計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)明教程第8章因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)課件制作人：謝希仁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)明教程第8章因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)課件1第8章因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)

8.1概述8.2流式存儲(chǔ)音頻/視頻8.2.1具有元文件的萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器8.2.2媒體服務(wù)器8.2.3實(shí)時(shí)流式協(xié)議RTSP8.3交互式音頻/視頻8.3.1IP電話概述8.3.2IP電話所需要的幾種應(yīng)用協(xié)議課件制作人：謝希仁第8章因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)8.1概述課件28.4改進(jìn)“盡最大努力交付”的服務(wù)

第8章因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)

（續(xù)）課件制作人：謝希仁8.4改進(jìn)“盡最大努力交付”的服務(wù)第8章因特網(wǎng)上38.1概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最初是為傳送數(shù)據(jù)信息設(shè)計(jì)的。因特網(wǎng)IP層提供的“盡最大努力交付”服務(wù)，以及每一個(gè)分組獨(dú)立交付的策略，對(duì)傳送數(shù)據(jù)信息也是很合適的。因特網(wǎng)使用的TCP協(xié)議可以很好地解決網(wǎng)絡(luò)不能提供可靠交付這一問(wèn)題。課件制作人：謝希仁8.1概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最初是為傳送數(shù)據(jù)信息設(shè)計(jì)的。因特網(wǎng)4多媒體信息的特點(diǎn)多媒體信息（包括聲音和圖像信息）與不包括聲音和圖像的數(shù)據(jù)信息有很大的區(qū)別。多媒體信息的信息量往往很大。在傳輸多媒體數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)均有較高的要求。多媒體數(shù)據(jù)往往是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(realtimedata)，它的含義是：在發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的同時(shí)，在接收端邊接收邊播放。課件制作人：謝希仁多媒體信息的特點(diǎn)多媒體信息（包括聲音和圖像信息）與不包括聲音5因特網(wǎng)是非等時(shí)的模擬的多媒體信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再組裝成分組。這些分組的發(fā)送速率是恒定的（等時(shí)的）。傳統(tǒng)的因特網(wǎng)本身是非等時(shí)的。因此經(jīng)過(guò)因特網(wǎng)的分組變成了非恒定速率的分組。

tt因特網(wǎng)t模擬信號(hào)t采樣后的信號(hào)構(gòu)成分組恒定速率非恒定速率課件制作人：謝希仁因特網(wǎng)是非等時(shí)的模擬的多媒體信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字6接收端需設(shè)置適當(dāng)大小的緩存。當(dāng)緩存中的分組數(shù)達(dá)到一定的數(shù)量后再以恒定速率按順序把分組讀出進(jìn)行還原播放。緩存實(shí)際上就是一個(gè)先進(jìn)先出的隊(duì)列。圖中標(biāo)明的T叫做播放時(shí)延。在接收端設(shè)置緩存tT緩存（隊(duì)列）恒定速率t非恒定速率有可能發(fā)生分組丟失課件制作人：謝希仁接收端需設(shè)置適當(dāng)大小的緩存。當(dāng)緩存中的分組數(shù)達(dá)到一定的數(shù)量后7緩存使所有到達(dá)的分組都經(jīng)受了遲延。早到達(dá)的分組在緩存中停留的時(shí)間較長(zhǎng)，而晚到達(dá)的分組在緩存中停留的時(shí)間則較短。以非恒定速率到達(dá)的分組，經(jīng)過(guò)緩存后再以恒定速率讀出，就能夠在一定程度上消除了時(shí)延的抖動(dòng)。但我們付出的代價(jià)是增加了時(shí)延。緩存的影響課件制作人：謝希仁緩存使所有到達(dá)的分組都經(jīng)受了遲延。緩存的影響課件制作人：謝8分組發(fā)出1

2

3

4

5

6t到達(dá)分組數(shù)6543211

2

3

4

5

6t緩存時(shí)間緩存時(shí)間再推遲播放時(shí)間如果網(wǎng)絡(luò)無(wú)時(shí)延推遲播放分組遲到網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)時(shí)延分組1的時(shí)延分組到達(dá)1

2

34

5

6t實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)課件制作人：謝希仁分組1239需要解決的問(wèn)題在傳送時(shí)延敏感(delaysensitive)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，不僅傳輸時(shí)延不能太大，而且時(shí)延抖動(dòng)也必須受到限制。對(duì)于傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，很少量分組的丟失對(duì)播放效果的影響并不大（因?yàn)檫@是由人來(lái)進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)的），因而是可以容忍的。丟失容忍(losstolerant)也是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的另一個(gè)重要特點(diǎn)。課件制作人：謝希仁需要解決的問(wèn)題在傳送時(shí)延敏感(delaysensitiv10需要解決的問(wèn)題（續(xù)）由于分組的到達(dá)可能不按序，但將分組還原和播放時(shí)又應(yīng)當(dāng)是按序的。因此在發(fā)送多媒體分組時(shí)還應(yīng)當(dāng)給每一個(gè)分組加上序號(hào)。這表明還應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的協(xié)議支持才行。要使接收端能夠?qū)⒐?jié)目中本來(lái)就存在的正常的短時(shí)間停頓（如音樂(lè)中停頓幾拍）和因某些分組的較大遲延造成的“停頓”區(qū)分開(kāi)來(lái)。這就需要增加一個(gè)時(shí)間戳(timestamp)，以便告訴接收端應(yīng)當(dāng)在什么時(shí)間播放哪個(gè)分組。課件制作人：謝希仁需要解決的問(wèn)題（續(xù)）由于分組的到達(dá)可能不按序，但將分組還原和11必須改造現(xiàn)有的因特網(wǎng)大量使用光纜和高速路由器，網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)就可以足夠小，在因特網(wǎng)上傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)就不會(huì)有問(wèn)題。把因特網(wǎng)改造為能夠?qū)Χ说蕉说膸拰?shí)現(xiàn)預(yù)留(reservation)，把使用無(wú)連接協(xié)議的因特網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蜻B接的網(wǎng)絡(luò)。部分改動(dòng)因特網(wǎng)的協(xié)議棧所付出的代價(jià)較小，而這也能夠使多媒體信息在因特網(wǎng)上的傳輸質(zhì)量得到改進(jìn)。課件制作人：謝希仁必須改造現(xiàn)有的因特網(wǎng)大量使用光纜和高速路由器，網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延和12目前因特網(wǎng)提供的音頻/視頻服務(wù)大體上可分為三種類型流式(streaming)存儲(chǔ)音頻/視頻——邊下載邊播放。流式實(shí)況音頻/視頻——邊錄制邊發(fā)送。交互式音頻/視頻——實(shí)時(shí)交互式通信。課件制作人：謝希仁目前因特網(wǎng)提供的音頻/視頻服務(wù)大體上可分為三種類型流式(s13“邊下載邊播放”中的“下載”“邊下載邊播放”結(jié)束后，在用戶的硬盤(pán)上沒(méi)有留下有關(guān)播放內(nèi)容的任何痕跡。流媒體(streamingmedia)，即流式音頻/視頻。流媒體特點(diǎn)就是“邊下載邊播放”(streamingandplaying)。課件制作人：謝希仁“邊下載邊播放”中的“下載”“邊下載邊播放”結(jié)束后，在用戶148.2流式存儲(chǔ)音頻/視頻傳統(tǒng)的下載文件方法萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器客戶機(jī)服務(wù)器媒體播放器

