【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)傳輸協(xié)議，用于Inter 上針對(duì)多媒體數(shù)據(jù)流的傳輸。工作于一對(duì)一或一對(duì)多的傳輸情況，可提供時(shí)間信息和實(shí)現(xiàn)流同 步。 RTP 通常使用 UDP 傳送數(shù)據(jù)，也可在 TCP 或 ATM 協(xié)議上工作。當(dāng)應(yīng)用程序開(kāi)始一個(gè) RTP 會(huì)話(huà)時(shí)，會(huì)使用兩個(gè)端口，一個(gè)給 RTP，一個(gè)給 RTCP。 RTP 本身并不能為按順序傳送數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機(jī)制，也不提供流量控制或擁塞控制服務(wù)，而是依靠 RTCP 提供這些服務(wù)。通常 RTP 算法并不作為一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)，而是作為應(yīng)用程序代碼的一部分。 RTCP 是英文 RealTime Control Protocol 的縮寫(xiě)，中文稱(chēng)之為實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議。 RTCP是一個(gè)控制協(xié)議， 為順序傳輸數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機(jī)制，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量和阻 塞進(jìn)行控制 ，它的設(shè)計(jì)目的是與 RTP 協(xié)議共同合作，為順序傳輸數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機(jī)制 。 （ 2） 實(shí)時(shí)流協(xié)議 RTSP 實(shí)時(shí)流協(xié)議 RTSP（ Real－ timeStreamingProtocol）是由 RealNetworks、 Netscape 共同提出的一種協(xié)議，它定義了如何使一對(duì)多應(yīng)用程序有效地通過(guò) IP 網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù)。 RTSP在體系結(jié)構(gòu)上位于 RTP、 RTCP 之上，它使用 TCP或 RTP 完成數(shù)據(jù)傳輸 [2]。 RTSP 是在服務(wù)器端與客戶(hù)端之間的 遠(yuǎn)程遙控器 ，也就是通過(guò)客戶(hù)端對(duì)服務(wù)器上的音視頻流作的播放、錄制等操作的請(qǐng)求 。在客戶(hù)端應(yīng)用程序中對(duì)流式多媒體內(nèi)容的播放、暫停、快進(jìn)、錄制和定位等操作都是通過(guò) RTSP 協(xié)議實(shí)現(xiàn)的 [3]。 （ 3） 資源預(yù)訂協(xié)議 RSVP[3] RSVP 是英文 Resource Reservation Protocol 的縮寫(xiě)，翻譯成中文就是資源預(yù)留協(xié)議， 畢 業(yè) 論 文 5 它可以讓流數(shù)據(jù)的接收者主動(dòng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)流路徑上的路由器，為該數(shù)據(jù)流保留一定資源（即帶寬），從而保證一定的服務(wù)質(zhì)量。 流媒體的文件格式 流（ Stream）媒體格式是將一個(gè)資料（動(dòng)畫(huà)、影音等）分段傳送，用戶(hù)不必等待整個(gè)內(nèi)容傳送完畢，就可以觀看到即時(shí)的連續(xù)的內(nèi)容 ，甚至可以隨時(shí)的暫停、快進(jìn)、快倒。 但是各個(gè) 公司發(fā)展的文件格式不同，傳送的方式也有所差異，因此，我們必須非常清楚各種流媒體文件的格式。包括壓縮媒體文件格式、流式文件格式和媒體發(fā)布格式三種格式。 （ 1） 壓縮媒體文件格式 壓縮媒體文件格式有時(shí)被稱(chēng)為壓縮格式，包含了描述一段聲音和圖像的同樣信息，壓縮過(guò)程改變了數(shù)據(jù)位的編排。在壓縮媒體文件再次成為媒體格式前，其數(shù)據(jù)需要解壓縮。 （ 2） 流式文件格式 流式文件格式經(jīng)過(guò)特殊編碼，使其可在網(wǎng)上以流的方式播放標(biāo)準(zhǔn)媒體文件，但效率不高。將壓縮媒體文件編碼成流式文件，必須假如 一些附加信息，如計(jì)時(shí)、壓縮和版權(quán)信息。 