IETF IP分組網多媒體會議系統相關標準

2019-11-04 20:47:31

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供稿：網友

　　隨著計算機網絡和通信技術的發展，人們不再滿足于傳統的網絡應用，如文件傳輸、電子信箱、遠程登錄等，集音頻、視頻和共享數據于一身的多媒體應用成為新型應用的熱點。多媒體會議系統是新型多媒體應用的典型代表，它所涉及到的要害技術是多媒體應用的共同基石。
　　
　　多媒體會議系統具有傳統網絡應用所沒有的非凡要求。首先，它要求多媒體數據的傳輸是實時的。其次，它要求多媒體數據流的傳輸基于ip組播（multicast）。再次，多媒體數據的海量特性，需要研究多媒體數據的編碼和存貯技術。計算機分組網絡是建立在盡力而為（Best Effort）服務模型之上的，無法提供傳輸延時的上限和帶寬的最低保證，完全是動態隨機變化的。為了解決分組網絡上多媒體會議系統應用的要求，IETF（Internet工程任務組）先后制定了許多協議，如網絡層的IP組播及依靠于它的RSVP協議、傳輸層的RTP協議和會話層的SAP和SIP協議等。下面就對IP分組網上的IETF相關協議標準進行介紹。
　　
　　會話控制協議
　　1.會話描述協議SDP
　　
　　SDP用于描述多媒體會議，以便實現會議公布、會議邀請和其他形式多媒體會議的啟動，設計SDP就是為了傳達關于多媒體會議中媒體流的信息以使得某個會議描述的接收方能夠參加該會議。但是，SDP不用于媒體編碼方式的協商。
　　
　　雖然SDP十分通用，可以描述其它網絡環境中的會議，但它主要用于Internet。在Internet環境下，多媒體會議被定義為一組存在一段時間的媒體流，這些媒體流可以是多對多的媒體流，會議活動的時間不需要連續。Internet上基于組播的會議與許多其它會議形式的不同之處在于，用戶只需知道該會議的組播地址和用于該會議數據流的UDP端口，就能夠接收該會議的通信流量并加入該會議（除非該會議的通信流量是加密的）。SDP必須傳達的信息包括：會議名稱和目的；該會議活動的時間；組成該會議的媒體種類；接收這些媒體的控制信息。
　　
　　SDP純粹是一種會話描述的格式（它不包括傳輸協議），它可以使用不同的傳輸協議，如包括會話公布協議SAP、會話啟動協議SIP、實時流協議RTSP、使用MIME擴展的電子郵件SMTP和超文本傳輸協議HTTP。
　　
　　根據SDP的要求，我們可將會話描述分為以下兩種：會話級描述和媒體級描述。會話級描述適用于整個會話和所有媒體流的細節信息，媒體級描述適用于單個媒體流的細節信息。媒體描述使得公布的接收方能夠使用所有正確的標記和設置，從會話目錄直接啟動正確的媒體工具來加入該會議。
　　
　　一個公布是由一個會話級描述部分及其后面的零個或多個媒體級描述部分組成。當某種媒體被選擇時，應該同時選擇相應的缺省媒體格式以及缺省地址、傳輸協議和端口，并且將它們傳送給相應的媒體應用工具。新創建的會議應該具有一個名字、一段簡短的描述、范圍、聯系信息、啟動時間和停止時間。
　　
　　2.會話公布協議SAP
　　
　　SAP是用于處理組播和單播會話描述分組的協議，它定義了會話目錄傳輸所使用的封裝分組的格式。公布會議會話的SAP模塊周期性地將公布分組組播到一個眾所周知的組播地址和端口上，并且和它所公布的會話具有同樣的scope（范圍），以確保該公布的接收方也能夠成為所公布的會話的接收方。在眾所周知的SAP地址中使用的scope值和分配給該會話的組播地址中所使用的值完全一樣。
　　
　　公布會議會話使用SAP協議，周期性地向一個眾所周知組播地址和端口上組播描述特定會議的會議公布分組，SAP所使用的TTL（IPv4）或scope（IPv6）應該和它正在公布的會話的TTL（IPv4）或scope（IPv6）一樣，以便確保收到該公布的接收方也能夠收到所公布的會話的通信流量。為了接收SAP，接收方可以簡單地在一個眾所周知的組播地址和端口上進行監聽。
　　
　　會議使用會話描述協議SDP來進行描述。假如某個接收方收到一個會議公布分組，則可簡單地解碼該SDP消息，然后顯示該用戶的會議信息，以便接收方了解目前的會議狀況。接收方選擇想要加入的會議，并向該會議的傳輸地址（組播地址加上端口對）發出請求加入的申請。同樣的會議描述消息的重復時間間隔由正在被公布的會議的數量決定，以確保其不會占用太多的帶寬。
　　