GET:音頻/視頻文件

RESPONSE

音頻/視頻文件瀏覽器課件制作人：謝希仁8.2流式存儲(chǔ)音頻/視頻傳統(tǒng)的下載文件方法萬(wàn)維網(wǎng)客戶15傳統(tǒng)的瀏覽器從服務(wù)器

下載音頻/視頻文件用戶從客戶機(jī)(clientmachine)的瀏覽器上用HTTP協(xié)議向服務(wù)器請(qǐng)求下載某個(gè)音頻/視頻文件。服務(wù)器如有此文件就發(fā)送給瀏覽器。在響應(yīng)報(bào)文中就裝有用戶所要的音頻/視頻文件。整個(gè)下載過(guò)程可能會(huì)花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。當(dāng)瀏覽器完全收下這個(gè)文件后，就可以傳送給自己機(jī)器上的媒體播放器進(jìn)行解壓縮，然后播放。課件制作人：謝希仁傳統(tǒng)的瀏覽器從服務(wù)器

下載音頻/視頻文件用戶從客戶機(jī)(168.2.1具有元文件的萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器元文件就是一種非常小的文件，它描述或指明其他文件的一些重要信息。萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器客戶機(jī)服務(wù)器媒體播放器

元文件瀏覽器

GET:元文件

RESPONSEGET:音頻/視頻文件RESPONSE課件制作人：謝希仁8.2.1具有元文件的萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器元文件就是一種非常小17使用元文件下載音頻/視頻文件瀏覽器用戶使用HTTP的GET報(bào)文接入到萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器。這個(gè)超鏈指向一個(gè)元文件。這個(gè)元文件有實(shí)際的音頻/視頻文件的統(tǒng)一資源定位符URL。萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器把該元文件裝入HTTP響應(yīng)報(bào)文的主體，發(fā)回給瀏覽器?？蛻魴C(jī)瀏覽器調(diào)用相關(guān)的媒體播放器，把提取出的元文件傳送給媒體播放器。媒體播放器使用元文件中的URL，向萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器發(fā)送HTTP請(qǐng)求報(bào)文，要求下載音頻/視頻文件。萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器發(fā)送HTTP響應(yīng)報(bào)文，把該音頻/視頻文件發(fā)送給媒體播放器。媒體播放器邊下載邊解壓縮邊播放。課件制作人：謝希仁使用元文件下載音頻/視頻文件瀏覽器用戶使用HTTP188.2.2媒體服務(wù)器媒體服務(wù)器也稱為流式服務(wù)器(streamingserver)，它支持流式音頻和視頻的傳送。媒體播放器與媒體服務(wù)器的關(guān)系是客戶與服務(wù)器的關(guān)系。媒體播放器不是向萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器而是向媒體服務(wù)器請(qǐng)求音頻/視頻文件。媒體服務(wù)器和媒體播放器之間采用另外的協(xié)議進(jìn)行交互。課件制作人：謝希仁8.2.2媒體服務(wù)器媒體服務(wù)器也稱為流式服務(wù)器(str19使用媒體服務(wù)器萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器媒體播放器

元文件瀏覽器

GET:元文件

RESPONSEGET:音頻/視頻文件RESPONSE媒體服務(wù)器客戶機(jī)服務(wù)器課件制作人：謝希仁使用媒體服務(wù)器萬(wàn)維網(wǎng)媒體元文件瀏覽器GET:元文20采用媒體服務(wù)器

下載音頻/視頻文件的步驟~前三個(gè)步驟仍然和上一節(jié)的一樣，區(qū)別就是后面兩個(gè)步驟。媒體播放器使用元文件中的URL接入到媒體服務(wù)器，請(qǐng)求下載瀏覽器所請(qǐng)求的音頻/視頻文件。下載可以借助于使用UDP的任何協(xié)議，例如使用實(shí)時(shí)運(yùn)輸協(xié)議RTP。媒體服務(wù)器給出響應(yīng)，把該音頻/視頻文件發(fā)送給媒體播放器。媒體播放器在遲延了若干秒后，以流的形式邊下載邊解壓縮邊播放。課件制作人：謝希仁采用媒體服務(wù)器

下載音頻/視頻文件的步驟~前三個(gè)步驟218.2.3實(shí)時(shí)流式協(xié)議RTSP

(Real-TimeStreamingProtocol)

RTSP協(xié)議以客戶服務(wù)器方式工作，它是一個(gè)多媒體播放控制協(xié)議，用來(lái)使用戶在播放從因特網(wǎng)下載的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)能夠進(jìn)行控制，如：暫停/繼續(xù)、后退、前進(jìn)等。因此RTSP又稱為“因特網(wǎng)錄像機(jī)遙控協(xié)議”。要實(shí)現(xiàn)RTSP的控制功能，我們不僅要有協(xié)議，而且要有專門(mén)的媒體播放器(mediaplayer)和媒體服務(wù)器(mediaserver)。課件制作人：謝希仁8.2.3實(shí)時(shí)流式協(xié)議RTSP

(Real-TimeS22萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器客戶機(jī)服務(wù)器媒體播放器

元文件瀏覽器媒體服務(wù)器音頻/視頻流

GET:元文件

RESPONSESETUPRESPONSEPLAYRESPONSE

RESPONSE

TEARDOWN

課件制作人：謝希仁萬(wàn)維網(wǎng)客戶機(jī)服務(wù)器媒體元文件瀏覽器媒體音頻/視頻流G23使用RTSP的媒體服務(wù)器

的工作過(guò)程瀏覽器向萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器請(qǐng)求音頻/視頻文件。萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器從瀏覽器發(fā)送攜帶有元文件的響應(yīng)。瀏覽器把收到的元文件傳送給媒體播放器。RTSP客戶與媒體服務(wù)器的RTSP服務(wù)器建立連接。RTSP服務(wù)器發(fā)送響應(yīng)RESPONSE報(bào)文。RTSP客戶發(fā)送PLAY報(bào)文，開(kāi)始下載音頻/視頻文件。RTSP服務(wù)器發(fā)送響應(yīng)RESPONSE報(bào)文。RTSP客戶發(fā)送TEARDOWN報(bào)文斷開(kāi)連接。RTSP服務(wù)器發(fā)送響應(yīng)RESPONSE報(bào)文。課件制作人：謝希仁使用RTSP的媒體服務(wù)器

