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【摘要】 随着高新技术产业的发展,基于IP网的多媒体系统的应用越来越受到社会的关注,尤其是随着远程教学系统、远程医疗系统、远程监控系统等多媒体系统的普及,基于IP网的多媒体系统已成为人们工作及生活必不可少的部分。
【关键词】 UDP/IP协议 RTP/RTCP协议 传输方式
一、UDP/IP协议与RTP/RTCP协议
1、UDP/IP协议。Internet网络对实现不同地域间计算机的相互通讯及基于数据传输的资源共享意义重大。Internet网络所用的协议较多,但使用最频繁的协议是UDP/IP协议。OSI七层网络标准认为IP层是网络层,UDP与TCP是传输层的协议,其中UDP面向无连接,主要完成数据报服务;TCP面向连接,主要完成可靠流服务。(1)UDP属最基本的传输协议,其不具备任何可靠性措施,但其效率相当高。实践表明,UDP为面向交易型的传输协议,其中单次交易仅包含来回2次报文交换,由此免除连接的建立与撤销所产生的费用。(2)TCP主要完成可靠性服务,如采用滑动窗口机制及确认与超时重传机制等,其通常被应用到拥塞处理与流量控制等领域,但运行TCP协议必然加重网络开销,因此传输实时性数据或突然性的大量数据不宜采用TCP协议(如音频流或视频流等)。
2、RTP/RTCP协议。由前文可知,UDP协议具有不可靠性,那么基于UDP的应用程序必须自主解决可靠性问题(如报文重复、丢失、失序等)。连续传输媒体数据阶段,数据接收方与传输方皆应具备处理数据丢失或延迟等问题的能力,因此RTP/RTCP协议的提出具有必然性。(1)RTP主要传输端到端或实时特征的数据,其中包括装载数据的序列计数、标识符、传送监视、时戳等。RTP报文结构的时戳字段主要记录数据包的采样时刻;序号字段主要记录数据包的序号。所以,对音频视频数据用RTP协议进行封装可实现对丢失数据的准确解码。(2)RTCP是RTP的控制协议,其主要完成对数据接收双方传递信息及网络服务质量的监视。RTCP的报文格式包括RR与SR,其中RR由数据的接受者使用;SR由数据的传输者使用。RTCP的通信具有周期性,同时能向数据传输质量提供反馈信息。
二、基于IP网的多媒体数据传输的应用
研究证实,尽管不同的多媒体系统执行者不同的协议,但其皆具有相同的原理。
1、Windows操作系统。考虑到用UDP协议对数据流进行传输,必须采用WinSock(TCP/IP应用接口的标准)无连接的数据报方式,即把数据直接发送到IP层进行打包,注意上一层数据包的字节数必须交下一层子网的最大IP包小。若数据的传输采用广播方式,那么各数据包的字节数应≤512字节,因此应对RTP/RTCP包的字节数进行限制。总体而言,发送端对数据包进行分组封装与发送,接收方再对接收到的数据包进行相仿的封装重组处理,由此确保发送端与接收端的数据格式相同。WINDOW/NT操作系统内基于以太网的多媒体数据流的传输方式包括点对点的单播、点对多点的广播与组播三种。
2、单播传输方式。若WinSock的数据报套接字要实现UDP传输,必须严格执行如下操作步骤:(1)借助函数socket()创建一个数据报套接字;(2)传输前把数据报套接字与本地主机端口及IP地址捆绑到一起;(3)用函数sendto()发送数据;(4)用函数recvfrom()接收数据,注意函数recvfrom()与sendto()的语法大致相同。
3、广播传输方式。远程医疗系统及远程监控系统等多媒体系统的应用通常要求对多媒体数据实施点对多点的传输方式。若发送者以点对点的单播传输方式分别向接受者世界发送数据,其势必大幅度增大网络的带宽资源开销,尤其是同一网段分布着多个接受者的情况,网络带宽资源的浪费量更大。由此可见,采用点对多点的广播或组播方式对此情况数据的传输非常必要。目前多数通信子网皆具备广播或组播的服务能力(如令牌环网、以太网等)。广播传输方式的实现步骤具体如下:(1)借助函数setsockopt()创建一个广播套接字;(2)数据发送时,发送地址应指定到广播地址;(3)数据接收方法与单播相同。
4、组播传输方式。组播传输方式要求把IP数据传送到“一组”地址,由此使Internet网络内同组(特殊的IP地址标识)的全部成员节能受到数据包。组播传输方式具有高效率性,即一个源站可向多个目标站同时发送IP包,但网络拓扑提供的链路仅被使用1次,由此使网络带宽资源被节省。TCP/IP的IGMP协议拥有组播的内容,其中组播可用的地址为224.0.0.0~239.255.255.255。上述多路广播地址通常被用来存放组播路由的信息,但该范围外的多路广播地址均由应用程序设计定完成。
三、结束语
综上所述,随着社会经济的发展及科技发展水平的提高,Internet网络与多媒体技术已成为人们生活工作不可或缺的部分,若把Internet网络与多媒体技术有机结合起来,其必能有效提高数据的传输效率。
参 考 文 献
