多媒體的傳輸相關(guān)知識

多媒體技術(shù)教程

第17章多媒體的傳輸林福宗清華大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)系.2008年9月第一頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸2第17章多媒體的傳輸目錄17.1多媒體應(yīng)用協(xié)議套17.1.1多媒體應(yīng)用協(xié)議的類型17.1.2協(xié)議套中的主要協(xié)議17.2實時傳輸和控制協(xié)議17.2.1實時傳輸協(xié)議()17.2.2實時控制協(xié)議()17.3實時流播協(xié)議17.3.1協(xié)議概要17.3.2協(xié)議原理17.4資源保留協(xié)議17.4.1協(xié)議概要17.4.2協(xié)議原理17.5會話啟動協(xié)議17.5.1概要17.5.2的請求和響應(yīng)17.5.3服務(wù)器17.5.4的消息結(jié)構(gòu)17.6會話描述和會話通告協(xié)議17.6.1會話描述協(xié)議()17.6.2會話通告協(xié)議()17.7多目標(biāo)廣播17.7.1多目標(biāo)廣播的概念17.7.2多目標(biāo)廣播地址17.7.3網(wǎng)際機組管理協(xié)議()17.8下一代網(wǎng)絡(luò)()技術(shù)第二頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸3第17章多媒體的傳輸開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)的初衷并不是用于傳輸實時的聲音和影視數(shù)據(jù)，但近年來在網(wǎng)上傳輸聲音和影視的研究和開發(fā)已成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的重要方向。眾多用戶渴望得到服務(wù)質(zhì)量好而費用低的產(chǎn)品，用于可視電話、、即時通信()、新聞廣播、電視會議、網(wǎng)絡(luò)游戲、軟件發(fā)行、協(xié)同工作和遠(yuǎn)程教學(xué)。多媒體應(yīng)用的主要問題是如何保障實時多媒體數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量，尤其是對那些實時互動的應(yīng)用。保障傳輸質(zhì)量的技術(shù)集中體現(xiàn)在多媒體傳輸協(xié)議和控制協(xié)議上，協(xié)議是技術(shù)的精華，是人類智慧的結(jié)晶。開發(fā)多媒體應(yīng)用要了解協(xié)議的思想，要深入研究協(xié)議的細(xì)節(jié)。如果沒有協(xié)議可循就要自己去開發(fā)，將自己的研究成果變成標(biāo)準(zhǔn)，讓大家用你提出的協(xié)議。本章將在眾多的多媒體傳輸和控制協(xié)議中選擇幾個基本協(xié)議作介紹，然后介紹應(yīng)用廣泛的多目標(biāo)廣播第三頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸417.1多媒體應(yīng)用協(xié)議套17.1.1多媒體應(yīng)用協(xié)議的類型在網(wǎng)上的多媒體應(yīng)用有兩種類型的協(xié)議會話協(xié)議和信令協(xié)議，它們構(gòu)成多媒體應(yīng)用協(xié)議套會話()的含義是指兩臺設(shè)備或兩個站點之間的持續(xù)連接和多媒體數(shù)據(jù)交換信令()的含義是通信雙方建立和控制連接所需信息的交換方法在多媒體協(xié)議套中傳輸實時視聽數(shù)據(jù)的協(xié)議主要靠其余的協(xié)議是控制視聽數(shù)據(jù)的控制協(xié)議第四頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸517.1多媒體應(yīng)用協(xié)議套(續(xù)1)17.1.2協(xié)議套中的主要協(xié)議過去互聯(lián)網(wǎng)主要用來提供可靠的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)，對數(shù)據(jù)的時延幾乎沒有什么限制，而且工作得很好。然而，像電視和電話這樣的多媒體應(yīng)用就要求時延短和抖動小，因此就需要不同的協(xié)議來提供所需的服務(wù)?，F(xiàn)已開發(fā)了許多協(xié)議并在繼續(xù)開發(fā)新協(xié)議，用來加強互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，從而改善多媒體的服務(wù)質(zhì)量在網(wǎng)絡(luò)上，支持實時視聽數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議構(gòu)成了多媒體應(yīng)用協(xié)議套，其中最重要的協(xié)議包括，，，，，和第五頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸617.1多媒體應(yīng)用協(xié)議套(續(xù)2)(1)實時傳輸協(xié)議(，)位于應(yīng)用層和之間，用于傳輸包括聲音和影視等實時數(shù)據(jù)的協(xié)議。實時傳輸協(xié)議早期主要針對網(wǎng)上的多媒體廣播應(yīng)用，如用于單目標(biāo)廣播服務(wù)(單個廣播源向單臺接收機)和多目標(biāo)廣播服務(wù)(單個廣播源向多臺接收機)，通常與監(jiān)視傳輸?shù)穆?lián)合使用?，F(xiàn)在已廣泛用在其他視聽服務(wù)中(2)實時控制協(xié)議(,)與實時協(xié)議()一起工作的傳輸控制協(xié)議，用于在發(fā)送者和接收者之間交換控制實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)南?。每隔一定時間傳送內(nèi)含控制消息的數(shù)據(jù)包，用于測定向接收者傳送的信息的質(zhì)量(3)實時流播協(xié)議(，

)網(wǎng)上傳輸實時、現(xiàn)場的或存儲的聲音、影視和三維動畫的控制協(xié)議，允許用戶控制播放方式，如快播、慢播和暫停第六頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸717.1多媒體應(yīng)用協(xié)議套(續(xù)3)(4)資源保留協(xié)議(,)核準(zhǔn)的為“帶寬按需調(diào)配”開發(fā)的傳輸協(xié)議，允許應(yīng)用程序請求保留專用的帶寬，可保障某種程度的服務(wù)質(zhì)量()。(5)會話啟動協(xié)議(，)在網(wǎng)上建立呼叫的協(xié)議。借助和等協(xié)議，為多媒體應(yīng)用定義了分布式結(jié)構(gòu)，用于網(wǎng)上多個用戶之間發(fā)起、管理和結(jié)束任何形式的通話，包括電視、聲音、文字、聊天、互動游戲和虛擬現(xiàn)實。與H.323類似，但比較簡單，使用的資源也少，因此有可能會替代H.323。(6)會話描述協(xié)議(，)描述流媒體初始化參數(shù)的格式，如會話通告和邀請參與會話?？膳c實時傳輸協(xié)議()和會話啟動協(xié)議()聯(lián)用第七頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸817.1多媒體應(yīng)用協(xié)議套(續(xù)4)(7)會話通告協(xié)議(,)用于向參與多目標(biāo)廣播()的潛在主機發(fā)布廣播會話消息。在主機中執(zhí)行協(xié)議的程序可監(jiān)聽公認(rèn)的多目標(biāo)廣播地址，并接收和組織廣播源發(fā)送的所有廣播通告。