IP组播技术在视频里面地运用(1)

来源:互联网
更新时间:2016/12/13 1:08:49
责任编辑:鲁晓倩
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IP组播技术在视频中的应用

摘要:随着流媒体、视频等业务在 Internet 上的相继开展, IP 组播技术和应用开始快速发展。本文主要分析 IP 组播技术的产生、概念和特点,以及相关技术,最后介绍了 IP 组播技术在视频业务中的应用。 关键词: IP 组播 视频 协议 一、引言 随着网络的发展,人们在网络平台上开发了各种业务,如 E-mail 、 TELNET 、 FTP 、 WWW 等业务,这些都是点到点的数据传输;而人们更希望在 Internet 上开视频会议、听现场音乐会、看实况转播等,这些是点到多点或多点到多点的数据传输,需要采用 IP 组播( IP multicast )通信技术。目前,这种技术已成为国外各种研究团体和科研机构研究的热点,许多网络厂商纷纷提供能支持 IP 组播技术的产品,一些网络提供服务商 (ISP) 也逐渐提供这种高级服务,许多提供大规模网络应用和服务的大公司开始使用组播通信。 二、 IP 组播技术的产生 IP 组播的概念最早在 1988 年出现在 Steve deering 的博士论文中,并在 1989 年 Steve deering 对标准 IP 网络层协议进行了扩展,提出了 IP 组播规范; 1992 年 3 月第一次建立组播主干网 MBone , IETF 并成功地在组播网上举行了一次会议,才引起了人们的广泛关注。而第一个 WWW 浏览器出现在 1990 年,到 1993 年已发展到 100 个 WWW 站点,所以组播和 WWW 虽处于同一时期,但组播的发展远远慢于 WWW ,主要原因是 IP 组播通信模式需要状态相当复杂的路由器,要求路由器能提供每个群组和每个源的信息状态,并且随着 Internet 的越来越复杂给组播的进一步发展带来了困难。后来,出现的一些设计精巧的组播路由协议(如 PIM-DM 、 PIM-SM 等),使组播 IP 包能正确而又迅速地发送给成千上万的接收者, IP 组播的技术和应用开始快速发展。 目前, IP 组播可以运行在任意体系结构的网络之上,包括因特网、 ATM 、帧中继、 SMDS 和卫星,并许多应用领域,能应用在视频会议、多媒体、新闻发布和来自太空的远程实况广播。 三、 IP 组播的概念 IP 组播是利用一种协议将 IP 数据包从一个源传送到多个目的地,将信息的拷贝发送到一组地址,到达所有想要接收它的接收者处。 IP 组播是将 IP 数据包 “ 尽最大努力 ” 传输到一个构成组播群组的主机集合,群组的各个成员可以分布于各个独立的物理网络上。 IP 组播群组中成员的关系是动态的,主机可以随时加入和退出群组,群组的成员关系决定了主机是否接收送给该群组的组播数据包,不是某群组的成员主机也能向该群组发送组播数据包。 同单播( unicast )和广播( broadcast )相比,组播效率非常高,因为任何给定的链路至多用一次,可以节省网络带宽和资源。举一个例子来说明,如图 1 所示,建立一个视频服务器和远端网络的通信,网络中有 n 个用户,对于一个全动全屏图像,一个视频信息流需占用 1.5Mbit/s 的带宽。 在一个单播( unicast )环境里,视频服务器依次送出 n 个信息流,由网络中的用户接收,共需要 nx1.5Mbit/s 的带宽;如果服务器处于 10Mbit/s 的以太网内, 6~7 个信息流就占满了带宽;若在一个高速的以太网里,最多只能容纳 250~300 个 1.5Mbit/s 的视频流,所以服务器与主机接口间的容量是一个巨大的瓶颈。 在一个组播( multicast )环境里,不论网络中的用户数目有多少,服务器发出的一个视频流,由网络中的路由器或交换器同时复制出 n 个视频流,广播到每个用户,仅需 1.5Mbit/s 的带宽。 可见, IP 组播能够有效地节省网络带宽和资源,管理网络的增容和控制开销,大大减轻发送服务器的负荷,从而高性能地发送信息。

另外,组播传送的信息能同时到达用户端,时延小,且网络中的服务器不需要知道每个客户机的地址。所有的接收者使用一个网络组播地址,可实现匿名服务,并且 IP 组播具有可升级性,与新的 IP 和业务能相兼容。  

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