IP網(wǎng)多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽梅治?/h1>
2013-12-31 00:00:00孔海彬王子力
中國新通信 2013年22期
【摘要】 隨著高新技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，基于IP網(wǎng)的多媒體系統(tǒng)的應用越來越受到社會的關注，尤其是隨著遠程教學系統(tǒng)、遠程醫(yī)療系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)等多媒體系統(tǒng)的普及，基于IP網(wǎng)的多媒體系統(tǒng)已成為人們工作及生活必不可少的部分。
【關鍵詞】 UDP/IP協(xié)議 RTP/RTCP協(xié)議 傳輸方式
一、UDP/IP協(xié)議與RTP/RTCP協(xié)議
1、UDP/IP協(xié)議。Internet網(wǎng)絡對實現(xiàn)不同地域間計算機的相互通訊及基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁Y源共享意義重大。Internet網(wǎng)絡所用的協(xié)議較多，但使用最頻繁的協(xié)議是UDP/IP協(xié)議。OSI七層網(wǎng)絡標準認為IP層是網(wǎng)絡層，UDP與TCP是傳輸層的協(xié)議，其中UDP面向無連接，主要完成數(shù)據(jù)報服務；TCP面向連接，主要完成可靠流服務。（1）UDP屬最基本的傳輸協(xié)議，其不具備任何可靠性措施，但其效率相當高。實踐表明，UDP為面向交易型的傳輸協(xié)議，其中單次交易僅包含來回2次報文交換，由此免除連接的建立與撤銷所產(chǎn)生的費用。（2）TCP主要完成可靠性服務，如采用滑動窗口機制及確認與超時重傳機制等，其通常被應用到擁塞處理與流量控制等領域，但運行TCP協(xié)議必然加重網(wǎng)絡開銷，因此傳輸實時性數(shù)據(jù)或突然性的大量數(shù)據(jù)不宜采用TCP協(xié)議（如音頻流或視頻流等）。
2、RTP/RTCP協(xié)議。由前文可知，UDP協(xié)議具有不可靠性，那么基于UDP的應用程序必須自主解決可靠性問題（如報文重復、丟失、失序等）。連續(xù)傳輸媒體數(shù)據(jù)階段，數(shù)據(jù)接收方與傳輸方皆應具備處理數(shù)據(jù)丟失或延遲等問題的能力，因此RTP/RTCP協(xié)議的提出具有必然性。（1）RTP主要傳輸端到端或?qū)崟r特征的數(shù)據(jù)，其中包括裝載數(shù)據(jù)的序列計數(shù)、標識符、傳送監(jiān)視、時戳等。RTP報文結構的時戳字段主要記錄數(shù)據(jù)包的采樣時刻；序號字段主要記錄數(shù)據(jù)包的序號。所以，對音頻視頻數(shù)據(jù)用RTP協(xié)議進行封裝可實現(xiàn)對丟失數(shù)據(jù)的準確解碼。（2）RTCP是RTP的控制協(xié)議，其主要完成對數(shù)據(jù)接收雙方傳遞信息及網(wǎng)絡服務質(zhì)量的監(jiān)視。RTCP的報文格式包括RR與SR，其中RR由數(shù)據(jù)的接受者使用；SR由數(shù)據(jù)的傳輸者使用。RTCP的通信具有周期性，同時能向數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量提供反饋信息。
二、基于IP網(wǎng)的多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?/p>
研究證實，盡管不同的多媒體系統(tǒng)執(zhí)行者不同的協(xié)議，但其皆具有相同的原理。
1、Windows操作系統(tǒng)?？紤]到用UDP協(xié)議對數(shù)據(jù)流進行傳輸，必須采用WinSock（TCP/IP應用接口的標準）無連接的數(shù)據(jù)報方式，即把數(shù)據(jù)直接發(fā)送到IP層進行打包，注意上一層數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)必須交下一層子網(wǎng)的最大IP包小。若數(shù)據(jù)的傳輸采用廣播方式，那么各數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)應≤512字節(jié)，因此應對RTP/RTCP包的字節(jié)數(shù)進行限制。總體而言，發(fā)送端對數(shù)據(jù)包進行分組封裝與發(fā)送，接收方再對接收到的數(shù)據(jù)包進行相仿的封裝重組處理，由此確保發(fā)送端與接收端的數(shù)據(jù)格式相同。WINDOW/NT操作系統(tǒng)內(nèi)基于以太網(wǎng)的多媒體數(shù)據(jù)流的傳輸方式包括點對點的單播、點對多點的廣播與組播三種。
