15
12.2 流式存储音频/视频

传统的下载文件方法
客户机 服务器

浏览器
GET: 音频/视频文件
RESPONSE

万维网 服务器

音频/视频文件
媒体 播放器
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传统的浏览器从服务器 下载音频/视频文件
用户从客户机(client)的浏览器上用HTTP协议 向服务器请求下载某个音频/视频文件 服务器如有此文件就发送给浏览器。在响应报 文中就装有用户所要的音频/视频文件。整个下 载过程可能会花费很长的时间 当浏览器完全收下这个文件后，就可以传送给 自己机器上的媒体播放器进行解压缩，然后播 放
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需要解决的问题



由于分组的到达可能不按序，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 这就需要增加一个时间戳(timestamp)，以便告 诉接收端应当在什么时间播放哪个分组
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目前因特网提供的音频/视频服务 大体上可分为三种类型


流式(streaming)存储音频/视频 ——边下 载边播放 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
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目前因特网提供的音频/视频服务 大体上可分为三种类型

流式(streaming)存储音频/视频 ——边下 载边播放


RTSP信道在很多方面和FTP的控制信道类似


RTSP报文在带外发送，而媒体流的分组结构没有被RTSP 定义，它被认为是“带内”的

RTSP报文和媒体流使用不同的端口号
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RTSP消息格式

RTSP的消息有两大类：

请求消息 回应消息


请求消息：

方法 URI RTSP版本 CR LF

消息头 CR LF CR LF
RTSP客户发送PLAY报文，开始下载音频/视频文件 RTSP服务器发送响应RESPONSE报文 RTSP客户发送TEARDOWN报文断开连接 RTSP服务器发送响应RESPONSE报文
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RTSP交互示例
① CS




SETUP rtsp://115.182.51.79/zuoyou001.mp4/trac kID=65537 RTSP/1.0 CSeq: 5 User-Agent: LibVLC/1.1.11 (LIVE555 Streaming Media v2011.05.25) Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=2-3 Session: 1837199341906602386
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因特网是非等时的


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的（等时的） 传统的因特网本身是非等时的 因此经过因特网的分组变成了非恒定速率的分 组
采样后的信号 t t 构成分组 t 因特网 t
模拟信号
恒定速率
非恒定速率
4
在接收端设置缓存

9
是否改造现有的因特网？

1 、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，在因特网上传送实 时数据就不会有问题 2 、把因特网改造为能够对端到端的带宽实现 预留 (reservation) ，把使用无连接协议的因特 网转变为面向连接的网络 3 、部分改动因特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因特网上的传 输质量得到改进
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12.2.1 具有元文件的万维网服务 器

元文件就是一种非常小的文件，它描述或指明其他文 件的一些重要信息
服务器
客户机
GET: 元文件
浏览器 RESPONSE

万维网 服务器

元文件
媒体 播放器
GET: 音频/视频文件
RESPONSE

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使用元文件下载音频/视频文件
浏览器用户使用HTTP的GET报文接入到万维网服务器， 这个超链接指向一个元文件，这个元文件有实际的音 频/视频文件的统一资源定位符URL 万维网服务器把该元文件装入HTTP响应报文的主体， 发回给浏览器 客户机浏览器调用相关的媒体播放器，把提取出的元 文件传送给媒体播放器 媒体播放器使用元文件中的URL，向万维网服务器发 送HTTP请求报文，要求下载音频/视频文件 万维网服务器发送HTTP响应报文，把该音频/视频文 件发送给媒体播放器。媒体播放器边下载边解压缩边 播放


在这类应用中，客户机根据需求请求存储在 服务器上的被压缩的音频或视频文件 目前数以千计的场点提供流式存数音频和视 频，包括CNN和Youtube等

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
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目前因特网提供的音频/视频服务 大体上可分为三种类型


流式(streaming)存储音频/视频 ——边下 载边播放 流式实况音频/视频 ——边录制边发送
第12讲 多媒体传输协议
要求 1. 理解网络多媒体传输的基本问题和基本解决方 法
2. 理解流式音频视频的基本原理
3. 理解交互式音频视频的基本原理 4. 了解多媒体传输协议RTSP、RTP和RTCP
1
12.1 概述



计算机网络最初是为传送数据信息设计 的 因特网 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， 对传送数据信息也是很合适的 因特网使用的 TCP 协议可以很好地解决 网络不能提供可靠交付这一问题
2
多媒体信息的特点




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 多媒体信息的信息量往往很大 在传输多媒体数据时，对时延和时延抖 动均有较高的要求 多 媒 体 数 据 往 往 是 实 时 数 据 (real time data) ，它的含义是：在发送实时数据的 同时，在接收端边接收边播放
媒体服务器给出响应，把该音频/视频文件发 送给媒体播放器。媒体播放器在迟延了若干秒 后，以流的形式边下载边解压缩边播放
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12.2.3 实时流式协议RTSP
(Real-Time Streaming Protocol)

RTSP协议以客户/服务器方式工作，它是一个 多媒体播放控制协议，用来使用户在播放从因 特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
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12.2.2 媒体服务器




媒体服务器也称为流式服务器(streaming server) ，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


URI是接受方的地址，如： rtsp://192.168.20.136 RTSP版本一般都是 RTSP/1.0 每行后面的CR LF表示回车换行，需要接受端有相 应的解析，最后一个消息头需要有两个CR LF
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RTSP消息格式

回应消息：

RTSP版本 状态码 解释 CR LF 消息头 CR LF CR LF 消息体 CR LF
因此RTSP又称为“因特网录像机遥控协议” 要实现RTSP的控制功能，不仅要有协议，而 且要有专门的媒体播放器(media player)和媒 体服务器(media server)
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RTSP简介

RTSP协议是由RealNetworks(音频/视频流领 域的业界领袖之一)和Netcape共同提出的 RTSP协议是一个流媒体协议，用于视频点播、 视频会议、视频监控等领域 知名端口：554 RTSP语法是基于文本的，类似HTTP协议
RTSP版本一般都是RTSP/1.0 状态码是一个数值


说明

200表示成功

解释是与状态码对应的文本解释
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客户机
服务器
GET: 元文件
浏览器
RESPONSE

万维网 服务器

元文件
SETUP PLAY
媒体 播放器
RES视频流
媒体 服务器



RTSP中的所有操作都是通过服务器和客户端 的消息应答来完成的，其消息包括请求 (Request)和响应(Response)两种
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RTSP不能做什么

RTSP没有定义用于音频和视频的压缩方案

RTSP没有定义音频和视频在网络传输中是怎 样封装在分组中的

流式媒体的封装可以通过RTP或专用协议来提供

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。图中标 明的T 叫做播放时延
缓存（队列） t 有可能发生 分组丢失
t T 恒定速率
非恒定速率
5
缓存的影响



缓存使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较长， 而晚到达的分组在缓存中停留的时间则 较短 以非恒定速率到达的分组，经过缓存后 再以恒定速率读出，就能够在一定程度 上消除了时延的抖动 但，付出的代价是：增加了时延
消息体 CR LF
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RTSP消息格式