第10章基于 nternet网的多媒体技术 内容: 概念与问题 IP组播 ■PQoS保障机制 ■IP多媒体网络的相关问题
第10章基于Internet网的多媒体技术 内容： ◼ 概念与问题 ◼ IP组播 ◼ IP QoS保障机制 ◼ IP多媒体网络的相关问题
10.1概念与问题 Internet网起源于1969年美国国防部高级研究计划署研 制的 ARPANET网; 1975年 ARPANET从实验网络变成可运行的网络 1983年:TCPP成为 ARPANET上标准的通信协议, 并在UNIX上实现TCP/P ■1985年:美国NSF采用TCPP协议组建一个新的 Internet骨干网即 NSFNET,用来连接当时的6个超级计 算中心和高等院校与科研机构; 1987年: NSFNET实现,采用Tl线路(1.54Mbps); 1989年: ARPANET退役, NSFNET对公众开放,成为 Internet最重要的通信骨干网络;
10.1 概念与问题 ◼ Internet网起源于1969年美国国防部高级研究计划署研 制的ARPANET网； ◼ 1975年ARPANET从实验网络变成可运行的网络； ◼ 1983年：TCP/IP成为ARPANET上标准的通信协议， 并在UNIX上实现TCP/IP； ◼ 1985年：美 国NSF采 用TCP/IP协议组 建一个 新的 Internet骨干网即NSFNET，用来连接当时的6个超级计 算中心和高等院校与科研机构； ◼ 1987年：NSFNET实现，采用T1线路(1.54Mbps)； ◼ 1989年：ARPANET退役，NSFNET对公众开放，成为 Internet最重要的通信骨干网络；
■1991年:采用T3线路(45Mbps) 1995年:NSF宣布与MCI合作建设高速数据通道计划,提供 155Mbps的主干网络服务,取代原来的 NSFNET, Internet网开 始大规模商业应用。 ■到2001年:高速通信网络将150多个国家3000多万台计算机连 入 Internet,几亿用户每天在使用 Internet网提供的服务。 目前, Internet主要业务仍是正文和静态图像方式发布信息、 传递电子邮件以实现通信和资源共享。 以IP电话、音乐点播、视频点播、实时视频广播等多媒体业务 在 Interne网业务中逐渐上升,并将成为其主要的业务。 Internet网由许多子网连接在一起,通信协议TCPP协议
◼ 1991年：采用T3线路(45Mbps)。 ◼ 1995年：NSF宣布与MCI合作建设高速数据通道计划，提供 155Mbps的主干网络服务，取代原来的NSFNET，Internet网开 始大规模商业应用。 ◼ 到2001年：高速通信网络将150多个国家3000多万台计算机连 入Internet，几亿用户每天在使用Internet网提供的服务。 ◼ 目前，Internet主要业务仍是正文和静态图像方式发布信息、 传递电子邮件以实现通信和资源共享。 ◼ 以IP电话、音乐点播、视频点播、实时视频广播等多媒体业务 在Internet网业务中逐渐上升，并将成为其主要的业务。 ◼ Internet网由许多子网连接在一起，通信协议TCP/IP协议
子网 网关 子网2 子网3 子网5 子网4 网关 子网6 图10.1 Internet的结构
图10.1 Internet的结构
TCP/IP是一个协议组。主要包括TCP、UDP和IP,其制定 的是传输层和网络层的标准。其中 (1)TCP称为传输控制协议。其作用是保证命令或数据能正 确无误地到达目的地。TCP是可靠的。 (2)UDP称为用户数据报协议。它和TCP一样都是传输层协 议。与TCP不同,它是不可靠的,不对发出的报文进行跟 踪,也就不能保证每个UDP报文达到目的地址。但由于它 减少了网络开销,因此效率很高。 (3)P称为互联网协议。它位于TCP的下一层,负责完成互联 网中包的路由选择,并跟踪这些包到达不同目的端的路径 IP还要对一些可能出现的情形,如不同传输介质间的不 致性等进行处理
◼ TCP/IP是一个协议组。主要包括TCP、UDP和IP，其制定 的是传输层和网络层的标准。其中： (1) TCP 称为传输控制协议。 其作用是保证命令或数据能正 确无误地到达目的地。TCP是可靠的。 (2) UDP 称为用户数据报协议。它和TCP一样都是传输层协 议。与TCP不同，它是不可靠的，不对发出的报文进行跟 踪，也就不能保证每个UDP报文达到目的地址。但由于它 减少了网络开销，因此效率很高。 (3) IP称为互联网协议。它位于TCP的下一层，负责完成互联 网中包的路由选择，并跟踪这些包到达不同目的端的路径。 IP还要对一些可能出现的情形，如不同传输介质间的不一 致性等进行处理
