问答题
试题四(共20分)
阅读下列说明，回答问题1至问题8，将解答填入答题纸的对应栏内。
[说明]
某大学基于因特网的远程多媒体教学系统包括同步实时授课和视频公开课两大功能模块。实时授课系统通过教学现场的多媒体录制和网络传输，实现了教学过程的现场直播，并通过在线交互；课件同步浏览、电子白板等功能的运用，解决了传统课堂教学的时空制约问题，扩大了教学规模。视频公开课系统则将教学过程录制成视频存储在服务器上，供同学们按需点播。公开课系统虽然缺乏交互性，但能够使学生灵活地安排学习时间。系统结构如图4—1所示。
问答题
[问题1](2分)
简述流媒体服务器在上述远程教学系统中的作用。
【正确答案】 将视频、音频媒体数据以流方式利用实时传输协议传送给客户端。
【答案解析】 本题主要考查考生对网络多媒体相关技术的理解，要求考生具有较高的综合运用及快速学习能力。该题目中融合了一些教材中没有出现过的较新的技术趋势，需要考生具有较宽的知识面，并且有一定的分析和灵活运用能力。
本问题考查了流媒体的知识以及流媒体技术在远程教育中的应用。流媒体文件格式是支持采用流式传输及播放的媒体格式。流式传输方式是将视频和音频等多媒体数据由流媒体服务器向用户计算机连续、实时传送。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像非流式播放那样等到整个文件全部下载完毕后才能看到当中的内容，而是只需要经过几秒钟或几十秒的启动延时即可在用户计算机上利用相应的播放器对压缩的视频或音频等流式媒体文件进行格放，剩余的部分将继续进行下载，直至播放完毕。流媒体服务器的具体作用是将视频、音频媒体数据以流方式利用实时传输协议传送给客户端。
问答题
[问题2](1分)
要将教学现场的信息采集编码后由服务器端传输到听课端，应该采用下面哪种协议实现音视频数据流的实时传输?
A．ICMP B．RTP C．SNMP D．HTTP
【正确答案】B 或RTP
【答案解析】 本问题考查流媒体传输协议的知识。流媒体实现的关键技术是流式传输，因此流媒体传输协议是非常关键的知识点。流媒体协议的设计和制定是为了实现流媒体服务器和客户端的通信。常用的流媒体协议包括RTP、RTCP、RTSP和RSVP，它们的具体用途各不相同。而题目中给出的ICMP、SNMP和HTTP都不属于流媒体传输协议。
问答题
[问题3](4分)
已知服务器端发送了三种独立的多媒体信息给听课端：教师的话音数据、教师视频数据、电子白板信息。当网络负载发生变化造成传输带宽不足时，应优先满足哪种多媒体信息流?为什么?
【正确答案】 应优先满足音频流。
因为数字白板信息对实时性要求较低，音频和视频数据对实时性要求较高，其中人们对音频流的传输延迟和抖动的感知更加敏感。
【答案解析】 本问题考查了多媒体通信的相关知识，要求考生理解网络传输带宽、延时、抖动等相关概念以及不同媒体类型在传输时应该采用不同的处理方式。当传输带宽不足时，应优先满足音频流，因为数字白板信息对实时性要求较低，音频和视频数据对实时性要求较高，其中人们对音频流的传输延迟和抖动的感知更加敏感。
问答题
[问题4](4分)
①传输层协议UDP和TCP中哪一种更适合用于传输流媒体数据?
②为什么?
【正确答案】 ①UDP协议。
②原因1：和TCP协议相比，UDP是无连接协议，没有建立网络连接的开销，发收两端不需要进行流量控制和错误重传，接收端不需要对接收到的数据包进行排序，因此UDP协议传输效率更高，传输流媒体数据时引起的传输延迟更小；原因2：流媒体数据在传输时允许少量的数据包丢失。
【答案解析】 本问题考查了Internet传输层协议UDP和TCP的区别以及该区别对流媒体传输的影响。与TCP协议相比，UDP是无连接协议，没有建立网络连接的开销，发收两端不需要进行流量控制和错误重传，接收端不需要对接收到的数据包进行排序，因此UDP协议传输效率更高，传输流媒体数据时引起的传输延迟更小：另外，流媒体数据在传输时允许少量的数据包丢失。
问答题
[问题5](2分)
在进行实时授课时，一般会有多个听课端同时在线接收。为了有效利用传输带宽，在IP网络上可以采用什么传输技术?
