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第第10章章 网络多媒体技术网络多媒体技术 计算机网络是将地理位置不同的具有独立功能的计计算机网络是将地理位置不同的具有独立功能的计算机算机(系统系统)或计算机限制的外设，通过通信设备和传输或计算机限制的外设，通过通信设备和传输介质连接起来，在网络操作系统限制下，依据约定的通介质连接起来，在网络操作系统限制下，依据约定的通信协议进行信息交换，实现资源共享的系统。信协议进行信息交换，实现资源共享的系统。Page 2计算机网络的突出特点计算机网络的突出特点:综合利用了当代全部重要信息技术的探讨成果，通过综合利用了当代全部重要信息技术的探讨成果，通过对信息收集、识别、存储和处理等技术，把分散在广泛区域对信息收集、识别、存储和处理等技术，把分散在广泛区域中的很多信息处理系统有机连接在一起，组合成一个规模更中的很多信息处理系统有机连接在一起，组合成一个规模更大、功能更强、牢靠性更高的信息综合处理系统。以达到资大、功能更强、牢靠性更高的信息综合处理系统。以达到资源共享、分布处理和相互通信的目的。源共享、分布处理和相互通信的目的。Page 3 计算机网络是网络结点和物理信道的集合，一般由资源计算机网络是网络结点和物理信道的集合，一般由资源子网和通信子网两部分组成。子网和通信子网两部分组成。1 10.1 0.1 计算机网络的组成计算机网络的组成Page 4资源子网资源子网 资源子网由主机、终端、资源子网由主机、终端、I/O设备、各种软件资源和数设备、各种软件资源和数据库等组成。资源子网负责全网数据处理业务，向网络用户据库等组成。资源子网负责全网数据处理业务，向网络用户供应各种网络资源和网络服务。供应各种网络资源和网络服务。主机系统可是微机、小型机、大中型计算机主机系统可是微机、小型机、大中型计算机 终端是网络中面对用户的接口，是网络中数量最多分布终端是网络中面对用户的接口，是网络中数量最多分布最广的设备，它干脆面对用户，为用户供应访问网络资源的最广的设备，它干脆面对用户，为用户供应访问网络资源的接口。接口。Page 5通信子网通信子网 通信子网包含传输介质和通信设备。它担当全网的数通信子网包含传输介质和通信设备。它担当全网的数据传输、转接、加工和变换等处理工作。据传输、转接、加工和变换等处理工作。传输介质传输介质:专用的双绞线、同轴电缆及光纤，也可以是专用的双绞线、同轴电缆及光纤，也可以是公用通信线路，如电话线、微波等。公用通信线路，如电话线、微波等。通信设备通信设备:指通信处理机、交换设备和调制解调设备，指通信处理机、交换设备和调制解调设备，以及用于卫星通信的地面站、微波站、集中器等。以及用于卫星通信的地面站、微波站、集中器等。Page 61 10.2 0.2 计算机网络的类型计算机网络的类型对等网模式对等网模式 对等网中每一台设备可同时是客户机和服务器。网络对等网中每一台设备可同时是客户机和服务器。网络中全部设备可干脆访问数据、软件和其他网络资源。即每中全部设备可干脆访问数据、软件和其他网络资源。即每台网络计算机与其他连网计算机是对等台网络计算机与其他连网计算机是对等(peer)(peer)的，它们没的，它们没有层次划分。有层次划分。“对等网对等网”是局域网中最基本的一种，很是局域网中最基本的一种，很多管理功能不能实现。多管理功能不能实现。Page 7客户机服务器（客户机服务器（C/SC/S）模式）模式 客户机客户机/服务器网络又叫服务器网络。基于服务器的服务器网络又叫服务器网络。基于服务器的网络引进了层次结构，它是为了适应网络规模增大所需的网络引进了层次结构，它是为了适应网络规模增大所需的各种支持功能而设计的。通常将基于服务器的网络都称为各种支持功能而设计的。通常将基于服务器的网络都称为客户机客户机/服务器网络服务器网络Page 8阅读器阅读器/服务器服务器(B/S)(B/S)模式模式 阅读器作为操作系统的一种扩展，充当用户计算机与阅读器作为操作系统的一种扩展，充当用户计算机与InternetInternet之间的一个接口，随着阅读器功能不断增加，有之间的一个接口，随着阅读器功能不断增加，有望成为将来应用程序运行的主要环境。