（计算机软件与理论专业论文）internet网络应用协议综合分析及处理.pdf

ab s t r a c t wit h t h e r a p i d d e v e l o p m e n t o f i n t e r n e t , m o d e r n v o i c e c o m m u n i c a t i o n , v i d e o c o mmu n i c a t i o n a n d r e a l t i me d a t a c o mmu n i c a t i o n o n i n t e r n e t i s mo r e a n d mo r e i m p o rt a n t . n e t w o r k r e a l t i m e m u l t i m e d i a s e rvic e h a s a l r e a d y b e c o m e d e v e lo p m e n t t r e n d o f i n t e r n e t . a t t h e s a m e t i m e c o m p u t e r n e t w o r k s e c u r it y i s a l s o a n i m p o rt a n t p r o b l e m . n e t w o r k m o n i t o r s y s t e m c a n t r a c k r e a l t im e , m o n it o r n e t w o r k . b e c a u s e t h e n e t w o r k fl o w i s v e r y l a r g e , m a k i n g a d a t a f i lt e r b e f o r e r e s t o r i n g i s v e r y n e c e s s a r y . h o w e v e r , b e c a u s e o f t h e c o m p l e x it y a n d v a r i e t y o f n e t w o r k a p p l i c a t i o n , i t i s d i f f i c u lt t o a n a l y z e a n d f i l t e r a p p l i c a t io n la y e r d a t a p a c k e t s b u t p e o p le h a v e p a id l it t l e a t t e n t i o n t o t h e r e s e a r c h o n a n a l y z in g a n d f i l t e r i n g o f a p p l i c a t io n l a y e r d a t a p a c k e t . i n t h i s t h e s i s , w e s y n t h e t ic a ll y a n a ly z e t h e t y p e , c h a r a c t e r i s t i c a n d s t y l e o f a p p l i c a t i o n l a y e r p r o t o c o l , t a k i n g s t r e a m i n g m u lt i m e d i a d a t a p a c k e t s i n t h e n e t w o r k a s e x a m p l e . a n d t h e n d i s c u s s h o w t o c o n s t r u c t a n e t w o r k m o n it o r s y s t e m i n l i n u x p l a t f o r m , t o i m p l e m e n t in t e r c e p t i o n a n d f i lt e r i n g f o r s t r e a m m u lt i m e d ia d a t a p a c k e t . k e y w o r d s : a p p l i c a t i o n la y e r p r o t o c o l s t r e a m m u lt i m e d i a , r t s p p r o t o c o l , r t p p r o t o c o l , n e t w o r k mo n i t o r 第一章 引 言 信息技术的革命和发展，使得由比特组成的数字媒体改变着传统信息传播 方式， 迅速成为人们生活中实实在在、 不可或缺的第四媒体。而流媒体 ( s t r e a m me d i a )正逐渐成为其中一颗闪亮的明星。 流动的新媒体在网络上传输音 / 视频 ( a / v)等多媒体信息，目前主要有 下载和流式传输两种方案。采用下载方式，用户必须考虑两个因素:对客户端 的存储需求和播放启动延时。因为 a n 文件一般都较大，所以需要的存储容量 也较大:同时由于网络带宽的限制，下载常常要花数分钟甚至数小时。 流式传输则把声音、影像或动画等信息由音、视频服务器向用户计算机连 续、实时传送。