了解决CATV的双向传输问题，近年来推出了混合光纤电缆（HFC，HybridFiberCoax）技术。这种技术不仅能提供双向传输，还能使用现有的连接个人用户的电缆。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第16页/共73页5、多媒体通信方式

为了提供灵活、综合的多媒体服务能力，多媒体网络通信应该具备单播、组播和广播等不同通信方式。

1）单播（Unicast）：是指点到点之间的多媒体通信，发送终端通过与每一个组内成员分别建立点到点的通信联系，达到多点通信的目的，如图8-5所示。图8-5单播通信主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第17页/共73页2）组播（Multicast）：也称为多点通信，指网络能够按照发送端的要求将欲传送的信息在适当的节点复制，并送给组内成员，达到多点通信的目的。图8-6则是一个组播的例子。3）广播（Broadcast）：是指网上一点向网上所有其他点传送信息，可用于数字电视广播等分配型多媒体业务。图8-6组播通信主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第18页/共73页8.1.4多媒体通信网络的服务质量

服务质量（QoS，QualityofService）主要用于描述网络多媒体服务的质量，从而反映多媒体网络的性能。QoS通常是用参数方式进行定义的。1、QoS参数基本内容包括：系统吞吐率、网络传输稳定性、可用性、可靠性、传输延迟、传输位率、出错率、传输失败率、安全性等。基本格式：由参数名和参数值组成，参数作为类型变量，可在一个给定范围内取值。例如，可以使用上述的网络性能参数定义QoS，即：

QoS={吞吐量，差错率，端到端延迟，延迟抖动}主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第19页/共73页几种媒体对象所需的QoS见表8-2表8-2几种媒体对象所需的QoS参数

媒体对象平均吞吐量（Mb/s）最大延迟（ms）最大延迟抖动（ms）可接受的比特差错率语音0.06425010<10-1视频（TV质量）10025010<10-2压缩视频2～102501<10-6文件数据1～1001000-0实时数据<10<1000-0图像2～101000-<10-9主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第20页/共73页2、QoS参数体系结构

QoS参数通常是一个层次化的体系结构，如图8-7所示。在这种体系结构中，通信双方的对等层之间表现为一种对等协商关系，双方按承诺的QoS参数提供相应的服务。同一端的不同层之间表现为一种映射关系，应用的QoS需求应当自顶向下地映射各层对应的QoS参数集，各层协议按其QoS参数提供对应的服务，共同完成对应用的QoS承诺。图8-7QoS参数体系结构主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第21页/共73页3、压缩编码对QoS参数的影响

多媒体数据压缩编码的方法影响QoS参数，尤其是视频编码。仅采用帧内压缩编码（如运动JPEG）时，由于每帧都独立编码的，可采用减低帧率(丢帧)来允许QoS变化。当吞吐量减小，数据率降低时，可以利用各种显示抖动算法，通过降低视频显示质量而保持原帧率不变。同时采用帧内和帧间压缩的编码（如MPEG和H.261编码），可以通过建立不同的优先级，发送MPEG视频的I、P和B帧，达到QoS的调节。

主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第22页/共73页4、QoS服务分类

多媒体网络系统通常是按所承诺的QoS提供相应服务的。由于网络负载是动态变化的，可能引起QoS的波动。网络是否能够履行所承诺的QoS主要取决于QoS类型。QoS服务总体上分成如下三类：

1）确定型（Deterministic）QoS

2）统计型（Statistical）QoS

3）尽力型（Best-Effort）QoS主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第23页/共73页8.2多媒体网络环境8.2.1局域网络

局域网环境可分为共享式和交换式两种网络类型；传输速率一般在100Mb/s以上；典型的有100Base-T快速以太网、千兆位以太网、100VG-AnyLAN、万兆位（10Gbps）以太网等。

共享式网络中，各结点共享一段有冲突的介质，并采用相应的介质访问控制方法来占用介质传送数据。任一时刻只能有一个结点发送数据，其他结点只能处于接收状态，并根据地址匹配规则确定是否接收数据。