的工作過(guò)程瀏覽器向萬(wàn)維網(wǎng)248.3交互式音頻/視頻

8.3.1IP電話概述狹義的IP電話就是指在IP網(wǎng)絡(luò)上打電話。所謂“IP網(wǎng)絡(luò)”就是“使用IP協(xié)議的分組交換網(wǎng)”的簡(jiǎn)稱。廣義的IP電話則不僅僅是電話通信，而且還可以是在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行交互式多媒體實(shí)時(shí)通信（包括話音、視像等），甚至還包括即時(shí)傳信IM(InstantMessaging)。課件制作人：謝希仁8.3交互式音頻/視頻

8.3.1IP電話概述狹25IP電話網(wǎng)關(guān)的幾種連接方法分組交換電路交換電路交換

因特網(wǎng)PC到PC公用電話網(wǎng)IP

電話網(wǎng)關(guān)

因特網(wǎng)PC到固定電話機(jī)公用電話網(wǎng)IP

電話網(wǎng)關(guān)公用電話網(wǎng)IP

電話網(wǎng)關(guān)因特網(wǎng)固定電話機(jī)到固定電話機(jī)課件制作人：謝希仁IP電話網(wǎng)關(guān)的幾種連接方法分組交換電路交換電路交換26IP電話的通話質(zhì)量IP電話的通話質(zhì)量主要由兩個(gè)因素決定。一個(gè)是通話雙方端到端的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)，另一個(gè)是話音分組的丟失率。但這兩個(gè)因素是不確定的，是取決于當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)上的通信量。經(jīng)驗(yàn)證明，在電話交談中，端到端的時(shí)延不應(yīng)超過(guò)250ms，否則交談?wù)呔湍芨械讲蛔匀?。課件制作人：謝希仁IP電話的通話質(zhì)量IP電話的通話質(zhì)量主要由兩個(gè)因素決定。27IP電話的端到端時(shí)延(1)話音信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換要經(jīng)受時(shí)延。(2)話音比特流裝配成話音分組的時(shí)延。(3)話音分組的發(fā)送需要時(shí)間，此時(shí)間等于話音分組長(zhǎng)度與通信線路的數(shù)據(jù)率之比。(4)話音分組在因特網(wǎng)中的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延。(5)話音分組在接收端緩存中暫存所引起的時(shí)延。(6)話音分組還原成模擬話音信號(hào)的時(shí)延。(7)話音信號(hào)在通信線路上的傳播時(shí)延。(8)終端設(shè)備的硬件和操作系統(tǒng)產(chǎn)生的接入時(shí)延。課件制作人：謝希仁IP電話的端到端時(shí)延(1)話音信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換要經(jīng)受時(shí)28低速率話音編碼的標(biāo)準(zhǔn)(1)G.729——速率為8kb/s的共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)聲碼器CS-ACELP(Conjugate-StructureAlgebraic-Code-ExcitedLinearPrediction)。(2)G.723.1——速率為5.3/6.3kb/s的為多媒體通信用的低速率聲碼器。課件制作人：謝希仁低速率話音編碼的標(biāo)準(zhǔn)(1)G.729——速率為8kb29D播放時(shí)延有一個(gè)最佳值分組丟失率端到端時(shí)延20%10%5%100ms150ms400msABCN良好基本可用不好長(zhǎng)途電話質(zhì)量接收端播放時(shí)延增大課件制作人：謝希仁D播放時(shí)延有一個(gè)最佳值分組端到端時(shí)延20%10%530線速路由器提高路由器的轉(zhuǎn)發(fā)分組的速率對(duì)提高IP電話的質(zhì)量也是很重要的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)跨大西洋的IP電話一般要經(jīng)過(guò)2030個(gè)路由器。若能改用吉比特路由器（又稱為線速路由器），則每秒可轉(zhuǎn)發(fā)5百萬(wàn)至6千萬(wàn)個(gè)分組（即交換速率達(dá)60Gb/s左右）。這樣還可進(jìn)一步減少由網(wǎng)絡(luò)造成的時(shí)延。課件制作人：謝希仁線速路由器提高路由器的轉(zhuǎn)發(fā)分組的速率對(duì)提高IP電話的質(zhì)31關(guān)于SkypeSkype采用了P2P和全球索引技術(shù)提供快速路由選擇機(jī)制，管理成本大大降低。由于用戶路由信息分布式存儲(chǔ)于因特網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)中，因此呼叫連接完成得很快。Skype采用了端對(duì)端加密方式，保證信息的安全性。Skype使用P2P的技術(shù)，用戶數(shù)據(jù)主要存儲(chǔ)在P2P網(wǎng)絡(luò)中，因此必須保證存儲(chǔ)在公共網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)是可靠的和沒(méi)有被篡改的。Skype對(duì)公共目錄中存儲(chǔ)的和用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)都采用了數(shù)字簽名，保證了數(shù)據(jù)無(wú)法被篡改。Skype的問(wèn)世給全球信息技術(shù)和通信產(chǎn)業(yè)帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響，也給每一位網(wǎng)絡(luò)使用者帶來(lái)生活方式的改變。課件制作人：謝希仁關(guān)于SkypeSkype采用了P2P和全球索引技術(shù)提328.3.2IP電話所需要的幾種應(yīng)用協(xié)議TCPUDP信令服務(wù)質(zhì)量IPv4/IPv6RTSPRTCPRSVPH.323SIPRTP應(yīng)用層協(xié)議音頻/視頻SDP底層網(wǎng)絡(luò)課件制作人：謝希仁8.3.2IP電話所需要的幾種應(yīng)用協(xié)議TCPUDP信令331.實(shí)時(shí)運(yùn)輸協(xié)議RTP

(Real-timeTransportProtocol)

RTP為實(shí)時(shí)應(yīng)用提供端到端的運(yùn)輸，但不提供任何服務(wù)質(zhì)量的保證。多媒體數(shù)據(jù)塊經(jīng)壓縮編碼處理后，先送給RTP封裝成為RTP分組，再裝入運(yùn)輸層的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)，然后再交給IP層。RTP是一個(gè)協(xié)議框架，只包含了實(shí)時(shí)應(yīng)用的一些共同的功能。RTP自己并不對(duì)多媒體數(shù)據(jù)塊做任何處理，而只是向應(yīng)用層提供一些附加的信息，讓?xiě)?yīng)用層知道應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行處理。課件制作人：謝希仁1.實(shí)時(shí)運(yùn)輸協(xié)議RTP

