第六次课：多媒体网络(2)

高等计算机网络多媒体网络（2）计算机科学与技术学院网络工程教研室袁卫华第六次课二、流式存储音频和视频计算机科学与技术学院网络工程教研室主要内容一、复习三、充分的尽力而为的服务四、小结和作业4、简述多媒体网络应用的基本特征。3、简述GSM切换的过程。2、简述蜂窝网中对移动用户呼叫选路的过程。计算机科学与技术学院网络工程教研室问题1、简述移动IP标准的三个组成部分。一、复习5、多媒体网络应用分成哪几类？各有什么特征？6、当今因特网上多媒体应用面临的主要障碍是什么？7、音频视频为什么要经过压缩？8、简述PCM的基本过程和MP3的基本特征。计算机科学与技术学院网络工程教研室0.内容概要二、流式存储音频和视频1）网络中的音视频应用已经越来越流行2）通过Web服务器访问音频视频3）通过流式服务器访问音频视频4）实时流协议RTSP计算机科学与技术学院网络工程教研室1.网络中的音视频应用已经越来越流行二、流式存储音频和视频1）音视频成为网络带宽消耗大户的原因存储设备的价格不断下降链路带宽不断扩大存在对点播高质量视频的被压抑已久的巨大需求计算机科学与技术学院网络工程教研室1.网络中的音视频应用已经越来越流行二、流式存储音频和视频2）用户获取存储在服务器上的音频视频数据的途径媒体数据被压缩后保存在服务器上，用户根据自己的需要向发送服务器请求。Socket服务器通过一个Socket套接字发送音频视频文件给客户机RTP进行封装音频视频媒体文件用RTP协议进行封装，通过HTTP协议来传送流式多媒体RTSP提供交互控制通过RTSP实现暂停/继续、播放重定位、快进、快退等。计算机科学与技术学院网络工程教研室1.网络中的音视频应用已经越来越流行二、流式存储音频和视频3）媒体播放器如微软的Windows媒体播放器或Flash播放器，其主要功能如下：消除时延抖动接收方把接收的分组缓存一小段时间来消除时延抖动解压缩媒体播放器在播放时对音频视频进行动态解压缩差错纠正提供交互控制的图形界面计算机科学与技术学院网络工程教研室2.通过Web服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频1）最原始的方法音频视频数据以文件形式存储在Web服务器上：浏览器发送HTTP请求消息服务器发送包含所请求文件的HTTP响应消息content-type描述编码方式浏览器启动播放器播放器解码并播放计算机科学与技术学院网络工程教研室2.通过Web服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频1）最原始的方法缺点播放器必须通过Web浏览器与服务器交互。文件下载完成后才能播放，延迟大。播放器和Web服务器直接连接可以吗？计算机科学与技术学院网络工程教研室2.通过Web服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频2）播放器和Web服务器直接连接Web浏览器媒体播放器元文件Web服务器对元文件的HTTP请求/响应浏览器点击网页上的媒体数据超链接该链接并不指向媒体文件，而是指向一个包含媒体文件URL及类型(content-type)等的元文件(metafile)客户机浏览器分析响应报文的内容类型首部行，调用相应的媒体播放器，并将整个元文件传递给媒体播放器。计算机科学与技术学院网络工程教研室2.通过Web服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频2）播放器和Web服务器直接连接Web浏览器媒体播放器元文件Web服务器对元文件的HTTP请求/响应使用HTTP请求并发送的多媒体文件媒体播放器使用元文件中的URL直接和Web服务器建立TCP连接，并发送请求音频视频文件的HTTP报文。Web服务器通过HTTP响应报文将音频视频文件发送给媒体播放器。媒体播放器在接收文件几秒到几十秒后开始播放媒体文件。计算机科学与技术学院网络工程教研室2.通过Web服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频2）播放器和Web服务器直接连接Web浏览器媒体播放器元文件Web服务器对元文件的HTTP请求/响应使用HTTP请求并发送的多媒体文件问题讨论1这种方式存在什么问题？媒体播放器和Web服务器之间只能使用HTTP服务，而HTTP运行在TCP之上。网络拥塞的时候，TCP重传丢失的报文段，会使正在播放的音频视频出现暂停。是否考虑用UDP传送多媒体数据？计算机科学与技术学院网络工程教研室2.通过Web服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频2）播放器和Web服务器直接连接Web浏览器媒体播放器元文件Web服务器对元文件的HTTP请求/响应使用HTTP请求并发送的多媒体文件问题讨论2播放器如何与服务器进行交互？使用HTTP与服务器通信时,通常不易实现暂停,快进,倒退等功能。计算机科学与技术学院网络工程教研室3.通过流式服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频1）基本访问过程Web浏览器媒体播放器展现描述文件Web服务器流式服务器对展现描述文件的HTTP请求和响应请求并发送的多媒体文件客户浏览器向Web服务器发送媒体文件的请求，得到媒体文件的一个展现描述文件Web浏览器根据展现描述文件调用相应的媒体播放器，并将展现描述文件发送给媒体播放器媒体播放器和流式服务器通过自己的协议进行交互计算机科学与技术学院网络工程教研室3.通过流式服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频2）TCPorUDP？Web浏览器媒体播放器展现描述文件Web服务器流式服务器对展现描述文件的HTTP请求和响应请求并发送的多媒体文件流式服务器通过流式服务器，音频视频能经过HTTP/TCP发送使用比HTTP更适合音频视频的应用层协议来传送音频视频如可以在UDP上发送，如实时运输协议RTP/UDP发送音频视频文件计算机科学与技术学院网络工程教研室3.