交换式网络中，结点分成端点和中间结点两类。端点是用户站点，中间结点是交换机，所有端点都要通过交换机连接起来，交换机为端点提供存储转发和路由选择功能，使端点间能沿着指定的路径传输数据。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第24页/共73页2、快速以太网络

快速以太（100Base-T）网络是传输速率为100Mb/s的以太网，其标准为IEEE802.3u。该标准主要定义了物理层规范和新的信号收发标准，具体内容包括100Base-T4、100Base-TX和100Base-FX，分别支持以下三种不同的传输介质。

1）无屏蔽双绞线（UTP）电缆系统

2）UTP电缆系统

3）多模光纤系统

需要特别指出的是：快速以太网络（100Base-T）不支持同轴电缆。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第25页/共73页快速以太网的主要拓扑规则为：

集线器与站点之间的最大UTP电缆长度为100m。采用半双工100Base-FX进行MAC到MAC连接时，光纤长度可达400m。采用两个二级中继器时，中继器之间的最大电缆长度为5m。采用双中继器结构时，端点到端点的最大网络电缆长度为205m（100+5+100）。采用单中继器结构时，可连接185m的光纤。采用全双工100Base-FX进行远距离连接时，两台设备之间的连接距离可达2000m。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第26页/共73页3、千兆位以太网（GigabitEthernet）

千兆位以太网是传输速率为1000Mb/s以太网技术，其标准为IEEE802.3z和802.3ab。

IEEE802.3z定义的传输介质为光纤（1000Base-LX单膜光纤，传输距离2000米；1000Base-SX多膜光纤，传输距离500米），链路操作模式为全双工。

IEEE802.3ab定义的传输介质为5类UTP电缆（1000Base-CX屏蔽双绞线，1000Base-T非屏蔽双绞线），传输距离为100m，链路操作模式为半双工。千兆位以太网技术将显著地提高网络的可用带宽，可应用于任何规模的局域网中。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第27页/共73页4、100VG-AnyLAN网络100VG-AnyLAN也是一种传输速率为100Mb/s高速网络环境，其标准为IEEE802.12。其技术特点是：能在语音级的UTP电缆上进行100Mb/s速率传输，还可支持IEEE802.3或802.5两种不同帧格式。支持四对UTP、两对UTP、两对STP和光纤等四种传输介质。根据传送的数据类型，链路操作可采用全双工或半双工方式。全双工操作用于在集线器与站点之间传输链路状态控制信息。半双工操作用于在集线器与站点之间传输数据。

主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第28页/共73页站点与Hub之间的最大电缆长度：三类UTP和一类STP为100m，五类UTP为150m。对于三类UTP和一类STP电缆，可支持4个中继器（即Hub）行程，Hub之间的最大电缆长度为100m。对于五类UTP，可支持3个中继器行程，Hub之间的最大电缆长度为100m。两个站点之间（即端到端）的最大网络电缆长度为500m。采用半双工连接时的光纤长度可达2000m。

100VG-AnyLAN网络是以中央集线器为中心的星型结构。主要拓朴规则如下：主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第29页/共73页8.2.2广域网络传统的广域网环境有X.25网络、帧中继网络、ISDN网络等，传输链路通常为模拟的PSTN线路和数字的T1/E1链路，单链路最高传输带宽不超过2.048Mbps，由于带宽较窄，无法提供真正的多媒体信息网络所需的支撑能力。宽带IP网络是以SONET、SDH和DWDM等高速网络为基础，通过IPOverSONET、IPOverSDH以及IPOverDWDM等技术构成基于IP协议的集成平台，在网络基础结构上解决数据、话音和视频流的综合传输和网络带宽问题，实现各种应用的有机集成。宽带IP网络通过IPv6、RSVP和区分服务等协议协调网络资源，提供QoS保证和特性化服务，以满足对网络服务质量的需求。这种宽带IP网络也是下一代因特网的核心技术。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第30页/共73页8.2.3全光网络从原理上讲，全光网就是通信网中端用户节点之间的信号通道全部采用光信道，即端到端的全光路，中间没有光电转换器。概念化的全光网如图8-8所示。

