目 錄
前言 1
1 流媒體 3
1.1 流媒體簡介 3
1.2 流媒體傳輸的基本原理 3
1.3 流媒體傳輸的方法 4
1.3.1 順序流傳輸 4
1.3.2 實時流傳輸 4
1.4 RTSP協議 4
2 MPEG-4標準介紹 6
2.1 MPEG系列標準 6
2.2 MPEG-4簡介 6
2.2.1 MPEG-4的組成 6
2.2.2 MPEG-4的功能特點 7
3 RTP和RTCP協議分析 9
3.1 RTP和RTCP協議簡介 9
3.2 RTP協議 9
3.2.1 RTP協議的組成 9
3.2.2 RTP協議的結構 9
3.2.3 RTP協議的功能 11
3.2.4 RTP協議的工作原理 11
3.2.5 RTP協議的特點 12
3.3 RTCP協議 12
3.3.1 RTCP的組成 12
3.3.2 RTCP數據報的類型 12
3.3.3 RTCP協議的功能 13
3.3.4 RTCP協議的工作原理 13
4 流媒體編程 15
4.1 C++介紹 15
4.2 程序自動維護工具make 15
4.2.1 make介紹 15
4.2.2 makefile檔案介紹 16
4.2.3 makefile檔案的簡單使用 16
4.3 Linux下C/C++開發工具介紹 17
4.4 Linux下C/C++的編譯方法 18
4.5 gdb符號調試器簡介 20
4.6 Linux編程常見問題 21
4.7 環境搭建 21
4.8 1個簡單的RTP包發送程序的實現 22
5 高效流媒體服務器的方案設計與實現 27
5.1 流媒體服務器的組成 27
5.2 流媒體服務器的基本功能和服務方式 27
5.2.1 流媒體服務器的基本功能 27
5.2.2 流媒體服務器的服務方式 28
5.3 流媒體服務器設計與實現 29
5.3.1 流媒體服務器協議棧的設計 29
5.3.2 基於RTP的MPEG-4的`視頻傳輸模型的實現 30
5.3.3 MPEG-4傳輸的軟件實現 31
5.3.4 端到端傳輸的實現 37
5.3.5 MPEG-4傳輸速率的反饋控制 38
5.3.6 服務器的算法 38
5.3.7 流媒體服務器實現中應注意的問題 39
6 結論 41
6.1 論文總結 41
6.2 個人總結 41
6.3 展望 41
參考文獻 42
致謝 43
圖表目錄
圖1 流媒體傳輸的基本原理圖 4
圖2 RTP頭部格式 10
圖3 RTP與各種網絡協議的關係 12
圖4 流媒體服務器的基本功能 28
圖5 流媒體服務協議棧 30
圖6 用UDP封裝RTP 31
圖7 基於RTP的MPEG-4的視頻傳輸模型 32
圖8 MPEG-4傳輸的流程圖 33
圖9 端對端傳輸的1般流程圖 38
表1 RTP域簡介 10
表2 RTCP數據報的類型 13
表3 流媒體服務器的服務方式 28
RTP和RTCP協議分析與應用
摘要：隨着互聯網的飛速發展，如何透過Internet來傳輸有相應服務質量(QoS)的流媒體檔案1直成爲1個值得關注的問題。爲了滿足QoS、實時性等需求，出現了實時傳輸協議（RTP）、實時傳輸控制協議（RTCP）和實時流協議（RTSP）等流媒體協議。
首先，論文詳細介紹了流媒體技術和MPEG-4編碼標準以及RTP、RTCP和RTSP協議的功能、原理、結構、特點。然後闡述了Linux環境下流媒體編程的方法，並實現了基於RTP協議的代碼編寫與測試。最後詳細論述了1個基於Linux平臺、RTP協議的高效流媒體服務器的設計原理、設計思想及具體的實現過程，對在設計過程中涉及到的關鍵算法及重要作業流程作了具體分析。
關鍵詞：MPEG-4；流媒體；RTP/RTCP；RTSP；Linux
The Analysis and Application of RTP and RTCP
Abstract: With the rapid development of the Internet, how to transmit the flow-media files with relevant Quality of Service (QoS) through Internet has always become an issue worthy to be concerned. In order to meet the demands of QoS and real time, Real-time Transport Protocol (RTP), Real-time Transport Control Protocol (RTCP), Real-time Streaming Protocol (RTSP) and other flow-media protocols appear.