(Real-timeTra34RTP的層次從應(yīng)用開(kāi)發(fā)者的角度看，RTP應(yīng)當(dāng)是應(yīng)用層的一部分。在應(yīng)用的發(fā)送端，開(kāi)發(fā)者必須編寫(xiě)用RTP封裝分組的程序代碼，然后把RTP分組交給UDP插口接口。在接收端，RTP分組通過(guò)UDP插口接口進(jìn)入應(yīng)用層后，還要利用開(kāi)發(fā)者編寫(xiě)的程序代碼從RTP分組中把應(yīng)用數(shù)據(jù)塊提取出來(lái)。課件制作人：謝希仁RTP的層次從應(yīng)用開(kāi)發(fā)者的角度看，RTP應(yīng)當(dāng)是應(yīng)用層的35RTP也可看成是

運(yùn)輸層的一個(gè)子層RTP封裝了多媒體應(yīng)用的數(shù)據(jù)塊。由于RTP向多媒體應(yīng)用程序提供了服務(wù)（如時(shí)間戳和序號(hào)），因此也可以將RTP看成是在UDP之上的一個(gè)運(yùn)輸層的子層。運(yùn)輸層應(yīng)用層IP數(shù)據(jù)鏈路層物理層RTPUDP課件制作人：謝希仁RTP也可看成是

運(yùn)輸層的一個(gè)子層RTP封裝了多媒體應(yīng)36RTP分組封裝到UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)中發(fā)送RTP分組UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)IP數(shù)據(jù)報(bào)IP首部UDP首部RTP首部RTP數(shù)據(jù)部分（應(yīng)用層數(shù)據(jù)）課件制作人：謝希仁RTP分組封裝到UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)中發(fā)送RTP分組UD372.實(shí)時(shí)運(yùn)輸控制協(xié)議RTCP(RTPControlProtocol)

RTCP是與RTP配合使用的協(xié)議。RTCP協(xié)議的主要功能是：服務(wù)質(zhì)量的監(jiān)視與反饋、媒體間的同步，以及多播組中成員的標(biāo)識(shí)。RTCP分組也使用UDP傳送，但RTCP并不對(duì)聲音或視像分組進(jìn)行封裝?？蓪⒍鄠€(gè)RTCP分組封裝在一個(gè)UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)中。RTCP分組周期性地在網(wǎng)上傳送，它帶有發(fā)送端和接收端對(duì)服務(wù)質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)信息報(bào)告。課件制作人：謝希仁2.實(shí)時(shí)運(yùn)輸控制協(xié)議RTCP(RTPControl383.H.323H.323是ITU-T于1996年制訂的一個(gè)名稱很長(zhǎng)的建議書(shū)，1998年的第二個(gè)版本改用的名稱是“基于分組的多媒體通信系統(tǒng)”。H.323包括系統(tǒng)和構(gòu)件的描述，呼叫模型的描述，呼叫信令過(guò)程，控制報(bào)文，復(fù)用，話音編解碼器，視像編解碼器，以及數(shù)據(jù)協(xié)議等，但不保證服務(wù)質(zhì)量QoS。課件制作人：謝希仁3.H.323H.323是ITU-T于199639H.323終端使用H.323協(xié)議

進(jìn)行多媒體通信分組交換網(wǎng)（例如，因特網(wǎng)）H.323H.323終端H.323終端

課件制作人：謝希仁H.323終端使用H.323協(xié)議

進(jìn)行多媒體通信分組40H.323標(biāo)準(zhǔn)指明的四種構(gòu)件(1)H.323終端(2)網(wǎng)關(guān)——網(wǎng)關(guān)連接到兩種不同的網(wǎng)絡(luò)，使H.323網(wǎng)絡(luò)可以和非H.323網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。(3)網(wǎng)閘(gatekeeper)——所有的呼叫都要通過(guò)網(wǎng)閘，因?yàn)榫W(wǎng)閘提供地址轉(zhuǎn)換、授權(quán)、帶寬管理和計(jì)費(fèi)功能。(4)多點(diǎn)控制單元MCU(MultipointControlUnit)——MCU支持三個(gè)或更多的H.323終端的音頻或視頻會(huì)議。課件制作人：謝希仁H.323標(biāo)準(zhǔn)指明的四種構(gòu)件(1)H.323終端課件41H.323網(wǎng)關(guān)用來(lái)和

非H.323網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接因特網(wǎng)公用電話網(wǎng)網(wǎng)關(guān)網(wǎng)閘H.323終端

課件制作人：謝希仁H.323網(wǎng)關(guān)用來(lái)和

非H.323網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接因特網(wǎng)424.會(huì)話發(fā)起協(xié)議SIP

(SessionInitiationProtocol)SIP是一套較為簡(jiǎn)單且實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)，目前已成為因特網(wǎng)的建議標(biāo)準(zhǔn)。SIP協(xié)議以因特網(wǎng)為基礎(chǔ)，把IP電話視為因特網(wǎng)上的新應(yīng)用。SIP協(xié)議只涉及到IP電話的信令和有關(guān)服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題，而沒(méi)有提供像H.323那樣多的功能。SIP沒(méi)有指定使用RTP協(xié)議，但實(shí)際上大家還是選用RTP和RTCP作為配合使用的協(xié)議。課件制作人：謝希仁4.會(huì)話發(fā)起協(xié)議SIP

(SessionIniti43SIP系統(tǒng)的構(gòu)件SIP系統(tǒng)的兩種構(gòu)件是用戶代理和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。用戶代理包括用戶代理客戶和用戶代理服務(wù)器，前者用來(lái)發(fā)起呼叫，而后者用來(lái)接受呼叫。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器分為代理服務(wù)器和重定向服務(wù)器。代理服務(wù)器接受來(lái)自主叫用戶的呼叫請(qǐng)求，并將其轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳代理服務(wù)器，最后將呼叫請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給被叫用戶。重定向服務(wù)器不接受呼叫，它通過(guò)響應(yīng)告訴客戶下一跳代理服務(wù)器的地址，由客戶按此地址向下一跳代理服務(wù)器重新發(fā)送呼叫請(qǐng)求。課件制作人：謝希仁SIP系統(tǒng)的構(gòu)件SIP系統(tǒng)的兩種構(gòu)件是用戶代理和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器44SIP的地址十分靈活可以是電話號(hào)碼，也可以是電子郵件地址、IP地址或其他類型的地址。但一定要使用SIP的地址格式，例如：電話號(hào)碼sip:zhangsan@8625-87654321IPv4地址sip:zhangsan@6電子郵件地址sip:zhangsan@課件制作人：謝希仁SIP的地址十分靈活可以是電話號(hào)碼，也可以是電子郵件地址、458.4改進(jìn)“盡最大努力交付”的服務(wù)服務(wù)質(zhì)量QoS是服務(wù)性能的總效果，此效果決定了一個(gè)用戶對(duì)服務(wù)的滿意程度。因此在最簡(jiǎn)單的意義上，有服務(wù)質(zhì)量的服務(wù)就是能夠滿足用戶的應(yīng)用需求的服務(wù)。服務(wù)質(zhì)量可用若干基本的性能指標(biāo)來(lái)描述，包括可用性、差錯(cuò)率、響應(yīng)時(shí)間、吞吐量、分組丟失率、連接建立時(shí)間、故障檢測(cè)和改正時(shí)間等。服務(wù)提供者可向其用戶保證某一種等級(jí)的服務(wù)質(zhì)量。課件制作人：謝希仁8.4改進(jìn)“盡最大努力交付”的服務(wù)服務(wù)質(zhì)量QoS是服46使因特網(wǎng)具有一定的