在采用流式传输的系统中，用户不必等到蔡个文件全部下载完 毕，而只需经过几秒或十数秒的启动延时即可进行观看。当音频、视频等媒体 文件在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。流式 传输不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短，而且不需要太大的缓存容量。在 i n t e r n e t / i n t r a n e t中使用流式传输技术的连续时基媒体就称为流媒休。显然，流 媒体实现的关键技术就是流式传输。 在流式传输过程中，首先，多媒体数据必须进行预处理才能适合流式传输， 这是因为目前的网络带宽对多媒体巨大的数据流量来说还显得远远不够。预处 理主要包括两方面:一是降低质量;二是采用先进高效的压缩算法。 其次，流 式传输的实现需要缓存。这是因为i n t e r n e t 是以包传输为基础进行断续的异步传 输。数据在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选 择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等为此，使用缓存 系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能 连续输出，而不会因网络暂时拥塞使播放出现停顿。 再次，流式传输的实现需 要合适的传输协议。www技术是以h t t p协议为基础的，而h t 下 p又建立在 丁 c p协议基础之上。由于t c p需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。在 流式传输的实现方案中，一般采用 h t t p / t c p来传输控制信自 、 ，而用 r t p / u d p 来传输实时声音数据。 新型的流式视频格式到目前为止，i n t e r n e t上使用较多的流式视频格式主要 是以 下三 种: r e a l n e t w o r k s 公司的r e a l m e d i a , a p p l e计算机公司的q u i c k t i m e 以 及m i c r o s o ft公司的a d v a n c e d s t r e a m i n g f o r m a t ( a s f ) o 流媒体的未来流媒体服务系统显然不同于网络文件服务系统。从功能实现 上看，流媒体网络服务系统和传统的网络文件服务系统虽然有许多相似之处， 尤其强调对数据对象的共享使用和追求最大化的数据吞吐率，但是，前者更为 强调对高速、稳定和连续的访问流支持，强调对同步的支持，从而确保媒体数 据的按时到达口 由于当前的流媒体服务系统存在着对连续性、实时性的严格要求以及对数 据的巨量需要，所以正如图像用户对计算机的影响一样，流媒体服务系统也将 对计算机的硬件和软件设计产生重大影响。 本篇论文将对网络应用层的协议格式进行初步的探讨，并按照协议格式对 应用层协议进行大致的分类，同时介绍了流媒体的基本技术:如流式传输的基 础、流媒体的网络传输协议以及流媒体的格式等等，并主要讨论在 l i n u x环境 下如何构造网络监控系统，实现对流媒体数据包的侦听和过滤。 第二章 网络体系结构简介 2 . 1 o s i 参考模型和t c p / i p协议体系 对于结构化的网络协议设计，一般将层和协议的集合叫作网络体系结构。 通信协议保证两个通信实体能够发送、接收并解释它们交换的信息，而网络体 系结构则定义大的框架，协议功能是在该框架中适当的定义的。体系结构对于 减少存在于端点到端点通信任务中固有的概念复杂性很有价值。现今大多数的 体系结构都是基于层次的概念，在这种体系结构中，一个端对端的通信任务是 通过逐次的在每个协议层中不断的增加 “ 确切含义” 来完成的。 多年来国际标准化组织、学术团体、各个国家的许多研究机构和大的公司 都非常重视对计算机网络体系结构的研究和开发。目 前比较著名的体系结构是 国际标准化组织 ( i s o )提出的开放系统互连 ( o s i )参考模型和美国国防部研 制的t c p / i p协议体系。另外i b m公司的s n a体系、 d e c公司的d n a体系以 及 n o v e l l 公司和微软公司提出的局域网协议也很有影响。 我们重点讨论 o s i 参考模型和t c p / i p协议体系。 2 . 1 . 1 o s i 参考模型 o s i 参考模型基于国际标准化组织( i s o ) 的建议， 是作为要对各个层次上使 用的网络协议实现国际标准化的工作的第一步而提出来的。它的提出是要为协 调标准的研制提供一个共同的基础，允许现存的和正在演变的标准化活动有一 致的框架和前景。 需要强调的是o s i 给出的仅是一个概念上和功能_ l二 的标准框 架，是将异构系统互连的一种标准分层结构。它定义的是一种抽象结构，而非 是具体的描述，模型本身不是一组有形的可操作的协议集合，即不包含任何具 体的协议定义，也不包括强制的实现一致性。 2 . 1 . 2 t c p / i p协议体系 t c p / i p协议最初是为美国 a r p a n e t设计的，它先于 o s i 模型开发，故不 符合 o s i / r m标准，大致说来，t c p对应o s i 7 层模型的传输层，i p对应网络 层。