IP網多媒體數據傳輸的應用分析

【摘要】 隨著高新技術產業的發展，基于IP網的多媒體系統的應用越來越受到社會的關注，尤其是隨著遠程教學系統、遠程醫療系統、遠程監控系統等多媒體系統的普及，基于IP網的多媒體系統已成為人們工作及生活必不可少的部分。

【關鍵詞】 UDP/IP協議 RTP/RTCP協議 傳輸方式

一、UDP/IP協議與RTP/RTCP協議

1、UDP/IP協議。Internet網絡對實現不同地域間計算機的相互通訊及基于數據傳輸的資源共享意義重大。Internet網絡所用的協議較多，但使用最頻繁的協議是UDP/IP協議。OSI七層網絡標準認為IP層是網絡層，UDP與TCP是傳輸層的協議，其中UDP面向無連接，主要完成數據報服務；TCP面向連接，主要完成可靠流服務。（1）UDP屬最基本的傳輸協議，其不具備任何可靠性措施，但其效率相當高。實踐表明，UDP為面向交易型的傳輸協議，其中單次交易僅包含來回2次報文交換，由此免除連接的建立與撤銷所產生的費用。（2）TCP主要完成可靠性服務，如采用滑動窗口機制及確認與超時重傳機制等，其通常被應用到擁塞處理與流量控制等領域，但運行TCP協議必然加重網絡開銷，因此傳輸實時性數據或突然性的大量數據不宜采用TCP協議（如音頻流或視頻流等）。

2、RTP/RTCP協議。由前文可知，UDP協議具有不可靠性，那么基于UDP的應用程序必須自主解決可靠性問題（如報文重復、丟失、失序等）。連續傳輸媒體數據階段，數據接收方與傳輸方皆應具備處理數據丟失或延遲等問題的能力，因此RTP/RTCP協議的提出具有必然性。（1）RTP主要傳輸端到端或實時特征的數據，其中包括裝載數據的序列計數、標識符、傳送監視、時戳等。RTP報文結構的時戳字段主要記錄數據包的采樣時刻；序號字段主要記錄數據包的序號。所以，對音頻視頻數據用RTP協議進行封裝可實現對丟失數據的準確解碼。（2）RTCP是RTP的控制協議，其主要完成對數據接收雙方傳遞信息及網絡服務質量的監視。RTCP的報文格式包括RR與SR，其中RR由數據的接受者使用；SR由數據的傳輸者使用。RTCP的通信具有周期性，同時能向數據傳輸質量提供反饋信息。

二、基于IP網的多媒體數據傳輸的應用

研究證實，盡管不同的多媒體系統執行者不同的協議，但其皆具有相同的原理。

1、Windows操作系統。考慮到用UDP協議對數據流進行傳輸，必須采用WinSock（TCP/IP應用接口的標準）無連接的數據報方式，即把數據直接發送到IP層進行打包，注意上一層數據包的字節數必須交下一層子網的最大IP包小。若數據的傳輸采用廣播方式，那么各數據包的字節數應≤512字節，因此應對RTP/RTCP包的字節數進行限制。總體而言，發送端對數據包進行分組封裝與發送，接收方再對接收到的數據包進行相仿的封裝重組處理，由此確保發送端與接收端的數據格式相同。WINDOW/NT操作系統內基于以太網的多媒體數據流的傳輸方式包括點對點的單播、點對多點的廣播與組播三種。

2、單播傳輸方式。若WinSock的數據報套接字要實現UDP傳輸，必須嚴格執行如下操作步驟：（1）借助函數socket（）創建一個數據報套接字；（2）傳輸前把數據報套接字與本地主機端口及IP地址捆綁到一起；（3）用函數sendto（）發送數據；（4）用函數recvfrom（）接收數據，注意函數recvfrom（）與sendto（）的語法大致相同。

3、廣播傳輸方式。遠程醫療系統及遠程監控系統等多媒體系統的應用通常要求對多媒體數據實施點對多點的傳輸方式。若發送者以點對點的單播傳輸方式分別向接受者世界發送數據，其勢必大幅度增大網絡的帶寬資源開銷，尤其是同一網段分布著多個接受者的情況，網絡帶寬資源的浪費量更大。由此可見，采用點對多點的廣播或組播方式對此情況數據的傳輸非常必要。目前多數通信子網皆具備廣播或組播的服務能力（如令牌環網、以太網等）。廣播傳輸方式的實現步驟具體如下：（1）借助函數setsockopt（）創建一個廣播套接字；（2）數據發送時，發送地址應指定到廣播地址；（3）數據接收方法與單播相同。

4、組播傳輸方式。組播傳輸方式要求把IP數據傳送到“一組”地址，由此使Internet網絡內同組（特殊的IP地址標識）的全部成員節能受到數據包。組播傳輸方式具有高效率性，即一個源站可向多個目標站同時發送IP包，但網絡拓撲提供的鏈路僅被使用1次，由此使網絡帶寬資源被節省。TCP/IP的IGMP協議擁有組播的內容，其中組播可用的地址為224.0.0.0～239.255.255.255。上述多路廣播地址通常被用來存放組播路由的信息，但該范圍外的多路廣播地址均由應用程序設計定完成。

三、結束語

綜上所述，隨著社會經濟的發展及科技發展水平的提高，Internet網絡與多媒體技術已成為人們生活工作不可或缺的部分，若把Internet網絡與多媒體技術有機結合起來，其必能有效提高數據的傳輸效率。

參 考 文 獻

[1] 于楊. IMS多媒體會議之數據協同會議系統的設計與實現[D]. 北京郵電大學，2010

[2] 趙海濤. 無線IP網絡多媒體流的端到端QoS支持技術研究[D]. 南京郵電大學，2008