服務(wù)質(zhì)量的措施分類就是根據(jù)進(jìn)入因特網(wǎng)的分組的實(shí)時(shí)性的不同，對(duì)不同類別的通信量給予不同的優(yōu)先級(jí)。這樣就把進(jìn)入因特網(wǎng)的分組劃分為不同的優(yōu)先級(jí)。路由器能夠讓優(yōu)先級(jí)高的分組優(yōu)先從路由器的隊(duì)列中轉(zhuǎn)發(fā)出去。區(qū)分服務(wù)DiffServ也一種把分組進(jìn)行分類的策略，它利用IP數(shù)據(jù)報(bào)首部中的區(qū)分服務(wù)字段，可設(shè)置不同等級(jí)的服務(wù)質(zhì)量。課件制作人：謝希仁使因特網(wǎng)具有一定的

服務(wù)質(zhì)量的措施分類就是根據(jù)進(jìn)入因特網(wǎng)的47管制就是路由器不停地監(jiān)視通過(guò)路由器的各類數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)率。如果某類數(shù)據(jù)率超過(guò)預(yù)先設(shè)定的數(shù)值，路由器就把其中的某些分組丟棄，使該數(shù)據(jù)率不超過(guò)原來(lái)設(shè)定的門(mén)限。調(diào)度是為了更加合理地利用網(wǎng)絡(luò)資源，以便給不同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)流劃分出具有不同的帶寬的邏輯鏈路。這樣做可以保證實(shí)時(shí)音頻/視頻流可以分配到更多的帶寬，因而提高了服務(wù)質(zhì)量。使因特網(wǎng)具有一定的

服務(wù)質(zhì)量的措施（續(xù)）課件制作人：謝希仁管制就是路由器不停地監(jiān)視通過(guò)路由器的各類數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)率。如果48使用呼叫接納機(jī)制時(shí)，一個(gè)數(shù)據(jù)流要預(yù)先聲明它所需的服務(wù)質(zhì)量，然后或者被準(zhǔn)許進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，或者被拒絕進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。加權(quán)公平排隊(duì)WFQ是在分組進(jìn)入路由器后就進(jìn)行分類，然后到對(duì)應(yīng)于自己類別的隊(duì)列中排隊(duì)。但根據(jù)各類別的優(yōu)先級(jí)的不同，每種隊(duì)列得到不同的權(quán)重，因而分配到的服務(wù)時(shí)間也不同。結(jié)果，優(yōu)先級(jí)高的隊(duì)列分配到的服務(wù)時(shí)間就較多，得到了更好的服務(wù)。使因特網(wǎng)具有一定的

服務(wù)質(zhì)量的措施（續(xù)）課件制作人：謝希仁使用呼叫接納機(jī)制時(shí)，一個(gè)數(shù)據(jù)流要預(yù)先聲明它所需的服務(wù)質(zhì)量，然49計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)明教程第8章因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)課件制作人：謝希仁計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)明教程第8章因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)課件50第8章因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)

8.1概述8.2流式存儲(chǔ)音頻/視頻8.2.1具有元文件的萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器8.2.2媒體服務(wù)器8.2.3實(shí)時(shí)流式協(xié)議RTSP8.3交互式音頻/視頻8.3.1IP電話概述8.3.2IP電話所需要的幾種應(yīng)用協(xié)議課件制作人：謝希仁第8章因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)8.1概述課件518.4改進(jìn)“盡最大努力交付”的服務(wù)

第8章因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)

（續(xù)）課件制作人：謝希仁8.4改進(jìn)“盡最大努力交付”的服務(wù)第8章因特網(wǎng)上528.1概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最初是為傳送數(shù)據(jù)信息設(shè)計(jì)的。因特網(wǎng)IP層提供的“盡最大努力交付”服務(wù)，以及每一個(gè)分組獨(dú)立交付的策略，對(duì)傳送數(shù)據(jù)信息也是很合適的。因特網(wǎng)使用的TCP協(xié)議可以很好地解決網(wǎng)絡(luò)不能提供可靠交付這一問(wèn)題。課件制作人：謝希仁8.1概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最初是為傳送數(shù)據(jù)信息設(shè)計(jì)的。因特網(wǎng)53多媒體信息的特點(diǎn)多媒體信息（包括聲音和圖像信息）與不包括聲音和圖像的數(shù)據(jù)信息有很大的區(qū)別。多媒體信息的信息量往往很大。在傳輸多媒體數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)均有較高的要求。多媒體數(shù)據(jù)往往是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(realtimedata)，它的含義是：在發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的同時(shí)，在接收端邊接收邊播放。課件制作人：謝希仁多媒體信息的特點(diǎn)多媒體信息（包括聲音和圖像信息）與不包括聲音54因特網(wǎng)是非等時(shí)的模擬的多媒體信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再組裝成分組。這些分組的發(fā)送速率是恒定的（等時(shí)的）。傳統(tǒng)的因特網(wǎng)本身是非等時(shí)的。因此經(jīng)過(guò)因特網(wǎng)的分組變成了非恒定速率的分組。

tt因特網(wǎng)t模擬信號(hào)t采樣后的信號(hào)構(gòu)成分組恒定速率非恒定速率課件制作人：謝希仁因特網(wǎng)是非等時(shí)的模擬的多媒體信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字55接收端需設(shè)置適當(dāng)大小的緩存。當(dāng)緩存中的分組數(shù)達(dá)到一定的數(shù)量后再以恒定速率按順序把分組讀出進(jìn)行還原播放。緩存實(shí)際上就是一個(gè)先進(jìn)先出的隊(duì)列。圖中標(biāo)明的T叫做播放時(shí)延。在接收端設(shè)置緩存tT緩存（隊(duì)列）恒定速率t非恒定速率有可能發(fā)生分組丟失課件制作人：謝希仁接收端需設(shè)置適當(dāng)大小的緩存。當(dāng)緩存中的分組數(shù)達(dá)到一定的數(shù)量后56緩存使所有到達(dá)的分組都經(jīng)受了遲延。早到達(dá)的分組在緩存中停留的時(shí)間較長(zhǎng)，而晚到達(dá)的分組在緩存中停留的時(shí)間則較短。以非恒定速率到達(dá)的分組，經(jīng)過(guò)緩存后再以恒定速率讀出，就能夠在一定程度上消除了時(shí)延的抖動(dòng)。但我們付出的代價(jià)是增加了時(shí)延。緩存的影響課件制作人：謝希仁緩存使所有到達(dá)的分組都經(jīng)受了遲延。緩存的影響課件制作人：謝57分組發(fā)出1