通过流式服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频3）从流式服务器向媒体播放器交付音频视频的方式均匀的分组比特传输time不同的网络时延客户端接收到的音频分组客户端均匀的音频播放客户端的播放延迟缓存的视频客户端的缓存及播放延迟，可以一定程度缓解时延抖动问题计算机科学与技术学院网络工程教研室3.通过流式服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频3）从流式服务器向媒体播放器交付音频视频的方式客户机缓冲区预取的视频数据填充速率=x(t)排空速率=d来自网络解压缩并播放客户端的缓存及播放延迟，可以一定程度缓解时延抖动问题计算机科学与技术学院网络工程教研室3.通过流式服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频3）从流式服务器向媒体播放器交付音频视频的方式通过UDP方式音频视频通过UDP以等于接收方排空速率的恒定速率发送，客户机一旦从网络上接收到压缩的音频视频，就解压缩并播放之。发送速率=排空速率：音频视频的编码速率音频视频通过UDP以等于接收方排空速率的恒定速率发送，为了消除时延抖动，将从网络上接收到的压缩媒体文件延迟2-5秒后再播放。计算机科学与技术学院网络工程教研室3.通过流式服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频3）从流式服务器向媒体播放器交付音频视频的方式通过UDP方式音频视频通过UDP以等于接收方排空速率的恒定速率发送，客户机一旦从网络上接收到压缩的音频视频，就解压缩并播放之。排空速率d：音频视频的编码速率音频视频通过UDP以等于接收方排空速率的恒定速率发送，为了消除时延抖动，将从网络上接收到的压缩媒体文件存放在客户端缓冲区中，延迟2-5秒后再播放。客户端缓存的填充速率x(t)=发送速率*(1-丢包率)计算机科学与技术学院网络工程教研室3.通过流式服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频3）从流式服务器向媒体播放器交付音频视频的方式通过TCP方式通过TCP发送媒体。服务器以允许的最大速率发送数据填充速率x(t)随网络的拥塞状况而波动丢包后，很长时间内x(t)d，可能暂时清空客户端缓冲区并在客户端引起暂停。x(t)的大小依赖于客户端缓冲区的大小从网络上接收到的压缩媒体文件存放在客户端缓冲区中，延迟2-5秒后再播放HTTP/TCP更容易穿透防火墙计算机科学与技术学院网络工程教研室3.通过流式服务器访问音频视频二、流式存储音频和视频3）从流式服务器向媒体播放器交付音频视频的方式问题：当客户端接收数据速率不同的时候，应如何处理？1.5Mbps编码28.8Kbps编码服务器端存储同一个音频视频文件不同比特率的多个版本，根据接收端的数据速率向它们传输不同的版本。计算机科学与技术学院网络工程教研室4.实时流协议RTSP二、流式存储音频和视频1）用户希望能够控制多媒体信息的播放HTTPHTTP所服务的媒体已经定型:HTML,images,applets,etc.HTTP的设计没有考虑流媒体的控制音频视频的传输以及播放控制RTSP(Real-TimeStreamingProtocol)客户端-服务器应用层协议，用于在媒体播放器和服务器之间交换控制信息.可为用户提供播放控制:快退,快进,暂停/继续,播放重定位计算机科学与技术学院网络工程教研室4.实时流协议RTSP二、流式存储音频和视频2）RTSP没有实现的功能没有定义媒体信息的压缩方案没有定义多媒体数据的封装方式可采用RTP或私有协议进行封装RealNetworks服务器和播放器利用RTSP交换控制信息媒体本身是采用RTP进行传输，采用私有数据报格式。没有限制流媒体的传递方式可以用UDP，也可以用TCP没有播放器如何对音频视频数据进行缓存计算机科学与技术学院网络工程教研室4.实时流协议RTSP二、流式存储音频和视频3）RTSP的功能允许播放器控制流媒体的传输控制动作包括快退,快进,暂停/继续,播放重定位RTSP是一个带外协议RTSP控制报文使用的端口号与媒体流使用的不同使用端口544，RTSP报文可以用UDP，也可以用TCP发送播放器如何对audio/video数据进行缓存计算机科学与技术学院网络工程教研室4.实时流协议RTSP二、流式存储音频和视频4）RTSP的启动和控制传递Web浏览器媒体播放器Web服务器媒体服务器HTTPGET展现描述文件建立播放媒体流暂停拆除Web浏览器向Web服务器请求一个展现描述文件展现描述文件中包括展现描述文件中包含指向几个连续媒体文件的引用（以URL方法的rtsp://开始）这些连续媒体文件的同步指示计算机科学与技术学院网络工程教研室4.实时流协议RTSP二、流式存储音频和视频4）RTSP的启动和控制传递展现描述文件中的样式：titleTwister/titlesessiongrouplanguage=enlipsyncswitchtracktype=audioe=PCMU/8000/1src=rtsp://audio.example.com/twister/audio.en/lofitracktype=audioe=DVI4/16000/2pt=90DVI4/8000/1src=rtsp://audio.example.com/twister/audio.en/hifi/switchtracktype=video/jpegsrc=rtsp://video.example.com/twister/video/group/session音频和视频按片同步，并行播放低保真度的音频高保真度的音频视频计算机科学与技术学院网络工程教研室4.实时流协议RTSP二、流式存储音频和视频4）RTSP的启动和控制传递Web浏览器媒体播放器Web服务器媒体服务器HTTPGET展现描述文件建立播放媒体流暂停拆除浏览器展现描述文件内容类型字段调用相应的媒体播放器。媒体播放器和媒体服务器互相发送一系列RTSP报文。计算机科学与技术学院网络工程教研室4.实时流协议RTSP二、流式存储音频和视频4）RTSP的启动和控制传递Web浏览器媒体播放器Web服务器媒体服务器HTTPGET展现描述文件建立播放媒体流暂停拆除播放器发送RTSPSETUP请求;服务器发送RTSPSETUP