多媒體協(xié)議及組播-資料課件

第六章多媒體協(xié)議及組播流媒體的概念實時協(xié)議視頻點播系統(tǒng)組播第六章多媒體協(xié)議及組播流媒體的概念1網(wǎng)絡上A/V傳輸?shù)膬煞N方式下載：文件大，存儲容量大，網(wǎng)絡帶寬有限，下載時間長，延遲大。流（stream）傳輸：音視頻服務器將時基媒體向用戶計算機進行連續(xù)、實時傳送，用戶不必等到整個文件全部下載完畢，而只需經(jīng)過很短的啟動延時即可進行觀看。當時基媒體在客戶機上播放時，文件的剩余部分將在后臺從服務器內繼續(xù)下載。網(wǎng)絡上A/V傳輸?shù)膬煞N方式下載：文件大，存儲容量大，網(wǎng)絡帶寬2流媒體的概念指在網(wǎng)絡上使用流傳輸技術的連續(xù)時基媒體，如：音頻、視頻或多媒體文件。流媒體在播放前并不下載整個文件，只將開始部分內容存入內存，流媒體的數(shù)據(jù)流隨時傳送隨時播放，只是在開始時有一些延遲。流媒體實現(xiàn)的關鍵技術就是流傳輸。流媒體的概念指在網(wǎng)絡上使用流傳輸技術的連續(xù)時基媒體，如：音頻3流傳輸?shù)亩x現(xiàn)在泛指通過網(wǎng)絡傳送媒體（如視頻、音頻）的技術總稱。實現(xiàn)流傳輸?shù)膬煞N方法實時流傳輸（realtimestreaming）：若視頻為實時廣播，或使用流傳輸媒體服務器，或應用如RTSP的實時協(xié)議，即為實時流傳輸。順序流傳輸（progressivestreaming）：若使用HTTP服務器，文件即通過順序流發(fā)送。流傳輸?shù)亩x現(xiàn)在泛指通過網(wǎng)絡傳送媒體（如視頻、音頻）的技術總4順序流傳輸順序下載，在下載文件的同時用戶可觀看在線媒體，在給定時刻，用戶只能觀看已下載的那部分，而不能跳到還未下載的部分。由于標準的HTTP服務器可發(fā)送這種形式的文件，也不需要其他特殊協(xié)議，它經(jīng)常被稱作HTTP流傳輸。順序流傳輸?shù)乃俣仁遣荒苷{整的。在低帶寬下，順序流傳輸比較適合高質量的短片段，但用戶在觀看前，必須經(jīng)歷延遲。順序流文件是放在標準HTTP或FTP服務器上，易于管理。順序流傳輸不適合長片段（低帶寬）和有隨機訪問要求的視頻，也不支持現(xiàn)場廣播。順序流傳輸順序下載，在下載文件的同時用戶可觀看在線媒體，在給5實時流式傳輸總是實時傳送，特別適合現(xiàn)場事件，也支持隨機訪問，用戶可快進或后退以觀看前面或后面的內容。媒體信號帶寬與網(wǎng)絡連接必須是匹配的。需要專用的流媒體服務器，如：RealServer、WindowsMediaServer、QuickTimeStreamingServer。這些服務器允許對媒體發(fā)送進行更多級別的控制，因而系統(tǒng)設置、管理比標準HTTP服務器更復雜。需要特殊網(wǎng)絡傳輸協(xié)議，如：RTSP（RealtimeStreamingProtocol）或MMS（MicrosoftMediaServer）。實時流式傳輸總是實時傳送，特別適合現(xiàn)場事件，也支持隨機訪問，6流媒體的關鍵技術高速緩存：用來彌補延遲和抖動的影響，并保證數(shù)據(jù)包的順序正確，使媒體數(shù)據(jù)能連續(xù)輸出。使用環(huán)形鏈表結構來存儲數(shù)據(jù)：通過丟棄已經(jīng)播放的內容，流可以重新利用空出的高速緩存空間來緩存后續(xù)尚未播放的內容，因此所需容量并不大。傳輸協(xié)議：一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP來傳輸實時音像數(shù)據(jù)。需要專用服務器和播放器。流媒體的關鍵技術高速緩存：7流媒體傳輸?shù)倪^程Web瀏覽器與Web服務器之間使用HTTP/TCP交換控制信息，檢索出所需傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)。Web瀏覽器啟動A/VHelper程序，使用HTTP從Web服務器檢索相關參數(shù)（目錄信息、編碼類型等）對Helper程序初始化。A/VHelper程序及A/V服務器之間運行實時流控制協(xié)議（RTSP），交換A/V傳輸所需的控制信息。RTSP提供了操縱播放、快進、快倒、暫停及錄制等命令的方法。A/V服務器使用RTP/UDP協(xié)議將A/V數(shù)據(jù)傳輸給A/V客戶程序（Helper程序）即可播放輸出。流媒體傳輸?shù)倪^程Web瀏覽器與Web服務器之間使用HTTP/8流傳輸基本原理圖WebBrowserWebServerA/VPlayer（Helper）A/VServerRTSP/TCP控制HTTP/TCP檢索RTP/UDP數(shù)據(jù)定位Metafile流傳輸基本原理圖WebBrowserWeb9流媒體文件格式壓縮媒體文件格式流文件格式媒體發(fā)布格式流媒體文件格式壓縮媒體文件格式10壓縮媒體文件格式通過某種壓縮算法對A/V信息重新編碼，使文件大小被處理得更小。在壓縮媒體文件再次成為媒體格式前，其中數(shù)據(jù)需要解壓縮。壓縮媒體文件格式通過某種壓縮算法對A/V信息重新編碼，使文件11常用視頻、音頻壓縮文件類型常用視頻、音頻壓縮文件類型12流文件格式經(jīng)過特殊編碼，使其適合在網(wǎng)絡上邊下載邊播放，而不是等到下載完整個文件才能播放。將壓縮媒體文件編碼成流文件，必須加入一些附加信息，如：計時、壓縮和版權信息?？梢栽诰W(wǎng)上以流的方式播放標準媒體文件，但效率不高。流文件格式經(jīng)過特殊編碼，使其適合在網(wǎng)絡上邊下載邊播放，而不是13常用流文件格式常用流文件格式14媒體發(fā)布格式是一種專門針對多媒體文件的html語言格式。用來對視聽數(shù)據(jù)進行組織和安排。媒體發(fā)布格式是一種專門針對多媒體文件的html語言格式。15常用媒體發(fā)布格式常用媒體發(fā)布格式16實時流傳輸協(xié)議RTP（Real-timeTransportProtocol）實時傳輸協(xié)議。RTCP（Real-timeTransportControlProtocol）實時傳輸控制協(xié)議RTSP（RealTimeStreamingProtocol）實時流協(xié)議RSVP（ResourceReserveProtocol）MMS（Microsoft