2

3

4

5

6t到達(dá)分組數(shù)6543211

2

3

4

5

6t緩存時(shí)間緩存時(shí)間再推遲播放時(shí)間如果網(wǎng)絡(luò)無(wú)時(shí)延推遲播放分組遲到網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)時(shí)延分組1的時(shí)延分組到達(dá)1

2

34

5

6t實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)課件制作人：謝希仁分組12358需要解決的問(wèn)題在傳送時(shí)延敏感(delaysensitive)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，不僅傳輸時(shí)延不能太大，而且時(shí)延抖動(dòng)也必須受到限制。對(duì)于傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，很少量分組的丟失對(duì)播放效果的影響并不大（因?yàn)檫@是由人來(lái)進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)的），因而是可以容忍的。丟失容忍(losstolerant)也是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的另一個(gè)重要特點(diǎn)。課件制作人：謝希仁需要解決的問(wèn)題在傳送時(shí)延敏感(delaysensitiv59需要解決的問(wèn)題（續(xù)）由于分組的到達(dá)可能不按序，但將分組還原和播放時(shí)又應(yīng)當(dāng)是按序的。因此在發(fā)送多媒體分組時(shí)還應(yīng)當(dāng)給每一個(gè)分組加上序號(hào)。這表明還應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的協(xié)議支持才行。要使接收端能夠?qū)⒐?jié)目中本來(lái)就存在的正常的短時(shí)間停頓（如音樂(lè)中停頓幾拍）和因某些分組的較大遲延造成的“停頓”區(qū)分開(kāi)來(lái)。這就需要增加一個(gè)時(shí)間戳(timestamp)，以便告訴接收端應(yīng)當(dāng)在什么時(shí)間播放哪個(gè)分組。課件制作人：謝希仁需要解決的問(wèn)題（續(xù)）由于分組的到達(dá)可能不按序，但將分組還原和60必須改造現(xiàn)有的因特網(wǎng)大量使用光纜和高速路由器，網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)就可以足夠小，在因特網(wǎng)上傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)就不會(huì)有問(wèn)題。把因特網(wǎng)改造為能夠?qū)Χ说蕉说膸拰?shí)現(xiàn)預(yù)留(reservation)，把使用無(wú)連接協(xié)議的因特網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蜻B接的網(wǎng)絡(luò)。部分改動(dòng)因特網(wǎng)的協(xié)議棧所付出的代價(jià)較小，而這也能夠使多媒體信息在因特網(wǎng)上的傳輸質(zhì)量得到改進(jìn)。課件制作人：謝希仁必須改造現(xiàn)有的因特網(wǎng)大量使用光纜和高速路由器，網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延和61目前因特網(wǎng)提供的音頻/視頻服務(wù)大體上可分為三種類型流式(streaming)存儲(chǔ)音頻/視頻——邊下載邊播放。流式實(shí)況音頻/視頻——邊錄制邊發(fā)送。交互式音頻/視頻——實(shí)時(shí)交互式通信。課件制作人：謝希仁目前因特網(wǎng)提供的音頻/視頻服務(wù)大體上可分為三種類型流式(s62“邊下載邊播放”中的“下載”“邊下載邊播放”結(jié)束后，在用戶的硬盤(pán)上沒(méi)有留下有關(guān)播放內(nèi)容的任何痕跡。流媒體(streamingmedia)，即流式音頻/視頻。流媒體特點(diǎn)就是“邊下載邊播放”(streamingandplaying)。課件制作人：謝希仁“邊下載邊播放”中的“下載”“邊下載邊播放”結(jié)束后，在用戶638.2流式存儲(chǔ)音頻/視頻傳統(tǒng)的下載文件方法萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器客戶機(jī)服務(wù)器媒體播放器

GET:音頻/視頻文件

RESPONSE

音頻/視頻文件瀏覽器課件制作人：謝希仁8.2流式存儲(chǔ)音頻/視頻傳統(tǒng)的下載文件方法萬(wàn)維網(wǎng)客戶64傳統(tǒng)的瀏覽器從服務(wù)器

下載音頻/視頻文件用戶從客戶機(jī)(clientmachine)的瀏覽器上用HTTP協(xié)議向服務(wù)器請(qǐng)求下載某個(gè)音頻/視頻文件。服務(wù)器如有此文件就發(fā)送給瀏覽器。在響應(yīng)報(bào)文中就裝有用戶所要的音頻/視頻文件。整個(gè)下載過(guò)程可能會(huì)花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。當(dāng)瀏覽器完全收下這個(gè)文件后，就可以傳送給自己機(jī)器上的媒體播放器進(jìn)行解壓縮，然后播放。課件制作人：謝希仁傳統(tǒng)的瀏覽器從服務(wù)器

下載音頻/視頻文件用戶從客戶機(jī)(658.2.1具有元文件的萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器元文件就是一種非常小的文件，它描述或指明其他文件的一些重要信息。萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器客戶機(jī)服務(wù)器媒體播放器

元文件瀏覽器

GET:元文件

RESPONSEGET:音頻/視頻文件RESPONSE課件制作人：謝希仁8.2.1具有元文件的萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器元文件就是一種非常小66使用元文件下載音頻/視頻文件瀏覽器用戶使用HTTP的GET報(bào)文接入到萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器。這個(gè)超鏈指向一個(gè)元文件。這個(gè)元文件有實(shí)際的音頻/視頻文件的統(tǒng)一資源定位符URL。萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器把該元文件裝入HTTP響應(yīng)報(bào)文的主體，發(fā)回給瀏覽器?？蛻魴C(jī)瀏覽器調(diào)用相關(guān)的媒體播放器，把提取出的元文件傳送給媒體播放器。媒體播放器使用元文件中的URL，向萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器發(fā)送HTTP請(qǐng)求報(bào)文，要求下載音頻/視頻文件。萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器發(fā)送HTTP響應(yīng)報(bào)文，把該音頻/視頻文件發(fā)送給媒體播放器。媒體播放器邊下載邊解壓縮邊播放。課件制作人：謝希仁使用元文件下載音頻/視頻文件瀏覽器用戶使用HTTP678.2.2媒體服務(wù)器媒體服務(wù)器也稱為流式服務(wù)器(streamingserver)，它支持流式音頻和視頻的傳送。媒體播放器與媒體服務(wù)器的關(guān)系是客戶與服務(wù)器的關(guān)系。媒體播放器不是向萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器而是向媒體服務(wù)器請(qǐng)求音頻/視頻文件。媒體服務(wù)器和媒體播放器之間采用另外的協(xié)議進(jìn)行交互。課件制作人：謝希仁8.2.2媒體服務(wù)器媒體服務(wù)器也稱為流式服務(wù)器(str68使用媒體服務(wù)器萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器媒體播放器