也就是说，全光网是一种能够传输、交换纯光信号的通信网络，主要使用光纤为传输介质，光交换机为信息交换装置。图8-8全光网络示意图主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第31页/共73页全光网络的优点：

1）通信容量大。全光通信网比传统的电信网具有更大的通信容量，具备以往通信网和现行光通信系统所不具备的优点；

2）结构简单，端到端采用透明光通路连接。

3）全光网以波长选择路由，对传输码率、数据格式及调制方式均具有透明性，可提供多种协议的业务，同时不受限制地提供端到端业务；

4）可根据通信业务量的需求动态地改变网络结构，充分利用网络资源，具有网络可重组性。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第32页/共73页8.2.4NGN与UC1．NGN简介

NGN（NextGenerationNetwork）是下一代网络技术，代表了多媒体网络技术的发展方向，基本含义是指可同时提供话音、数据、多媒体等多种业务的综合性的、全开放的网络技术体系，集成了各方面的最新网络技术。从计算机网络的角度看，NGN是以IPv6和高带宽为主要特征的NGI（NextGenerationInternet）；从主干传输网的角度看，NGN就是ASON（自动交换光网络）和GFP（通用帧协议）实现的主干高带宽传输网；主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第33页/共73页

从移动通信网的角度看，NGN就是以WCDMA和CDMA2000为代表的3G移动通信；从公共电话网的角度看，NGN就是以分组交换和软交换为基础的通话网络。

NGN的核心思想是用分组交换技术为各种不同业务构建统一的网络传输平台。

相对于现在的因特网，NGN会更快、更大、更广、更安全、更及时、更方便。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第34页/共73页更快：指NGN将比现在的网络速度提高1

000～10

000倍；

更大：指NGN将逐渐放弃IPv4，转而采用IPv6协议，提供更大的编址空间，使得任何可以连网的设备均可分配一个自己的IP地址，让网络化的数字生活变成现实；

更广：指多网融合（技术融合、业务融合）后使NGN的业务支持更广，可同时提供有QoS保证的语音、数据、多媒体等业务支持；

更安全：针对计算机网络存在的大量安全隐患，使得下一代互联网在建设之初就充分考虑安全问题，从而有效控制、解决网络安全问题。因此，NGN将会更及时、更方便。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第35页/共73页