發(fā)布的廣播通告使用會話描述協(xié)議()定義的格式，而實際的廣播會話使用實時傳輸協(xié)議()以上這些重要協(xié)議構(gòu)成的協(xié)議套也稱互聯(lián)網(wǎng)多媒體協(xié)議套()多媒體應(yīng)用協(xié)議套是協(xié)議套中的一部分，它們在整個協(xié)議套中的位置和相互關(guān)系如圖17-1所示多媒體應(yīng)用協(xié)議的更多信息請看第八頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸917.1多媒體應(yīng)用協(xié)議套(續(xù)5)圖17-1多媒體應(yīng)用協(xié)議套第九頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸1017.2實時傳輸和控制協(xié)議實時傳輸協(xié)議()和實時控制協(xié)議()是為網(wǎng)上傳送實時多媒體數(shù)據(jù)開發(fā)的協(xié)議提供端對端的實時數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)協(xié)議用于監(jiān)視和控制實時數(shù)據(jù)的傳輸和協(xié)議的詳細(xì)規(guī)范定義在3550(2003)中，并取代1996年發(fā)布的1889第十頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸1117.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)1)17.2.1實時傳輸協(xié)議()實時傳輸協(xié)議()為在網(wǎng)上傳輸聲音和視像數(shù)據(jù)定義標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)包，廣泛用在包括聲音點播()、影視點播()、因特網(wǎng)電話和電視會議的多媒體應(yīng)用中1.協(xié)議概要協(xié)議提供端對端的實時聲音和視像數(shù)據(jù)的傳輸，而對聲音和視像數(shù)據(jù)的壓縮和編碼格式?jīng)]有限制，可支持許多格式的聲音和視像，如(脈沖編碼調(diào)制)、3、(全球數(shù)字移動通信系統(tǒng))等格式的聲音、和等格式的影視，也可用來傳輸專有文件存儲格式的聲音和影視數(shù)據(jù)。第十一頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸1217.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)2)允許給每個廣播源分配單獨的數(shù)據(jù)包流。例如，有兩個團(tuán)體參與的電視會議，兩臺攝像機和兩個麥克風(fēng)生成4個數(shù)據(jù)包流。許多流行編碼技術(shù)(如影視)在編碼過程中都把聲音和視像復(fù)合在一起以形成單一流媒體，因此也可只生成一個數(shù)據(jù)包流()名為“實時傳輸協(xié)議”，其實并非真正的“實時傳輸”，應(yīng)理解為“實時數(shù)據(jù)”的傳輸協(xié)議。因為本身不提供任何機制來確保把實時數(shù)據(jù)及時送到接收端，不保證在遞送過程中不丟失數(shù)據(jù)包，也沒有使用防止數(shù)據(jù)包次序被打亂的方法，但提供了減少或消除抖動、視聽數(shù)據(jù)同步和視聽數(shù)據(jù)流復(fù)合的方法。因此，協(xié)議需要使用來提高服務(wù)質(zhì)量第十二頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸1317.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)3)2.協(xié)議原理使用協(xié)議的多媒體應(yīng)用程序運行在應(yīng)用層，而執(zhí)行協(xié)議的程序運行在應(yīng)用程序和之間，目的是利用的端口和檢查和等功能既可看成應(yīng)用層的子層，也可看成傳輸層的子層，如圖17-2所示由多媒體應(yīng)用程序生成的聲音和影視數(shù)據(jù)塊被封裝在數(shù)據(jù)包中，而每個數(shù)據(jù)包被封裝在數(shù)據(jù)包中，然后再封裝在數(shù)據(jù)包中在發(fā)送端，開發(fā)人員必須把執(zhí)行協(xié)議的程序編寫到創(chuàng)建數(shù)據(jù)包的應(yīng)用程序中，然后應(yīng)用程序把數(shù)據(jù)包發(fā)送到套接口()，通過執(zhí)行協(xié)議的程序生成數(shù)據(jù)包第十三頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸1417.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)4)在接收端，數(shù)據(jù)包通過套接口輸入到應(yīng)用程序，因此開發(fā)人員必須把執(zhí)行協(xié)議的程序編寫到從數(shù)據(jù)包抽出媒體數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序中圖17-2協(xié)議套中的及其數(shù)據(jù)封裝第十四頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸1517.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)5)3.數(shù)據(jù)包頭結(jié)構(gòu)包頭主要由4個域組成：有效載荷類型、順序號、時間戳和同步源標(biāo)識符，它的結(jié)構(gòu)如圖17-3所示圖17-3數(shù)據(jù)包頭結(jié)構(gòu)第十五頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸1617.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)6)(1)有效載荷類型域：7位，可支持128種不同的有效載荷類型對于聲音數(shù)據(jù)，這個域用來指示聲音使用的編碼類型，如、G.721等。如果發(fā)送端在會話或廣播的中途決定改變編碼方法，發(fā)送端可通過改變這個域的內(nèi)容來通知接收端。表17-2列出了3551(2003)指定的部分聲音有效載荷類型對于視像數(shù)據(jù)，有效載荷類型用來指示視像編碼類型，如1，H.261，2，和4。發(fā)送端也可以在會話期間改變視像的編碼方法。表17-3列出了3551(2003)指定的部分視像有效載荷類型(2)順序號：16位每發(fā)送一個數(shù)據(jù)包順序號加1。接收端可用它來檢查數(shù)據(jù)包是否有丟失，并按順序號來處理數(shù)據(jù)包。例如，接收端的應(yīng)用程序接收一個數(shù)據(jù)包流，這個數(shù)據(jù)包在順序號86和89之間有一個間隔，這就表明數(shù)據(jù)包87和88已經(jīng)丟失，需要采取措施來處理第十六頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸1717.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)7)(3)時間戳：32位反映數(shù)據(jù)包中第一個字節(jié)的采樣時刻。接收端可用這個時間戳來去除由網(wǎng)絡(luò)引起的數(shù)據(jù)包的抖動，并可為播放提供同步功能。(4)同步源標(biāo)識符()：32位隨機選擇的32位號碼，用于標(biāo)識數(shù)據(jù)包流的起源，在會話期間的每個數(shù)據(jù)包中都有一個明確的號碼。(5)貢獻(xiàn)源標(biāo)識符()：每個標(biāo)識符用32位用于標(biāo)識有效載荷的貢獻(xiàn)源。貢獻(xiàn)源的數(shù)目最多為15個，其數(shù)目由域中的數(shù)值決定。