1、第17章 多媒体网络应用与服务质量在网络上的多媒体应用和数据通信应用的差别 前者要求在客户端播放声音和图像时要流畅，声音和图像要同步，因此对网络的时延和带宽要求很高 后者则要把可靠性放在第一位，对网络的时延和带宽的要求不那么苛刻17.1 多媒体网络技术是什么图17-1 互连网络系统(1) “多媒体网络”至今还未看到严格的定义(2) 强调两点： “多媒体网络是计算机网络” “多媒体网络是高速计算机网络”(3) “多媒体数据”是指组合文字、图像、声音和视像的数据(4) “实时传输”可简单理解为接收数据几乎与发送数据同时完成(5) 核心协议包括 会话启动协议(SIP)、实时传输协议(RTP)、实时控
2、制协议(RTCP)、资源保留设置协议(RSVP)和实时流媒体播放协议(RTSP)17.1 多媒体网络技术是什么17.1.2 多媒体网络是什么在网络上传送流媒体的方法主要有两种(1) 使用标准的Web服务器，把声音数据和电视数据传输到媒体播放器(2) 使用单独的流媒体服务器，把声音数据和电视数据 传输到媒体播放器17.3 流媒体的传输方法(1) 一边发送一边接收的多媒体，通常是指电视媒体和声音媒体 广播电视是单向传输，广播源和接收者之间不需要预先建立连接；流媒体是双向传输，广播源和接收者之间的双向传输需要预先建立连接。(2) 使用流媒体格式 为适应带宽不同的传输通道，采用不同的流媒体格式。如:
3、MPEG4标准格式，文件扩展名为.mp4 RealNetworks：影视文件扩展名为.rm，声音文件扩展名为.ra Apple：影视文件扩展名为.mov Microsoft：ASF(Advanced Streaming Format)，文件扩展名为.wmv和.wma17.3 流媒体的传输方法流媒体是什么使多媒体数据能够稳定和连续传输的数据传输技术媒体流播是通过网络把多媒体传送给客户的广播，犹如电视广播17.3 流媒体的传输方法媒体流播(streaming)是什么17.3 流媒体的传输方法流媒体的流播原理图17-5 流播系统示意图“推”和“拉”两种方式(1) 推送(push)方式：将流媒体直接发
4、送给接收者的传输方式 就像常规的电视频道那样，这种方式就是“现场直播(live streaming)”(2) 下拉(pull)方式：接收者请求发送者将流媒体发送给自己的传输方式 就像到图书馆借书那样，这种方式就是“点播(on-demand)”方式17.3 流媒体的传输方法流播方式17.3 流媒体的传输方法17.3.2 先下载后播放用Web服务器实现图17-6 使用Web服务器先下载后播放的多媒体播放过程方法虽简单，但延迟时间长需要把整个文件下载到客户机后，才把它传送给媒体播放器改进方法：去掉中间环节17.3 流媒体的传输方法17.3.3 边流边播用Web服务器实现图17-7 使用Web服务器的
5、流媒体播放过程预先要做的事情(1) 将声音和影视数据压缩成适合特定网络带宽的单个媒体文件 如适合使用28.8 kbps调制解调器连网的媒体文件(2) 将媒体文件和它的播放说明文件放到Web服务机上(3) 在Web服务机上创建包含媒体文件所在地址(URL)的网页 要用后续介绍的HTML和XML语言17.3 流媒体的传输方法17.3.3 边流边播用Web服务器实现图17-7 使用Web服务器的流媒体播放过程Web服务器通过HTTP响应消息把媒体文件传给媒体播放器，然后就边流边播虽无中间环节，但依然要用Web服务器17.3 流媒体的传输方法17.3.4 边流边播用流媒体服务器实现流媒体服务器是用于传
6、输声音和影视文件的专用软件，如 Real System Servers，QuickTime Streaming Server和Windows 200X Sever中的Windows Media Services附注：Web服务器和流媒体服务器可放在同一服务机上图17-8 使用流媒体服务器的流媒体播放过程(1) 媒体播放器(media player)是用于播放声音、影视或动画文件的软件(2) 可嵌入到Web浏览器，称为“Web播放器(Web player)”(3) 解压缩：几乎所有声音和视像都是经过压缩的(4) 去抖动：到达接收端的声音和视像数据包的时延不固定，可缓冲再播放(5) 错误处理：丢失