Media

Server

protocol）實時流傳輸協(xié)議RTP（Real-timeTranspor17實時傳輸協(xié)議RTPRTP（Real-timeTransportProtocol）是用于同步傳輸實時多媒體數(shù)據(jù)流的一種傳輸協(xié)議。RTP被定義為在一對一或一對多的傳輸情況下工作，其目的是提供時間信息和實現(xiàn)流同步。RTP通常使用UDP來傳送數(shù)據(jù)，但RTP也可以在TCP或ATM等其他協(xié)議之上工作。當應用程序開始一個RTP會話時將使用兩個端口：一個給RTP，一個給RTCP。RTP本身并不能為按順序傳送數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務。實時傳輸協(xié)議RTPRTP（Real-timeTranspo18RTP報文頭格式前12個字節(jié)是必須的。CSRC標識符列表只有在混合器（mixer）插入時才存在RTP報文頭格式前12個字節(jié)是必須的。CSRC標識符列表只有19RTP報文說明V(version)：RTP版本，現(xiàn)為2。P(padding)：填充標志。若設置則報文包含一個填充的八位字節(jié)集，用于某些加密算法。X(extension)：擴展位標志。若設置則在固定報文頭后跟一個報文頭擴展。CSRC計數(shù)：指出固定報文頭后跟的作用源標識符的數(shù)量。M(maker)：允許標記（幀邊界）報文流中的重要事件。載荷類型：規(guī)定RTP報文中載荷的格式。序號：被接收方用來恢復報文序列和檢測報文丟失。時間戳：表示抽樣載荷數(shù)據(jù)時的時間。SSRC(synchronizationsource)標識符：同步源標識符是為一個RTP主機隨機選擇的標識符，相同源的所有報文具有相同的SSRC標識符，同一個RTP會話中的每個設備必須有一個惟一的SSRC標識符。CSRC(contributingsource)標識符：作用源標識符包含一個當前報文中載荷源的列表，用于接收方標識源發(fā)送方。該字段只有當使用混合器組合不同的報文流時才使用。RTP報文說明V(version)：RTP版本，現(xiàn)為2。20RTP載荷類型見P.307~308表13-1RTP不僅支持音/視頻流，任何連續(xù)數(shù)據(jù)流的應用都可使用RTP服務。RTP載荷類型見P.307~308表13-121實時傳輸控制協(xié)議RTCPRTCP（Real-timeTransportControlProtocol）和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。在RTP會話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包。RTCP包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計資料，服務器利用這些信息動態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。RTCP也使用UDP進行通信，它和RTP配合使用，能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化，因而特別適合傳送網(wǎng)上的實時數(shù)據(jù)。實時傳輸控制協(xié)議RTCPRTCP（Real-timeTra22RTCP定義了五種反饋的控制信息發(fā)送方報告（SenderReport）：由RTP數(shù)據(jù)流的源通過組播發(fā)送，提供發(fā)送方觀察到的傳輸和接收統(tǒng)計信息。接收方報告（ReceiverReport）：提供非主動發(fā)送方的參與者的接收統(tǒng)計信息。源描述報告（SourceDEScription）：被RTP發(fā)送方用來提供本地能力信息。BYE（goodBYE）：一個源離開一個會話時將使用此消息。APP（APPlicationdefined）：在開發(fā)了新應用和新特征時作為試驗使用。RTCP定義了五種反饋的控制信息發(fā)送方報告（SenderR23RTCP報文格式見P.311圖13-5分為三個部分：報文頭：規(guī)定報文類型、長度及發(fā)送方標識符。發(fā)送方信息。接收方報告塊（可以為多個）。RTCP報文格式見P.311圖13-524RTP轉換器和混合器RTP轉換器用來改變RTP報文中的數(shù)據(jù)類型。例如將高速的視頻流轉換成低帶寬的視頻流。RTP混合器將多個數(shù)據(jù)流組合成一個單獨的RTP流。只能用于音頻。RTP轉換器和混合器RTP轉換器用來改變RTP報文中的數(shù)據(jù)類25實時流協(xié)議RTSPRTSP（RealTimeStreamingProtocol）是由RealNetworks和Netscape共同提出的，該協(xié)議定義了一對多應用程序如何有效地通過IP網(wǎng)絡同步傳送多媒體數(shù)據(jù)。RTSP在體系結構上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成數(shù)據(jù)傳輸。本身并不發(fā)送數(shù)據(jù)流，只控制實時數(shù)據(jù)的發(fā)送。實時流協(xié)議RTSPRTSP（RealTimeStream26HTTP與RTSP的比較HTTP傳送HTML，而RTSP傳送的是多媒體數(shù)據(jù)。HTTP請求由客戶機發(fā)出，服務器作出響應；使用RTSP時，客戶機和服務器都可以發(fā)出請求，即RTSP可以是雙向的。RTSP在語法和操作上與HTTP/1.1類似，因此HTTP的擴展機制大都可加入RTSP。HTTP與RTSP的比較HTTP傳送HTML，而RTSP傳送27資源預留協(xié)議RSVPRSVP（ResourcereSerVeProtocol）是Internet上的網(wǎng)絡控制協(xié)議，運行在IP和UDP的上層。使用RSVP預留一部分網(wǎng)絡資源，能在一定程度上為流媒體的傳輸提供QoS。資源預留協(xié)議RSVPRSVP（ResourcereSerV28三種網(wǎng)絡視頻傳輸應用系統(tǒng)RealNetworksReal