(5)其他域①版本號(V):2位，標(biāo)識版本號；②填充(P):1位，其值設(shè)置為1，表示數(shù)據(jù)包結(jié)尾有附加的可用于加密的字節(jié)，但不屬于有效載荷；③擴(kuò)展(X):1位，其值設(shè)置為1，表示有一個擴(kuò)展包頭；④貢獻(xiàn)源數(shù)目():4位；⑤標(biāo)記(M):1位，用于標(biāo)記事件，如視像幀的邊界第十七頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸1817.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)8)編碼名稱*時鐘率()編碼名稱時鐘率()0μ率8,00010L1644,1001保留11L1644,1002保留128,00038,000138,0004G7238,0001490,000548,00015G7288,0006416,00016411,02578,00017422,0508率8,00018G7298,0009G7228,00019保留*時鐘率用于產(chǎn)生時間戳表17-23551指定的部分聲音有效載荷類型第十八頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸1917.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)9)編碼名稱媒體類型時鐘率()注釋26V90,00027未指定V28V90,000公司的專有格式29未指定V30未指定V31H261V90,00032V90,0001和-2332T90,0002傳輸流34H263V90,000*在35-127中，有些作為保留、未指定或動態(tài)指定表17-33551指定的部分視像有效載荷類型第十九頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸2017.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)10)17.2.2實時控制協(xié)議()由于沒有提供服務(wù)質(zhì)量保障機制，因此應(yīng)用程序要用來監(jiān)視和控制實時數(shù)據(jù)的傳輸1.協(xié)議概要的主要功能是為收發(fā)兩端的應(yīng)用程序提供有關(guān)會話傳送質(zhì)量的數(shù)據(jù)包每個數(shù)據(jù)包不是封裝聲音數(shù)據(jù)或視像數(shù)據(jù)，而是封裝收發(fā)兩端的統(tǒng)計信息，包括實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包數(shù)目、傳輸過程中丟失的數(shù)據(jù)包數(shù)目、數(shù)據(jù)包的抖動和往返的延遲時間等。規(guī)范沒有指定應(yīng)用程序如何使用控制數(shù)據(jù)包中的信息，這完全取決于應(yīng)用程序開發(fā)人員。例如，發(fā)送端可根據(jù)這些數(shù)據(jù)包中的信息來修改視聽數(shù)據(jù)編碼器的輸出速率，接收端可用來判斷問題是本地的、區(qū)域性的還是全球性的，網(wǎng)絡(luò)管理員也可用數(shù)據(jù)包中的信息來評估網(wǎng)絡(luò)在多媒體應(yīng)用中的性能第二十頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸2117.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)11)使用提高實時數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的原理如圖17-4所示。在會話期間每個參與者周期性地向所有其他參與者發(fā)送控制數(shù)據(jù)包對于使用的互動應(yīng)用或廣播應(yīng)用，屬于這個會話的所有和數(shù)據(jù)包都使用相同的網(wǎng)絡(luò)地址(如廣播地址)傳送，但使用不同的端口號把數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)包區(qū)分開來，用的端口號是端口號加1收發(fā)兩端的應(yīng)用程序使用這些數(shù)據(jù)包中提供的信息來監(jiān)視服務(wù)質(zhì)量，以便決定下一步該做什么工作減少網(wǎng)絡(luò)上的交通當(dāng)有許多接收者參與同一個會話時，數(shù)據(jù)包的數(shù)目就非常多，這就要限制發(fā)送數(shù)據(jù)包的時間間隔，以減少網(wǎng)絡(luò)上的交通通常，執(zhí)行協(xié)議的軟件試圖將的交通限制在會話帶寬的5%。例如，發(fā)送端以2的速率發(fā)送視像，的交通將被限制在100以內(nèi)第二十一頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸2217.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)12)圖17-4每個參與者周期性地發(fā)送控制數(shù)據(jù)包第二十二頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸2317.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)13)2.數(shù)據(jù)包類型實時控制協(xié)議()定義了五種類型的控制數(shù)據(jù)包，用于攜帶各種控制信息。這些控制數(shù)據(jù)包統(tǒng)稱為“數(shù)據(jù)包()”，它們使用與其他數(shù)據(jù)包相同的方法發(fā)送(1)()—發(fā)送者報告用于給參與者發(fā)送實時數(shù)據(jù)的傳送摘要，并接收來自參與者的統(tǒng)計信息。傳送摘要包括流的同步源標(biāo)識符，當(dāng)前的時間，發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)目和發(fā)送的字節(jié)數(shù)等(2)()—接收者報告用于接收來自參與者的統(tǒng)計信息，包括丟失的數(shù)據(jù)包、最后接收到的順序號和平均的抖動間隔第二十三頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸2417.2實時傳輸和控制協(xié)議(續(xù)14)(3)()—源描述項包含標(biāo)識源的標(biāo)識符，稱為“規(guī)范名稱(，簡寫為)”。由于同步源標(biāo)識符()是隨機生成的，當(dāng)出現(xiàn)沖突或應(yīng)用程序重新啟動時，有可能變化，而接收者需用來跟蹤(4)()—再見；(5)()—特定應(yīng)用功能。本身不提供加密或認(rèn)證方法，如有需要可使用的擴(kuò)展協(xié)議(3711)，稱為安全實時傳輸協(xié)議(，)注：在使用協(xié)議的過程中，如在這樣的大型應(yīng)用中，網(wǎng)上已有實踐報告和文章指出，在兩個報告之間會產(chǎn)生很長的時延，這可能會使發(fā)送者根據(jù)接收者報告的消息做出的評估與實際會話狀況有出入，因此需要有比較好的方法來解決第二十四頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸2517.3實時流播協(xié)議17.3.1協(xié)議概要實時流播協(xié)議(，)是在應(yīng)用層用來控制會話的協(xié)議，用于控制實時多媒體數(shù)據(jù)在網(wǎng)上的傳輸，可為客戶端的媒體播放器提供遠(yuǎn)程控制功能，如暫停、快播和從頭開始播放。是由哥倫比亞大學(xué)、和公司開發(fā)的協(xié)議，詳細(xì)規(guī)范定義在2326(1998)中在大多數(shù)情況下，使用協(xié)議傳送播放器的控制消息，使用協(xié)議傳送視聽數(shù)據(jù)。雖然使用作為默認(rèn)的視聽數(shù)據(jù)傳送，但在某些情況下，如防火墻阻止交通時，也可使用協(xié)議傳送視聽數(shù)據(jù)。