[1] 于杨. IMS多媒体会议之数据协同会议系统的设计与实现[D]. 北京邮电大学,2010
[2] 赵海涛. 无线IP网络多媒体流的端到端QoS支持技术研究[D]. 南京邮电大学,2008
【关键词】 UDP/IP协议 RTP/RTCP协议 传输方式
一、UDP/IP协议与RTP/RTCP协议
1、UDP/IP协议。Internet网络对实现不同地域间计算机的相互通讯及基于数据传输的资源共享意义重大。Internet网络所用的协议较多,但使用最频繁的协议是UDP/IP协议。OSI七层网络标准认为IP层是网络层,UDP与TCP是传输层的协议,其中UDP面向无连接,主要完成数据报服务;TCP面向连接,主要完成可靠流服务。(1)UDP属最基本的传输协议,其不具备任何可靠性措施,但其效率相当高。实践表明,UDP为面向交易型的传输协议,其中单次交易仅包含来回2次报文交换,由此免除连接的建立与撤销所产生的费用。(2)TCP主要完成可靠性服务,如采用滑动窗口机制及确认与超时重传机制等,其通常被应用到拥塞处理与流量控制等领域,但运行TCP协议必然加重网络开销,因此传输实时性数据或突然性的大量数据不宜采用TCP协议(如音频流或视频流等)。
2、RTP/RTCP协议。由前文可知,UDP协议具有不可靠性,那么基于UDP的应用程序必须自主解决可靠性问题(如报文重复、丢失、失序等)。连续传输媒体数据阶段,数据接收方与传输方皆应具备处理数据丢失或延迟等问题的能力,因此RTP/RTCP协议的提出具有必然性。(1)RTP主要传输端到端或实时特征的数据,其中包括装载数据的序列计数、标识符、传送监视、时戳等。RTP报文结构的时戳字段主要记录数据包的采样时刻;序号字段主要记录数据包的序号。所以,对音频视频数据用RTP协议进行封装可实现对丢失数据的准确解码。(2)RTCP是RTP的控制协议,其主要完成对数据接收双方传递信息及网络服务质量的监视。RTCP的报文格式包括RR与SR,其中RR由数据的接受者使用;SR由数据的传输者使用。RTCP的通信具有周期性,同时能向数据传输质量提供反馈信息。
二、基于IP网的多媒体数据传输的应用
研究证实,尽管不同的多媒体系统执行者不同的协议,但其皆具有相同的原理。
1、Windows操作系统。考虑到用UDP协议对数据流进行传输,必须采用WinSock(TCP/IP应用接口的标准)无连接的数据报方式,即把数据直接发送到IP层进行打包,注意上一层数据包的字节数必须交下一层子网的最大IP包小。若数据的传输采用广播方式,那么各数据包的字节数应≤512字节,因此应对RTP/RTCP包的字节数进行限制。总体而言,发送端对数据包进行分组封装与发送,接收方再对接收到的数据包进行相仿的封装重组处理,由此确保发送端与接收端的数据格式相同。WINDOW/NT操作系统内基于以太网的多媒体数据流的传输方式包括点对点的单播、点对多点的广播与组播三种。
2、单播传输方式。若WinSock的数据报套接字要实现UDP传输,必须严格执行如下操作步骤:(1)借助函数socket()创建一个数据报套接字;(2)传输前把数据报套接字与本地主机端口及IP地址捆绑到一起;(3)用函数sendto()发送数据;(4)用函数recvfrom()接收数据,注意函数recvfrom()与sendto()的语法大致相同。
3、广播传输方式。远程医疗系统及远程监控系统等多媒体系统的应用通常要求对多媒体数据实施点对多点的传输方式。若发送者以点对点的单播传输方式分别向接受者世界发送数据,其势必大幅度增大网络的带宽资源开销,尤其是同一网段分布着多个接受者的情况,网络带宽资源的浪费量更大。由此可见,采用点对多点的广播或组播方式对此情况数据的传输非常必要。目前多数通信子网皆具备广播或组播的服务能力(如令牌环网、以太网等)。广播传输方式的实现步骤具体如下:(1)借助函数setsockopt()创建一个广播套接字;(2)数据发送时,发送地址应指定到广播地址;(3)数据接收方法与单播相同。
4、组播传输方式。组播传输方式要求把IP数据传送到“一组”地址,由此使Internet网络内同组(特殊的IP地址标识)的全部成员节能受到数据包。组播传输方式具有高效率性,即一个源站可向多个目标站同时发送IP包,但网络拓扑提供的链路仅被使用1次,由此使网络带宽资源被节省。TCP/IP的IGMP协议拥有组播的内容,其中组播可用的地址为224.0.0.0~239.255.255.255。上述多路广播地址通常被用来存放组播路由的信息,但该范围外的多路广播地址均由应用程序设计定完成。
三、结束语
综上所述,随着社会经济的发展及科技发展水平的提高,Internet网络与多媒体技术已成为人们生活工作不可或缺的部分,若把Internet网络与多媒体技术有机结合起来,其必能有效提高数据的传输效率。
参 考 文 献
[1] 于杨. IMS多媒体会议之数据协同会议系统的设计与实现[D]. 北京邮电大学,2010
[2] 赵海涛. 无线IP网络多媒体流的端到端QoS支持技术研究[D]. 南京邮电大学,2008