但现在所说的 t c p / i p协议，已超出了这两个层次，t c p / i p协议己成为一 个完整的协议族，成为一个完整的网络体系结构。 2 . 2 . 3 t c p / i p 和o r协议体系结构的比 较 o r与t c p / i p 有许多相似之处。主要表现在以下几个方面: 2 3 月 民 务。 4 它们都采用了分层次的体系结构和协议栈的思想。 相对应的层的功能大体相似。 运输层及其以上的层都为希望通信的进程提供端对端与网络无关的运输 某些基本概念和术语是通用的。 o s i 与t c p / i p 也存在如下差别: l . o s i 参考模型有三个重要的概念:服务、接口 和协议。其思想与现代面 向对象的程序设计技术有相似之处。如一个对象 ( 像一个层一样)有一组方法 ( 操作) 。该对象外部的进程可以使用它们。这些方法的语义定义该对象提供的 服务。方法的参数和结果就是对象的接口。对象内部的代码即是它的协议，在 该对象外部是不可见的。t c p a p对这些概念的区别不太明确。因此，o s i 模型 中的协议比t c p a p结构中的协议具有更好的隐蔽性，在技术发生变化时能更容 易的进行替换。 2 . o s i 是先建模，后产生协议，其间的匹配往往不够吻合:t c p a p正好相 反，它是先产生协议，后出现模型，其间配合得相当好。o s i 7 层参考模型是公 认的国际标准，t c p a p四 层参考模型则是事实上的国际标准。 3 . t c p a p一开始就考虑到多 种异构系统的互联问 题，并 将网际协议 i p作 为t c p a p的重要组成部分。但i s o和c c i t t最初只考虑到使用一种标准的公 共数据网络将各种不同的系统互联在一起。后来i s o认识到了网际协议i p的重 要性，只好在网络层中划分一个子层来完成类似丁 c p / ii 中的1p的功能。 4 . t c p / i p一开始就对面向连接和无连接服务同等重视，而 o s i 在开始时只 强调面向连接服务。一直到很晚 o s i才开始制定无连接服务的有关标准。无连 接服务的数据报对于互联网中的数据传送以及分组语音通信都是十分方便。 5 . t c p i i p 有较好的网 络管理功能， 而o s i 到后来才开始考虑这个问题。 两种体系结构模型如图2 - 1 所示: os i tcr r l p a p p l i c a t i o n application p r夔塑 io n s e s 亩 。 n 1 irgnsport.) iran,port(hurt-tu-ht, t % ne t i s o r k i n t e r n e t .夔orka ccc,5 一 n tita link p 标s i c a lp h y s ic a l u sers p n oc 5 0 几wa r e f i r mwa r e f l a r rf wa r c o p e r a t i n g s v r t e m 图 2 - 2 . 2 网络应用层协议分类 从图中我 们可以 看出， t c p / i p的 应用层是由 传统o s i 模型中 应用层、 表示 层和会话层的一部分组成。由于t c p / i p协议是现在事实上的国际标准和工业标 准， 所以 本文对网络应用层协议的研究就放在了t c p / i p协议族中应用层协议的 研究上。 通过查阅 大量的资 料， 我们找到了 1 0 0多 种应用层协议( 参见附 录 ) 及 其相应的协议规范，而事实上，由于应用程序类型的复杂性与多样性，应用层 协议的种类应该还不止这些，而且 应用层协议至今也没有一套完整的分类标准。 那么下文将试着对现有标准的应用层协议，从不同的角度大致进行分类兑结。 按照应用层协议使用的传输层协议可分为三种情况:以t c p作为其网络传输 层协议，例如 h t t p , f t p , t e l n e t , s mt p , 输层协议， 传输层协议 例如 s n mp , d h c p , r a d i u s , s n t p ，例如d n s , n f s , e c h o . d a y t i m e . n n t p :以 i 刀 p作为其网络传 以 t c p或 u d p作为其网络 2按照应用层服务的内 容又可对应 用层协议进行如下分类，如表2 -1 所示。 应 用 方 向协 议 名 称 文件传输f t p , t f t p. b f t p, s f t p, nf s . ke r mi t , n f i l e , c f d p , s i f t / u f t , g o p h e r 邮件服务s mt p , p op 3 , i map , r mc p . mp p, mt p , l mt p , dms p , e ms d, l 几 j c p www 服务ht t p, i c p , s - h t t p. s s h 网络管理 s n mp , a g e n t x 新闻组nn t p , nas 远程登陆 t e l n e t , r l o g i n , r a d i u s , t a c a c s 名称解析d ns , h os t na me 实时传输r t p . r t c p , r t s p 时间控制 n t p , s