協(xié)議使用和都可用的544端口，備用的端口號是8544。第二十五頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸2617.3實時流播協(xié)議(續(xù)1)在1998年發(fā)布的協(xié)議定義了控制媒體流的12種方法()，其中8種說明如下(1)(設(shè)置)：服務(wù)器為媒體流配置資源(如存放媒體流的)，并啟動會話(2)(播放)：根據(jù)設(shè)置的資源啟動數(shù)據(jù)傳輸，開始播放一個或多個媒體流(3)(暫停):暫停播放一個或多個媒體流，但不釋放服務(wù)器資源(4)(終止)：用于終止會話，釋放與流播有關(guān)的所有資源。(5)(描述)：描述視聽媒體流。(6)(錄制)：啟動流媒體錄制功能；(7)(通告)：改變媒體對象的描述；(8)(重定向)：告訴客戶需要連接到另一個服務(wù)器地址第二十六頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸2717.3實時流播協(xié)議(續(xù)2)17.3.2協(xié)議原理在語法和操作上與(詳見第21章)類似，但在協(xié)議的基礎(chǔ)上添加了新的請求。是無狀態(tài)的協(xié)議，而是有狀態(tài)的協(xié)議執(zhí)行協(xié)議的程序?qū)嶋H上就是維護(hù)客戶機和服務(wù)機的狀態(tài)。圖17-5是協(xié)議的簡化狀態(tài)圖，客戶機和服務(wù)機都有三個狀態(tài)(1)(初態(tài))：在客戶機和服務(wù)機之間沒有會話(2)(準(zhǔn)備態(tài))：創(chuàng)建會話，準(zhǔn)備傳輸數(shù)據(jù)(3)(播放態(tài))：傳輸和播放流媒體這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換是通過執(zhí)行各種方法實現(xiàn)的第二十七頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸2817.3實時流播協(xié)議(續(xù)3)使用協(xié)議的工作過程見圖17-6。這個工作過程也是對“邊流邊播”做進(jìn)一步的說明。媒體播放器和媒體服務(wù)器之間的互動過程如下圖17-5的簡化狀態(tài)圖第二十八頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸2917.3實時流播協(xié)議(續(xù)4)(1)用戶通過瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送消息，請求提供視聽媒體，而服務(wù)器把描述媒體流的“演示描述()”文件發(fā)送給瀏覽器(2)瀏覽器得到響應(yīng)后打開媒體播放器，并將描述文件轉(zhuǎn)發(fā)給媒體播放器(3)媒體播放器向媒體服務(wù)器發(fā)送(設(shè)置)請求消息(4)媒體播放器得到媒體服務(wù)器的響應(yīng)后發(fā)送請求消息(5)媒體服務(wù)器發(fā)送認(rèn)可消息，并用向媒體播放器發(fā)送視聽數(shù)據(jù)(6)如果媒體播放器向媒體服務(wù)器發(fā)送暫停請求，媒體服務(wù)器就暫停傳輸數(shù)據(jù)……(n)媒體播放器發(fā)送請求，終止會話第二十九頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸3017.3實時流播協(xié)議(續(xù)5)圖17-6的工作過程第三十頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸3117.4資源保留協(xié)議17.4.1協(xié)議概要資源保留協(xié)議()實際是資源保留設(shè)置協(xié)議()，是網(wǎng)上主機和路由器用來為多媒體應(yīng)用保留網(wǎng)絡(luò)資源(鏈路帶寬和路由器緩存)的一套通信規(guī)則，定義在2205文件中主機用請求提出要求，而路由器用將請求傳送給視聽數(shù)據(jù)流沿途的所有路由器，并維護(hù)視聽數(shù)據(jù)流從發(fā)送端到接收端的傳送狀態(tài)(1)是傳輸層協(xié)議不傳送視聽數(shù)據(jù)流，而是用來控制視聽數(shù)據(jù)流在互聯(lián)網(wǎng)上的傳送，與網(wǎng)際控制消息協(xié)議()和因特網(wǎng)機組成員協(xié)議()的功能類似第三十一頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸3217.4資源保留協(xié)議(續(xù)1)(2)不是路由協(xié)議路由協(xié)議的職責(zé)是負(fù)責(zé)選擇轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包路徑，而的職責(zé)是利用本地的路由表獲得路徑，按用戶指定的服務(wù)質(zhì)量()保障視聽數(shù)據(jù)包從發(fā)送端順利地到達(dá)接收端(3)是接收端啟動的協(xié)議接收端向發(fā)送端發(fā)送請求，這個請求逆向傳送給沿途的所有路由器直到發(fā)送端。在傳送過程中，可將大量相同的請求進(jìn)行合并(4)是信令協(xié)議為保障視聽數(shù)據(jù)流的傳送質(zhì)量，要在沿途的路由器上創(chuàng)建和維護(hù)稱為“交換狀態(tài)()”的資源保留狀態(tài)。由于用戶可能隨時加入或退出接收視聽數(shù)據(jù)流，因此傳送路徑可能隨時發(fā)生變化，這就需要發(fā)送端周期性地發(fā)送路徑刷新消息，而接收端發(fā)送資源保留刷新消息，用于維護(hù)路由器的交換狀態(tài)。在沒有刷新狀態(tài)消息時，過時的狀態(tài)將自動刪除第三十二頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸3317.4資源保留協(xié)議(續(xù)2)17.4.2協(xié)議原理1.的工作過程創(chuàng)建獨立的會話來處理每個數(shù)據(jù)流()一個會話用三個元素(,[,])的組合來描述。其中，是數(shù)據(jù)包的目的地地址，是協(xié)議的，可選參數(shù)是通用的目的地端口號一個典型的會話過程如圖17-7所示，包含如下事件順序：(1)發(fā)送端周期性地向(會話地址)發(fā)送(路徑)消息，向接收者通告視聽數(shù)據(jù)流的規(guī)范，在路由器中建立逆向路徑，如圖17-7(a)所示第三十三頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸3417.4資源保留協(xié)議(續(xù)3)(2)在某些應(yīng)用中，如果想加入會話，接收端的主機需先注冊(3)接收端周期性地向發(fā)送端發(fā)送(資源保留)消息，如圖17-7(b)所示，目的是要建立或更新資源保留請求。資源保留消息含有視聽數(shù)據(jù)流的規(guī)范，用于沿途的路由器保留資源(4)由于接收端周期性地發(fā)送消息，在建立視聽數(shù)據(jù)傳送路徑過程中，或在發(fā)送視聽數(shù)據(jù)過程中，根據(jù)接收端來的消息，路由器將不斷修改資源保留狀態(tài)和視聽數(shù)據(jù)的傳送路徑，對相同的消息進(jìn)行合并，生成用于傳輸數(shù)據(jù)流的消息，傳送到發(fā)送端，如圖17-7(c)所示(5)當(dāng)發(fā)送端收到消息后就開始發(fā)送視聽數(shù)據(jù)第三十四頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸3517.4資源保留協(xié)議(續(xù)4)圖17-7的工作原理第三十五頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸3617.4資源保留協(xié)議(續(xù)5)2.