SystemMicrosoftMedia

ServiceAppleQuickTime三種網(wǎng)絡視頻傳輸應用系統(tǒng)RealNetworksReal

29Real

SystemRealNetworks公司的RealMedia包括RealAudio、RealVideo和RealFlash三類文件。RealNetworks公司自2019年發(fā)布RealAudio1.0以來，RealAudio和RealVideo產(chǎn)品已經(jīng)成為Internet網(wǎng)上最受歡迎的解決方案。

Real

SystemRealNetworks公司的Real30REAL的壓縮方式采用SVT（ScalableVideoTechnology）技術，此編碼解碼具有擴展其行為的能力，如連接速率低于編碼時采用的速率，播放時服務器端丟棄不重要的信息。播放器在其解碼能力范圍內盡可能還原視頻質量。雙向編碼技術類似于VBR根據(jù)帶寬的限制選擇最優(yōu)化壓縮碼率，這就是所謂的SureStream技術。在網(wǎng)絡帶寬自適應方面，REAL優(yōu)于WM。REAL的壓縮方式采用SVT（ScalableVideo31Real

System的產(chǎn)品RealServerRealProducerRealPlayerRealProxyRealPresenterReal

System的產(chǎn)品RealServer32RealServer的運行環(huán)境

推薦使用的系統(tǒng)平臺：sunsolaris7/8RedHatLinux7,TurboLinux6Windows2000ServerRealServer的運行環(huán)境推薦使用的系統(tǒng)平臺：33RealServer的內存需求在原先RealServer占用的64MB可用內存基礎上，每1kbps數(shù)據(jù)流還要占用12K的內存，所以在固定了媒體傳輸流的速率的基礎上，在使用最大流數(shù)時的內存計算公式可以通過下表得到：系統(tǒng)配置參考：100并發(fā)用戶，250Kbps以下的應用，512M內存，應用實例：網(wǎng)上直播。100并發(fā)用戶，250Kbps以上的應用，1GM內存，應用實例：局域網(wǎng)的VOD點播應用RealServer的內存需求在原先RealServer占用34RealServer的網(wǎng)絡帶寬需求

所需帶寬的計算方法：每kbps數(shù)據(jù)速率×最大流數(shù)RealServer的網(wǎng)絡帶寬需求所需帶寬的計算方法：每k35RealServer的存儲空間

系統(tǒng)需要的存儲空間大小需要依據(jù)用戶的實際情況來確定，對于互聯(lián)網(wǎng)直播應用的情況，需要相對較小的存儲空間，而對于VOD的應用情況則需要較大的存儲空間。估算方法：

[流的帶寬(bps)×時間]÷8=文件的大小(Byte)示例：用225kbps帶寬壓縮的影片文件，55分鐘左右的時長，文件的大小大約在90M左右。RealServer的存儲空間系統(tǒng)需要的存儲空間大小需要依36RealServer的管理界面RealServer的管理界面37RealProducerRealProducer是一個編碼、壓縮轉換工具。用來制作Real視頻、音頻文件。主要功能：將常見格式視音頻文件轉換成RealNetworks公司的rm流格式文件。能夠將視頻捕捉卡捕獲的影像實時地壓縮轉換成直播信息流（或者rm流格式文件），然后送到RealServer服務器，實現(xiàn)直播。RealProducerRealProducer是一個編碼、38RealProducer的界面RealProducer的界面39RealPlayer播放rm文件。RealPlayer播放rm文件。40Media

ServiceWindowsMedia服務可以通過各類網(wǎng)絡傳送流媒體內容。Microsoft的WindowsMedia的核心是ASF（AdvancedStreamFormat）。ASF是一種數(shù)據(jù)格式，音頻、視頻、圖像以及控制命令腳本等多媒體信息通過這種格式，以網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包的形式傳輸，實現(xiàn)流式多媒體內容發(fā)布。