2、單播傳輸方式。若WinSock的數(shù)據(jù)報套接字要實現(xiàn)UDP傳輸，必須嚴格執(zhí)行如下操作步驟：（1）借助函數(shù)socket（）創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)報套接字；（2）傳輸前把數(shù)據(jù)報套接字與本地主機端口及IP地址捆綁到一起；（3）用函數(shù)sendto（）發(fā)送數(shù)據(jù)；（4）用函數(shù)recvfrom（）接收數(shù)據(jù)，注意函數(shù)recvfrom（）與sendto（）的語法大致相同。
3、廣播傳輸方式。遠程醫(yī)療系統(tǒng)及遠程監(jiān)控系統(tǒng)等多媒體系統(tǒng)的應用通常要求對多媒體數(shù)據(jù)實施點對多點的傳輸方式。若發(fā)送者以點對點的單播傳輸方式分別向接受者世界發(fā)送數(shù)據(jù)，其勢必大幅度增大網(wǎng)絡的帶寬資源開銷，尤其是同一網(wǎng)段分布著多個接受者的情況，網(wǎng)絡帶寬資源的浪費量更大。由此可見，采用點對多點的廣播或組播方式對此情況數(shù)據(jù)的傳輸非常必要。目前多數(shù)通信子網(wǎng)皆具備廣播或組播的服務能力（如令牌環(huán)網(wǎng)、以太網(wǎng)等）。廣播傳輸方式的實現(xiàn)步驟具體如下：（1）借助函數(shù)setsockopt（）創(chuàng)建一個廣播套接字；（2）數(shù)據(jù)發(fā)送時，發(fā)送地址應指定到廣播地址；（3）數(shù)據(jù)接收方法與單播相同。
4、組播傳輸方式。組播傳輸方式要求把IP數(shù)據(jù)傳送到“一組”地址，由此使Internet網(wǎng)絡內(nèi)同組（特殊的IP地址標識）的全部成員節(jié)能受到數(shù)據(jù)包。組播傳輸方式具有高效率性，即一個源站可向多個目標站同時發(fā)送IP包，但網(wǎng)絡拓撲提供的鏈路僅被使用1次，由此使網(wǎng)絡帶寬資源被節(jié)省。TCP/IP的IGMP協(xié)議擁有組播的內(nèi)容，其中組播可用的地址為224.0.0.0～239.255.255.255。上述多路廣播地址通常被用來存放組播路由的信息，但該范圍外的多路廣播地址均由應用程序設計定完成。
三、結束語
綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展及科技發(fā)展水平的提高，Internet網(wǎng)絡與多媒體技術已成為人們生活工作不可或缺的部分，若把Internet網(wǎng)絡與多媒體技術有機結合起來，其必能有效提高數(shù)據(jù)的傳輸效率。
參 考 文 獻
[1] 于楊. IMS多媒體會議之數(shù)據(jù)協(xié)同會議系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 北京郵電大學，2010
[2] 趙海濤. 無線IP網(wǎng)絡多媒體流的端到端QoS支持技術研究[D]. 南京郵電大學，2008
【摘要】 隨著高新技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，基于IP網(wǎng)的多媒體系統(tǒng)的應用越來越受到社會的關注，尤其是隨著遠程教學系統(tǒng)、遠程醫(yī)療系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)等多媒體系統(tǒng)的普及，基于IP網(wǎng)的多媒體系統(tǒng)已成為人們工作及生活必不可少的部分。
【關鍵詞】 UDP/IP協(xié)議 RTP/RTCP協(xié)議 傳輸方式
一、UDP/IP協(xié)議與RTP/RTCP協(xié)議
1、UDP/IP協(xié)議。Internet網(wǎng)絡對實現(xiàn)不同地域間計算機的相互通訊及基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁Y源共享意義重大。Internet網(wǎng)絡所用的協(xié)議較多，但使用最頻繁的協(xié)議是UDP/IP協(xié)議。OSI七層網(wǎng)絡標準認為IP層是網(wǎng)絡層，UDP與TCP是傳輸層的協(xié)議，其中UDP面向無連接，主要完成數(shù)據(jù)報服務；TCP面向連接，主要完成可靠流服務。（1）UDP屬最基本的傳輸協(xié)議，其不具備任何可靠性措施，但其效率相當高。實踐表明，UDP為面向交易型的傳輸協(xié)議，其中單次交易僅包含來回2次報文交換，由此免除連接的建立與撤銷所產(chǎn)生的費用。（2）TCP主要完成可靠性服務，如采用滑動窗口機制及確認與超時重傳機制等，其通常被應用到擁塞處理與流量控制等領域，但運行TCP協(xié)議必然加重網(wǎng)絡開銷，因此傳輸實時性數(shù)據(jù)或突然性的大量數(shù)據(jù)不宜采用TCP協(xié)議（如音頻流或視頻流等）。