n t p , t i me , d a y t i m e , q u o t e 密钥认证、时间认证i s ap mp 、 ke r b e r o s、 i ke 、 i d e n t i f i c a t i o n p r o t o c o l , t s p , p h o t u r i s 配置协议a c ap , bo ot p . dhc p , d t c p , madc ap , mgc p 生成协议 c h a r g e n , p wd g e n 消息传送i r c. s e n d , mb u s 目录访问 c l da p , l da p, r wh o i s , wh o i s , wh o i s + +. di xi e 网络多媒体访问r t s p , ve mmi , mgc p 防火墙 s ocks 统计服务 s t a t s r v 内存空间管理 l m丁 s p 网络调试 ldp 表2 一l应用层协议按服务内容分类 3 按照应用层服务的层次又可进行如下分类，如表 2 -2 所示 应 用 层 次协 议 名 称 应用层管道协议a t mp , l 2 f , l 2 t p , p p t p 应用层数据链路交换协议dc a p, dr ap, s s p 应用层路由协议 a u r p , b g p , h s r p , r a p , r i p , r i p n g , s gmp, s s p , t ri p 应用层回话协议 d n s , l d a p , d s mc c ( m p e g ) 应用层应用服务协议h t t p , f t p , t e l n e t , s mt p等 表2 - 2应用层协议按服务层次分类 4 . 从应用层协议的格式又可以进行划分，这将在第三章中进行详细的阐述。 第三章 应用层网络协议的格式 3 . 1 网络通信过程简介 在第二章中我们己经介绍了分层的网络体系结构，那么在这种体系结构下 应用进程是如何进行通信过程的呢?下图进行了简单的描述: 主机i 扣朴 议 链路袋 物脚汉 图3 一1 应用进程的通信过程 假设 主 机 1 的应用进程a p i 向主 机2 的 应用进程a p : 发送数据。a p ， 先将 其 数据交给第5 层。 第5 层加上必要的控制信息h ， 就变成了卜 一层的数据单元。 第4 层收到该 数据单元 后， 加上 本层的 控制信息h , ，再交给第3 层，成为 第3 层的数据单元。依此类推。不过到了第 2层 ( 数据链路层)后，控制信息分成 两部分， 分别加到本层数据单元的首部 ( h , ) 和尾部 ( t , ) ，而第一层 ( 物理层) 由于是比特流的传送，所以不加控制信息。 比 特流经网络的物理介质传送到目的站时，就从第 i 层依次上升到第5 层。 每一层根据控制信息进行必要的操作，然后将控制信息剥去，将该层剩下的数 据单元上交给更高的一层。最后， 把应用进程 a p : 发送的数据交给目 的站的应 用进程a p , . 从上面的通信过程可以看出，要对应用层数据格式进行分析，首先从 i p数 据报格式、 t c p 包头格式、 u d p 包头格式分析。 3 . 2 数据报格式 3 . 2 . 1 i p数据报格式 i p协议时网路层的主要协议。它的主要功能有:无连接数据报传送、数据 报路由选择和差错控制。在 i p协议中传输的数据单元称为 i p数据报，i p协议 的数据报有报头和数据两部分组成。报头有一个 2 0字节的固定长度部分和一个 可任选长度部分组成。i p支持的最长数据报为 6 5 5 3 5字节，具体的大小可以通 过软件来设置。若数据报过大不适宜物理网络的传送，i p协议会将它分解成几 个较短的数据报，在传输的另一端，再把分解过的数据报按顺序重装起来。将 数据报包装成符合物理网络要求的帧的格式的过程为封装。在理想的情况下， 完整的数据报能全部插入到一帧中，以提高传输效率，但若数据报过大，就要 将其分成若干片或段 ( f r a g m e n t )了。 不同 物理网络对帧的大小限制是不同的， 这个限制称为物理网络的最大传输单元 ( m t u ) ，如以太网限制传送帧中的数 据为 1 5 0 0字节，基于x .2 5的广域网把mt u限制在 1 2 8字 节，有的物理网络 的mt u可能会更小。e p 数据报的格式列与表3 一t o 1 5 1 6 4 位 版本 4 位首 部长度 8 位服务类型 ( t os )1 6 位总长度 ( 字节) 1 6 位标识 3 fl- 怀 . c1 3 位片偏移 8 位生存时间 ( t t l )8 位协议1 6 位首部检验和 3 2 位源 i p 地址 3 2 位目的地址 3 2 位选项 ( 若有) 数据 ( 可变长度) 表3 一1 i p首部 ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) 报头长度字段占4 6 i t ，指示报头的长度。以3 2字节为一个基本单位，它 的最小值是5( 不包括3 2 位选项) 。 数据报长度占 1 6位，指示整个 i p数据报的长度，包括报头和数据，最 大长度为6 5 5 3 5 . 协议字段占8 位， 用来指示传输层协议类型， 如“ 6 ” 代表t c p 协议， + 7 ; 代表 u d p协议，等等。