- •«Томский политехнический университет»
- •Е.С. Чердынцев мультимедийные сети
- •Глава 1. Введение в мультимедиа
- •1.1. Классификация мультимедиа
- •1.2. Текст
- •1.3. Звук
- •1.4. Графика и анимация
- •1.6.1. Характеристики реального времени (ограничения на задержки и нестабильность)
- •1.5. Видео
- •1.6. Требования к передаче мультимедиа по сетям
- •1.6.2. Требование высокой пропускной способности
- •1.6.3. Требования к ошибкам
- •1.6.4. Поддержка мультикаста
- •1.6.5. Управление сессиями
- •1.6.6. Безопасность
- •1.6.7. Поддержка мобильности
- •Глава 2. Поддержка распределенного мультимедиа трафика в Интернете
- •2.1. Поддержка трафика реального времени в Интернете
- •2.1.1. Задержки при обработке пакетов
- •2.1.2. Задержки при передаче пакетов
- •2.1.3. Задержка передачи
- •2.1.4. Задержки маршрутизации и обработки очередей
- •2.2. Требование высокой пропускной способности
- •2.3. Ошибки характеристик сети
- •2.4. Предлагаемые модели сервисов Интернет
- •2.4.1. Уточнение требований к сервисам и описанию трафика
- •2.4.2. Управление доступом
- •2.4.3. Управление трафиком
- •2.4.4. Классификация пакетов
- •2.4.5. Планирование пакетов
- •2.4.6. Потеря пакетов
- •2.4.7. Маршрутизация на основе QoS
- •2.5. Интегрированные сервисы
- •2.5.1. Классы гарантированного обслуживания
- •2.5.2. Сервис управления загрузкой
- •2.5.3. Сервис негарантированной доставки
- •2.5.4. Недостатки модели Intserv для Интернета
- •2.6. Дифферецированный сервис
- •2.6.1. Per Hop Behavior
- •2.7. Мультипротокольная коммутация по меткам
- •Глава 3. Расширение стека протоколов tcp/ip для поддержки функциональных требований распределенных мультимедийных приложений
- •3.1. Поддержка мультикаста
- •3.2. Управление сессиями
- •3.3. Безопасность
- •3.4. Мобильность
- •3.6. Session Initiation Protocol
- •Глава 4. Введение в rtp
- •4.1. Базовые принципы rtp
- •4.2. Стандартные элементы rtp
- •4.3. Связанные с rtp стандарты
- •Глава 5. Описание протокола rtp
- •5.1. Сессии rtp
- •5.2. Структура пакета rtp
- •5.3. Проверка качества пакета
- •5.4. Трансляторы и миксеры
- •Глава 6. Описание протокола rtсp
- •6.1. Компоненты rtcp
- •6.2. Передача пакетов rtcp
- •6.3. Формат пакетов rtcp
- •6.4. Безопасность и конфиденциальность
- •6.5. Проверка корректности данных
- •6.6. База данных участников сессии
- •6.7. Управление характеристиками времени
- •6.7.1. Отчетные интервалы
- •6.7.2. Базовые правила передачи
- •6.7.3. Процедура пересмотра вперед
- •6.7.4. Процедура пересмотра назад
- •6.7.5. Пересмотр пакетов bye
- •6.7.6. Общие проблемы реализации
- •Глава 7. Захват мультимедиа, проигрывание и управление характеристиками времени
- •7.1. Поведение отправителя
- •7.2. Захват мультимедиа и сжатие
- •7.2.1. Захват и сжатие звука
- •7.2.2. Захват и сжатие изображения
- •7.2.3. Использование предварительно записанной информации
- •7.3. Генерация пакетов rtp
- •7.3.1. Метки времени и модель времени rtp
- •7.3.2. Фрагментация
- •7.3.3. Заголовки, зависящие от формата данных
- •7.4. Поведение получателя
- •7.5. Получение пакетов
- •7.5.1. Получение пакетов данных
- •7.5.2. Получение управляющих пакетов
- •7.6. Буфер проигрывания
- •7.7. Декодирование, смешивание и проигрывание
- •7.7.1. Декодирование
- •7.7.2. Смешивание звука
- •Глава 8. Синхронизация звука и изображения
- •8.1. Поведение отправителя
- •8.2. Поведение получателя
- •8.3. Точность синхронизации
- •Глава 9. Компенсация ошибок
- •9.1. Компенсация потерь звука
- •9.1.1. Измерение качества звука
- •9.1.2. Замещение периодами тишины
- •9.1.3. Замещение шума
- •Глава 10. Исправление ошибок
- •10.1. Прямое исправление ошибок
- •Глава 11. Контроль перегрузок
- •11.1. Необходимость контроля перегрузок
- •10.1.1. Контроль четности
- •References
- •Multimedia networks
- •Published in author’s version
1.6.4. Поддержка мультикаста
При мультикасте один источник используется одновременно несколькими получателями мультимедийной информации. Его используют наиболее популярные распределенные мультимедийные приложения. Например, видеоконференция с несколькими участниками является одним из самых широко используемых сервисов в Интернет-телефонии. Если мультикаст не поддерживается самой сетью, его поддержку должно взять на себя используемое приложение.