2、RTP/RTCP協(xié)議。由前文可知，UDP協(xié)議具有不可靠性，那么基于UDP的應用程序必須自主解決可靠性問題（如報文重復、丟失、失序等）。連續(xù)傳輸媒體數(shù)據(jù)階段，數(shù)據(jù)接收方與傳輸方皆應具備處理數(shù)據(jù)丟失或延遲等問題的能力，因此RTP/RTCP協(xié)議的提出具有必然性。（1）RTP主要傳輸端到端或?qū)崟r特征的數(shù)據(jù)，其中包括裝載數(shù)據(jù)的序列計數(shù)、標識符、傳送監(jiān)視、時戳等。RTP報文結構的時戳字段主要記錄數(shù)據(jù)包的采樣時刻；序號字段主要記錄數(shù)據(jù)包的序號。所以，對音頻視頻數(shù)據(jù)用RTP協(xié)議進行封裝可實現(xiàn)對丟失數(shù)據(jù)的準確解碼。（2）RTCP是RTP的控制協(xié)議，其主要完成對數(shù)據(jù)接收雙方傳遞信息及網(wǎng)絡服務質(zhì)量的監(jiān)視。RTCP的報文格式包括RR與SR，其中RR由數(shù)據(jù)的接受者使用；SR由數(shù)據(jù)的傳輸者使用。RTCP的通信具有周期性，同時能向數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量提供反饋信息。
二、基于IP網(wǎng)的多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?/p>
研究證實，盡管不同的多媒體系統(tǒng)執(zhí)行者不同的協(xié)議，但其皆具有相同的原理。
1、Windows操作系統(tǒng)?？紤]到用UDP協(xié)議對數(shù)據(jù)流進行傳輸，必須采用WinSock（TCP/IP應用接口的標準）無連接的數(shù)據(jù)報方式，即把數(shù)據(jù)直接發(fā)送到IP層進行打包，注意上一層數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)必須交下一層子網(wǎng)的最大IP包小。若數(shù)據(jù)的傳輸采用廣播方式，那么各數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)應≤512字節(jié)，因此應對RTP/RTCP包的字節(jié)數(shù)進行限制。總體而言，發(fā)送端對數(shù)據(jù)包進行分組封裝與發(fā)送，接收方再對接收到的數(shù)據(jù)包進行相仿的封裝重組處理，由此確保發(fā)送端與接收端的數(shù)據(jù)格式相同。WINDOW/NT操作系統(tǒng)內(nèi)基于以太網(wǎng)的多媒體數(shù)據(jù)流的傳輸方式包括點對點的單播、點對多點的廣播與組播三種。
2、單播傳輸方式。若WinSock的數(shù)據(jù)報套接字要實現(xiàn)UDP傳輸，必須嚴格執(zhí)行如下操作步驟：（1）借助函數(shù)socket（）創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)報套接字；（2）傳輸前把數(shù)據(jù)報套接字與本地主機端口及IP地址捆綁到一起；（3）用函數(shù)sendto（）發(fā)送數(shù)據(jù)；（4）用函數(shù)recvfrom（）接收數(shù)據(jù)，注意函數(shù)recvfrom（）與sendto（）的語法大致相同。
3、廣播傳輸方式。遠程醫(yī)療系統(tǒng)及遠程監(jiān)控系統(tǒng)等多媒體系統(tǒng)的應用通常要求對多媒體數(shù)據(jù)實施點對多點的傳輸方式。若發(fā)送者以點對點的單播傳輸方式分別向接受者世界發(fā)送數(shù)據(jù)，其勢必大幅度增大網(wǎng)絡的帶寬資源開銷，尤其是同一網(wǎng)段分布著多個接受者的情況，網(wǎng)絡帶寬資源的浪費量更大。由此可見，采用點對多點的廣播或組播方式對此情況數(shù)據(jù)的傳輸非常必要。目前多數(shù)通信子網(wǎng)皆具備廣播或組播的服務能力（如令牌環(huán)網(wǎng)、以太網(wǎng)等）。廣播傳輸方式的實現(xiàn)步驟具體如下：（1）借助函數(shù)setsockopt（）創(chuàng)建一個廣播套接字；（2）數(shù)據(jù)發(fā)送時，發(fā)送地址應指定到廣播地址；（3）數(shù)據(jù)接收方法與單播相同。
4、組播傳輸方式。組播傳輸方式要求把IP數(shù)據(jù)傳送到“一組”地址，由此使Internet網(wǎng)絡內(nèi)同組（特殊的IP地址標識）的全部成員節(jié)能受到數(shù)據(jù)包。組播傳輸方式具有高效率性，即一個源站可向多個目標站同時發(fā)送IP包，但網(wǎng)絡拓撲提供的鏈路僅被使用1次，由此使網(wǎng)絡帶寬資源被節(jié)省。TCP/IP的IGMP協(xié)議擁有組播的內(nèi)容，其中組播可用的地址為224.0.0.0～239.255.255.255。上述多路廣播地址通常被用來存放組播路由的信息，但該范圍外的多路廣播地址均由應用程序設計定完成。
三、結束語
綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展及科技發(fā)展水平的提高，Internet網(wǎng)絡與多媒體技術已成為人們生活工作不可或缺的部分，若把Internet網(wǎng)絡與多媒體技術有機結合起來，其必能有效提高數(shù)據(jù)的傳輸效率。
參 考 文 獻
[1] 于楊. IMS多媒體會議之數(shù)據(jù)協(xié)同會議系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 北京郵電大學，2010
[2] 趙海濤. 無線IP網(wǎng)絡多媒體流的端到端QoS支持技術研究[D]. 南京郵電大學，2008