Media

ServiceWindowsMedia服務可41WindowsMedia的壓縮方式WindowsMediaVideo派生于MPEG-4，幾個專有擴展功能（True-VBR和Two-PassEncoding）使其可在給定位率下提供更好圖象質量?？梢哉fWMV是流式視頻中質量最高的。WindowsMediaAudio類似于MP3,并具有兩大優(yōu)勢：特別適合于低速率傳輸，在給定速率下可獲得更好的質量。WindowsMedia的壓縮方式WindowsMedi42WindowsMedia管理器WindowsMedia管理器43WindowsMedia編碼器WindowsMedia編碼器44QuickTimeApple公司的QuickTime于1991年登臺亮相，是Apple公司面向專業(yè)視頻編輯、Web網(wǎng)站創(chuàng)建和CD-ROM內容制作領域開發(fā)的多媒體技術平臺。QuickTime支持幾乎所有主流的個人計算平臺，是數(shù)字媒體領域事實上的工業(yè)標準，是創(chuàng)建3D動畫、實時效果、虛擬現(xiàn)實、A/V和其他數(shù)字流媒體的重要基礎。QuickTimeApple公司的QuickTime于19945QuickTime的壓縮方式可以選擇包括H.263在內的多種編碼，但主要以SorensonVideo為主，5.0開始已經(jīng)采用了MPEG-4壓縮技術。QuickTime中的聲音Codec為QualcomPureVolM，從4.1版本中開始支持VBR。QuickTime的音樂Codec為QDesiglMusic2。

QuickTime的壓縮方式可以選擇包括H.263在內的多種46中科大VideoCity簡介建立在美國RealNetworks公司的RealSystem視頻解決方案基礎上的一套技術先進、功能完善的視頻服務提供系統(tǒng)。目前可提供超過1000條高質量的視頻并發(fā)流，其中包含有約1500個視頻節(jié)目（文件）內容提供視頻點播，三個視頻廣播節(jié)目提供視頻直播。

作用：遠程教學、科學研究、政治宣傳、新聞傳播、娛樂生活等方面。中科大VideoCity簡介建立在美國RealNetwor47結構（最基本形式）網(wǎng)絡ServerEncoderPlayer結構（最基本形式）網(wǎng)絡ServerEncoderPlayer48結構（VideoCity模式）網(wǎng)絡廣播服務組點播服務組Web服務器結構（VideoCity模式）網(wǎng)絡廣播服務組點播服務組We49技術實時流媒體控制技術

SNMP及網(wǎng)絡負載均衡

交換的快速（千兆）以太網(wǎng)

