中国科学技术大学：《计算机网络 Computer Networks》课程教学资源（课件讲稿，第7版）第8章 因特网上的音频视频服务

中国钟学我术大学 University of Science and Technology of China 计算机网络（第7版） (011S1901) 第8章因特网上的音频/视频服务 中国科学技术大学曾凡平

计算机网络（第 7 版） (011S1901) 第8章 因特网上的音频/视频服务 中国科学技术大学 曾凡平

主要内容 8.1概述 8.2流式存储音频/视频 8.2.1具有元文件的万维网服务器 8.2.2煤体服务器 8.2.3实时流式协议RTSP 8.3交互式音频/视频 8.3.1IP电话概述 8.3.2P电话所需要的几种应用协议 8.3.3实时运输协议RTP 8.3.4实时运输控制协议RTCP 8.3.5H.323 8.3.6会话发起协议SIP 8.音频视频服务 2

主要内容 8.1 概述 8.2 流式存储音频/视频 8.2.1 具有元文件的万维网服务器 8.2.2 媒体服务器 8.2.3 实时流式协议 RTSP 8.3 交互式音频/视频 8.3.1 IP 电话概述 8.3.2 IP 电话所需要的几种应用协议 8.3.3 实时运输协议 RTP 8.3.4 实时运输控制协议 RTCP 8.3.5 H.323 8.3.6 会话发起协议 SIP 8.音频视频服务 2

主要内容 8.4改进“尽最大努力交付”的服务 8.4.1使因特网提供服务质量 8.4.2调度和管制机制 8.4.3综合服务IntServ和资源预留协议RSVP 8.4.4区分服务DiffServ 8.音频视频服务 3

主要内容 8.4 改进“尽最大努力交付”的服务 8.4.1 使因特网提供服务质量 8.4.2 调度和管制机制 8.4.3 综合服务 IntServ 和资源预留协议 RSVP 8.4.4 区分服务 DiffServ 8.音频视频服务 3

8.1概述 ·计算机网络最初是为传送数据信息设计的。因特 网P层提供的“尽最大努力交付”服务，以及 “每一个分组独立交付”的策略，对传送数据信 息是很合适的。因特网使用的TCP协议可以很好 地解决网络不能提供可靠交付这一问题。 ·然而，目前网络最广泛的应用是多媒体（音频/视频 应用，该应用直接面向人，实时性比可靠交付更 重要。为此必须设计新的协议或新的网络体系结 构。 8.音频视频服务 4

8.1 概述 • 计算机网络最初是为传送数据信息设计的。因特 网 IP 层提供的“尽最大努力交付”服务，以及 “每一个分组独立交付”的策略，对传送数据信 息是很合适的。因特网使用的 TCP 协议可以很好 地解决网络不能提供可靠交付这一问题。 • 然而，目前网络最广泛的应用是多媒体(音频/视频) 应用，该应用直接面向人，实时性比可靠交付更 重要。为此必须设计新的协议或新的网络体系结 构。 8.音频视频服务 4

多媒体信息的特点 多媒体信息（包括声音和图像信息）与不包括声 音和图像的数据信息有很大的区别。 1.多媒体信息的信息量往往很大。 2.在传输多媒体数据时，对时延和时延抖动均有较 高的要求。 3.多媒体数据往往是实时数据(real time data),它 的含义是：在发送实时数据的同时，在接收端边 接收、边播放。 8.音频视频服务 5

多媒体信息的特点 • 多媒体信息（包括声音和图像信息）与不包括声 音和图像的数据信息有很大的区别。 1. 多媒体信息的信息量往往很大。 2. 在传输多媒体数据时，对时延和时延抖动均有较 高的要求。 3. 多媒体数据往往是实时数据 (real time data)，它 的含义是：在发送实时数据的同时，在接收端边 接收、边播放。 8.音频视频服务 5

互联网是非等时的 模拟的多媒体信号经过采样和模数转换变为数字 信号，再组装成分组。这些分组的发送速率是恒 定的（等时的） ·传统的互联网本身是非等时的。因此经过互联网 的分组变成了非恒定速率的分组。 模拟信号 采样后的信号 构成分组 a→lllL一t之 互联网 恒定速率 非恒定速率 8.音频视频服务 6