下面是比較常見(jiàn)的流文件格式： Real Networks 的 rv/ra 格式 Microsoft 的 ASF QuickTime 的 MOV 格式 Flash 的 .swf 格式 Metastream 的 .mts 格式 Authorware 的 .aam 格式 （ 3） 媒 體 的 發(fā)布格式 媒 體發(fā)布格式不是壓縮格式，也不是傳輸協(xié)議，其本身并不描述視聽(tīng)數(shù)據(jù)，也不提供編碼方法。媒體發(fā)布格式是視聽(tīng)數(shù)據(jù)安排的惟一途徑，物理數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)緊要，僅需知道數(shù)據(jù)類(lèi)型和安排方式。 流媒體所存在的關(guān)鍵問(wèn)題 為了實(shí)現(xiàn)較好質(zhì)量的 流媒體實(shí)時(shí)播放，需要考慮媒體流傳輸?shù)乃协h(huán)節(jié)。其中，影響 到流媒體的關(guān)鍵問(wèn)題 是：編碼和壓縮的性能和效率、媒體服務(wù)器的性能、媒體流傳輸?shù)馁|(zhì)量控制 ，寬帶網(wǎng)絡(luò)普遍存在速度過(guò)慢，對(duì)文件格式標(biāo)準(zhǔn)的不一致性，接收機(jī)和播放器間的關(guān)系。 編碼 /壓縮的性能 [4] 影響音 /視頻流的壓縮 /編碼性能的因素很多 。 （ 1） 壓縮效率。壓縮效率要求在保證一定音 /視頻質(zhì)量的前提下，媒體流的碼流速率盡量低。 （ 2） 編碼的冗余性和可靠性。與普通的多媒體文件壓縮 /編碼不同的是，流媒體文件需要在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)傳輸，因此必須考慮傳輸中數(shù)據(jù)丟失對(duì)解 碼質(zhì)量的影響。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以 采用了一些先進(jìn)的編碼技術(shù)，如錯(cuò)誤彈性編碼 。 流 媒 體 技 術(shù) 研 究 及 流 媒 體 播 放 器 的 實(shí) 現(xiàn) 6 （ 3） 媒體流的壓縮 /編碼還需要考慮速率調(diào)節(jié)的能力，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的擁塞狀況是不斷變化的，流媒體的編碼必須能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)速率的變化。 服務(wù)器性能 [4] 隨著流媒體規(guī)模的擴(kuò)大，流媒體服務(wù)器的性能成為制約流媒體服務(wù)擴(kuò)展能力的重要因素。流媒體服務(wù)器性能的關(guān)鍵指標(biāo)是流輸出能力和能同時(shí)支持的并發(fā)請(qǐng)求數(shù)量。 特別是在生活中，如果許多用戶(hù)同時(shí)登陸同一個(gè)網(wǎng)站，就會(huì)出現(xiàn)登陸失敗或者不斷處于登陸狀態(tài)中。為了解決這一問(wèn)題，服務(wù)器的性能是很重要的。 影響流 媒體服務(wù)器性能的因素很多，包括 CPU能力， I/O 總線(xiàn)，存儲(chǔ)帶寬等。通常，單個(gè)流媒體服務(wù)器的并發(fā)數(shù)都在幾百以?xún)?nèi)，因此，為了具有更好的性能，目前的高性能流媒體服務(wù)器都采用大規(guī)模并行處理的結(jié)構(gòu) 。 媒體流傳輸?shù)馁|(zhì)量控制 這是制約流媒體性能的最重要的因素。由于流媒體傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲、丟失率等都有很高的要求，而基于無(wú)連接的包交換 IP 網(wǎng)絡(luò)對(duì)帶寬資源和服務(wù)質(zhì)量的控制能力都比較弱，因此，在 IP 網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行流媒體傳輸需要采用一些應(yīng)用層的質(zhì)量控制機(jī)制來(lái)解決傳輸中的問(wèn)題。這些質(zhì)量控制機(jī)制可以分為幾個(gè)層次： 一 是采用速率適 應(yīng)機(jī)制 ；二 是采用內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)；三是 通過(guò) CDN 能夠有效地提高整個(gè)流媒體系統(tǒng)的擴(kuò)展性，降低對(duì)每個(gè)流媒體服務(wù) 器的性能要求。目前，利用 CDN 傳輸流媒體是大規(guī)模流媒體應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。 寬帶網(wǎng)絡(luò)普遍存在速度過(guò)慢 [5] 目前，寬帶服務(wù)的質(zhì)量通常還沒(méi)有保證，平時(shí)在家中上網(wǎng)仍然存在速度過(guò)慢或者掉線(xiàn)的情況，即使使用電纜或者 ADSL，也存在緩沖問(wèn)題。