协议的编号在整个 i n t e r n e t上是全球通用的，它 定义于r f c 1 7 0 0中。 3 . 2 . 2 t c p 包头格式 当i p 报头8 位协议指示传输层位t c p协议，那么可变长度的i p数据便 以t c p头开始下面的数据。t c p 数据包的头格式列与表3 -l t c p首部 0 1 5 1 6 1 6 位源端口号1 6 位目的端 i 号 3 2 位序列号 3 2 位确认号 4 位首 部长度 保留 ( 6 位) u r g a c k p s h r s t s y n f i n 1 6 位窗口大小 1 6 位t c p 检验和 1 6 位紧急指针 选项 ( 若有) 数据 ( 若有) 表 3 一2 t c p首部 3 .2 .3 u d p 包头格式 当 i p报头 8 位协议指示传输层位 u d p协议，那么可变长度的 ip数据 便以u d p头开始下面的数据。u d p数据包的头格式列与表 3 -3 . u d p首部 01 5 1 6 1 6 位源端口号 1 6 位目的端口号 1 6 位u d p 长度1 6 位 u d p 校验和 数据 ( 若有) 表3 一3 u d p首部 在u d p 报文格式中， 端口用于标识数据报交换的两端，长度字段标识u d p 报头和数据的字节数， 校验和是根据u d p数据报的内容生成的，在接收方重新 计算校验和并与之相比较，若相符，则认为发送正确。 3 . 3 应用层数据包格式分类 t c p 和u d p 报文格式中的数据就是应用层的全部数据了，通过对大约一百 种应用层协议格式的分析，我进行了简单的总结和归纳，初步将应用层协议大 致分成几种类型，如下表3 -4 所示: 格 式 类 型协 议 名 称 数据包有固定的头格式 dhcp, bootp. s ntp, hs r p、e t f t p, c f d p . n t p 、p p t p , s y s l o g . ma d c a p 、 mas c、 ri p、 t acacs、 s l p、 rs i p、 r adi us . l 2 tp . i cp, dcap. cop s . b gp. r t c p . r t p . a g e n t x. d i x i e . d r a p , d t c p , l d p . ma t i p . r i p n g . r mc p . s e n d . s s p 数据包中命令格式有某些固定特 占 f t p. t e l n e t . p op 3 . s np p. s mtp. r wh o i s , mg c p 、 i ma p 、 a c a p、 g o p h e r hos t name. i rc. ke r mi t . l mtp, mp p. mt p、 nf i l e、 nf s、 s f tp、 s i f t / uf t、 l 几 j c p , wh o i s + + 数据包中有特殊标识字符ht tp, r ts p. i p p, s i p. vmmi 数据包只有d a t a ，没有h e a d e r e c h o , d a y t i m e , c h a r g e n , q u o t e . p wd g e n . ti me 协议格式并无规律，但对固定端 口进行侦听 i p p, aurp, i d e n t i f i c a t i o n p r o t o c o l , b f t p. di s c a r d . e ms d. e s ro, ke r b e r o s . l dap. l p r . n a s , p h, p h o t u r i s . r l o g i n , r l p , s gmp, s mux. s t a ts r v. s ys t a t, ums p . wh o i s . z 3 9 . 5 0 . n nt p . l s a kmp . c l da p . l 2 f . f i n g e r 表3 -4应用层协议按照数据格式分类 数据包有固定的头格式。 这类协议包的应用层头格式通常的固定的，有某些固定特征。下图 3 -2给 出d h c p 头格式的范例，代表这种类型。 dhc p h e a d e r : t r a ns wti o r . d c l: a n t i p a d d r e s s 一一一一 一一大_石 y o u r t p a d d r e s s 荞盆匕沈拢: 儿吕: 书二: : 找: 蕊; : 公: : : s e r v e r 珍 a d d r e s s 既 e u t h a r d wa r e a 奴 e e s s 9 av e r h o s t c a r n rr 卫 o o t 纽 e n a r i e 燕 毅落 形鑫 葵 攀馨翼黝黔鑫嘿夔 巍 翼一薰 图3 一2 d h c p 数据包头格式 d h c p o p t io n s ( 可变 长 度 ) ， 前四 个 字 节的 十 进 制 数 值依 次 位9 9 , 1 3 0 , 8 3 和 9 9 。利用这些特点，可以将该协议包与其他协议区分。 下图3 -3 给出了p p t p 数据包的头格式 mach e a d e r p p t p h e a d e r . 