RAID-5MulticastPHP及JAVA技術實時流媒體控制技術50用戶界面用戶界面51管理界面管理界面52服務器監(jiān)測廣播服務器點播服務器綜合亞洲歐美音樂及卡通服務器監(jiān)測廣播服務器53流量監(jiān)測/mrtg/host.html流量監(jiān)測/mrtg/host.h54流媒體的三種播放方式單播組播廣播流媒體的三種播放方式單播55單播（Unicast）在客戶端與媒體服務器之間需要建立一個單獨的數(shù)據(jù)通道，從一臺服務器送出的每個數(shù)據(jù)包只能傳送給一個客戶機。每個用戶分別對媒體服務器發(fā)送單獨的查詢，而媒體服務器向每個用戶發(fā)送所申請的數(shù)據(jù)包拷貝，用戶可對流進行最大的控制。服務器負擔沉重，響應時間長，對硬件和帶寬要求高。單播（Unicast）在客戶端與媒體服務器之間需要建立一個單56廣播（Broadcast）數(shù)據(jù)包的單獨一個拷貝將發(fā)送給網(wǎng)絡上的所有用戶，不管用戶是否需要。用戶被動接收流，客戶端只能接收流，但不能控制流。例如，用戶不能暫停、快進或后退該流。對無需求的用戶來說，會浪費網(wǎng)絡帶寬資源。廣播（Broadcast）數(shù)據(jù)包的單獨一個拷貝將發(fā)送給網(wǎng)絡上57組播（Multicast）單臺服務器將數(shù)據(jù)包的單獨一個拷貝發(fā)送給需要的那些客戶，所有發(fā)出請求的客戶端共享同一信息包。必須構建一個具有組播能力的網(wǎng)絡，允許路由器（交換機）一次將數(shù)據(jù)包復制到多個通道上，技術較復雜。減少網(wǎng)絡上傳輸?shù)男畔目偭?。網(wǎng)絡利用效率大大提高，成本大為下降。組播（Multicast）單臺服務器將數(shù)據(jù)包的單獨一個拷貝發(fā)58組播編址IP采用D類地址來支持組播。每個D類地址代表一組主機，共有28位可用來標識小組（~55）。Internet支持兩類組地址：永久（permanent）地址：總是存在，不必創(chuàng)建，每個永久組有一個永久組地址。如：：LAN上的所有系統(tǒng)：LAN上的所有路由器：LAN上的所有OSPF路由器：LAN上的所有指定OSPF路由器臨時（temporary）地址：必須先創(chuàng)建再使用，主機上的進程可靈活地加入或退出某個組。組播編址IP采用D類地址來支持組播。每個D類地址代表一組主機59D類IP地址到以太網(wǎng)地址的映射采用靜態(tài)方式。IANA保留從01-00-5e-00-00-00到01-00-5e-7f-ff-ff的223個以太網(wǎng)地址用作組播。將D類IP地址的低23位放入IANA保留的地址塊的低23位，一個32位組播IP地址就被映射到一個以太網(wǎng)地址。由于IP組播地址的高5位被忽略，所以32個不同的組播地址被映射到相同的以太網(wǎng)地址，需要設備驅動程序進行過濾解決。D類IP地址到以太網(wǎng)地址的映射采用靜態(tài)方式。60網(wǎng)絡段間的組播技術采用組播路由技術在網(wǎng)絡段間發(fā)送組播報文，避免路由循環(huán)和過量傳輸。通過確定組播的參與者和組播范圍（采用類似IP包的TTL）來實現(xiàn)組播路由轉發(fā)。單一跳步的組播地址范圍（組播路由器不轉發(fā)）：~55。網(wǎng)絡段間的組播技術采用組播路由技術在網(wǎng)絡段間發(fā)送組播報文，避61網(wǎng)際組管理協(xié)議（IGMP）IGMP（InternetGroupManagementProtocol）協(xié)議對主機加入和離開一個組播組進行管理。IGMP消息封裝在IP數(shù)據(jù)報中（協(xié)議號為2），在主機和本地組播路由器之間交換。IGMP有詢問和響應兩種分組（格式見P.157圖6-2），它們有效載荷字段的前一部分是一些控制信息，其中的類型字段規(guī)定了三種主要的報文（成員關系查詢、成員關系報告和離開組）；第二部分是一個D類地址。例如：組播路由器每分鐘向LAN上的主機（目的地址為）發(fā)出詢問分組（問主機進程屬于何組），各主機將它感興趣的D類地址返回。網(wǎng)際組管理協(xié)議（IGMP）IGMP（InternetGro62組播路由選擇組播路由選擇是通過生成樹實現(xiàn)的。每個組播路由器采用某種組播轉發(fā)算法構造一棵覆蓋所有組員的生成樹，并使用很多優(yōu)化方法修剪生成樹。三種主要的組播路由協(xié)議（分別基于不同的組播轉發(fā)算法）：距離矢量組播路由協(xié)議DVMRP（DistanceVectorMulticastRoutingProtocol）MOSPF（MulticastOSPF）獨立的協(xié)議組播PIM（ProtocolIndependentMulticast）組播路由選擇組播路由選擇是通過生成樹實現(xiàn)的。每個組播路由器采63第六章多媒體協(xié)議及組播流媒體的概念實時協(xié)議視頻點播系統(tǒng)組播第六章多媒體協(xié)議及組播流媒體的概念64網(wǎng)絡上A/V傳輸?shù)膬煞N方式下載：文件大，存儲容量大，網(wǎng)絡帶寬有限，下載時間長，延遲大。流（stream）傳輸：音視頻服務器將時基媒體向用戶計算機進行連續(xù)、實時傳送，用戶不必等到整個文件全部下載完畢，而只需經(jīng)過很短的啟動延時即可進行觀看。當時基媒體在客戶機上播放時，文件的剩余部分將在后臺從服務器內繼續(xù)下載。網(wǎng)絡上A/V傳輸?shù)膬煞N方式下載：文件大，存儲容量大，網(wǎng)絡帶寬65流媒體的概念指在網(wǎng)絡上使用流傳輸技術的連續(xù)時基媒體，如：音頻、視頻或多媒體文件。