例如平時(shí)會(huì)在“武漢熱線(xiàn)”上收看視頻文件，當(dāng)在線(xiàn)用戶(hù)過(guò)于擁擠時(shí)，就會(huì)存在視頻文件打不開(kāi)或者不停處于緩沖狀態(tài)。速率控制，通過(guò)估計(jì)有效帶寬將視頻信息速率與有效帶寬相匹 配。 使用了 MPEG2 壓縮技術(shù)的數(shù)字電視和每流 312Mb/s 的帶寬取決于網(wǎng)絡(luò)希望達(dá)到的質(zhì)量；使用 MPEG4 壓縮技術(shù)，可以通過(guò) 750KB/S 或者 2M/S 的帶寬實(shí)現(xiàn)與上面可比的圖片質(zhì)量。然而，今天 DSL 連接大約是 1M/S，正常情況下要比多用戶(hù)同時(shí)連接的時(shí)候更少發(fā)生掉線(xiàn)，但還有很多用戶(hù)還在通過(guò)低速網(wǎng)絡(luò)連接，有的使用的僅僅是 56K/S 的 Modem。 因此接入高速寬帶網(wǎng)絡(luò)的缺乏，無(wú)疑是推廣流媒體應(yīng)用的一個(gè)障礙。但是形勢(shì)正在迅速發(fā)生變化，這一前進(jìn)道路上不可避免的障礙很可能在不久的將來(lái)被克服。 對(duì)文件格式 標(biāo)準(zhǔn)的不一致性 [5] 自流媒體技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，流媒體個(gè)行業(yè)的文件格式就各自一體，他們都希望自己特殊的壓縮系統(tǒng)和流式文件格式成為當(dāng)今的標(biāo)準(zhǔn)，例如 Windows Media Player 的 ASF（ Advanced Streaming format） 格式 ， 它是微軟為了和現(xiàn)在的 Real Player 競(jìng)爭(zhēng)而推出的一種視頻格式，用戶(hù)可以直接使用 Windows 自帶的 Windows Media Player 對(duì)其進(jìn)行播放。 Real Player 也有自己的文件格式 ，希望獲得最大觀眾群的內(nèi)容供應(yīng)商要面對(duì)的是以所有標(biāo)準(zhǔn)、所有比特率提供的內(nèi)容，這種情況只會(huì)阻止內(nèi)容供應(yīng)商進(jìn)入這一市場(chǎng)，并使那些并不關(guān)心媒體需要誰(shuí)的播放起來(lái)播放內(nèi)容的終端用戶(hù)感到困惑。 畢 業(yè) 論 文 7 接收機(jī)和播放器間的關(guān)系 [5] 運(yùn)行在未來(lái)流媒體設(shè)備上的軟件需要有比現(xiàn)在可下載的桌面流媒體播放器更細(xì)致的設(shè)計(jì)。如果硬件使用最優(yōu)化，使用老式的 486CPU 機(jī)無(wú)瑕疵播放視頻是可能的。然而，即使最新的 2GHz Pentium 4 機(jī)在播放一個(gè)簡(jiǎn)單的 AVI 文件時(shí)也會(huì)出現(xiàn)停頓和阻塞，問(wèn)題不在于底層的硬件設(shè)備，而在于軟件應(yīng)用程序和它所運(yùn)行的操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)行為，除非同時(shí)完美播放視頻的軟、硬件兩方面，否則就不可避免。播放器軟件設(shè)計(jì)者們還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到，如果運(yùn)行的軟件由于處理器時(shí)間表沖突和資源競(jìng)爭(zhēng)而不能及時(shí)完成其功能，造成視頻丟幀，那將不可接受。 2 流媒體播放 器 概述 流媒體播放器是一個(gè)與網(wǎng)絡(luò)接口結(jié)合在一起的傳送流媒體數(shù)據(jù)報(bào)的應(yīng)用軟件和顯示最后節(jié)目的音頻與顯示裝置。 目前最典型的流媒體應(yīng)用系統(tǒng)有： Microsoft 公司的 Windows Media。 Real Networks 公司的 Real System。 Apple 公司的 QuickTime. 這 3 種流媒體播放器的工作方式都基本相同，但在具體實(shí)現(xiàn)上有很多的不同之處，各有各的技術(shù)特點(diǎn)。 Windows Media Player Windows Media Player 支持的視頻流媒體格式主要是微 軟自己開(kāi)發(fā)的 ASF 與 WMV，這兩者的編碼技術(shù)還是相當(dāng)先進(jìn)的，特別是 ASF。 雖然 ASF 的畫(huà)質(zhì)表現(xiàn)并非十全十美，但是它對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求比較低，同時(shí)對(duì)主機(jī)性能也沒(méi)有很高的要求。至于 WMV，它與 ASF 的區(qū)別不是很大，