資源如何保留發(fā)送端的數(shù)據(jù)速率問題接入因特網(wǎng)的用戶是多種多樣的，有的使用28.8速率接收數(shù)據(jù)，有的使用128速率接收數(shù)據(jù)，而有的使用10甚至更高的速率接收數(shù)據(jù)。這里就出現(xiàn)一個問題，向這些接收數(shù)據(jù)速率不同的用戶傳送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端到底應(yīng)該使用什么樣的數(shù)據(jù)速率才能使所有用戶接收到問題的解決方案解決這個問題的一種方案是在發(fā)送端對聲音或電視進(jìn)行分層編碼，每層聲音或影視的數(shù)據(jù)速率各不相同，把它們都發(fā)送到網(wǎng)上，以此來滿足各種不同用戶的要求。發(fā)送端不一定要知道每個接收端接收數(shù)據(jù)的速率，只需要知道這些用戶使用哪幾種接收速率即可第三十六頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸3717.4資源保留協(xié)議(續(xù)6)資源如何保留在建立資源保留過程中，每當(dāng)保留消息到達(dá)一個路由器時，路由器就根據(jù)服務(wù)質(zhì)量要求調(diào)用機器中的數(shù)據(jù)包調(diào)度程序進(jìn)行設(shè)置，然后把這個消息送到上游路由器路由器逆向保留的帶寬數(shù)量要根據(jù)下流的保留帶寬的數(shù)量來確定的。例如，在圖17-7(c)中，假設(shè)接收端R1，R2和R3的數(shù)據(jù)接收速率分別為200，100和400，在路由器2下的接收端的最高速率是200，因此1需要保留的帶寬為200。路由器2把保留消息發(fā)送給路由器1，1下面有一個400的接收端，因此1需要保留的帶寬為400第三十七頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸3817.5會話啟動協(xié)議17.5.1概要1.協(xié)議是什么會話啟動協(xié)議()是應(yīng)用層上的信令協(xié)議借助和，用于創(chuàng)建、管理和終止任何形式的互動會話，如電話、多媒體會議、軟件發(fā)行、互動游戲和聊天等。1999年發(fā)布的第一版規(guī)范(2543)源于美國哥倫比亞大學(xué)的教授和倫敦大學(xué)學(xué)院()的教授在1996年開始的研究工作。除開發(fā)了協(xié)議外，教授還與他人合作開發(fā)了實時傳輸協(xié)議()和實時流播協(xié)議()，用于控制多媒體數(shù)據(jù)的實時傳輸。已得到廣泛認(rèn)可和采納。例如1998年10月確立的第三代合作伙伴計劃(3)，在2000年10月將作為它的信令協(xié)議，并作為多媒體子系統(tǒng)()結(jié)構(gòu)中的永久性部件。是多媒體數(shù)據(jù)用協(xié)議打包傳輸?shù)木C合網(wǎng)絡(luò)，用于連接網(wǎng)絡(luò)以提供傳統(tǒng)電話的服務(wù)第三十八頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸3917.5會話啟動協(xié)議(續(xù)1)有如下特性(1)易讀性強：使用人容易閱讀的文字來描述消息(2)相對簡單：只有6種基本方法，把它們組合在一起就可完成多媒體會話呼叫的控制，減少了復(fù)雜性(3)獨立于傳輸層：因為可由,和定義在4346(2006)的傳輸層安全(，)等協(xié)議使用(4)客戶機/服務(wù)機結(jié)構(gòu)：共享和的設(shè)計原理，共享的狀態(tài)碼(5)移動性強：可用統(tǒng)一資源標(biāo)識符()查找用戶(6)需要其他協(xié)議輔助：如使用會話描述協(xié)議()來描述會話(7)不提供服務(wù)質(zhì)量()保障方法，但可與資源保留協(xié)議()等協(xié)議聯(lián)用第三十九頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸4017.5會話啟動協(xié)議(續(xù)2)2.與密切相關(guān)的主要文件將成為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的文件是3261(2002)，擴(kuò)展和添加新特性的文件有30多個，這些文件可在上找到。下面列出了與密切相關(guān)的部分文件3261(2002)：協(xié)議的核心規(guī)范2327(1998)：會話描述協(xié)議()1889(1996)：實時傳輸協(xié)議()2326(1998)：實時流播協(xié)議()3262(2002)：協(xié)議中100~199消息的可靠性3263(2002)：使用查找服務(wù)器3264(2002)：使用會話描述協(xié)議()的方法3265(2002)：事件通告3266(2002)：協(xié)議對6的支持3311(2002)：修改方法3361(2002)：使用查找外向代理服務(wù)器3428(2002)：用于即時通的 3515(2003)：調(diào)用()方法，如呼叫轉(zhuǎn)移第四十頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸4117.5會話啟動協(xié)議(續(xù)3)17.5.2的請求和響應(yīng)可用于任何形式的多媒體會話，為便于理解的請求和響應(yīng)，現(xiàn)以電話為例說明1.使用的基本呼叫方法在電話系統(tǒng)中，使用呼叫的基本方法如圖17-8所示。在這個簡單的通信系統(tǒng)中有兩種設(shè)備(1)代理服務(wù)器()：用于來回傳遞消息的服務(wù)器，因為它使用協(xié)議，因此稱為代理服務(wù)器(2)用戶代理：通信雙方使用的設(shè)備，因為它可收發(fā)請求，因此稱為用戶代理()，如電話機，安裝有客戶軟件的電腦，移動電話機，個人數(shù)字助理(，)等注：圖中細(xì)實線表示消息的通道，粗實線和粗虛線表示用實時傳輸協(xié)議()傳輸?shù)囊暵爺?shù)據(jù)通道；①，②，…表示消息出現(xiàn)的先后次序，箭頭的方向表示每個消息的傳輸方向，3位數(shù)字的代碼便于機器識別第四十一頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸4217.5會話啟動協(xié)議(續(xù)4)圖17-8使用的基本呼叫方法第四十二頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸4317.5會話啟動協(xié)議(續(xù)5)用戶A和用戶B通信的主要步驟如下：(1)用戶A通過代理服務(wù)器向用戶B發(fā)出通話(邀請)，①和②；(2)代理服務(wù)器用代碼100(試試看)回應(yīng)用戶A，③；(3)用戶B用代碼180(響鈴)通過代理服務(wù)器回應(yīng)用戶A，④和⑤；(4)用戶B用代碼200()通過代理服務(wù)器響應(yīng)用戶A，⑥和⑦；(5)用戶A通過代理服務(wù)器向B發(fā)送(確認(rèn))，⑧和⑨；(6)用戶A和用戶B通過媒體傳輸協(xié)議()通話；(7)用戶B通過代理服務(wù)器向用戶A發(fā)送(再見)，⑩和；(8)用戶A通過代理服務(wù)器向用戶B發(fā)送，和；(9)整個過程結(jié)束第四十三頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸4417.5會話啟動協(xié)議(續(xù)6)2.的請求和響應(yīng)的請求和響應(yīng)統(tǒng)稱為消息。請求使用文字表示，響應(yīng)使用3位數(shù)字表示。請求稱為命令或方法“”，“方法”可理解為執(zhí)行命令的過程或子程序。