对于阅读器而言，望成为将来应用程序运行的主要环境。对于阅读器而言，程序和数据的具体位置不那么重要，只要知道其在程序和数据的具体位置不那么重要，只要知道其在InternetInternet上的地址或域名就能访问。上的地址或域名就能访问。B/S B/S模式为一种模式为一种“瘦客户机服务器瘦客户机服务器”模式，区分于传模式，区分于传统的局域网的统的局域网的“C/S”“C/S”模式，在于应用程序完全在服务器端模式，在于应用程序完全在服务器端运行，客户端只进行简洁的数据输入运行，客户端只进行简洁的数据输入/输出，通过网络将数输出，通过网络将数据和操作指令返回服务器端，在服务器端运行的应用程序据和操作指令返回服务器端，在服务器端运行的应用程序处理后返回结果。处理后返回结果。Page 9分布式系统分布式系统(distributed system)在分布式系统中，多台自主计算机的存在对用户是透亮的。在分布式系统中，多台自主计算机的存在对用户是透亮的。用户输入一条吩咐运行某个程序，分布式系统便会运行它。操用户输入一条吩咐运行某个程序，分布式系统便会运行它。操作系统会选择合适的处理器，找寻全部的输入文件，然后传送作系统会选择合适的处理器，找寻全部的输入文件，然后传送给该处理器，并把结果放到合适的地方。给该处理器，并把结果放到合适的地方。即：分布式系统的用户觉察不到多个处理器的存在，用户所即：分布式系统的用户觉察不到多个处理器的存在，用户所面对的是一台虚拟的单处理机。为处理器安排任务，为磁盘安面对的是一台虚拟的单处理机。为处理器安排任务，为磁盘安排文件，把文件从存储的地方传送到须要的地方，以及其他全排文件，把文件从存储的地方传送到须要的地方，以及其他全部的系统功能都必需是自动完成的。系统中，若干台计算机可部的系统功能都必需是自动完成的。系统中，若干台计算机可以相互协作来完成一个共同的任务。以相互协作来完成一个共同的任务。Page 10 协议指为了使网络中的不同设备能进行正常的数据通信，协议指为了使网络中的不同设备能进行正常的数据通信，预先制定的一整套通信双方相互了解和共同遵守的格式和约预先制定的一整套通信双方相互了解和共同遵守的格式和约定。定。不同的计算机系统的产品，对数据表示、数据格式、数据不同的计算机系统的产品，对数据表示、数据格式、数据编码等都不会相同，不同的计算机系统或不同应用软件之间编码等都不会相同，不同的计算机系统或不同应用软件之间对话、传递信息，必需遵守双方的约定和规则，以便保证能对话、传递信息，必需遵守双方的约定和规则，以便保证能够相互联接和正确交换信息。这些约定和规程是事先制定的，够相互联接和正确交换信息。这些约定和规程是事先制定的，并以标准的形式固定下来，这就是网络通信协议。并以标准的形式固定下来，这就是网络通信协议。1 10.3 0.3 计算机网络通信协议计算机网络通信协议Page 11协议分层的概念协议分层的概念 计算机通信本身是一个特别困难的过程，而且通信的双计算机通信本身是一个特别困难的过程，而且通信的双方既可能存在着硬件体系的差异，也可能存在操作系统的差方既可能存在着硬件体系的差异，也可能存在操作系统的差异。为削减协议设计和调试过程的困难性，通常网络协议都异。为削减协议设计和调试过程的困难性，通常网络协议都按结构化的层次方式来进行组织，每层完成确定的功能，每按结构化的层次方式来进行组织，每层完成确定的功能，每一层又都建立在它的下层之上。不同的网络，其层的数量、一层又都建立在它的下层之上。不同的网络，其层的数量、各层的名字、内容和功能不尽相同，然而在全部的网络中，各层的名字、内容和功能不尽相同，然而在全部的网络中，每一层都是通过层间接口向上一层供应确定的服务，而把这每一层都是通过层间接口向上一层供应确定的服务，而把这种服务是如何实现的细微环节对上层屏蔽。种服务是如何实现的细微环节对上层屏蔽。