第 8 章 互联网上的音频/视频服务

一、概述

1 多媒体信息的特点
多媒体信息（包括声音和图像信息）最主要的两个特点如下：
（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。

2 音频/视频服务的分类
目前互联网提供的音频/视频服务大体上可分为三种类型：
（1）流式存储音频/视频：能边下载边播放；
（2）流式实况音频/视频：发送方边录制音频/视频节目边发送，接收时也能够连续播 放；
（3）交互式音频/视频：用户使用互联网和其他人进行实时交互式通信。

二、流式存储音频/视频

1 具有元文件的万维网服务器
在万维网服务器中，除了真正的音频/视频文件外，还增加一个元文件以提高流式存储 音频/视频的下载效率。

2 媒体服务器
为了更好地提供播放流式音频/视频文件的服务，可以使用两个分开的服务器，即一个 普通的万维网服务器和一个媒体播放器。
媒体服务器又称流式服务器，媒体服务器与普通的万维网服务器的最大区别就是：媒 体服务器是专门为播放流式音频/视频文件而设计的。

3 实时流式协议 RTSP
实时流式协议 RTSP 又称为带外协议，它以客户/服务器方式工作，其本身并不传送数 据，而仅仅是使媒体播放器能够控制多媒体流的传送。
图 8-1 表示使用RTSP 的媒体服务器的工作过程。

图 8-1 使用RTSP 的媒体服务器的工作过程

三、交互式音频/视频

1 IP 电话概述
（1）IP 电话的定义
狭义的 IP 电话就是指在 IP 网络上打电话，广义的 IP 电话则不仅仅是电话通信，而且 还可以是 IP 网络上进行的交互式多媒体实时通信（包括话音、视像等），甚至还包括 即时传信 IM。
（2）IP 电话网关
IP 电话网关是公用电话网与 IP 网络的接口设备，它的作用是： ①在电话呼叫阶段和呼叫释放阶段进行电话信令的转换；
②在通话期间进行话音编码的转换。
（3）IP 电话的通话质量
IP 电话的通话质量主要由通话双方端到端的时延和时延抖动、话音分组的丢失率决定。

2 IP 电话所需要的几种应用协议
在 IP 电话的通信中，至少需要两种应用协议：
（1）信令协议：使我们在互联网上能找到被叫用户；
（2）话音分组的传送协议：使用于电话通信的话音数据能够以时延敏感属性在互联网 中传送。

3 实时运输协议 RTP
实时运输协议 RTP 为实时应用提供端到端的的运输，但不提供任何服务质量的保证。

4 实时运输控制协议 RTCP
实时运输控制协议 RTCP 的主要功能是：服务质量的监视与反馈、媒体间的同步（如 某一个 RTP 发送的声音和图像的配合），以及多播组中成员的标志。

5 H.323
H.323 是互联网的端系统之间进行实时声音和视频会议的标准；它不是一个单独的协 议而是一组协议。

6 会话发起协议 SIP
由于 H.323 太过复杂而不便于发展基于 IP 的新业务，所以需要一套简单的标准；会话 发起协议 SIP 也就成为了互联网的建议标准；SIP 使用文本方式的客户/服务器协议，
包含两种构件（用户代理和网络服务器）。

四、改进“尽最大努力交付”的服务

1 使互联网提供服务质量
服务质量 QoS 是服务性能的总效果，它决定了一个用户对服务的满意程度；互联网应 当设法增加一些机制（分组的分类、管制、调度以及呼叫接纳）来提供一定的服务质 量。

2 调度和管制机制
（1）调度机制
“调度”就是指排队的规则，常见有以下几种策略：
①先进先出 FIFO；
②简单地按优先级排队；
③公平排队；
④加权公平排队 WFQ。
（2）管制机制
对一个数据流，可根据以下三个方面进行管制：
①平均速率：一定时间间隔内通过的分组数；
②峰值速率：峰值速率限制了数据流在非常短的时间间隔内的流量；
③突发长度：非常短的时间间隔内连续注入到网络中的分组数。

3 综合服务 IntServ 与资源预留协议 RSVP
（1）综合服务 IntServ
IntServ 可对单个的应用会话提供服务质量的保证，它定义了两类服务：
①有保证的服务：保证一个分组在通过路由器时的排队时延有一个严格的上限；
②负载受控的服务：可以使应用程序得到比通常的“尽最大努力”更加可靠的服务。
IntServ 共有以下四个组成部分：
①资源预留协议 RSVP：它是 IntServ 的信令协议；
②接纳控制：决定是否同意对某一资源的请求；
③分类器：把进入路由器的分组进行分类，并根据分类的结果把不同类别的分组放入 特定的队列；
④调度器：根据服务质量要求决定分组发送的前后顺序。
（2）资源预留协议 RSVP
一个会话声明它所需的服务质量后，路由器能够确认是否有足够的资源来满足该会话 的要求；而 RSVP 协议使得应用能将自己的 QoS 要求通过信令通知给网络，网络可以 对此应用预留相应的资源，它在进行资源预留时采用了多播树的方式。

4 区分服务 DiffServ
由于综合服务 IntServ 和资源预留协议 RSVP 较为复杂，很难在大规模的网络中实现， 为此提出区分服务的策略，区分服务 DiffServ 的要点如下：
（1）DiffServ 力图不改变网络的基础结构，但在路由器中增加区分服务的功能；
（2）网络被划分为许多个 DS 域；
（3）边界路由器中的功能较多，可分为分类器和通信量调节器两大部分；
（4）DiffServ 提供了一种聚合功能。