NGN的主要技术包括：IPv6、全光网络、宽带接入、城域光网、软交换、新一代移动通信技术、IP终端、网络安全。

（1）IPv6：与IPv4相比，IPv6扩大了地址空间，提高了网络的整体吞吐量，有效改善了服务质量，提供更好的安全性保证，支持即插即用和移动性，更好地实现了多播功能，成为NGN的基础网络技术。（2）全光网络技术：一方面，NGN需要更高的传输带宽和更远的传输距离，而光纤高速传输技术是目前乃至今后一段时间所能采用的高带宽、高安全性和高可靠性的传输技术，单一光纤的传输容量目前已达到40Gb/s，传输距离实现了128x10G无再生传送8000Km。另一方面，NGN是一个网状结构的光网络，需要更加灵活和有效的光信息交换，因此，以光交换机为核心的智能光网将成为NGN的主要组网技术。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第36页/共73页（3）宽带接入：NGN必须要有宽带接入技术的支持，如VDSL（Very-high-bit-rateDigitalSubscriberloop，高速数字用户环路）技术、FTTH（FiberToTheHome，光纤到户）技术、FSO（FreeSpaceOpticalCommunication，自由空间光通信）技术以及WLAN（WirelessLAN，无线局域网）等。（4）城域光网（MON）：它是一个扩展性非常好的透明、灵活、可靠的多业务平台，能提供动态的、基于标准的多协议支持，同时具备高效的配置能力、生存能力和综合网络管理的能力，可把光网在成本与网络效率方面的好处带给最终用户。城域光网的主要技术方案有基于SONET/SDH的、基于以太网或WDM的，以及MPLS和RPR等。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第37页/共73页（5）软交换：软交换的概念基于新的网络分层模型（接入与传送层、媒体层、控制层与网络服务层）概念，从而对各种功能作不同程度的集成，把它们分离开来，通过各种接口协议，使业务提供者可以非常灵活地将业务传送协议和控制协议结合起来，实现业务融合和业务转移，非常适用于不同网络并存互通的需要，也适用于从话音网向多业务多媒体网的演进。（6）新一代移动通信技术：新一代移动通信技术是以IPv6为基础的3G技术，可在不同网络间无缝提供多媒体IP业务支持，网络可以自行组织，终端可以重新配置和随身佩带，是一个包括卫星通信在内的端到端IP系统，与其他技术共享一个IP核心网，具有传输容量更大和灵活性更高等特点，目前已走向大规模商用阶段，是支持NGN的重要基础设施之一。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第38页/共73页（7）IP终端：所有基于IP的用户设备都将具备IP网络的接入能力，通过家庭LAN或个人网（PAN）接入或从远端PC机接入。（8）网络安全技术：NGN中除了常用的防火墙、代理服务器、安全过滤、用户证书、授权、访问控制、数据加密、安全审计和故障恢复等安全技术外，还要采取更多的措施来加强网络的安全，例如，针对现有路由器、交换机、边界网关协议（BGP）、域名系统（DNS）等所存在的安全弱点提出解决办法；迅速采用强安全性的网络协议（特别是IPv6）；对关键的网元、网站、数据中心设置真正的冗余、分级和保护；实时全面地观察了解整个网络的情况，对传送的信息内容负有责任，不盲目传递病毒或攻击；严格控制新技术和新系统的应用，在找到和克服安全弱点之前不把它们匆忙推向市场。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第39页/共73页目前，已经制定的NGN协议主要有：H.248/Megaco、SIP、BICC、Sigtran、H.323等。H.248/Megaco是IETF和ITU-T制定的媒体网关控制协议，用于媒体网关控制器和媒体网关之间的通信；SIP（SessionInitiationProtocol，会话初始协议）是IETF制定的用于多方多媒体通信的应用控制协议，用来创建、修改和终结有多个参与者参加的多媒体会话进程；H.323是ITU-T制定的IP电话和多媒体通信协议，提供VoIP和多媒体应用支持；BICC是ITU-T制定的与承载无关的呼叫控制协议，可使呼叫控制与承载控制分离；Sigtran是由IETF组织制定的在IP网上传送PSTN/ISDN的信令协议。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第40页/共73页2．UC简介

UC（UnifiedCommunication）统一通信，它可将语音、传真、电子邮件、移动短消息、多媒体和数据等所有信息类型集合到一体，可用电话、传真、手机、PC、掌上电脑、PDA等通信设备中的任何一种接收，在有线、无线、因特网之间架构起一个信息互联通道。统一通信平台通过混协议（支持多协议）、混音、混屏（视频协同）、混网（因特网、PSTN、移动网等融合）、混终端（支持各类终端设备），可实现视频会议、桌面应用、IP电话、3G移动视频应用、视频监控、视频存储等多业务融合和协同。随着网络技术的发展，NGN将成为UC的支撑网络环境，UC将成为NGN的网络应用。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第41页/共73页8.3多媒体通信协议TCP/IP协议是Internet的核心协议，为了推动Internet上多媒体的应用，近几年IETF提出一些基于TCP/IP的多媒体通信协议，对多媒体通信技术的发展产生了重要的影响。主要有：IPv6、RTP、RTSP、RSVP等。8.3.1IPv6协议