00:101 02 03 m4 w d6 07.0g u9.10 11 1 13 24 15116-117- -is 1y i 1 v 24. 25 x26 ,27 28 29 x0;,31length ! l. m ca e type.: ., . _:. .:. .magic cooldes n 图3 - 3 p p t p 数据包头格式 第1 , 2 字节为l e n g t h ，即整个应用层数据包的长度。 第3 , 4 字 节为m e s s a g e t y p e ， 数值为0 或t o 第5 一 8 字节为m a g ic c o o k ie ，数值为o x i a 2 b 3 c 4 d 2数据包中命令格式有某些固定特点 有些应用层协议通过传送命令来完成服务，而不同协议的命令格式通常具 有不同的特点。 下面是一段 s mt p请求报文: e h l o j i a o y a n g aut h l ogi n ma i l f r o m: r c p t t o : dat a 我们可以观察到 s mt p协议请求报文通常以发送 h e l d或 e h l o命令开始建 立连接; 下面是一段 f t p 报文: f t p请求报文 f t p 响应报文 u s e r a n o n y m o u s p a s s g u e s t m y . n e t s ys t p w d t yp e a p o r t 1 0 , 1 0 , 0 , 1 3 , 8 , 2 3 2 l i s t c wd p u b p wd t yp e a 2 2 0 d i v a h o u s e . me t a l a b . u n c . e d u f t p s e r v e r ( v e r s io n w u - 2 .6 . 1 ( 4 ) t h u n o v 2 9 2 3 :0 5 :0 7 e s t 2 0 0 1 ) r e a d y . 3 3 1 g u e s t l o g i n o k , s e n d y o u r c o m p l e t e e - m a i l a d d r e s s a s p a s s w o r d . 2 3 0 - 2 3 0 - we l c o m e t o i b i b l i o . o r g s f t p a r c h iv e s ! 2 3 0 - f o r m e r l y k n o w n a s m e t a l a b .u n c . e d u 2 3 0 - 2 3 0 - 2 3 0 - f o r mo r e i n f o r ma t i o n a b o u t s e r v i c e s o ff e r e d b y i b ib l i o . o r g , 2 3 0 - b r o w s e t o h t t p :/ / i b i b i o . o r g / f a q 2 3 0 - p or t 1 0 , 1 0 , 0 , 1 3 , 8 , 2 3 32 3 0 - y o u c a n a c c e s s t h i s a r c h i v e v i a h t t p wi t h t h e s a me ur l . 2 3 0 - 2 3 0- 下面是一段 p o p 报文; p o p 3 请求报文p o p 3 响应报文 u s e r j i a o y a n g p a s s j i a o y a n g l 2 3 s t a t l i s t ui dl re t r 1 t r a n s f e r r i n g d a t a q u i t + 0k + o k u s e r s u c c e s s f u l l y l o g g e d o n + ok 1 6 1 2 3 + ok + ok + ok + o k m i c r o s o ft e x c h a g e p o p s s e r v e r v e r s i o n 5 . 5 .2 6 5 4 . 5 0 s i g n i n g o ff 我们可以发现 f t p . p o p 3 协议通常以 开始提出服务请求，而要区分 f t p和 p o p 3这两种协议，还应该对回应报文进 行进一步分析，f t p的回应报文的格式通常是事先定义好的 3位数字或数字字 母组合的c o d e ;而p o p 3 回应报文的格式为 十ok r e f e r e n c e 或一e r r r e f e r e n c e . r w h o i s :请求报文以 “ 一”开始;相应报文以 “ %”开始。 i m a p ( i n t e r a c t iv e m a il a c c e s s p r o t o c o l) : 报文以lo g in 命 令开 始， 以 最 后 一 行的 l o g o u t 命令结束。 s n p p ( s i m p l e n e t w o r k p a g i n g p r o t o c o l) : i 青 求报文中 含 有 . p a g e ” 命 令， 可作 为 s n p p的标识。 