流媒體在播放前并不下載整個文件，只將開始部分內容存入內存，流媒體的數(shù)據(jù)流隨時傳送隨時播放，只是在開始時有一些延遲。流媒體實現(xiàn)的關鍵技術就是流傳輸。流媒體的概念指在網(wǎng)絡上使用流傳輸技術的連續(xù)時基媒體，如：音頻66流傳輸?shù)亩x現(xiàn)在泛指通過網(wǎng)絡傳送媒體（如視頻、音頻）的技術總稱。實現(xiàn)流傳輸?shù)膬煞N方法實時流傳輸（realtimestreaming）：若視頻為實時廣播，或使用流傳輸媒體服務器，或應用如RTSP的實時協(xié)議，即為實時流傳輸。順序流傳輸（progressivestreaming）：若使用HTTP服務器，文件即通過順序流發(fā)送。流傳輸?shù)亩x現(xiàn)在泛指通過網(wǎng)絡傳送媒體（如視頻、音頻）的技術總67順序流傳輸順序下載，在下載文件的同時用戶可觀看在線媒體，在給定時刻，用戶只能觀看已下載的那部分，而不能跳到還未下載的部分。由于標準的HTTP服務器可發(fā)送這種形式的文件，也不需要其他特殊協(xié)議，它經(jīng)常被稱作HTTP流傳輸。順序流傳輸?shù)乃俣仁遣荒苷{整的。在低帶寬下，順序流傳輸比較適合高質量的短片段，但用戶在觀看前，必須經(jīng)歷延遲。順序流文件是放在標準HTTP或FTP服務器上，易于管理。順序流傳輸不適合長片段（低帶寬）和有隨機訪問要求的視頻，也不支持現(xiàn)場廣播。順序流傳輸順序下載，在下載文件的同時用戶可觀看在線媒體，在給68實時流式傳輸總是實時傳送，特別適合現(xiàn)場事件，也支持隨機訪問，用戶可快進或后退以觀看前面或后面的內容。媒體信號帶寬與網(wǎng)絡連接必須是匹配的。需要專用的流媒體服務器，如：RealServer、WindowsMediaServer、QuickTimeStreamingServer。這些服務器允許對媒體發(fā)送進行更多級別的控制，因而系統(tǒng)設置、管理比標準HTTP服務器更復雜。需要特殊網(wǎng)絡傳輸協(xié)議，如：RTSP（RealtimeStreamingProtocol）或MMS（MicrosoftMediaServer）。實時流式傳輸總是實時傳送，特別適合現(xiàn)場事件，也支持隨機訪問，69流媒體的關鍵技術高速緩存：用來彌補延遲和抖動的影響，并保證數(shù)據(jù)包的順序正確，使媒體數(shù)據(jù)能連續(xù)輸出。使用環(huán)形鏈表結構來存儲數(shù)據(jù)：通過丟棄已經(jīng)播放的內容，流可以重新利用空出的高速緩存空間來緩存后續(xù)尚未播放的內容，因此所需容量并不大。傳輸協(xié)議：一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP來傳輸實時音像數(shù)據(jù)。需要專用服務器和播放器。流媒體的關鍵技術高速緩存：70流媒體傳輸?shù)倪^程Web瀏覽器與Web服務器之間使用HTTP/TCP交換控制信息，檢索出所需傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)。Web瀏覽器啟動A/VHelper程序，使用HTTP從Web服務器檢索相關參數(shù)（目錄信息、編碼類型等）對Helper程序初始化。A/VHelper程序及A/V服務器之間運行實時流控制協(xié)議（RTSP），交換A/V傳輸所需的控制信息。RTSP提供了操縱播放、快進、快倒、暫停及錄制等命令的方法。A/V服務器使用RTP/UDP協(xié)議將A/V數(shù)據(jù)傳輸給A/V客戶程序（Helper程序）即可播放輸出。流媒體傳輸?shù)倪^程Web瀏覽器與Web服務器之間使用HTTP/71流傳輸基本原理圖WebBrowserWebServerA/VPlayer（Helper）A/VServerRTSP/TCP控制HTTP/TCP檢索RTP/UDP數(shù)據(jù)定位Metafile流傳輸基本原理圖WebBrowserWeb72流媒體文件格式壓縮媒體文件格式流文件格式媒體發(fā)布格式流媒體文件格式壓縮媒體文件格式73壓縮媒體文件格式通過某種壓縮算法對A/V信息重新編碼，使文件大小被處理得更小。在壓縮媒體文件再次成為媒體格式前，其中數(shù)據(jù)需要解壓縮。壓縮媒體文件格式通過某種壓縮算法對A/V信息重新編碼，使文件74常用視頻、音頻壓縮文件類型常用視頻、音頻壓縮文件類型75流文件格式經(jīng)過特殊編碼，使其適合在網(wǎng)絡上邊下載邊播放，而不是等到下載完整個文件才能播放。將壓縮媒體文件編碼成流文件，必須加入一些附加信息，如：計時、壓縮和版權信息?？梢栽诰W(wǎng)上以流的方式播放標準媒體文件，但效率不高。流文件格式經(jīng)過特殊編碼，使其適合在網(wǎng)絡上邊下載邊播放，而不是76常用流文件格式常用流文件格式77媒體發(fā)布格式是一種專門針對多媒體文件的html語言格式。用來對視聽數(shù)據(jù)進行組織和安排。媒體發(fā)布格式是一種專門針對多媒體文件的html語言格式。78常用媒體發(fā)布格式常用媒體發(fā)布格式79實時流傳輸協(xié)議RTP（Real-timeTransportProtocol）實時傳輸協(xié)議。RTCP（Real-timeTransportControlProtocol）實時傳輸控制協(xié)議RTSP（RealTimeStreamingProtocol）實時流協(xié)議RSVP（ResourceReserveProtocol）MMS（Microsoft