Firstly, this paper particularly introduces flow-media technology and the encode standard of MPEG-4 as well as the function and principle, structure, characteristic of the RTP, RTCP and RTSP . Then expounds the method of programming with flow-media under the Linux circumstance and carries out the code compiling and testing based on the RTP. Finally, the paper elaborates the design principle and idea about the RTP’S efficient flow-media server and its specific process based on Linux platform. Moreover, it analyses the key algorithm and important task flow involved in the design process concretely.
Keywords: MPEG-4; Flow-media; RTP/RTCP; RTSP; Linux
前言
21世紀是資訊社會，伴隨着Internet 的迅猛發展，各種資訊資源極大豐富，人們對於實時、高效、資訊量大、內容豐富的多媒體通信的需求越來越大。多媒體通信的1個顯著特點是數據量大，並且許多應用對實時性都有較高的要求。實時性是下1代網絡應用的1個重要發展方向，它要求傳輸的延時小、丟包率低。實時性應用的這些特點決定了本身受重傳機制、擁塞控制機制等限制的TCP協議不適合用來傳輸實時多媒體數據。
爲了滿足實時性需求，出現了實時傳輸協議（RTP）、實時傳輸控制協議（RTCP）和實時流協議（RTSP）等流媒體協議。
隨着數字視音頻、網絡技術的進1步發展，人們已經不滿足於在網絡上只收發電子郵件這樣的文字傳輸，提出了在互聯網上有效實時地傳輸多媒體資訊的新要求。而網絡上的多媒體通信應用和數據通信應用有比較大的差別，多媒體應用要求客戶端播放聲音和圖像時要流暢、聲音與圖像同步等，對網絡的延時和帶寬要求很高。流媒體(flow-media)就是爲適應多媒體在Internet/Intranet中的應用與發展而產生的。如今，流媒體已經成爲下1代網絡應用的重要發展方向。應用流媒體實現視頻實時通信具有重大的現實意義和實用價值。
流媒體是指在網絡中使用流式傳輸技術的連續時基媒體，如視頻、音頻等。新1代視頻壓縮技術MPEG-4的出現正是適應了流媒體應用的發展，事實上正在逐漸成爲流媒體通信的標準。它建立在幾種成功的技術上，如數字視頻、計算機圖形以及WWW，旨在提供1個製作、發佈和播放多媒體內容的綜合平臺。MPEG-4第1次提出了視頻對象的概念，相對於傳統的塊壓縮技術，它具有前所未有的靈活性和高效性，不僅可以用於未來的交互式視頻服務需求，同時也相容於傳統方式視頻的存儲和傳輸，它無疑是網絡視頻壓縮技術的優先選擇。MPEG-4 標準以其高壓縮率、高質量、低傳輸率成爲目前和下1代網上多媒體傳輸的主要格式和標準，目前對MPEG-4的傳輸應用剛剛開始。除了傳統的流媒體軟件公司RealNetworks，Microsoft，Apple公司外，CISCO，Philips等公司也投入巨資角逐MPEG-4的流式傳輸應用。國內對這方面的研究還處在起步階段，因此抓緊時間和抓住機遇研究基於MPEG-4的傳輸技術是必要的和有意義的。
流媒體技術是多媒體技術和網絡技術的交叉課題，它包括流媒體服務器技術、流媒體編碼技術、端到端流媒體技術和流媒體系統技術等。流媒體服務器在提供流媒體服務中起着關鍵作用，而流媒體本身有着大數據量、要求實時處理等特點，因此流媒體服務器技術也是流媒體技術研究的重點。其中通信程序是流媒體服務器的技術核心，通信程序涉及到服務器中實施的應用層和傳輸層協議。
RTP、RTCP、RTSP作爲流媒體的應用層協議，早在1996年就被IETF接納爲Internet標準，目前RTP/RTCP已經成爲流媒體傳輸中使用最廣泛的協議。因此，可以考慮使用RTP/RTCP協議來實現MPEG-4標準的多媒體傳輸綜合框架(Delivery Multimedia Integration Framework，DMIF)中的數據平面。要透過RTP進行MPEG-4的傳輸，必須把MPEG-4的媒體數據封裝成1個個RTP包。隨着流媒體技術的不斷髮展，基於RTP/RTCP協議的MPEG-4傳輸方法研究與應用將會變得越來越有意義。
本文研究的主要內容如下：
前沿介紹了流媒體發展現狀以及研究課題，簡介了論文研究的背景和內容。
第1章介紹了流媒體的1些基本概念。
第2章介紹了MPEG系列標準，以及MPEG-4的組成和特點等。