3包中有特殊标识字符 在数据包请求报文或回应报文中 下面是一段 h t t p回应报文: 有特殊的标识字符标识该包的应用协议。 ht t p / 1 . 1 2 0 0 ok s e rv e r : mi c r o s o ft - i i s / 5 . 0 c o n n e c t i o n : c l o s e d a t e : f r i , 1 7 ma y 2 0 0 2 0 7 : 0 4 :0 0 g mt c o n t e n t - t y p e : i m a g e / g i f a c c e p t - r a n g e s : b y t e s l a s t - m o d i f i e d : mo n , 2 2 a p r 2 0 0 2 0 7 :0 5 :0 8 g m t e t a g : o a a 3 2 9 c c e 9 c l l :9 9 3 c o n t e n t - l e n g t h : 1 6 8 1 3 g i f 8 9 a ? 我们可以发现 h t t p的回应报文开头通常是: ht tp - v e r s i o n s p s t a t u s - c o d e s p r e a s o n - p h r a s e c rl f 也就说回应报文是以字符串“ h t t p ” 开始。 r t s p ( r e a l t i m e s t r e a m i n g p r o t o c o l ) , s i p ( s e s s i o n i n it i a t i o n p r o t o c o l) 与h t t p 类 似，回应报文以字符串 “ r t s p ”或 “ s i p ”开始。 例如v e mmi ( v e r s a t i l e m u lt i me d i a 可以交互访问v e mmi 多媒体服务 url: v e mmi : / / 又如i p p ( i n t e r n e t p r i n t in g p r o t o c o l) , i p p 回 应报文中 的c o n t e n t - t y p e 为 i n t e r f a c e ) ，使用该标准，保证v e mm i 终端 。它的请求报文命令格式开始通常是: 用于网络打印服务。 a p p l i c a t i o n / i p p 4数据包只有d a t a ，没有h e a d e r 这类协议有 些固定端口侦听， e c h o . d a y t i m e , c h a r g e n , q u o t e 。 通常在t c p或 u d p的某 当有接收到数据，即理解为该端口相应的协议内容。 5 . 协议格式并无规律，但对固定端口 进行侦听 ( 与第四种类型有相似) 这类协议比较多， 例如: b f t p , d i s c a r d . d n s , e ms d, r l p , n n t p . e s r o, wh i o s 等等。 第四章 流媒体技术基础 4 . ，流式传输 在网络上传输音/ 视频等多媒体信息目前主要有下载和流式传输两种方 案。a n 文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大:同时由于网络带宽的 限制， 传输时 下载常常要花数分钟甚至数小时，所以这种处理方法延迟也很大。流式 声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、 实时传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十数秒的 启动延时即可进行观看。当声音等时基媒体在客户机上播放时，文件的剩余部 分将在后台从服务器内继续下载。流式不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短， 而且不需要太大的缓存容量。流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从 i n t e r n e t 上下载才能观看的缺点。 流媒体指在 i n t e rn e t / i n t r a n e t中使用流式传输技术的连续时基媒体，如:音 频、视频或多媒体文件。流式媒体在播放前并不下载整个文件，只将开始部分 内容存入内存，流式媒体的数据流随时传送随时播放，只是在开始时有一些延 迟。流媒体实现的关键技术就是流式传输。 流式传输定义很广泛，现在主要指通过网络传送媒体 ( 如视频、音频)的 技术总称。其特定含义为通过i n t e r n e t 将影视节目 传送到p c机。实现流式传输 有两种方 法: 实时流式传输 ( r e a l t i m e s t r e a m i n g ) 和顺序流式传输( p r o g r e s s i v e s t r e a m in g ) 。 一般说来， 如视频为实时广播， 或使用流式传输媒体服务器， 或应 用如 r t s p的实时协议，即为实时流式传输。如使用 h t t p服务器，文件即通 过顺序流发送。采用那种传输方法依赖你的需求。当然，流式文件也支持在播 放前完全下载到硬盘。 4 . 1 . 