Page 12图12-2 协议分层的概念Page 13 国际标准化组织国际标准化组织ISO(International Standards Organization)于于1978年提出开放系统互联参考模型年提出开放系统互联参考模型OSI/RM(Open System Interconnection/Reference Model)它定义了连接异种计算机标准的主体结构它定义了连接异种计算机标准的主体结构,是设计和描述网络是设计和描述网络通信的基本框架。任何两个遵守参考模型和有关标准的系统都通信的基本框架。任何两个遵守参考模型和有关标准的系统都可进行互连，这样的系统称为开放系统。可进行互连，这样的系统称为开放系统。OSI模型把计算机网络通信的组织与实现按功能划分为七层模型把计算机网络通信的组织与实现按功能划分为七层:应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层理层(如图如图12-3)。1 10.40.4开放系统互联开放系统互联/参考模型参考模型(OSI/RM(OSI/RM）Page 14OSI参考模型及协议Page 15OSI参考模型各层次的主要功能：参考模型各层次的主要功能：物理层：这一层标准化了连接在物理介质上的数据链路的电子、物理层：这一层标准化了连接在物理介质上的数据链路的电子、机械部件规范和功能限制，物理层只负责接收和发送比特流，机械部件规范和功能限制，物理层只负责接收和发送比特流，而不考虑信息的格式和意义。而不考虑信息的格式和意义。数据链路层：通过物理层建立的链路，将具有确定意义和结构数据链路层：通过物理层建立的链路，将具有确定意义和结构的信息（帧的格式）正确地在实体之间传输。的信息（帧的格式）正确地在实体之间传输。网络层：网络层也称通信子网层，主要任务是如何将源端发出网络层：网络层也称通信子网层，主要任务是如何将源端发出的分组经过各种途径送到目的端，要解决路由选择、流量限制的分组经过各种途径送到目的端，要解决路由选择、流量限制和网络互联等问题。和网络互联等问题。Page 16传输层：供应牢靠的端到端（主机传输层：供应牢靠的端到端（主机-主机）的通信，屏蔽由于主机）的通信，屏蔽由于通信子网技术的不同而带来的差异，为上层用户供应透亮的通信子网技术的不同而带来的差异，为上层用户供应透亮的运输服务。运输服务。会话层：会话层用于建立、管理以及终止两个应用系统之间会话层：会话层用于建立、管理以及终止两个应用系统之间的会话。的会话。表示层：表示层负责把计算机内部的表示形式转换为网络通表示层：表示层负责把计算机内部的表示形式转换为网络通信中接受的表示形式。信中接受的表示形式。应用层：供应了支持终端用户的各种应用，如电子邮件、远应用层：供应了支持终端用户的各种应用，如电子邮件、远程登录和文件传输等机制。程登录和文件传输等机制。Page 17传输限制协议传输限制协议/网际协议网际协议TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)TCP/IP模型更侧重于互联设备间的数据传送，而不是严格的功模型更侧重于互联设备间的数据传送，而不是严格的功能层次划分。它通过说明功能层次分布的重要性来做到这一点，能层次划分。它通过说明功能层次分布的重要性来做到这一点，但它仍为设计者具体实现协议留下很大余地。因此，但它仍为设计者具体实现协议留下很大余地。因此，OSI参考模参考模型在说明互联网络通信机制上比较适合，但型在说明互联网络通信机制上比较适合，但TCP/IP成为了互联网成为了互联网络协议的实际标准。络协议的实际标准。TCP/IP参考模型是在它所说明的协议出现后才发展起来的，更参考模型是在它所说明的协议出现后才发展起来的，更重要的是，由于它强调功能分布而不是严格的功能层次的划分，重要的是，由于它强调功能分布而不是严格的功能层次的划分，因此它比因此它比OSI模型更敏捷。模型更敏捷。1 10.5 TCP/IP0.5 TCP/IP协议协议Page 18 TCP/IP使跨平台或称为异构的网络互联成为可能。比如，使跨平台或称为异构的网络互联成为可能。