IP网络视频传输:技术、标准和应用
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1.3.1 网络的层次结构和协议

(1)层次和协议

在IP网络中,主要采用TCP/IP族规范网络的信息传输。采用TCP/IP族的IP网络可使用4层结构表示。如图1.9所示,从高层到底层分别是应用层、传输层、网络层和网络接口层。在TCP/IP模型的每一层都有若干协议,图1.9给出和主流多媒体传输关系较大的几个协议,它们基本处于传输层和应用层。其中,应用层常见的有RTP、RTCP(Real-time Transport Control Protocol)、RTSP、HTTP等,传输层主要是TCP和UDP。

图1.9 TCP/IP层次结构和流媒体协议

数据包在TCP/IP栈中传送的时候,是由上至下或由下至上逐层进行传输的。例如,在由上至下的发送流程中,某一层的数据只需关注从相邻的上层接收数据,按照本层协议附加“头信息”重新打包后交付给下一层。

(2)应用层的传输协议

①RTP系列协议

实时传输协议是一种应用层传输协议,1996年由互联网工程任务组(IETF,Internet Engineering Task Force)在RFC 1889中公布,负责媒体数据的传输。实时传输控制协议(RTCP)是为了配合RTP使用而制定。在通常情况下,二者都是基于UDP的协议传输。RTP本身并不能为传送的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。

实时流协议虽然是应用层协议,但从细分的角度来看,它位于RTP和RTCP之上,作为实时流媒体数据在网络上传送的控制协议,负责对流媒体服务器和客户端之间会话的建立、交互以及拆除链接等协商控制。RTSP本身并不传输流媒体数据,必须依赖于下层传输协议提供的这些服务,如RTP的流媒体数据传送服务。RTSP负责定义具体的控制消息、操作方式等,通过与RTP/RTCP配合使用,交互操作,可以实现对流媒体提供诸如播放、暂停、快进等操作。

简言之,在流媒体数据的传输过程中,一般采用RTP封装实时流媒体数据,提供解码所需要的时间戳和编码类型等信息;用RTCP提供流量控制、拥塞控制和反馈网络传输状况;用RTSP控制具有实时特性的流媒体数据传输。

②HTTP

位于应用层的超文本传输协议是互联网上应用最为广泛的一种网络协议,由万维网协会(Web Consortium)和互联网工程任务组共同开发,编号为RFC 2616,版本为HTTP 1.1。HTTP最初的设计目的是为了提供一种发布和接收超文本标记语言(HTML,Text Markup Language)页面的方法,所有的Web文件都必须遵守这个标准。后来,由于HTTP的普及和便利,人们也开始利用HTTP传输多媒体数据,后面要介绍的基于HTTP的动态自适应视频传输技术的基础就是HTTP。