TCP/IP协议和IP组播的视频传输


1 TCP/IP协议
TCP/IP是一组完整的数据协议集,得名于两个最重要的协议:传输控制协议(Transmission Control Protocol .缩写TCP)和网络协议(Internet Protocol.缩写IP) 。目前TCP/IP协议已成为占主导地位的通讯协议,它能使各种业务在不同的网上实现互联互通,从技术上为网络融合奠定了基础 。它之所以能够获得如此成就,是因为它具有如下的特点: 开放的协议标准,可以独立于特定计算机和操作系统的开放方式 。独立于特定的物理网络硬件,可以运行在多种网络传输介质上 。
共同的地址规划方案使得整个网络中的任何TCP/IP设备都具有一个唯一的地址 。标准化的高层协议提供了多种可靠的用户服务 。
2 IP技术的发展
TCP/IP是Internet网络中的重要的技术基础 。1989年WWW的出现,使Internet发生了根本的变化,使其从单纯的数据通信网络发展成为能够在世界范围内共享和发送信息的分布式文件系统,其利用价值飞速提高,TCP/IP协议也因此得到广泛应用 。非凡是1993年因特网商业化后,网络规模平均以半年翻一番的速度发展,使人们熟悉到应该在网络层用网络互联协议实现不同种类网络的互联,形成一个独立于网络基础设施的平台,这就是IP网 。普通IP网传送实时业务不能保证服务质量,因此,宽带IP网应运而生 。随着一些要害术如IP Over DWDM, MPLS流量工程等出现 。它可以提供能够和ATM网相当的服务质量,可以实现无缝连接多种不同网络的综合业务网 。宽带IP网为开拓新的宽带数据通信和宽带交互式媒体新业务提供了平台 。IP网络对多媒体通信的需求也在日溢膨胀 。为此,国际电联(ITU)制定了H.323标准,使得在现有通信网络上进行视频传输成为可能 。以TCP/IP协议为基础的宽带IP网必将融合三大网络即:有线电视网、电信网、计算机网的先进技术和网络资源,成为未来信息公路的主流 。
3 IP视频传输
3.1 网络多媒体的应用要求
因为多媒体信号是交互的互动的,它对网络提出了以下的应用要求:
(1) 吞吐(throughtput)的要求,是指对高传输带宽,大存储缓冲带宽的要求,和对流量的控制 。
(2) 可靠性的要求:在这里对可靠性的要求不是重点 。适当的数据丢失不会过多影响视频播出的实际效果 。
(3) 网络延时要求:对网络延时,抖动要求较高,因为多媒体视频流对网络传输延时和抖动比较敏感 。如传输的视频信号与音频信号必须同步等 。
3.2 IP组播
IP组播,英语原文IP Multicast,也可译为“成组通信” 。1999年IP组播具有了发展的三个要害条件:①支持IP组播的路由协议;②使用开放标准的可测试治理协议;③发展的商业机遇 。从而使其进入高速发展阶段 。IPv4定义了3种IP数据通信方式:①点点通信;②全网广播;③组播 。点点通信是指两个IP地址间进行的数据通信;全网广播是指在IP子网内向所有网内IP地址以广播的方式发送数据包,所有子网内的IP站都能收到全网广播;组播是指在IP网上对一组特定IP地址进行数据传送,是居于以上①与②之间的通信方式 。对IPv4定义的3种数据通信方式比较我们发现,IP组播具有明显区别于①、②方式的特点:某个IP站点向IP网多个站点发送数据时,可减少不必要的重叠发送,可有效地利用网络的带宽,可减少网络延时与抖动 。IP成组通信的可靠性较之①、②方式差些 。
3.3 IP视频应用要求
因为网上信息的交互性和互动性,使网络中的信息传输量日益剧增,网络传输的瓶径问题是突出的!在多媒体应用中,视频传输带来的网络带宽问题更突出些 。当n个IP地址同时接收网络多媒体视频流时,设每个视频流所需传输带宽为1.5M,按现在网络结构,所需带宽为n*1.5M,同时会带来无法忍受的网络延时和抖动 。现有的大部分网络多是使用TCP/IP点到点的协议构置,因此我们研究的重点是如何在现有网络条件下不作过多的改变来实现视频的传输,即IP组播解决方案要与现有网络兼容 。如前所述:多媒体视频流对数据可靠性要求不高,适当的数据丢失不会过多影响视频播出的实际效果 。虽然多媒体视频流对网络传输延时和抖动比较敏感,而IP组播在网络中延时与抖动是很少的 。所以用IP成组通信来传输IP视频信号是可行的 。

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