互联网上的音频视频服务

互联网上的音频视频服务

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开发工具与关键技术：计算机网络

作者：李继金

撰写时间：2020年5月25日

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计算机网络最初是为了传送数据信息设计的，互联网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，对传输数据信息也是很合适的。互联网使用的TCP协议可以很好地解决网络不能提供可靠交付这一问题。

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。多媒体信息地信息量往往很大，在传输多媒体数据时，对时延和时延抖动均有较高地要求。多媒体数据往往是实时数据，它的含义是在发送实时数据的同时，在接收端，边收边播放。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、等时的。要决解非等时问题，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。缓存是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则较短。在传送时延敏感的实时数据时，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。丢失容忍也是实时数据的另一个重要的特点。由于分组的到达可能是不按顺序的，但将分组还原和播放时又应当是按序的，因此在发送多媒体分组时还应当给每一个分组加上序号。这表明还应当有相应的协议支持才行。要使接收一端能够将节目中本来就存在的正常的短时间停顿如音乐中停顿几拍和因某些分组的较大迟延造成的停顿区分开来就需要增加一个时间戳，以便告诉接收一端应当在什么时间播放哪个分组。大量使用光缆和高速路由器，网络的时延和时延抖动就可以足够小，在互联网上传送实时数据就不会有问题。把互联网改造为能够对端到端的带宽实现预留，把使用无连接协议的互联网转变为面向连接的网络。部分改动互联网的协议栈所付出的代价较小，而这也能够使多媒体信息在互联网上的传输质量得到改进。目前互联网提供的音频/视频服务大体可分为三种类型：流式存储音频/视频——一边下载一边播放。流式实况音频/视频——边录制边发送。交互式音频/视频——实时交互式通信。对于流式音频/视频的“下载”，实际上并没有把“下载”的内容存储在硬盘上。“边下载边播放”结束后，在用户的硬盘上没有留下有关播放内容的任何痕迹。流媒体即流式音频/视频。流媒体特点就是“边下载边播放”。媒体服务也称为流式服务器，它支持流式音频和视频的传送。媒体播放器与媒体服务器的关系是客户与服务器的关系。媒体播放器不是向万维网服务器而是向媒体服务器请求音频/视频文件。媒体服务器和媒体播放器之间采用另外的协议进行交互。

传送音频/视频文件可以使用TCP，也可以使用UDP。采用UDP会有几个缺点，由于网络的情况多变，在接收端的播放器很难做到始终按规定的速率播放。很多单位的防火墙往往阻拦外部UDP分组的进入，因而使用UDP传送多媒体文件时会被防火墙阻拦掉。使用UDP传送流式多媒体文件时，如果用户端希望能够控制媒体的播放。如果进行暂停、快进的操作，那么还需要使用另外的协议RTP和RTSP，增加了成本和复杂性。RTSP协议以客户服务器方式工作。它本身并不传送数据，是一个多媒体播放控制器协议，用来使用户在播放从互联网下载的实时数据时能够进行控制，如暂停/继续、后退、前进等。因此RTSP又称为“互联网录像机遥控协议”。