在的基本規(guī)范(3261)中定義了6種請求，見表17-4請求說明(邀請)邀請用戶參加會話(響應(yīng))確認(rèn)得到響應(yīng)(選項)請求提供服務(wù)器能力的消息(取消)終止請求(再見)終止用戶之間的連接(注冊)登記用戶當(dāng)前所在地(消息)會話期間的信令表17-4命令(方法)第四十四頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸4517.5會話啟動協(xié)議(續(xù)7)基本規(guī)范定義了用數(shù)字代碼表示的6種響應(yīng)消息()，范圍為100~699，見表17-5代碼類型說明100~199信息告訴接收者相關(guān)請求已經(jīng)收到，但處理結(jié)果還不知道，如100表示試試看，180表示響鈴200~299成功請求或接收成功，如200表示,202表示接收到300~399重定位表示用戶所在地已經(jīng)變動，如302表示臨時移動400~499客戶端有錯請求有錯，如404表示沒有找到,480表示暫時不能響應(yīng)，486表示忙500~599服務(wù)器有錯服務(wù)器故障，如501不執(zhí)行600~699不成功請求不能完成，如603表示拒絕表17-5響應(yīng)第四十五頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸4617.5會話啟動協(xié)議(續(xù)8)17.5.3服務(wù)器為便于理解服務(wù)器的類型和用途，現(xiàn)以梯形排列的服務(wù)器為例來說明1.使用梯形排列的會話信令使用客戶機-服務(wù)機的工作模式，典型的請求與響應(yīng)工作模式見圖17-9代理服務(wù)器1和2用于幫助用戶A和B建立會話，這種排列稱為“梯形()”排列代理服務(wù)器1用于向外轉(zhuǎn)發(fā)請求，稱為外向代理服務(wù)器()，如何轉(zhuǎn)發(fā)需要請教域名服務(wù)器()中的數(shù)據(jù)庫代理服務(wù)器2處理域內(nèi)交通，因此稱為內(nèi)向代理服務(wù)器()，它需要請教稱為“位置服務(wù)器”中的數(shù)據(jù)庫才能找到用戶B。第四十六頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸4717.5會話啟動協(xié)議(續(xù)9)圖17-9使用梯形排列的會話第四十七頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸4817.5會話啟動協(xié)議(續(xù)10)如圖17-9所示，用戶A()和用戶B()之間的通話由用戶A開始發(fā)出(邀請)，由于用戶A不知道用戶B在網(wǎng)上的位置，于是就將邀請發(fā)送給代理服務(wù)器1。代理服務(wù)器1也不知道用戶B的具體位置，于是告訴用戶A試試看的同時，通過服務(wù)器查找用戶B，并將用戶A的邀請發(fā)送給代理服務(wù)器2，代理服務(wù)器2找到用戶B后就通知用戶B。余下的過程與前一節(jié)介紹的過程類似2.服務(wù)器在互聯(lián)網(wǎng)上建立多媒體會話需要多種服務(wù)器才能完成。例如，大多數(shù)情況下，會話邀請人不知道被叫方的地址，但往往知道對方的電子郵件地址，在這種情況下就需要使用附加服務(wù)器來完成地址轉(zhuǎn)換第四十八頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸4917.5會話啟動協(xié)議(續(xù)11)建立多媒體會話的服務(wù)器見圖17-10(1)代理服務(wù)器()用于解決請求的傳輸路徑，既擔(dān)當(dāng)服務(wù)機的角色又擔(dān)當(dāng)客戶器(程序)的角色。它接收消息，在需要時將消息轉(zhuǎn)發(fā)到另一個代理服務(wù)器。代理服務(wù)器執(zhí)行的功能可包括稱為的認(rèn)證()、授權(quán)()和計費()、網(wǎng)絡(luò)接入控制和轉(zhuǎn)發(fā)路徑的查找。處理的請求可能是域內(nèi)的，也可能是通過地址變換等處理后轉(zhuǎn)發(fā)到域外的。(2)注冊服務(wù)器()用于解決用戶的聯(lián)系地址。它接收用戶的注冊請求，并更新位置數(shù)據(jù)庫中用戶的位置信息，與代理服務(wù)器或重定位服務(wù)器聯(lián)用。第四十九頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸5017.5會話啟動協(xié)議(續(xù)12)(3)位置服務(wù)器()存儲用戶注冊地址的數(shù)據(jù)庫，提供詳細(xì)的用戶地址信息。它由重定位服務(wù)器或代理服務(wù)器用于獲取被叫方當(dāng)前所在的位置信息。(4)重定向服務(wù)器()用于為呼叫方返回被叫方的地址。它將請求消息返回給呼叫方，表示需要嘗試不同的路徑才能聯(lián)系上被叫方，因為被叫方可能已暫時或永久性地移到其他地方第五十頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸5117.5會話啟動協(xié)議(續(xù)13)圖17-10服務(wù)器*所有部件都是邏輯部件，它們可安裝在單臺服務(wù)機上，也可分散在多臺服務(wù)機上第五十一頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸5217.5會話啟動協(xié)議(續(xù)14)17.5.4的消息結(jié)構(gòu)1.的實體用統(tǒng)一資源標(biāo)識符(，)來標(biāo)識。的形式為“：用戶名@域名”。除了前面加上“：”外，其余部分與電子郵件地址相同。2.請求格式舉例下面以用戶A()邀請用戶B()參與會話的請求格式為例，說明請求格式的結(jié)構(gòu)。的請求格式有起始行、消息頭和消息體組成，見圖17-11(1)起始行：由方法()、請求地址()和版本()組成。本例中的方法為，請求地址為.，版本為2.0第五十二頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸5317.5會話啟動協(xié)議(續(xù)15)(2)消息頭由下列部分組成：：包含呼叫方(如)期待接收響應(yīng)的局域網(wǎng)地址(如33.)，以及標(biāo)識呼叫的分支參數(shù)(如)：用于限制請求到達(dá)被叫方所歷經(jīng)的路由段數(shù)目(如70)：包含顯示被叫方(如)的名字和(如)：包含呼叫方(如)的名字和(如)，表示請求的起源。此外，還包括一個標(biāo)簽()參數(shù)。標(biāo)簽參數(shù)是軟電話()添加的隨機字符串(如1928301774)，作為對話的標(biāo)識符：標(biāo)識這個呼叫的全局唯一標(biāo)識符，它是由隨機字符串和安裝“軟電話”的主機名或地址組合生成的。與域中的標(biāo)簽(本例未列出)和域中的標(biāo)簽相結(jié)合可完全定義和之間的P2P()關(guān)系，并稱為對話()第五十三頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸5417.5會話啟動協(xié)議(續(xù)16)()：包含命令序列和方法名稱。在對話中出現(xiàn)一個新的請求時序號加1：包含(如33.)，表示與直接聯(lián)系的路徑：包含消息主題的說明(3)消息體(略)3.消息結(jié)構(gòu)消息分成請求和響應(yīng)消息，這兩類消息的結(jié)構(gòu)類似。圖17-12表示請求和響應(yīng)消息的結(jié)構(gòu)和示例。如要深入了解請求和響應(yīng)中各個域的含義和用法，請閱讀3261(:)和4566(:)第五十四頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸5517.5會話啟動協(xié)議(續(xù)17)圖17-11請求格式第五十五頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸5617.5會話啟動協(xié)議(續(xù)18)(引自,,2007)圖17-12消息結(jié)構(gòu)第五十六頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸5717.6會話描述和會話通告協(xié)議17.6.1會話描述協(xié)議()會話描述協(xié)議()是描述流媒體初始化參數(shù)的格式，定義在4566(2006)文件中，用于描述多媒體會話，如會話通告、會話邀請和其他形式的多媒體會話?？