Мультикаст легче обеспечить при односторонней передаче информации, чем при двусторонней. Например, в случае использования Интернет-радио мультикаст обеспечивается созданием дерева связи с вершиной у отправителя информации, ветвями у ее получателей и соответствующим дублированием пакетов в узлах дерева. Однако в случае двусторонней коммуникации как, например, в Интернет-телефонии для нескольких участников, необходимо иметь некоторый функционал для корректного смешивания голосовых потоков от разных участников. В противном случае придется поддерживать множество двусторонних каналов связи каждого участника с остальными, что может дать слишком высокую нагрузку на передающую сеть.
1.6.5. Управление сессиями
Управление сессиями включает:
Описание типа мультимедиа. Эта информация необходима распределенным мультимедийным приложениям для указания таких параметров сессии, как тип мультимедиа (звук, видео или данные), схемы кодирования, время начала и окончания сессии, IP адреса используемых хостов и т.д. Часто очень важно описать сессию до ее начала, так как участники сессии могут иметь разные возможности по приему мультимедиа.
Оповещение о сессии. Позволяет оповещать участников о будущей сессии. Например, существуют сотни радиостанций в Интернет, вещающих по разным каналам. Оповещение о сессии позволяет таким радиостанциям распространить информацию о расписании вещания для потенциальных слушателей.
Идентификация сессии. Мультимедийная сессия часто состоит из множества потоков, включая непрерывные (звук, видео) и дискретные (текст, изображения). Например, отправитель может посылать звук и видео как два разных потока по одному каналу, которые при получении должны быть синхронизированы. Или наоборот, отправитель может посылать звук и изображение вместе, но разделять воспроизведение на несколько уровней по качеству в соответствии с возможностями получателей.
Управление сессией. Информация, содержащаяся в разных потоках, может иметь внутренние связи и это должно быть учтено при ее передаче. Это называется синхронизацией мультимедиа и может быть достигнуто расстановкой меток времени (timestamps) в передаваемых пакетах. Более того, получатели потокового мультимедиа могут захотеть иметь возможность управления воспроизведением [8], как это делается в обычных видеомагнитофонах.
1.6.6. Безопасность
При обсуждении процесса передачи мультимедиа часто забывают про вопросы безопасности. Однако с ростом использования сервисов реального времени вопросы безопасности становятся достаточно важными. Безопасность для данных мультимедиа выражается в трех аспектах: целостность, аутентичность, шифрованность. Например, публичное вещание требует целостности и аутентичности данных, а частное – их шифрования. Для этого можно использовать различные криптографические схемы [9].
Еще одна проблема – в сохранении авторских прав на компоненты мультимедиа. Например, рассмотрим доставку фильмов по предварительной оплате. Существует возможность использования полученных фильмов в коммерческих целях. Современные цифровые технологии [11], добавляющие дополнительные данные в мультимедиа, могут помочь в предотвращении таких нарушений.