元文件瀏覽器

GET:元文件

RESPONSEGET:音頻/視頻文件RESPONSE媒體服務(wù)器客戶機(jī)服務(wù)器課件制作人：謝希仁使用媒體服務(wù)器萬(wàn)維網(wǎng)媒體元文件瀏覽器GET:元文69采用媒體服務(wù)器

下載音頻/視頻文件的步驟~前三個(gè)步驟仍然和上一節(jié)的一樣，區(qū)別就是后面兩個(gè)步驟。媒體播放器使用元文件中的URL接入到媒體服務(wù)器，請(qǐng)求下載瀏覽器所請(qǐng)求的音頻/視頻文件。下載可以借助于使用UDP的任何協(xié)議，例如使用實(shí)時(shí)運(yùn)輸協(xié)議RTP。媒體服務(wù)器給出響應(yīng)，把該音頻/視頻文件發(fā)送給媒體播放器。媒體播放器在遲延了若干秒后，以流的形式邊下載邊解壓縮邊播放。課件制作人：謝希仁采用媒體服務(wù)器

下載音頻/視頻文件的步驟~前三個(gè)步驟708.2.3實(shí)時(shí)流式協(xié)議RTSP

(Real-TimeStreamingProtocol)

RTSP協(xié)議以客戶服務(wù)器方式工作，它是一個(gè)多媒體播放控制協(xié)議，用來(lái)使用戶在播放從因特網(wǎng)下載的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)能夠進(jìn)行控制，如：暫停/繼續(xù)、后退、前進(jìn)等。因此RTSP又稱為“因特網(wǎng)錄像機(jī)遙控協(xié)議”。要實(shí)現(xiàn)RTSP的控制功能，我們不僅要有協(xié)議，而且要有專門(mén)的媒體播放器(mediaplayer)和媒體服務(wù)器(mediaserver)。課件制作人：謝希仁8.2.3實(shí)時(shí)流式協(xié)議RTSP

(Real-TimeS71萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器客戶機(jī)服務(wù)器媒體播放器

元文件瀏覽器媒體服務(wù)器音頻/視頻流

GET:元文件

RESPONSESETUPRESPONSEPLAYRESPONSE

RESPONSE

TEARDOWN

課件制作人：謝希仁萬(wàn)維網(wǎng)客戶機(jī)服務(wù)器媒體元文件瀏覽器媒體音頻/視頻流G72使用RTSP的媒體服務(wù)器

的工作過(guò)程瀏覽器向萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器請(qǐng)求音頻/視頻文件。萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器從瀏覽器發(fā)送攜帶有元文件的響應(yīng)。瀏覽器把收到的元文件傳送給媒體播放器。RTSP客戶與媒體服務(wù)器的RTSP服務(wù)器建立連接。RTSP服務(wù)器發(fā)送響應(yīng)RESPONSE報(bào)文。RTSP客戶發(fā)送PLAY報(bào)文，開(kāi)始下載音頻/視頻文件。RTSP服務(wù)器發(fā)送響應(yīng)RESPONSE報(bào)文。RTSP客戶發(fā)送TEARDOWN報(bào)文斷開(kāi)連接。RTSP服務(wù)器發(fā)送響應(yīng)RESPONSE報(bào)文。課件制作人：謝希仁使用RTSP的媒體服務(wù)器

的工作過(guò)程瀏覽器向萬(wàn)維網(wǎng)738.3交互式音頻/視頻

8.3.1IP電話概述狹義的IP電話就是指在IP網(wǎng)絡(luò)上打電話。所謂“IP網(wǎng)絡(luò)”就是“使用IP協(xié)議的分組交換網(wǎng)”的簡(jiǎn)稱。廣義的IP電話則不僅僅是電話通信，而且還可以是在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行交互式多媒體實(shí)時(shí)通信（包括話音、視像等），甚至還包括即時(shí)傳信IM(InstantMessaging)。課件制作人：謝希仁8.3交互式音頻/視頻

8.3.1IP電話概述狹74IP電話網(wǎng)關(guān)的幾種連接方法分組交換電路交換電路交換

因特網(wǎng)PC到PC公用電話網(wǎng)IP

電話網(wǎng)關(guān)