IPv6是下一代Internet的核心协议，是IETF为解决现有IPv4协议在地址空间、信息安全和区分服务等方面所显露出的缺陷以及未来可预测的问题而提出的。IPv6在IP地址空间、路由协议、安全性、移动性以及QoS支持等方面做了较大的改进，增强了IPv4协议的功能。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第42页/共73页1.IPv6的数据报格式IPv6数据报的逻辑结构如图8-9所示，它由基本报头（Header，首部）和扩展报头两部分构成。1）版本号（Version）；2）优先级：取值可分为两个范围：0～7用于源节点对其提供拥塞控制的信息传输，如像TCP这样在发生拥塞时做出退让的通信业务；而8～15用于在发生拥塞时不做退让的信息传输，例如以固定传输率发送的“实时”分组。图8-9IPv6数据报格式主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第43页/共73页

3）流标识（FlowLabel）：24bits，如果一台主机要求网络中的路由器对某些报文进行特殊处理，如非缺省服务质量通信业务或实时服务，则可用这一字段对相关的报文分组加标识。

4）负荷长度（PayloadLength）：16bits，IPv6首部之后，报文分组其余部分的长度，以字节为单位。为了允许大于64K字节的负荷，如本字段的值为0，则实际的报文分组长度将存放在逐个路段（Hop-by-Hop）选项中。

5）后续报头（NextHeader）：8bits，标识紧接在IPv6报头之后的下一报头的类型。下一报头字段使用与IPv4协议相同的值。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第44页/共73页

6）步跳限制（HopLimit）：8bits，转发报文分组的每个节点将路径段限制字节值减一，如果该字段的值减小为零，则将此报文分组丢弃。

7）源地址：128bits，报文分组起始发送者的地址。

8）目的地址：128bits，报文分组预期接收者的地址。

扩展报头（可选）用来增强协议的功能，如果选择了扩展报头，则位于IPv6报头之后。IPv6扩展报头可有多种定义,如路由、分段、封装、安全认证以及目的端选项等。一个数据报中可以包含多个扩展报头，由扩展报头的后续报头字段指出下一个扩展报头的类型。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第45页/共73页2.IPv6的地址格式1）标准格式的IP地址：IPv6中的IP地址占128位，用“:”分成8段，标准格式为X:X:X:X:X:X:X:X，每个X为16位，用4位十六进制数表示，如：

2031:0000:1F1F:0000:0000:0100:11A0:ADDF

2）省略规定：每段中前面的“0”可以省略，连续的“0”可省略为“::”，但只能出现一次，具体示例如表8-3。标准格式的IP地址（v6版）省略格式的IP地址（v6版）1080:0:0:0:0008:0800:200C:417A1080::8:800:200C:417AFF01:0:0:0:0:0:0:101FF01::1010:0:0:0:0:0:0:1::10:0:0:0:0:0:0:0::表8-3IPv6的地址省略形式主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第46页/共73页

3）网络地址与主机地址：在IPv6的地址中，仍然包含网络地址和主机地址两部分，并通过所谓的地址前缀来表示网络地址部分，具体格式为X/Y。其中X为一个合法的IPv6地址，Y为地址前缀的二进制位数。比如：2001:250:6000::/48表示从左向右的48位为网络地址，其后的80位可分配给网络中的主机。

表8-4给出了一些常见的IPv6地址或者前缀。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第47页/共73页表8-4常见的IPv6地址或前缀IPv6地址或前缀使用说明::/128即0:0:0:0:0:0:0:0，只能作为尚未获得正式地址的主机的源地址，不能作为目的地址，不能分配给真实的网络接口::1/128即0:0:0:0:0:0:0:1，回环地址，相当于IPv4中的localhost（），pinglocalhost可得到此地址2001::/16全球可聚合地址，由IANA按地域和ISP进行分配，是最常用的IPv6地址2002::/166to4地址，用于6to4自动构造隧道技术的地址3ffe::/16早期开始的IPv66bone试验网地址fe80::/10本地链路地址，用于单一链路，适于自动配置、邻机发现等，路由器不转发ff00::/8组播地址::A.B.C.D其中<A.B.C.D>代表IPv4地址，兼容IPv4的IPv6地址。自动将IPv6包以隧道方式在IPv4网络中传送的IPv4/IPv6节点将使用这些地址。::FFFF:A.B.C.D其中<A.B.C.D>代表IPv4地址，例如::ffff:0，是IPv4映射过来的IPv6地址，它是在不支持IPv6的网上用于表示IPv4节点。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第48页/共73页3.IPv6的新特点更大的地址空间——地址长度从32位增大到128位，使地址空间增大了296倍；定义了任一成员（Anycast）地址，用来标识一组接口；简化的数据报格式—