Media

Server

protocol）實時流傳輸協(xié)議RTP（Real-timeTranspor80實時傳輸協(xié)議RTPRTP（Real-timeTransportProtocol）是用于同步傳輸實時多媒體數(shù)據(jù)流的一種傳輸協(xié)議。RTP被定義為在一對一或一對多的傳輸情況下工作，其目的是提供時間信息和實現(xiàn)流同步。RTP通常使用UDP來傳送數(shù)據(jù)，但RTP也可以在TCP或ATM等其他協(xié)議之上工作。當應用程序開始一個RTP會話時將使用兩個端口：一個給RTP，一個給RTCP。RTP本身并不能為按順序傳送數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務。實時傳輸協(xié)議RTPRTP（Real-timeTranspo81RTP報文頭格式前12個字節(jié)是必須的。CSRC標識符列表只有在混合器（mixer）插入時才存在RTP報文頭格式前12個字節(jié)是必須的。CSRC標識符列表只有82RTP報文說明V(version)：RTP版本，現(xiàn)為2。P(padding)：填充標志。若設置則報文包含一個填充的八位字節(jié)集，用于某些加密算法。X(extension)：擴展位標志。若設置則在固定報文頭后跟一個報文頭擴展。CSRC計數(shù)：指出固定報文頭后跟的作用源標識符的數(shù)量。M(maker)：允許標記（幀邊界）報文流中的重要事件。載荷類型：規(guī)定RTP報文中載荷的格式。序號：被接收方用來恢復報文序列和檢測報文丟失。時間戳：表示抽樣載荷數(shù)據(jù)時的時間。SSRC(synchronizationsource)標識符：同步源標識符是為一個RTP主機隨機選擇的標識符，相同源的所有報文具有相同的SSRC標識符，同一個RTP會話中的每個設備必須有一個惟一的SSRC標識符。CSRC(contributingsource)標識符：作用源標識符包含一個當前報文中載荷源的列表，用于接收方標識源發(fā)送方。該字段只有當使用混合器組合不同的報文流時才使用。RTP報文說明V(version)：RTP版本，現(xiàn)為2。83RTP載荷類型見P.307~308表13-1RTP不僅支持音/視頻流，任何連續(xù)數(shù)據(jù)流的應用都可使用RTP服務。RTP載荷類型見P.307~308表13-184實時傳輸控制協(xié)議RTCPRTCP（Real-timeTransportControlProtocol）和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。在RTP會話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包。RTCP包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計資料，服務器利用這些信息動態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。RTCP也使用UDP進行通信，它和RTP配合使用，能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化，因而特別適合傳送網(wǎng)上的實時數(shù)據(jù)。實時傳輸控制協(xié)議RTCPRTCP（Real-timeTra85RTCP定義了五種反饋的控制信息發(fā)送方報告（SenderReport）：由RTP數(shù)據(jù)流的源通過組播發(fā)送，提供發(fā)送方觀察到的傳輸和接收統(tǒng)計信息。接收方報告（ReceiverReport）：提供非主動發(fā)送方的參與者的接收統(tǒng)計信息。源描述報告（SourceDEScription）：被RTP發(fā)送方用來提供本地能力信息。BYE（goodBYE）：一個源離開一個會話時將使用此消息。APP（APPlicationdefined）：在開發(fā)了新應用和新特征時作為試驗使用。RTCP定義了五種反饋的控制信息發(fā)送方報告（SenderR86RTCP報文格式見P.311圖13-5分為三個部分：報文頭：規(guī)定報文類型、長度及發(fā)送方標識符。發(fā)送方信息。接收方報告塊（可以為多個）。RTCP報文格式見P.311圖13-587RTP轉換器和混合器RTP轉換器用來改變RTP報文中的數(shù)據(jù)類型。例如將高速的視頻流轉換成低帶寬的視頻流。RTP混合器將多個數(shù)據(jù)流組合成一個單獨的RTP流。只能用于音頻。RTP轉換器和混合器RTP轉換器用來改變RTP報文中的數(shù)據(jù)類88實時流協(xié)議RTSPRTSP（RealTimeStreamingProtocol）是由RealNetworks和Netscape共同提出的，該協(xié)議定義了一對多應用程序如何有效地通過IP網(wǎng)絡同步傳送多媒體數(shù)據(jù)。RTSP在體系結構上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成數(shù)據(jù)傳輸。本身并不發(fā)送數(shù)據(jù)流，只控制實時數(shù)據(jù)的發(fā)送。實時流協(xié)議RTSPRTSP（RealTimeStream89HTTP與RTSP的比較HTTP傳送HTML，而RTSP傳送的是多媒體數(shù)據(jù)。HTTP請求由客戶機發(fā)出，服務器作出響應；使用RTSP時，客戶機和服務器都可以發(fā)出請求，即RTSP可以是雙向的。RTSP在語法和操作上與HTTP/1.1類似，因此HTTP的擴展機制大都可加入RTSP。HTTP與RTSP的比較HTTP傳送HTML，而RTSP傳送90資源預留協(xié)議RSVPRSVP（ResourcereSerVeProtocol）是Internet上的網(wǎng)絡控制協(xié)議，運行在IP和UDP的上層。使用RSVP預留一部分網(wǎng)絡資源，能在一定程度上為流媒體的傳輸提供QoS。資源預留協(xié)議RSVPRSVP（ResourcereSerV91三種網(wǎng)絡視頻傳輸應用系統(tǒng)RealNetworksReal

SystemMicrosoftMedia

ServiceAppleQuickTime三種網(wǎng)絡視頻傳輸應用系統(tǒng)RealNetworksReal

92Real

SystemRealNetworks公司的RealMedia包括RealAudio、RealVideo和RealFlash三類文件。RealNetworks公司自2019年發(fā)布RealAudio1.0以來，RealAudio和RealVideo產(chǎn)品已經(jīng)成為Internet網(wǎng)上最受歡迎的解決方案。

Real

SystemRealNetworks公司的Real93REAL的壓縮方式采用SVT（ScalableVideoTechnology）技術，此編碼解碼具有擴展其行為的能力，如連接速率低于編碼時采用的速率，播放時服務器端丟棄不重要的信息。播放器在其解碼能力范圍內盡可能還原視頻質量。雙向編碼技術類似于VBR根據(jù)帶寬的限制選擇最優(yōu)化壓縮碼率，這就是所謂的SureStream技術。在網(wǎng)絡帶寬自適應方面，REAL優(yōu)于WM。REAL的壓縮方式采用SVT（ScalableVideo94Real