因特網(wǎng)PC到固定電話機(jī)公用電話網(wǎng)IP

電話網(wǎng)關(guān)公用電話網(wǎng)IP

電話網(wǎng)關(guān)因特網(wǎng)固定電話機(jī)到固定電話機(jī)課件制作人：謝希仁IP電話網(wǎng)關(guān)的幾種連接方法分組交換電路交換電路交換75IP電話的通話質(zhì)量IP電話的通話質(zhì)量主要由兩個(gè)因素決定。一個(gè)是通話雙方端到端的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)，另一個(gè)是話音分組的丟失率。但這兩個(gè)因素是不確定的，是取決于當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)上的通信量。經(jīng)驗(yàn)證明，在電話交談中，端到端的時(shí)延不應(yīng)超過(guò)250ms，否則交談?wù)呔湍芨械讲蛔匀弧Ｕn件制作人：謝希仁IP電話的通話質(zhì)量IP電話的通話質(zhì)量主要由兩個(gè)因素決定。76IP電話的端到端時(shí)延(1)話音信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換要經(jīng)受時(shí)延。(2)話音比特流裝配成話音分組的時(shí)延。(3)話音分組的發(fā)送需要時(shí)間，此時(shí)間等于話音分組長(zhǎng)度與通信線路的數(shù)據(jù)率之比。(4)話音分組在因特網(wǎng)中的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延。(5)話音分組在接收端緩存中暫存所引起的時(shí)延。(6)話音分組還原成模擬話音信號(hào)的時(shí)延。(7)話音信號(hào)在通信線路上的傳播時(shí)延。(8)終端設(shè)備的硬件和操作系統(tǒng)產(chǎn)生的接入時(shí)延。課件制作人：謝希仁IP電話的端到端時(shí)延(1)話音信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換要經(jīng)受時(shí)77低速率話音編碼的標(biāo)準(zhǔn)(1)G.729——速率為8kb/s的共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)聲碼器CS-ACELP(Conjugate-StructureAlgebraic-Code-ExcitedLinearPrediction)。(2)G.723.1——速率為5.3/6.3kb/s的為多媒體通信用的低速率聲碼器。課件制作人：謝希仁低速率話音編碼的標(biāo)準(zhǔn)(1)G.729——速率為8kb78D播放時(shí)延有一個(gè)最佳值分組丟失率端到端時(shí)延20%10%5%100ms150ms400msABCN良好基本可用不好長(zhǎng)途電話質(zhì)量接收端播放時(shí)延增大課件制作人：謝希仁D播放時(shí)延有一個(gè)最佳值分組端到端時(shí)延20%10%579線速路由器提高路由器的轉(zhuǎn)發(fā)分組的速率對(duì)提高IP電話的質(zhì)量也是很重要的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)跨大西洋的IP電話一般要經(jīng)過(guò)2030個(gè)路由器。若能改用吉比特路由器（又稱為線速路由器），則每秒可轉(zhuǎn)發(fā)5百萬(wàn)至6千萬(wàn)個(gè)分組（即交換速率達(dá)60Gb/s左右）。這樣還可進(jìn)一步減少由網(wǎng)絡(luò)造成的時(shí)延。課件制作人：謝希仁線速路由器提高路由器的轉(zhuǎn)發(fā)分組的速率對(duì)提高IP電話的質(zhì)80關(guān)于SkypeSkype采用了P2P和全球索引技術(shù)提供快速路由選擇機(jī)制，管理成本大大降低。由于用戶路由信息分布式存儲(chǔ)于因特網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)中，因此呼叫連接完成得很快。Skype采用了端對(duì)端加密方式，保證信息的安全性。Skype使用P2P的技術(shù)，用戶數(shù)據(jù)主要存儲(chǔ)在P2P網(wǎng)絡(luò)中，因此必須保證存儲(chǔ)在公共網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)是可靠的和沒(méi)有被篡改的。Skype對(duì)公共目錄中存儲(chǔ)的和用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)都采用了數(shù)字簽名，保證了數(shù)據(jù)無(wú)法被篡改。Skype的問(wèn)世給全球信息技術(shù)和通信產(chǎn)業(yè)帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響，也給每一位網(wǎng)絡(luò)使用者帶來(lái)生活方式的改變。課件制作人：謝希仁關(guān)于SkypeSkype采用了P2P和全球索引技術(shù)提818.3.2IP電話所需要的幾種應(yīng)用協(xié)議TCPUDP信令服務(wù)質(zhì)量IPv4/IPv6RTSPRTCPRSVPH.323SIPRTP應(yīng)用層協(xié)議音頻/視頻SDP底層網(wǎng)絡(luò)課件制作人：謝希仁8.3.2IP電話所需要的幾種應(yīng)用協(xié)議TCPUDP信令821.實(shí)時(shí)運(yùn)輸協(xié)議RTP

(Real-timeTransportProtocol)

RTP為實(shí)時(shí)應(yīng)用提供端到端的運(yùn)輸，但不提供任何服務(wù)質(zhì)量的保證。多媒體數(shù)據(jù)塊經(jīng)壓縮編碼處理后，先送給RTP封裝成為RTP分組，再裝入運(yùn)輸層的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)，然后再交給IP層。RTP是一個(gè)協(xié)議框架，只包含了實(shí)時(shí)應(yīng)用的一些共同的功能。RTP自己并不對(duì)多媒體數(shù)據(jù)塊做任何處理，而只是向應(yīng)用層提供一些附加的信息，讓?xiě)?yīng)用層知道應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行處理。課件制作人：謝希仁1.實(shí)時(shí)運(yùn)輸協(xié)議RTP

(Real-timeTra83RTP的層次從應(yīng)用開(kāi)發(fā)者的角度看，RTP應(yīng)當(dāng)是應(yīng)用層的一部分。在應(yīng)用的發(fā)送端，開(kāi)發(fā)者必須編寫(xiě)用RTP封裝分組的程序代碼，然后把RTP分組交給UDP插口接口。在接收端，RTP分組通過(guò)UDP插口接口進(jìn)入應(yīng)用層后，還要利用開(kāi)發(fā)者編寫(xiě)的程序代碼從RTP分組中把應(yīng)用數(shù)據(jù)塊提取出來(lái)。課件制作人：謝希仁RTP的層次從應(yīng)用開(kāi)發(fā)者的角度看，RTP應(yīng)當(dāng)是應(yīng)用層的84RTP也可看成是

運(yùn)輸層的一個(gè)子層RTP封裝了多媒體應(yīng)用的數(shù)據(jù)塊。由于RTP向多媒體應(yīng)用程序提供了服務(wù)（如時(shí)間戳和序號(hào)），因此也可以將RTP看成是在UDP之上的一個(gè)運(yùn)輸層的子層。運(yùn)輸層應(yīng)用層IP數(shù)據(jù)鏈路層物理層RTPUDP課件制作人：謝希仁RTP也可看成是

運(yùn)輸層的一個(gè)子層RTP封裝了多媒體應(yīng)85RTP分組封裝到UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)中發(fā)送RTP分組UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)IP數(shù)據(jù)報(bào)IP首部UDP首部RTP首部RTP數(shù)據(jù)部分（應(yīng)用層數(shù)據(jù)）課件制作人：謝希仁RTP分組封裝到UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)中發(fā)送RTP分組UD862.實(shí)時(shí)運(yùn)輸控制協(xié)議RTCP(RTPControlProtocol)

RTCP是與RTP配合使用的協(xié)議。RTCP協(xié)議的主要功能是：服務(wù)質(zhì)量的監(jiān)視與反饋、媒體間的同步，以及多播組中成員的標(biāo)識(shí)。RTCP分組也使用UDP傳送，但RTCP并不對(duì)聲音或視像分組進(jìn)行封裝?？蓪⒍鄠€(gè)RTCP分組封裝在一個(gè)UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)中。RTCP分組周期性地在網(wǎng)上傳送，它帶有發(fā)送端和接收端對(duì)服務(wù)質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)信息報(bào)告。課件制作人：謝希仁2.實(shí)時(shí)運(yùn)輸控制協(xié)議RTCP(RTPControl873.H.323H.323是ITU-T于1996年制訂的一個(gè)名稱很長(zhǎng)的建議書(shū)，1998年的第二個(gè)版本改用的名稱是“基于分組的多媒體通信系統(tǒng)”。H.323包括系統(tǒng)和構(gòu)件的描述，呼叫模型的描述，呼叫信令過(guò)程，控制報(bào)文，復(fù)用，話音編解碼器，視像編解碼器，以及數(shù)據(jù)協(xié)議等，但不保證服務(wù)質(zhì)量QoS。課件制作人：謝希仁3.H.323H.323是ITU-T于199688H.323終端使用H.323協(xié)議

進(jìn)行多媒體通信分組交換網(wǎng)（例如，因特網(wǎng)）H.323H.323終端H.323終端

課件制作人：謝希仁H.323終