运行于 Internet网上的典型多媒体应用包括: 现场声音和视频广播这类似于普通的无线电和电视广播, 不同的是传输网络为 internet网。目前产品如 RealNetworks Broadcasters。 声音点播客户在任何时间任何地点从声音点播服务器读声 音文件。许多产品也为用户提供交互功能。典型产品有 RealNetworks RealPlayer和 Vocaltec公司的 Internet Wave 视频点播这是一类典型的交互式多媒体服务系统。视频点 播系统一般运行在宽带网中。目前已有很多运行于 Internet网 上的视频点播产品 ■IP电话是在IP网络上进行呼叫和通话,这种应用支持人们 在 Interne网上进行通话。目前IP电话价格便宜,但质量较差
运行于Internet网上的典型多媒体应用包括： ◼ 现场声音和视频广播 这类似于普通的无线电和电视广播， 不同的是传输网络为Internet网。目前产品如RealNetworks Broadcasters。 ◼ 声音点播 客户在任何时间任何地点从声音点播服务器读声 音文件。许多产品也为用户提供交互功能。典型产品有 RealNetworks RealPlayer和VocalTec公司的Internet Wave。 ◼ 视频点播 这是一类典型的交互式多媒体服务系统。视频点 播系统一般运行在宽带网中。目前已有很多运行于Internet网 上的视频点播产品。 ◼ IP电话 是在IP网络上进行呼叫和通话，这种应用支持人们 在Internet网上进行通话。目前IP电话价格便宜，但质量较差
分组实时视频会议这类应用系统与IP电话类似,但可传 输视频图像并允许多人参加。目前已有许多此类产品 从多媒体信息传输来讲, Internet提供两种类型的服务: (1)可靠的面向连接服务,用TCP协议,对信息包时延要求 不高; (2)不可靠的无连接服务,使用UDP协议,不保证不丢包也 不保证时延满足需求。 Internet网现在对多媒体包的传送中,各包平等,无优先 之分,是尽力传输机制,难以保证多媒体实时应用的需求。 ■目前应该解决问题:提高网络带宽,减少时延,减少抖动
◼ 分组实时视频会议 这类应用系统与IP电话类似，但可传 输视频图像并允许多人参加。目前已有许多此类产品。 ◼ 从多媒体信息传输来讲，Internet提供两种类型的服务： (1)可靠的面向连接服务，用TCP协议，对信息包时延要求 不高； (2)不可靠的无连接服务，使用UDP协议，不保证不丢包也 不保证时延满足需求。 ◼ Internet网现在对多媒体包的传送中，各包平等，无优先 之分，是尽力传输机制，难以保证多媒体实时应用的需求。 ◼ 目前应该解决问题：提高网络带宽，减少时延，减少抖动
解决问题的思路一般从2个方面考虑: (1)扩大链路带宽费用太大,且易被多媒体业务 吃掉; (2)改进 nternet协议采用这种方法对网络系统做 较大的变更,对多媒体应用保证端对端带宽, 如对I电话途中每个链路预留带宽
◼ 解决问题的思路一般从2个方面考虑： (1)扩大链路带宽 费用太大，且易被多媒体业务 吃掉； (2)改进Internet协议 采用这种方法对网络系统做 较大的变更，对多媒体应用保证端对端带宽， 如对IP电话途中每个链路预留带宽
10.2IP组播
10.2 IP组播
10.2.1基本概念 IP地址分5类: 1)A类、B类、C类是基本的因特网地址; (2)D类(22400.0~239255255255)用于组播的地址; (3)E类是保留地址 发送端和接收端及其之间的网络设施都必须具备多 播功能。 对本地的P组播,主机节点所需要的环境是: TCPP协议栈中可支持P组播; 软件支持 INternet组管理协议(GMP),这样就可以申请 参加组播组和接收组播; 要有IP组播应用软件
10.2.1 基本概念 ◼ IP地址分5类： (1) A类、B类、C类是基本的因特网地址； (2) D类(224.0.0.0~239.255.255.255)用于组播的地址； (3) E类是保留地址。 ◼ 发送端和接收端及其之间的网络设施都必须具备多 播功能。 ◼ 对本地的IP组播，主机节点所需要的环境是： TCP/IP协议栈中可支持IP组播； 软件支持Internet组管理协议(IGMP)，这样就可以申请 参加组播组和接收组播； 要有IP组播应用软件