【正确答案】“组播技术”(或“多播技术”)
【答案解析】 本问题考查对Internet多播或组播技术的理解和掌握。IP多播(也称多址广播或组播)技术，是一种允许一台或多台主机(多播源)发送单一数据包到多台主机(一次的，同时的)的TCP／IP网络技术。多格作为一点对多点的通信，是节省网络带宽的有效方法之一。在网络音频／视频广播的应用中，当需要将一个节点的信号传送到多个节点时，无论是采用重复点对点通信方式，还是采用广播方式，都会严重浪费网络带宽，只有多播才是最好的选择。多播能使一个或多个多播源只把数据包发送给特定的多播组，而只有加入该多播组的主机才能接收到数据包。目前，IP多播技术被广泛应用在网络音频／视频广播、AOD／VOD、网络视频会议、多媒体远程教育、“push”技术和虚拟现实游戏等方面。
问答题
[问题6](3分)
视频公开课点播系统采用了一种基于HLS(HTTP Live Streaming)+HTML5的多媒体传输方案。该方案完全基于B／S方式，并且在服务器端仅需要用到Web服务器。
将一段50秒的视频加入到该点播系统的方法如下：
(1)利用HLS专用工具将原始视频重新编码并分割成5个小的视频文件：a1.ts，a2.ts，a3.ts，a4.ts，a5.ts；
(2)将这5个文件放到Web服务器的／vod／a虚拟目录下；
(3)在虚拟目录／vod／a下建立文本文件a．m3u8，其内容如下：
文件中的“192．168．1．36”表示Web服务器的IP地址，数字“10”表示10秒；
(4)在播放点播视频的HTML页面中加入HTML5标准支持的标签：
文件中的“192．168．1．36”表示Web服务器的IP地址，数字“10”表示10秒；
(4)在播放点播视频的HTML页面中加入HTML5标准支持的标签：
【正确答案】 ①Web浏览器根据HTML5页面中
【答案解析】 本问题是网络多媒体知识综合运用和分析题目，要求考生具有较宽的知识面，具体要用到的知识包括：HTTP协议、B／S方式、HTML和Web浏览的原理、流媒体在Web浏览器中的格放技术等。HTTP Live Streaming(HLS)是苹果公司实现的基于HTTP的流媒体传输协议，可实现流媒体的直播和点播。相对于常见的流媒体直播协议，HLS最大的不同在于，客户端获取到的并不是一个完整的数据流。HLS协议在服务器端将直播数据流存储为连续的、很短时长的媒体文件(MPDEG-TS格式)，而客户端则不断地下载并播放这些小文件，因为服务器端总是会将最新的直播数据生成新的小文件，这样客户端只要不停的按顺序播放从服务器获取到的文件，就实现了直播。由此可见，基本上可以认为，HLS是以点播的技术方式来实现直播。由于数据通过HTTP协议传输，所以完全不用考虑防火墙或者代理的问题，而且分段文件的时长很短，客户端可以很快地选择和切换码率，以适应不同带宽条件下的播放。虽然考生不一定接触过HLS相关知识，但是通过分析题目中给出的m3u8文件比较容易猜到媒体“分段”、“边下载边播放”等关键点，因此可以分析出HLS的工作原理和工作过程。HTML5属于较新的技术，但考生只要理解HTML4，也能猜出＜video＞标签的作用。
问答题
[问题7](2分)
为了使该50秒的视频能够在客户端流畅播放，每个视频片段(a1.ts，a2.ts，a3.ts，a4.ts，a5.ts)的下载延迟应该满足什么条件?
【正确答案】 下载延迟必须小于10秒。
【答案解析】 本问题进一步考查了对HLS具体传输参数细节的分析能力。视频边分段下载，边下载边播放，下载的时间必须小于播放时间(10秒)才能实现格放没有停顿。
问答题
[问题8](2分)
与传统的流媒体技术相比，采用HLS技术传输音视频多媒体数据有什么优点?
【正确答案】 媒体数据传输完全基于HTTP协议，对网络环境的适应性强，不易受防火墙的影响。
【答案解析】 本问题进一步考查了对HLS技术的深入理解，要求分析HLS技术的优点。由于HLS数据通过HTTP协议传输，所以完全不用考虑防火墙或者代理的问题。该题目属于较难的题目，要求考生具有一定的工程经验才能理解防火墙在工程部署中带来的麻烦。