1 顺序流式传输 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线媒体，在给 定时刻，用户只能观看己下载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分，顺 序流式传输不象实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。由于标 准的h t t p 服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被 称作h t t p 流式传输。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，如片头、片尾 和广告，由于该文件在播放前观看的部分是无损下载的，这种方法保证电影播 放的最终质量。这意味着用户在观看前，必须经历延迟，对较慢的连接尤其如 此。 顺序流式文件是放在标准h t 丁 p或 f t p 服务器上，易于管理，基本上与防 火墙无关。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频，如:讲座、 演说与演示。它也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术。 4 . 1 . 2实时流式传输 实时流式传输指保证媒体信号带宽与网络连接匹配，使媒体可被实时观看 到。实时流与h t t p 流式传输不同，他需要专用的流媒体服务器与传输协议。 实时流式传输总是实时传送，特别适合现场事件，也支持随机访问，用户 可快进或后退以观看前面或后面的内容。理论上，实时流一经播放就可不停止， 但实际上，可能发生周期暂停。 实时流式传输必须匹配连接带宽，这意味着在以 调制解调器速度连接时图 像质量较差。而且，由于出错丢失的信息被忽略掉，网络拥挤或出 现问题时， 视频质量很差。如欲保证视频质量。顺序流式传输也许更好。实时流式传输需 要 特定服务器，如q u i c k t i m e s t r e a m i n g s e rv e r , r e a l s e rv e r 与wi n d o w s m e d i a s e rv e r 。这些服务器允许你对媒体发送进行更多级别的控制，因而系统设置、管 理比标准h t t p 服务器更复杂。实时流式传输还需要特殊网络协议，如:r t s p ( r e a l t i m e s t r e a m in g p r o t o c o l) 或m m s ( m i c r o s o ft m e d i a s e rv e r ) . 这 些 协议 在有 防火墙时有时会出现问题，导致用户不能看到一些地点的实时内容n 4 .2流媒体技术原理 流式传输的实现需要缓存。因为i n t e r n e t 以包传输为基础进行断续的异步传 输，对一个实时a n 源或存储的a n 文件，在传输中它们要被分解为许多包， 由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时 间延迟也就不等，甚至先发的数据包还有可能后到。为此，使用缓存系统来弥 补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出 而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大，因 为高速缓存使用环形链表结构来存储数据:通过丢弃已经播放的内容，流可以 重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。 流式传输的实现需要合适的传输协议。由于t c p需要较多的开销 适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用 h t t p / t c p 制信息，而用 r t p / u d p 来传输实时声音数据。 ，故不太 来传输控 流式传输的过程一般是这样的:用户选择某一流媒体服务后，we b 浏览器 与we b 服务器之间使用h t t p l r c p 交换控制信息，以便把需要传输的实时数据 从 原 始 信 息中 检 索出 来; 然 后客 户 机上的w e b 浏 览 器启 动a n h e lp e r 程 序， 使 用h t t p 从w e b 服务 器检 索相关参 数对h e l p e r 程序初始化。 这些参 数可能 包括 目 录信息、a n 数据的编码类型或与a n 检索相关的服务器地址。 a n h e l p e r 程序 及a n服务器 运行实时流 控制协议 ( r t s p ) ，以 交换a n 传输所需的控制信息。与c d播放机或v c r s 所提供的功能相似，r t s p 提供了 操纵播放、 快进、 快倒、暂停及录制等命令的方法。a n 服务器使用r t p / u d p 协议 将a n数据传 输 给a n客 户程序 ( 一 般可认为客户程序等同于h e l p e r 程 序)，一旦a n 数据抵达客户端，a n 客户程序即可播放输出。 需要说明的是，在流式传输中，使用r t p / u d p 和r t s p / t c p两种不同的通 信协议与a n 服务器建立联系，是为了能够把服务器的输出重定向到一个不