多媒体网络传输技术流媒体

多媒体网络传输技术

1概述

流媒体(Streaming Media)是一种新兴的网络传输技术,在互联网上实时顺序地传输和

播放视/音频等多媒体内容的连续时基数据流，流媒体技术包括流媒体数据采集、视/音频编解码、存储、传输、播放等领域。

在网络上传播多媒体信息主要有两种方式:下载和流式传输。下载方式是传统的传输方式，指在播放之前,用户下载多媒体文件至本地,通常这类文件容量较大,依据目前的网络带宽条件,需要较长时间,并且对本地的存储容量也有一定的要求,这就限制了PDA等低存储容量设备的使用。流式传输则把多媒体信息通过服务器向用户实时地提供,采用这种方式时,用户不必等到整个文件全部下载完毕,而只需经过几秒或几十秒的启动时延即可播放,之后，客户端边接收数据边播放。与下载方式相比, 流式传输具有显著的优点：一方面大大地缩短了启动延时,同时也降低了对缓存容量的需求；另一方面，又可以实现现场直播形式的实时数据传输，这是下载等方式无法实现的，同时有助于保护多媒体数据的著作权。

2 流媒体技术

2.1 缓存技术

Internet以包传输为基础进行断续的异步传输，实时A/V源或存储的A/V文件在传输中被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等，甚至先发的数据包有可能后到。为此，使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大，因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据，通过丢弃已经播放的内容，流可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。

2.2 流媒体传输流程

流媒体的具体传输流程如下：

（1）Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息,以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来。

（2）用HTTP从Web服务器检索相关数据，A/V播放器进行初始化。

（3）从Web服务器检索出来的相关服务器的地址定位A/V服务器。

（4）A/V播放器与A/V服务器之间交换A/V传输所需要的实时控制协议。

（5）一旦A/V数据抵达客户端，A/V播放器就可以播放了。

2.3 媒体系统结构

现存流媒体解决方案采用的技术是多样的，但其体系结构的本质是相近的。

流媒体的体系构成：①编码工具：用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式；

②流媒体数据；③服务器：存放和控制流媒体的数据；④网络：适合多媒体传输协议甚至实

时传输协议的网络；⑤播放器：供客户端浏览流媒体文件（通常是独立的播放器和ActiveX 方式的插件）。

2.4 流媒体传输协议

流式传输的实现需要合适的传输协议。TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时多媒体数据。

（1）实时传输协议RTP与RTCP

RTP是用于Internet/Intranet针对多媒体数据流的一种传输协议。RTP被定义为在一对

一或一对多传输的情况下工作，其目的是提供时间信息和实现流同步。RTP通常使用UDP

来传送数据，但RTP也可以在TCP或ATM等其他协议上工作。当应用程序开始一个RTP 会话时将使用两个端口：一个给RTP，一个给RTCP。RTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠RTCP提供这些服务。RTCP 和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。RTP和RTCP配合使用，它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。

（2）实时流协议RTSP

实时流协议RTSP是由RealNetworks和Netscape共同提出的，该协议定义了一对多应

用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成数据传输。HTTP与RTSP相比，HTTP传送HTML，而RTP

传送的是多媒体数据。HTTP请求由客户机发出，服务器作出响应；使用RTSP时，客户机和服务器都可以发出请求，即RTSP可以是双向的。

（3）资源预订协议RSVP

由于音频和视频数据流比传统数据对网络的延时更敏感，要在网络中传输高质量的音频、视频信息，除带宽要求之外，还需其他更多的条件。RSVP是Internet上的资源预订协议，

使用RSVP预留一部分网络资源（即带宽），能在一定程度上为流媒体的传输提供QoS。

3 流媒体发展现状

Internet/Intranet上使用较多的流媒体技术主要有RealNetworks公司的Real System，Microsoft公司的Windows Media Technology和Apple公司的QuickTime，它们是流媒体传

输系统的主流技术。

3.1 Real System

Real System由媒体内容制作工具Real Producer、服务器端RealServer、客户端软件（Client Software）3部分组成，其流媒体文件包括RealAudio，RealVideo，Real Presentation 和RealFlash4类文件，分别用于传送不同的文件。Real System采用SureStream技术，自动地并持续地调整数据流的流量以适应实际应用中的各种不同网络带宽需求，轻松实现视音频和三维动画的回放。Real流式文件采用Real Producer软件进行制作，首先把源文件或实时

输入变为流式文件，再把流式文件传输到服务器上供用户点播。

由于Real System的技术成熟、性能稳定，美国在线（AOL），ABC，AT&T，Sony等公司和网上主要电台都使用Real System向世界各地传送实时影音媒体信息以及实时的音乐广播。