互联网是非等时的 • 模拟的多媒体信号经过采样和模数转换变为数字 信号，再组装成分组。这些分组的发送速率是恒 定的（等时的）。 • 传统的互联网本身是非等时的。因此经过互联网 的分组变成了非恒定速率的分组。 t t 互联网 t 模拟信号 t 采样后的信号 构成分组 恒定速率 非恒定速率 8.音频视频服务 6

在接收端设置缓存 。 要解决非等时问题，接收端需设置适当大小的缓 存。当缓存中的分组数达到一定的数量后再以恒 定速率按顺序把分组读出进行还原播放。 。 缓存实际上就是一个先进先出的队列。图中标明 的T叫做播放时延。 有可能发生 缓存（队列） 分组丢失 →L■L 非恒定速率 恒定速率 8.音频视频服务 7

在接收端设置缓存 • 要解决非等时问题，接收端需设置适当大小的缓 存。当缓存中的分组数达到一定的数量后再以恒 定速率按顺序把分组读出进行还原播放。 • 缓存实际上就是一个先进先出的队列。图中标明 的 T 叫做播放时延。 t T 缓存（队列） 恒定速率 t 非恒定速率 有可能发生 分组丢失 8.音频视频服务 7

缓存的影响 ·缓存使所有到达的分组都经受了迟延 。 早到达的分组在缓存中停留的时间较长，而晚到 达的分组在缓存中停留的时间则较短。 。 以非恒定速率到达的分组，经过缓存后再以恒定 速率读出，就能够在一定程度上消除了时延的抖 动。但我们付出的代价是增加了时延。 。} 时延抖动(jitter):时延的变化。抖动必须被播放 器掩盖，否则播放出来的音频听起来令人难以理 解，播放出来的视频则会看上去很生涩或呆滞。 8.音频视频服务 8

缓存的影响 • 缓存使所有到达的分组都经受了迟延。 • 早到达的分组在缓存中停留的时间较长，而晚到 达的分组在缓存中停留的时间则较短。 • 以非恒定速率到达的分组，经过缓存后再以恒定 速率读出，就能够在一定程度上消除了时延的抖 动。但我们付出的代价是增加了时延。 • 时延抖动(jitter)：时延的变化。抖动必须被播放 器掩盖，否则播放出来的音频听起来令人难以理 解，播放出来的视频则会看上去很生涩或呆滞。 8.音频视频服务 8

分组 发出 123 4 5 6 到达分组数 O推迟播放 6 5 分组迟到 如果网络无时延 网络出现时延 ②再推迟播放时间 缓存时间 分组1的时延 缓存时间 2 3 4 5 6 实际的网络 分组 到达 t 23 456 8.音频视频服务 9

分组 发出 1 2 3 4 5 6 t 到达分组数 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 t 缓存时间 缓存时间 再推迟播放时间 如果网络无时延 推迟播放 分组迟到 网络出现时延 分组 1 的时延 分组 到达 1 2 3 4 5 6 t 实际的网络 8.音频视频服务 9

需要解决的问题 ·在传送时延敏感 (delay sensitive)的实时数据时， 不仅传输时延不能太大，而且时延抖动也必须受 到限制。 ·对于传送实时数据，很少量分组的丢失对播放效 果的影响并不大（因为这是由人来进行主观评价 的)，因而是可以容忍的。 丢失容忍((loss tolerant)也是实时数据的另一个重 要特点。 8.音频视频服务 10

需要解决的问题 • 在传送时延敏感 (delay sensitive) 的实时数据时， 不仅传输时延不能太大，而且时延抖动也必须受 到限制。 • 对于传送实时数据，很少量分组的丢失对播放效 果的影响并不大（因为这是由人来进行主观评价 的），因而是可以容忍的。 • 丢失容忍 (loss tolerant) 也是实时数据的另一个重 要特点。 8.音频视频服务 10