膳c實時傳輸協(xié)議()和會話啟動協(xié)議()聯(lián)用，也可作為描述多目標(biāo)廣播的格式使用描述的文字信息主要包括(1)會話名稱和會話目的(2)有效會話時間和次數(shù)(3)會話用的媒體(4)如何接收會話媒體，包括地址、端口和格式等第五十七頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸5817.6會話描述和會話通告協(xié)議(續(xù)1)17.6.2會話通告協(xié)議()用于向參與多媒體會話的潛在用戶發(fā)布會話消息的協(xié)議，定義在2974(2000)文件中。在主機中執(zhí)行協(xié)議的程序可監(jiān)聽會話或廣播地址，并接收和組織會話源或廣播源發(fā)送的所有通告。發(fā)布的通告使用會話描述協(xié)議()定義的格式，而實際的會話或廣播使用實時傳輸協(xié)議()會話通告協(xié)議的結(jié)構(gòu)如圖17-13所示，圖中各個域的含義如下：V：版本號A：地址類型，0表示4(32位)，1表示6(128位)R：保留，設(shè)置為0第五十八頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸5917.6會話描述和會話通告協(xié)議(續(xù)2)T：消息類型，0表示會話通告數(shù)據(jù)包，1表示刪除數(shù)據(jù)包E：密碼，1表示數(shù)據(jù)包的有效載荷是加密的，而且超時域必須加到數(shù)據(jù)包頭，0表示數(shù)據(jù)包的有效載荷沒有加密，超時域不必加到數(shù)據(jù)包頭C：壓縮，1表示有效載荷是壓縮的，0表示有效載荷沒有壓縮()(認(rèn)證長度)：8位無符號整數(shù)，0表示沒有認(rèn)證頭(消息標(biāo)識符)：與發(fā)信源相結(jié)合，提供表示通告的精確版本的全局標(biāo)識符(發(fā)信源)：發(fā)信源地址，A＝0為4地址，1為6地址(超時)：指定會話開始時間和結(jié)束時間：數(shù)據(jù)包的數(shù)字簽名(有效載荷類型)：描述有效載荷的格式(有效載荷)：會話描述或會話刪除消息第五十九頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸6017.6會話描述和會話通告協(xié)議(續(xù)3)0~3456789~1516~31V＝1ARTEC

(消息標(biāo)識符)(32128)(起源)(可選認(rèn)證數(shù)據(jù))(可選超時)(可選載荷類型)(有效載荷)圖17-13會話通告協(xié)議的結(jié)構(gòu)第六十頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸6117.7多目標(biāo)廣播由于許多多媒體應(yīng)用都有一個發(fā)送者向多個接收者傳送多媒體流的特點，如、股票報價、新聞播報、遠(yuǎn)程教學(xué)和軟件發(fā)行等，使用多目標(biāo)廣播技術(shù)能夠有效地節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬17.7.1多目標(biāo)廣播的概念1.多目標(biāo)廣播的概念假設(shè)世界上有許多用戶想在因特網(wǎng)上接收現(xiàn)場電視節(jié)目，如現(xiàn)場體育比賽，如何把它傳送到世界各地單目標(biāo)廣播()，見圖17-14(b)把數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)上或網(wǎng)段上單個指定客戶的過程第六十一頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸6217.7多目標(biāo)廣播(續(xù)1)廣播()，見圖17-14(c)把數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)上或網(wǎng)段上所有客戶的過程多目標(biāo)廣播()，見圖17-14(d)把數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)上或網(wǎng)段上一組指定客戶的過程實現(xiàn)多目標(biāo)廣播有三個主要問題要解決(1)地址問題廣播源使用什么地址發(fā)送多目標(biāo)廣播數(shù)據(jù)包(2)如何加入接收主機如何加入多目標(biāo)廣播組去接收廣播數(shù)據(jù)(3)路徑選擇路由器如何選擇發(fā)送數(shù)據(jù)包的路徑。下面將分別介紹第六十二頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸6317.7多目標(biāo)廣播(續(xù)2)圖17-14多目標(biāo)廣播的概念第六十三頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸6417.7多目標(biāo)廣播(續(xù)3)2.多目標(biāo)廣播的基本要求為支持多目標(biāo)廣播，收發(fā)兩端和收發(fā)兩端之間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施必需具備多目標(biāo)廣播功能。圖17-15描述了多目標(biāo)廣播需要的部件，圖中的交通方向是廣播數(shù)據(jù)包的傳送方向在網(wǎng)上運行多目標(biāo)廣播軟件時，參加多目標(biāo)廣播的主機必須具備如下基本要求應(yīng)用軟件：收發(fā)兩端要有多目標(biāo)廣播應(yīng)用軟件，如電視會議軟件，執(zhí)行協(xié)議套的程序能夠支持多目標(biāo)廣播數(shù)據(jù)包的傳送和接收注冊軟件：接收端要有執(zhí)行網(wǎng)際機組管理協(xié)議()的軟件，以便辦理動態(tài)主機注冊()，成為接收廣播的成員后才能接收廣播數(shù)據(jù)包尋址程序：網(wǎng)絡(luò)接口卡要有相應(yīng)的驅(qū)動程序，目的是生成多目標(biāo)廣播地址而不是單個接收者的地址第六十四頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸6517.7多目標(biāo)廣播(續(xù)4)圖17-15多目標(biāo)廣播系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)[1]第六十五頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸6617.7多目標(biāo)廣播(續(xù)5)在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上運行多目標(biāo)廣播軟件時，除了上述基本要求外，還需要具備如下要求收發(fā)兩端之間的路由器要有能力創(chuàng)建多目標(biāo)發(fā)行樹()，目的是讓發(fā)送端能夠?qū)?shù)據(jù)包發(fā)送到所有接收者。這些發(fā)行樹用來確保在任何指定的網(wǎng)絡(luò)上只存在數(shù)據(jù)包的一個拷貝。因此要有相應(yīng)的軟件執(zhí)行實現(xiàn)這個目標(biāo)的協(xié)議要能識別防火墻的軟件，以便多目標(biāo)廣播暢通多目標(biāo)廣播得到工業(yè)界的廣泛支持，現(xiàn)在已有許多網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施廠商提供支持多目標(biāo)廣播的軟硬件。例如路由器、交換機、網(wǎng)絡(luò)接口卡操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件第六十六頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸6717.7多目標(biāo)廣播(續(xù)6)17.7.2多目標(biāo)廣播地址1.主機組的概念在因特網(wǎng)上，廣播源和接收者都分散在世界各地，有興趣接收廣播數(shù)據(jù)的接收者構(gòu)成一個組，這種組稱為“多目標(biāo)廣播組()”響應(yīng)多目標(biāo)廣播的一組主機[注]稱為“主機組()”，主機組中的計算機稱為“機組成員”，而廣播源不必是其中的成員為與數(shù)據(jù)包()相區(qū)別，把發(fā)送給多目標(biāo)廣播主機組所有成員的數(shù)據(jù)包稱為“多目標(biāo)廣播數(shù)據(jù)包()”

