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第8章多媒体通信网络技术

国际电信联合会(ITU)制定了有关ATM网络QoS参数, 它允许用户指定 如下的参数: ·峰值信元速率(PCR): 用户发送信元的最大瞬间速率。 ·长期承受信元速率(SCR): 经过一个长时期测量到的平均信元速率。 ·信元丢失率(CLR): 在信元传输过程中丢失的信元所占的百分比。 ·信元传输延迟(CTD): 一个信元从进入网络到离去所经历的延迟。 ·信元延迟变化范围(CDV): CTD的变化范围。 ·突发容许(BT): 允许以PCR发出的最大突发长度。
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8.1.1 QoS参数体系结构
应用层
Q
传输层
O 网络层
数据链路层
S
•图 8.1 QoS参数体系结构
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• 1. 应用层 表 8.2 一个视频QoS分级的例子
QoS级 视频帧传输速率/(帧/秒) 分辨率/% 主观评价
5
25~30
65~100
很好
4
15~24
•⑴RSVP为单播和多点到多点组播应用进行资源预留,对多播组员关系的变化及路由 的变更进行动态地适应。 •⑵RSVP是单工的,即数据流的接收器为单向数据流进行预留。 •⑶RSVP是面向接收器的,即由数据流接收器发起和维护用于该流的资源预留。 •⑷RSVP在路由器和主机中维持软状态以对多播组员关系的变化提供合适的支持,并 对路由器的变更进行自动的适应。 •⑸RSVP本身不是路由协议,要通过现有的路由协议来工作,RSVP通过查询路由来获 取信息的变化。 •⑹RSVP传送和维护不透明的业务控制参数。 •⑺RSVP提供几种预留模式或“类型”以适应各种应用。 •⑻RSVP能够透明地通过不支持RSVP的节点,无须采用额外的隧道技术。不支持 RSVP的路由器将通信信息包当作普通的信息包传送给接收方。 •⑼RSVP对IPv4和IPv6均支持。
• 理解多媒体信息在Internet网上的传输技术。
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引言
• 多媒体通信的网络技术是实现多媒体通信的重要基础,无论哪种多媒体 应用系统都必须利用网络技术将处于不同地理位置的多媒体终端、服务 器等设备连接起来,并使得这些设备相互之间能够进行所需要的多媒体 信息的传输。
• 由于多媒体通信的集成性,使网络所传输的信息由传统的单一媒体信息 (如语音、图象、数据等)转变成多种媒体信息。这些信息是语音、图象和 数据等多种信息组成的综合信息,而且这些信息不是简单地组合在一起, 它们之间存在着内在的联系,因此多媒体通信网络必须能够将这种有机 结合于一体的多媒体信息进行有效的传输和交换,才能达到通信的目的。
50~64