System的產(chǎn)品RealServerRealProducerRealPlayerRealProxyRealPresenterReal

System的產(chǎn)品RealServer95RealServer的運行環(huán)境

推薦使用的系統(tǒng)平臺：sunsolaris7/8RedHatLinux7,TurboLinux6Windows2000ServerRealServer的運行環(huán)境推薦使用的系統(tǒng)平臺：96RealServer的內存需求在原先RealServer占用的64MB可用內存基礎上，每1kbps數(shù)據(jù)流還要占用12K的內存，所以在固定了媒體傳輸流的速率的基礎上，在使用最大流數(shù)時的內存計算公式可以通過下表得到：系統(tǒng)配置參考：100并發(fā)用戶，250Kbps以下的應用，512M內存，應用實例：網(wǎng)上直播。100并發(fā)用戶，250Kbps以上的應用，1GM內存，應用實例：局域網(wǎng)的VOD點播應用RealServer的內存需求在原先RealServer占用97RealServer的網(wǎng)絡帶寬需求

所需帶寬的計算方法：每kbps數(shù)據(jù)速率×最大流數(shù)RealServer的網(wǎng)絡帶寬需求所需帶寬的計算方法：每k98RealServer的存儲空間

系統(tǒng)需要的存儲空間大小需要依據(jù)用戶的實際情況來確定，對于互聯(lián)網(wǎng)直播應用的情況，需要相對較小的存儲空間，而對于VOD的應用情況則需要較大的存儲空間。估算方法：

[流的帶寬(bps)×時間]÷8=文件的大小(Byte)示例：用225kbps帶寬壓縮的影片文件，55分鐘左右的時長，文件的大小大約在90M左右。RealServer的存儲空間系統(tǒng)需要的存儲空間大小需要依99RealServer的管理界面RealServer的管理界面100RealProducerRealProducer是一個編碼、壓縮轉換工具。用來制作Real視頻、音頻文件。主要功能：將常見格式視音頻文件轉換成RealNetworks公司的rm流格式文件。能夠將視頻捕捉卡捕獲的影像實時地壓縮轉換成直播信息流（或者rm流格式文件），然后送到RealServer服務器，實現(xiàn)直播。RealProducerRealProducer是一個編碼、101RealProducer的界面RealProducer的界面102RealPlayer播放rm文件。RealPlayer播放rm文件。103Media

ServiceWindowsMedia服務可以通過各類網(wǎng)絡傳送流媒體內容。Microsoft的WindowsMedia的核心是ASF（AdvancedStreamFormat）。ASF是一種數(shù)據(jù)格式，音頻、視頻、圖像以及控制命令腳本等多媒體信息通過這種格式，以網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包的形式傳輸，實現(xiàn)流式多媒體內容發(fā)布。

Media

ServiceWindowsMedia服務可104WindowsMedia的壓縮方式WindowsMediaVideo派生于MPEG-4，幾個專有擴展功能（True-VBR和Two-PassEncoding）使其可在給定位率下提供更好圖象質量?？梢哉fWMV是流式視頻中質量最高的。WindowsMediaAudio類似于MP3,并具有兩大優(yōu)勢：特別適合于低速率傳輸，在給定速率下可獲得更好的質量。WindowsMedia的壓縮方式WindowsMedi105WindowsMedia管理器WindowsMedia管理器106WindowsMedia編碼器WindowsMedia編碼器107QuickTimeApple公司的QuickTime于1991年登臺亮相，是Apple公司面向專業(yè)視頻編輯、Web網(wǎng)站創(chuàng)建和CD-ROM內容制作領域開發(fā)的多媒體技術平臺。QuickTime支持幾乎所有主流的個人計算平臺，是數(shù)字媒體領域事實上的工業(yè)標準，是創(chuàng)建3D動畫、實時效果、虛擬現(xiàn)實、A/V和其他數(shù)字流媒體的重要基礎。QuickTimeApple公司的QuickTime于199108QuickTime的壓縮方式可以選擇包括H.263在內的多種編碼，但主要以SorensonVideo為主，5.0開始已經(jīng)采用了MPEG-4壓縮技術。QuickTime中的聲音Codec為QualcomPureVolM，從4.1版本中開始支持VBR。QuickTime的音樂Codec為QDesiglMusic2。

QuickTime的壓縮方式可以選擇包括H.263在內的多種109中科大VideoCity簡介建立在美國RealNetworks公司的RealSystem視頻解決方案基礎上的一套技術先進、功能完善的視頻服務提供系統(tǒng)。目前可提供超過1000條高質量的視頻并發(fā)流，其中包含有約1500個視頻節(jié)目（文件）內容提供視頻點播，三個視頻廣播節(jié)目提供視頻直播。

作用：遠程教學、科學研究、政治宣傳、新聞傳播、娛樂生活等方面。中科大VideoCity簡介建立在美國RealNetwor110結構（最基本形式）網(wǎng)絡ServerEncoderPlayer結構（最基本形式）網(wǎng)絡ServerEncoderPlayer111結構（VideoCity模式）網(wǎng)絡廣播服務組點播服務組Web服務器結構（VideoCity模式）網(wǎng)絡廣播服務組點播服務組We112技術實時流媒體控制技術

SNMP及網(wǎng)絡負載均衡

交換的快速（千兆）