头部长度变为固定，取消了头部的检验和字段，加快了路由器处理速度；支持扩展报头和选项——将选项功能放在可选的扩展头部中，路由器不处理扩展头部，提高了路由器的处理效率；QoS能力——允许对网络资源的预分配—

支持实时的视频传输等带宽和时延要求高的应用；支持验证和隐私权；支持自动配置。IPv6是对IPv4的改进，

呈现出以下主要特点：主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第49页/共73页4．IPv6的路由支持路由器的基本功能是存储转发数据报。在转发数据报时，路由选择算法将根据数据报的地址信息查找路由选择表，选择一条可以到达目的站点的路径。路由选择表的维护和更新由路由协议完成，IPv6的路由选择是基于地址前缀概念实现的。

这样，服务提供者就可以很方便地建立层次化的路由选择关系，并根据网络规模汇聚IP地址，充分利用IP地址空间。IPv6中的路由协议尽量保持了与IPv4相一致，当前Internet的路由协议稍加修改后便可用于IPv6路由。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第50页/共73页5．IPv6的QoS支持IPv6报头中的优先级和流标识字段提供了QoS支持机制。IPv6报头的优先级字段允许发送端根据通信业务的需要设置数据报的优先级别。通常，通信业务被分为可流控业务和不可流控业务两类。数据流是指一组由源端发往目的端的数据报序列。源结点使用IPv6报头的流标识符，标识一个特定数据流。在数据流传输路径上，各个路由器都应当具备QoS支持能力，网络才能提供端到端的QoS保证。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第51页/共73页8.3.2RTP与RTCP协议

RTP（Real-timeTransportProtocol）是Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议，工作在一对一或一对多的传输模式下；

RTCP（Real-timeTransportControlProtocol）是与RTP对应的实时传输控制协议，提供媒体同步控制、流量控制和拥塞控制等功能。当应用程序开始一个RTP会话时将使用两个端口：一个给RTP，一个给RTCP。RTP和RTCP配合使用，能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第52页/共73页8.3.3RTSP协议

RTSP（RealTimeStreamingProtocol）实时流协议是由RealNetworks和Netscape共同提出的，该协议定义了应用程序如何有效地通过IP网络在一对多模式下传送多媒体数据的方法。因此，RTSP是一个应用级协议，在体系结构上位于RTP和RTCP之上，通过使用TCP或RTP完成数据传输。

RTSP建立并控制一个或几个时间同步的连续流媒体，充当多媒体服务器的网络远程控制功能，所建立的RTSP连接并没有绑定到传输层连接（如TCP），因此，在RTSP连接期间，RTSP用户可打开或关闭多个对服务器的可靠传输连接以发出RTSP请求。

主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第53页/共73页8.3.4RSVP协议

RSVP(ResourceReserveProtocol)是运行于Internet上的资源预订协议，通过建立连接，为特定的媒体保留资源，提供QoS服务，从而满足传输高质量的音频、视频信息对多媒体网络的要求。

RSVP运行在TCP/IP层次中的传输层，是一个控制协议。RSVP涉及到发送者、接收者和主机或路由器。具体预订过程如图8-10所示。图8-10资源预订过程示意图主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第54页/共73页8.4流媒体技术8.4.1流式传输的基础

流媒体是指在Internet／Intranet中使用流式传输技术的连续媒体，如音频、视频或其他多媒体文件。流媒体在播放前并不下载整个文件，只将开始部分内容存人内存，流式媒体的数据流随时传送随时播放，只是在开始时有一些延迟。实现流媒体的关键技术就是流式传输，具体方法有实时流式传输和顺序流式传输两种。