比如，一个一个Windows NT网络可以包含网络可以包含UNIX和和Macintosh工作站，甚工作站，甚至可以包含至可以包含UNIX网络或网络或Macintosh组成的网络，组成的网络，TCP/IP具有如具有如下的特性：下的特性：破坏复原机制破坏复原机制能够在不中断现有服务的状况下加入网络能够在不中断现有服务的状况下加入网络 高效的错误率处理高效的错误率处理 平台无关性平台无关性低数据开销低数据开销Page 1910.6 10.6 流媒体相关学问流媒体相关学问概念概念 流媒体简洁来说就是应用流技术在网络上传输的多媒体文流媒体简洁来说就是应用流技术在网络上传输的多媒体文件，而流技术就是把连续的影象和声音信息经过压缩处理后件，而流技术就是把连续的影象和声音信息经过压缩处理后放上网站服务器，让用户一边下载一边观看、收听，而不须放上网站服务器，让用户一边下载一边观看、收听，而不须要等整个压缩文件下载到自己机器后才可以观看的网络传输要等整个压缩文件下载到自己机器后才可以观看的网络传输技术。该技术先在运用者端的电脑上创建一个缓冲区，于播技术。该技术先在运用者端的电脑上创建一个缓冲区，于播放前预先下载一段资料作为缓冲，于网路实际连线速度小于放前预先下载一段资料作为缓冲，于网路实际连线速度小于播放所耗用资料的速度时，播放程序就会取用这一小段缓冲播放所耗用资料的速度时，播放程序就会取用这一小段缓冲区内的资料，避开播放的中断，也使得播放品质得以维持。区内的资料，避开播放的中断，也使得播放品质得以维持。Page 20流媒体传输方式流媒体传输方式:实时流式传输实时流式传输(realtime streaming)(realtime streaming)依次流式传输依次流式传输(progressive streaming)(progressive streaming)流媒体的传输技术主要有三种：流媒体的传输技术主要有三种：1 1、点对点、点对点(unicast)(unicast)2 2、组播、组播(Multicast)(Multicast)又称为多址广播又称为多址广播3 3、广播、广播(Broadcast)(Broadcast)Page 211 1、点对点的特点是流媒体的源和目的地是一一对应的，即、点对点的特点是流媒体的源和目的地是一一对应的，即流媒体从一个源流媒体从一个源(服务器端的应用服务器端的应用)发送出去后只能到达一发送出去后只能到达一个目的地个目的地(客户端应用客户端应用)。2 2、组播是一种基于、组播是一种基于 组组 的广播，其源和目的地是一对多的的广播，其源和目的地是一对多的关系，但这种一对多的关系只能在同一个组内建立，也就是关系，但这种一对多的关系只能在同一个组内建立，也就是说，流媒体从一个源说，流媒体从一个源(服务器端的应用服务器端的应用)发送出去后，任何一发送出去后，任何一个已经加入了与源同一个组号的目的地个已经加入了与源同一个组号的目的地(客户端应用客户端应用)均可以均可以接收到，但该组以外的其他目的地接收到，但该组以外的其他目的地(客户端应用客户端应用)均接收不到。均接收不到。Page 223 3、广播的源和目的地也是一对多的关系，但这种一对多的、广播的源和目的地也是一对多的关系，但这种一对多的关系并不局限于组，也就是说，流媒体从一个源关系并不局限于组，也就是说，流媒体从一个源(服务器端服务器端的应用的应用)发送出去后，同一网段上的全部目的地发送出去后，同一网段上的全部目的地(客户端应客户端应用用)均可以接收到，广播可以看作组播的一个特例。均可以接收到，广播可以看作组播的一个特例。Page 23互联网的迅猛发展和普及为流媒体业务发展供应了强大的市互联网的迅猛发展和普及为流媒体业务发展供应了强大的市场动力，流媒体业务正变得日益流行。场动力，流媒体业务正变得日益流行。视频点播视频点播：点播是其它流媒体应用的基础，下面将以点：点播是其它流媒体应用的基础，下面将以点播的实现流程来讲解。播的实现流程来讲解。网络直播网络直播远程监控远程监控远程教化远程教化视频会议视频会议流媒体的主要应用流媒体的主要应用Page 24流媒体制作流程流媒体制作流程Page 30网络直播网络直播Page 33