第六十七頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸6817.7多目標(biāo)廣播(續(xù)7)主機組有如下特點(1)主機組成員的數(shù)目不受限制(2)主機組成員所在的地理位置不受限制，可以跨越許多網(wǎng)絡(luò)(3)機組成員來去自由，可隨時加入也可隨時退出，只要遵照協(xié)議的規(guī)定就可以(4)一臺主機可屬于幾個主機組(5)主機組用“組地址()”標(biāo)識，每個組有唯一的多目標(biāo)廣播地址，因此也稱“多目標(biāo)廣播組地址”，并用組地址代替數(shù)據(jù)包頭中的目標(biāo)地址()2.多目標(biāo)廣播地址在主機加入多目標(biāo)廣播組即加入接收名單之前，必須要知道組地址。多目標(biāo)廣播使用D類地址第六十八頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸6917.7多目標(biāo)廣播(續(xù)8)在“點十進(jìn)制”記法中，多目標(biāo)廣播使用的地址范圍為224.0.0.0～239.255.255.255，見1112(1989)。這些地址只用于接收多目標(biāo)廣播的主機組，而發(fā)送廣播數(shù)據(jù)包的源地址則不用D類地址主機組地址劃分為兩種類型暫時性地址，如244.0.13.0~244.0.13.255用于網(wǎng)絡(luò)新聞永久性地址，例如,(1)224.0.0.1是與這個“子網(wǎng)上的所有主機”進(jìn)行通信的地址;(2)244.0.0.2是與這個“子網(wǎng)上的所有路由器”進(jìn)行通信的地址;(3)224.0.0.5和224.0.0.6是與執(zhí)行協(xié)議的所有路由器進(jìn)行通信的地址，用于交換鏈路的狀態(tài)信息注：244.0.0.0～244.0.0.255是為路由協(xié)議和其他用途保留的地址第六十九頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸7017.7多目標(biāo)廣播(續(xù)9)224.0.0.1a(子網(wǎng)上的所有主機)224.0.0.2a(子網(wǎng)上的所有路由器)224.0.0.4(執(zhí)行協(xié)議的所有路由器)224.0.0.5a(子網(wǎng)上執(zhí)行協(xié)議的所有路由器)224.0.0.6a(指定子網(wǎng)上的所有路由器)224.0.0.92(執(zhí)行2協(xié)議的路由器)224.0.0.12(服務(wù)器/轉(zhuǎn)播代理)224.0.0.13(執(zhí)行協(xié)議的路由器)永久性和保留的多目標(biāo)廣播地址列在17002(1994)和3232(2002)文件中，部分永久性主機組地址見表17-6。2008-1-15發(fā)布的“”見表17-6永久性主機組地址舉例第七十頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸7117.7多目標(biāo)廣播(續(xù)10)3.多目標(biāo)廣播地址到多目標(biāo)廣播地址的轉(zhuǎn)換為支持4多目標(biāo)廣播，為以太網(wǎng)保留的地址范圍為01-00-500-00-00到01-00-57將4多目標(biāo)廣播地址轉(zhuǎn)換成多目標(biāo)廣播地址的方法見圖17-16。在4多目標(biāo)廣播地址中第1個字節(jié)不用第2字節(jié)的最高位設(shè)置為0第2個字節(jié)的后7位、第3個和第4個字節(jié)的8位共23位直接轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)開頭再加01-00-5E就得到多目標(biāo)廣播地址第七十一頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸7217.7多目標(biāo)廣播(續(xù)11)【例1】將4多目標(biāo)廣播地址224.0.0.1轉(zhuǎn)換成多目標(biāo)廣播地址第2和第3個字節(jié)為0，十六進(jìn)制數(shù)分別為0x00，第4個字節(jié)為的1的十六進(jìn)制數(shù)為0x01，因此與4多目標(biāo)廣播地址相應(yīng)的多目標(biāo)廣播地址為01-00-500-00-01【例2】4多目標(biāo)廣播地址為224.192.16.1第2個字節(jié)為192的二進(jìn)制數(shù)為11000000，將最高位設(shè)置為0后的十六進(jìn)制數(shù)為0x40，16的十六進(jìn)制數(shù)為0x10，1的十六進(jìn)制數(shù)為0x01，因此與4多目標(biāo)廣播地址相應(yīng)的多目標(biāo)廣播地址為01-00-540-10-01第七十二頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸7317.7多目標(biāo)廣播(續(xù)12)圖17-164多目標(biāo)廣播地址到多目標(biāo)廣播地址的轉(zhuǎn)換第七十三頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸7417.7多目標(biāo)廣播(續(xù)13)17.7.3網(wǎng)際機組管理協(xié)議()1.協(xié)議廣播源發(fā)送的數(shù)據(jù)要經(jīng)過路由器才能到達(dá)接收主機如果一臺主機想加入一個多目標(biāo)廣播組，必須告訴當(dāng)?shù)氐穆酚善?，即它所在局域網(wǎng)上的路由器，而路由器也需要加入多目標(biāo)廣播組這節(jié)介紹接收主機加入多目標(biāo)廣播組的協(xié)議下節(jié)介紹路由器加入多目標(biāo)廣播組的協(xié)議主機與當(dāng)?shù)芈酚善髦g的通信協(xié)議使用“多目標(biāo)廣播組成員資格發(fā)現(xiàn)協(xié)議(，)”在因特網(wǎng)上使用的協(xié)議有兩個用于4的網(wǎng)際機組管理協(xié)議(，)用于6的多目標(biāo)廣播接收者發(fā)現(xiàn)協(xié)議(，)，定義在3810文件中第七十四頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸7517.7多目標(biāo)廣播(續(xù)14)是網(wǎng)上主機在路由器上注冊的協(xié)議，用來向與其相鄰的路由器報告機組成員的情況?，F(xiàn)有3個版本，見表17-7版本文件微軟版本11112(1989)954.022236(1997)984.0/200033376(2002)，4604(2006)2003表17-7版本和使用的版本主機到路由器上注冊時，需要向當(dāng)?shù)芈酚善靼l(fā)送一條消息，消息的格式如圖17-17所示第七十五頁，共八十七頁。2023年5月8日第17章多媒體的傳輸7617.7多目標(biāo)廣播(續(xù)15)在消息格式中，各個域的含義說明如下：(1)(類型)：主機與路由器的4種互動消息①當(dāng)域中的值為0x11時，主機成員資格查詢()消息②當(dāng)域中的值為0x16時，主機成員資格報告()消息③當(dāng)域中的值為0x17時，離開廣播組()消息