　　假如接收方已經監聽了設定的時間并且沒有能夠收到會議公布，那么接收方可以斷定該會議已經取消并且不再存在。該期限的設定依據為接收方對發送者應該發送的頻度的估計量，并且（任意地）將它設置為這個估計的發送周期的10倍左右的時間。
　　
　　3.會話啟動協議SIP
　　
　　會話啟動協議SIP是用于創建、修改和終止多媒體會話或者呼叫的應用層控制（信令）協議。這些會話包括Internet多媒體會議、遠程教育、Internet電話呼叫以及類似的應用。會話中的成員可以借助組播或借助大量單播關系、或者二者的組合來進行通信。
　　
　　用來創建會話的SIP邀請數據攜帶會話描述，這些會話描述使得與會者能夠商定一套一致的媒體類型。SIP通過代理重定向用戶的當前位置來支持用戶的移動性(mobility)。用戶可以登記他們的當前位置。SIP不受任何特定會議控制協議的束縛，它被設計成獨立于低層傳輸協議并且可以對它進行其它性能的擴展。
　　
　　會議發現
　　在開始的時候，與會者應該能夠相互找到對方，即建立通信聯系。有兩種基本的會議發現機制：
　　
　　1、由會話目錄提供的會話公布機制
　　
　　許多輕型會話的匯聚機制都使用基于會話目錄的組播機制。會話目錄將會話描述“廣播給”所有可能的與會者。這些會話描述提供了該會話的生存期、組播地址、端口、媒體格式和會話次數，以便收到該會話描述的接收者都能夠加入該會話。SDP描述多媒體會話的內容和格式，而SAP將它們分發給所有可能的會話接收者。
　　
　　2、使用諸如SIP或者H.323之類的會話啟動協議所提供的會話邀請機制
　　
　　作為Internet多媒體會議系統，在會議期間，還需要交換一些會議控制信息以便實現會議控制策略，使得有關人員（例如，會議主席）可以決定哪些人可以參加會議、誰可以在什么時間發言等等。此外，還需要采取一些安全保密措施來增強會議控制。
　　
　　實時傳輸協議
　　　
　　1.實時流協議RTSP
　　
　　實時流協議RTSP是應用級協議，用于控制具有實時特性的數據投遞，它提供一個可擴展的框架，以使諸如音頻和視頻之類的實時媒體的點播投遞成為可能。該協議為了控制多種數據投遞的會話，提供了用于選擇投遞信道（例如UDP、組播UDP和TCP信道）的方法，以及選擇基于RTP的投遞機制的方法。
　　
　　2 實時傳輸協議RTP
　　
　　IETF定義的實時傳輸協議RTP提供用于具有實時特性的數據的投遞服務，是用來解決IP網上實時通信問題的一種技術方案。開發RTP就是為了提供用于音頻和視頻這類連續媒體數據的輕型應用層協議并且在會議工具之間提供協同工作的能力。RTP可以支持各種實時通信的應用，比如同步的恢復、信號丟失的監測、安全保密和內容的識別等。RTP還具備一種時間戳與控制機制，可以實現帶有定時特性的不同信息流之間的同步，它采用基于速率的流量控制機制，發送方采用與接收方約定的速率發送，可以保證發送方既不會“沉沒”接收方，也不會使接收方產生“饑餓”。
　　
　　但是，RTP本身并不提供任何確保及時的投遞機制或者其它的QoS（服務質量）保證，沒有指定恢復丟失數據報的任何機制，而是依靠較低層服務去完成這些工作。它既不保證投遞或者防止失序投遞，也不假定低層網絡是可靠的并且按順序投遞分組。RTP無法解決資源預留和QoS控制問題，因此它還要依靠資源預留協議RSVP來提供這方面的功能。RTP中所包括的順序編號使得接收端能夠復原發送端的分組順序，但是順序編號也可以用來確定一個分組在數據流中的恰當的位置（例如在視頻解碼中），而不需要按順序解碼分組。
　　
　　實時運輸控制協議RTCP用于分發發送者和接收者統計信息以及與會者的具體信息，RTCP的功能包括QoS監控和擁塞控制；標識媒體間的同步；以及會話規模估計和縮放等等。
　　
　　結語
　　IETF是Internet規劃與發展的主要標準化組織，每年都有許多標準RFC出臺。但這些標準與ITU和ISO的的工業標準不同，更加強調研究的性質并且多數具有時效性（如六個月的有效期）。即便是這樣，IETF的標準化成果對Internet的發展有很要害的作用。有的標準被ITU接納，如RTP標準用在H.323中。有的標準被生產廠家直接采用，如Cisco的IP/TV中采用了SDP協議。可以說，IETF標準是潛在的工業標準。因此了解這些相關標準和應用，無論對生產廠商還是一般工程技術人員，都是一種必要的技術儲備。實事上，正是IETF的有效工作和許多研究機構的原型系統為真正的商用奠定了基礎

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