7、部分数据包，重传(6) 用户可控接口：控制功能包括音量大小、暂停、快播、慢播、跳转等17.3 流媒体的传输方法17.3.5 媒体播放器的主要功能(1) 网络为多媒体应用提供的服务质量主要体现在包括 时延、抖动、丢包率和吞吐量在内的参数上(3) 比较成熟的多媒体服务质量保障技术是IETF推荐的两种方案： 综合服务(IntServ)和区分服务(DiffServ) 区分服务优于综合服务，故它已开始取代综合服务17.5 多媒体服务质量(QoS) 主要是网络的5个传输特性参数：时延、抖动、丢包率、吞吐率和服务可用性(1) 时延(delay) 从服务角度来看：时延是指在发送者和接收者之间消息的往返时间 从
8、技术角度来看： 数据包从一个节点到另一个节点所需的时间(2) 抖动(jitter) 每个数据包到达目的地的延迟时间的变化(3) 丢包率(packet loss ratio) 用丢失的数据包占发送的数据包(丢失的数据包+成功接收的数据包)的百分比来表示17.5 多媒体服务质量(QoS)17.5.2 服务质量的衡量(4) 吞吐率(throughput)/带宽(bandwidth) 数据包通过网络的速率注意：吞吐率和带宽是两个不同的概念(5) 服务可用性(service availability)： 在给定的时间里，网络可提供的服务时间占给定时间间隔的百分比17.5 多媒体服务质量(QoS)17.5
9、.2 服务质量的衡量17.5 多媒体服务质量(QoS)表17-1 各种应用的服务质量要求多媒体服务质量(multimedia QoS)主要体现在网络为声音应用提供的服务质量(1) 声音和视像要同步(2) 时延、抖动、丢包率和吞吐率是衡量多媒体服务质量的4 个主要参数(3) 声音服务质量的高低，在很大程度上取决于声音通过网络产生的时延17.5 多媒体服务质量(QoS)17.5.3 多媒体的服务质量(1) 现场交互应用(live interactive applications)： 如实时电视会议和因特网电话，时延应该小于几百毫秒(2) 交互应用(interactive applications)
10、 如音乐点播、影视点播，时延大约在15秒钟应该都可接受(3) 非实时交互应用(non-interactive applications) 如现场声音广播、现场电视广播和预先录制的内容广播，时延在10秒左右的时延都可接受17.5 多媒体服务质量(QoS)2. 声音应用的服务质量要求(1) 除了对时延、抖动和丢包率有要求外，视像应用对网络的吞吐率或带宽有特定的要求，这是因为人对视像的分辨率有最低的要求(2) 视像分辨率包括：空间分辨率、时间分辨率(以每秒帧表示)17.5 多媒体服务质量(QoS)3. 视像应用的服务质量要求图17-10 普通人对视像分辨率的要求(引自Ralf Steinmetz，R
11、esources and Quality of Service, www.kom.tu-darmstadt.de/mm-book)(1) 综合服务(Integrated Services，IntServ) 1994年IETF发布的用在IP网络上的第一个QoS保障方法；用于综合服务的传输信令(signaling)是1997年发布RSVP17.5 多媒体服务质量(QoS)17.5.5 综合服务(IntServ)保障法17.5 多媒体服务质量(QoS)17.5.5 综合服务(IntServ)保障法核心路由器(core router)：两个路由器之间传送数据的路由器边缘路由器(edge router)
12、：将客户机连接到互联网的路由器图17-12 综合服务的结构和工作原理为数据包流预先建立保留资源的传输通道，以保障QoS，但额外开销大(1) 区分服务(differentiated service，DS)或简写为DiffServ，IETF于1998年发布的服务质量等级保障方法，RFC 2475文件首次介绍了区分服务的结构(2) 基本工作流程： 根据服务等级协议(Service Level Agreement，SLA)，发送主机对数据包进行分类、做等级标记，经过边缘路由器调 整和排队后送到核心路由器，按照每个数据包的服务级别标记决定如何转发数据包17.5 多媒体服务质量(QoS)17.5.6 区分服务(DiffServ)保障法(3) 区分服务与综合服务相比 区分服务是基于数据包分类(class-based)的交通管理方法，即按照不同类型的数据包提供不同等 级的服务； 综合服务是基于媒体流(flow-based)的交通管理方法，即按特定数据包流来保障服务质 区分服务是粗粒度的(coarse-grained)交通管理方法，实现服务质量保障比较简单； 综合服务是精细的(fine- grained)交通管理方法，实现质量保障比较复杂，使用该方法时对每个数据流都需保留沿途的网络资源17.5 多媒体服务质量(QoS)17.5.6 区分服务(DiffServ)保障法