主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第55页/共73页1、顺序流式传输

顺序流式传输

(ProgressiveStreaming)是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线媒体，在给定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分；顺序流式传输比较适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告；顺序流式文件是放在标准HTTP或FTP服务器上，易于管理，基本上与防火墙无关。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第56页/共73页2、实时流式传输

实时流式传输(RealtimeStreaming)能保证媒体信号带宽与网络连接的匹配，实现实时观看，支持随机访问，用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。实时流式传输与顺序流式传输不同，它需要专用的流媒体服务器与传输协议。必须匹配连接带宽，这意味着在以调制解调器速度连接时图像质量较差。当网络拥挤或出现问题时，视频质量很差。需要特定服务器提供服务功能。允许用户对媒体发送进行更多级别的控制，因而系统设置、管理更复杂。需要特殊网络协议，如RTSP或MMS。意味着在有防火墙时会出现问题，导致用户不能看到一些地点的实时内容。

主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第57页/共73页3、流式传输的技术原理如图8-11所示，流式传输的过程描述如下：图8-11流式传输的基本原理主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第58页/共73页流式传输过程：用户通过浏览器选择某一流媒体服务后，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来；客户机上的Web浏览器启动A/V播放程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数对播放程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址等。A/V播放程序及A/V服务器运行实时流控制协议(RTSP)，以交换A/V传输所需的控制信息。RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。A/V服务器使用RTP/UDP协议将A/V数据传输给A/V播放器，当A/V数据抵达客户端，A/V播放器即可播放。

主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第59页/共73页8.4.2流媒体播放方式1、单播2、组播3、点播与广播主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第60页/共73页8.4.3智能流技术1、智能流技术的两种途径

智能流技术通过协调带宽来自动适应流的变化，具体有两种途径：（1）确立一个编码框架，允许不同速率的多个流同时编码，合并到同一个文件中；（2）采用一种复杂客户/服务器机制探测带宽变化。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第61页/共73页2、RM智能流技术的实现方法

RM智能流是将不同速率下的媒体数据分别编码并保存在同一文件中的，此文件称为智能流文件。当客户端发出请求，媒体服务器根据客户带宽将智能流文件相应部分传送给用户。因此，RM智能流的实现方法总结如下：

1）对所有连接速率环境创建一个文件；

2）在混合环境下以不同速率传送媒体；

3）根据网络变化，无缝切换到其他速率；

4）关键帧优先，音频比部分帧数据重要；

5）向后兼容老版本RealPlayer。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第62页/共73页8.4.4流媒体文件格式

流媒体文件经过特殊编码，使其适合在网络上边下载边播放，而不是等到下载完整个文件才能播放。具体编码过程如图8-12所示。

提供流技术支持的主要有MicroSoft公司、RealNetworks公司和Apple公司，对应的流媒体文件格式分别为ASF、RealMedia和MOV。图8-12流式文件编码过程主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第63页/共73页1、ASF流格式

ASF（AdvancedStreamFormat）是Microsoft公司定义的流格式，音频、视频、图像以及控制命令脚本等多媒体信息通过这种格式，以网络数据包的形式传输，实现多媒体信息的流式传输。它是WindowsMedia的核心。

ASF最大优点就是体积小，适合网络传输，使用微软公司的最新媒体播放器（MicrosoftWindowsMediaPlayer）可以直接播放ASF文件。

ASF文件中可以带有命令代码，用户指定在到达视频或音频的某个时间后触发某个事件或操作。主讲人：杨帆第八章多媒体通信与网络技术第64页/共73页2、RealMedia流格式

RM（RealMedia）是RealNetworks公司开发的一种新型流式视频文件格式，内容包括视频信息和同步伴音信息，可以不同的传输速率在网上传输，使用Realplayer播放器播放。事实上，RM流是一个体系，除了视频流（RealVideo）之外还包括RealAudio和RealFlash两类文件。其中RealAudio用来传输接