3
6~14
35~49
一般
2
3~5
20~34
较差
1
1~2
1~9

损害程度 细微 可察觉 可忍受
很难忍受 不可忍受
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2. 传输层
传输层协议主要提供端到端的、 面向连接的数据传输服务。 通常, 这种面向连接的服务能够保证数据传输的正确性和顺序性, 但以较大的网络带宽和延迟开销为代价。 传输层QoS必须由支持 QoS的传输层协议提供可选择和定义的QoS参数。 传输层QoS参 数主要有: 吞吐量、端到端延迟、端到端延迟抖动、分组差错率和 传输优先级等。
网络层协议主要是IP协议, 其中IP v6可以通过报头中优先级和流标识 字段支持QoS。 一些连接型网络层协议, 如RSVP和 STⅡ等可以较好地支 持QoS, 其QoS参数通过保证服务(GS)和被控负载服务(CLS)两个QoS类来 定义。它们都要求路由器也必须具有相应的支持能力, 为所承诺的QoS保 留资源(如带宽、 缓冲区等)。
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4. 数据链路层
数据链路层协议主要实现对物理介质的访问控制功能, 也就是解决如 何利用介质传输数据问题, 与网络类型密切相关, 并不是所有网络都支持 QoS, 即使支持QoS的网络其支持程度也不尽相同。 各种Ethernet都不支持 QoS。 Token Ring、 FDDI和100VG-AnyLAN等是通过介质访问优先级 定义QoS参数的。ATM网络能够较充分地支持QoS, 它是一种面向连接的 网络, 在建立虚连接时可以使用一组QoS参数来定义QoS。
第8章多媒体通信网络技 术
2020/11/27
第8章多媒体通信网络技术
教学目标
• 掌握QoS的概念,了解多媒体网络系统必须提 供QoS参数定义和相应的QoS管理机制。
• 理解多媒体通信的体系结构和各种多媒体通信 协议的概念、格式和原理。
• 了解分布式多媒体应用系统,包括多媒体会议 系统、远程教育系统、远程医疗系统。
• 在多媒体通信网中,网络的带宽、信息的交换方式以及高层协议直接决 定着信息传输和通信服务的质量。
• 多媒体通信网并不是一个新建的专门用于多媒体通信的网络,目前绝大 部分的多媒体业务都是在现有的各种网络上运行,多媒体通信网是按照 多媒体通信的要求对现有的网络进行改造和重组后的网络。
第8章多媒体通信网络技术
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对象长度
对象类编号 对象内容
对象类型
•图8-4 RSVP对象格式
对象长度:以字节表示的对象长度,且必须是4的倍数,占用16bit。
对象类编号:标识对象类,每个对象类有一个对象名,且必须是大写, 常用的对象类有:SEESION(会话)、RSVP_HOP(RSVP字段)、 TIME_VALUES(时间值)、STYLE(风格)、FLOWSPEC(流说明)、 FILTER(过滤器说明)、SENDER_TSPEC(发送者传送说明)、 ERROR_SPEC(差错说明)、INTEGRITY(完整性)、SCOPE(作用范围)、 RESV_CONFIRM(保留确认)等,占用8bit。
• 区分服务规定了一个网络内部转发报文组的传输特性,这些特性 可以用定时或静态项来指定,如吞吐量、丢失率、延时及延时抖动等; 也可以用访问网络资源的相对优先级项来指定。
• 实现一种区分服务的要素是:该服务是提供给一个流量聚集的; 调节功能和PHB用于实现服务;DS字段用于标记报文分组,以选择一 个PHB;特定节点实现PHB机制。
对象类型:通常和对象类编号一起使用,定义了对象类型,占用8bit。
对象内容:定义了对象的内容,最大长度为65528字节。
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8.3.3 RSVP协议原理
•1.RSVP协议基本框架
•应用
•主机
•RSVP 处理
•决策控制
•RSVP •应用
•节点
•RSVP 处理
•决策控制
•分类控制
•接纳控制
8.1 网络服务质量
服务质量(Quality of Service, QoS)是一种抽象概念, 用于说明网 络服务的“良好”程度。由于不同的应用对网络性能的要求不同, 对网络所提供的服务质量期望值也不同。这种期望值可以用一种 统一的QoS概念来描述。在不同应用系统中, QoS参数集的定义方 法可能是不同的, 经常使用吞吐量、差错率、端到端延迟、延迟抖 动等网络性能参数来定义QoS。对连续媒体传输来说, 端到端延迟 和延迟抖动是两个关键的性能参数。多媒体应用, 特别是交互式多 媒体应用对延迟有严格的限制, 不能超过人所能容忍的极限, 否则 将会严重地影响服务质量。同样, 延迟抖动也必须维持在严格的界 限内, 否则将会严重地影响人对语音和图像信息的识别。
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8.3 RSVP协议
•8.3.1 RSVP的基本概念

RSVP(Resource Reserve Protocol)是一个资源预约协议。提供一种
有效的资源预约方式,可以有效地描述应用程序对资源的需求。
流(flow):以单播或多播方式在源宿间传输的数据码流,它为 不同服务提供类似连接的逻辑通道。
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8.2 因特网的多媒体体系结构
为了实现多媒体通信,需要使用一些新的协议。图8-2是因特网 的多媒体体系结构。这些协议可分为三类,即直接传送声音或视 频数据的协议、与服务质量有关的协议以及与信令有关的协议。 按层次来看,应用层新增RSVP、DiffServ、RTP等协议,网络层 新增MPLS等协议.
国际标准化组织(ISO)在1986年颁布的ISO/OSI 8072标准中明 确地定义了传输层QoS参数:
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·建立连接延迟: 用户发出连接请求到接收到连接确认之间的时间间隔。 ·建立连接失败率: 在最大建立连接延迟内不能建立连接的可能性。 ·吞吐量: 每秒接收的用户数据字节数。 ·传输延迟: 发送方发出数据到接收方接收到该数据所经历的时间间隔。 ·固有差错率: 在取样时间段内丢失和出错的信息数占总信息数的比率。 ·传输失败率: 在数据传输阶段因各种原因所造成失败的信息占总信息数的比
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•1.DS字段定义
DS CodePoint
CU
•图8-6 DS字段
DS CodePoint(DSCP)占6位,用于指定该报文分组在各个节点上的PHB; CU(Currently Unused)占2位,为系统保留,支持DS的节点将忽略CU值。
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8.3.2 RSVP报文格式
版本号 标志 报文类型 报文校验和
报文生存期
保留
报文长度
•图8-3 RSVP报文公共首部格式
版本号:说明RSVP协议的版本号,占用4bit。 标志:目前尚未定义标志位,占用4bit。 报文类型:目前定义了7种报文:1=Path,2=Resv,3=PathErr, 4=ResvErr,5=PathTear,6=ResvTear,7=ResvConf,占用8bit。 报文校验和:用于保证报文传输的正确性,占用16bit。 报文生存期:发送报文所使用的IP生存时间值,占用8bit。 报文长度:以字节表示的RSVP报文总长度,占用16bit。
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