实用计算机网络教程第7章-网络多媒体技术

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1、实用计算机网络教程 第 7章 网络多媒体技术 实用计算机网络教程 2017/2/10 2 目 录 络多媒体概述 特网服务质量保证技术 络多媒体数据传输对网络性能的要求 组网络服务质量保证的理论基础 成服务 (型 分服务 （ 模型 媒体的概念 络多媒体 络多媒体应用 络多媒体的关键技术 络多媒体服务质量自适应控制机制 到端的 到端的 到端服务质量保证的自适应控制机制 实用计算机网络教程 2017/2/10 3 目 录 络多媒体相关协议 容分发网络与网络多媒体 容分发网络技术概述 体系结构与工作原理 时传输协议 实时流协议 会话发起协议 2222于 2实用计算机网络教程 2017/2/10 4 络

2、多媒体概述 媒体的概念 媒体（ 是信息的 载体 ，是人与人之间、人与机器之间以及机器与机器之间实现 信息交流 的中介，也称为 媒介 或媒质。 多媒体指的是感觉媒体，即在多媒体应用中呈现给用户的媒体形式，它主要包括：文本、图形、图像、音频、视频、动画等。 计算机领域的所谓多媒体技术，是指能够同时采集、处理、存储、传输和展现两个或以上不同类型 信息媒体 、且这些信息可以在人机之间进行交互的技术。 实用计算机网络教程 2017/2/10 5 络多媒体 单个计算机进行多媒体信息处理有很大的缺点：一是不能及时获取多媒体信息，很难保证信息的及时性；二是难以共享多媒体信息。 多媒体内容数据量大 ,具有严格的

3、处理时间要求。 为网络多媒体（ 指的是 由地理上处于不同位置的多方构成，相互之间通过网络进行通信和信息交换的多媒体应用 。 由于因特网的普遍性，网络多媒体主要是构建在因特网或 流媒体 (即流式音频 /视频。它是网络多媒体的一种形式，现阶段已经成为主要形式。 实用计算机网络教程 2017/2/10 6 络多媒体应用 网络多媒体技术利用通信网络，特别是 而满足各种应用需求。 当前，以网络多媒体为基本组成部分的应用有很多，比如多媒体远程教育、可视电话、视频会议、视频网络及 基于下一代因特网的网络多媒体应用更加复杂，功能也更加强大，与传输的多媒体应用相比，具有以下的发展趋势或基本特点： 宽带化，视频、

4、音频成分增加，具有很高的比特率，需要更高的网络带宽； 交互性增强，改变了过去使用者被动接受的状况，可以更多地参与其中，如交互式电视，网络游戏等； 普及程度高，使用广泛，具有无所不在的特点，与人们的工作、学习和生活紧密相关。 实用计算机网络教程 2017/2/10 7 络多媒体的关键技术 网络多媒体系统与一般的数据传输系统的根本区别在于传输的对象是多媒体数据。相比于普通数据，多媒体数据具有特殊的传输质量要求。多媒体数据具有严格的时间要求。 网络多媒体的支撑技术主要包括信号处理技术、多媒体终端实现技术和计算机网络技术。 网络多媒体涉及的关键技术包括： 多媒体通信网络必须有足够的带宽。 网络必须满足

5、多媒体通信的实时性和可靠性要求，以保证服务质量。 媒体同步要求，包括媒体间同步和媒体内同步 。 压缩编码是数字信号处理中最具挑战性的技术 。 新型的多媒体终端是具有智能、体积小的便携式终端，可方便用于移动场合。对于流媒体应用，还需要终端和网络密切配合以保证较好的应用性能。 实用计算机网络教程 2017/2/10 8 特网服务质量保证技术 服务质量 (指为决定用户对服务的满意程度的一组服务性能参数。网络的吞吐能力、传输延时、延时抖动和差错率是常用的 从服务质量保证的角度，因特网目前存在以下不足： 在发生瞬时拥塞时，路由器提供的 时间响应不可预测 。 对不同的业务流类型不能提供优先级的服务，不能

6、动态地请求 （或修改）端到端的服务质量。 缺乏完善的机制可用于 审计网络资源使用情况 。 目前大部分的信道带宽有限，而未来则可能出现带宽要求更高的多媒体应用，所以 实用计算机网络教程 2017/2/10 9 络多媒体数据传输对网络性能的要求 为支持多媒体数据传输，网络必须满足一定的性能指标： 吞吐量、传输延时 、延时抖动 、差错率 。 吞吐量 是指网络传送二进制信号的速率，也称比特率，或 网络的传输延时 (义为信源发送出第 1个比特到信宿接收到第 1个之间的时间差 ,它包括电 (或光 )信号在物理介质中的传播延时 (数据在网中的处理延时（如复用 /解复用时间，在网络节点中排队交换的时间等）。

7、网络传输延时的变化称为网络的 延时抖动 ( 在传输系统中产生的 差错 由以下几种方式度量：误码率 分组差错率 组丢失率 实用计算机网络教程 2017/2/10 10 组网络服务质量保证的理论基础 早在 1992年， 们提议的两种算法在当今支持 牌桶过滤器，用以刻划某类服务的业务流特征；加权公平队列（ 法，用以实现离开路由器的分组调度。 一个 令牌桶过滤器 可由两个参数完全描述： 长度为 P 字节的分组通过时，将消耗桶内 非令牌桶内有足够的令牌，否则分组将不被发送。如果发送源在发送分组时，若令牌桶内始终有足够的令牌供其使用（不会因没有令牌而等待），则称发送源的流量符合令牌桶过滤器（ R， B）。

8、考虑到 的影响，对于给定的流量产生过程，可定义一个非递增的函数 B（ R），使得该过程符合 令牌桶（ R， B（ R）。 为了得到可预期的时延信息，研究者们提出了一些基于 时间戳（ 算法。这些算法将预先确定的各链路速率集 个流最终的时延取决于其对应的令牌桶深度 B（ R），各流的时延相互独立。 公平队列算法 4是这些算法中较早的一个，它的本质是路由器的每个出口链路有多个独立的队列，每个队列用于服务一个数据流。 实用计算机网络教程 2017/2/10 11 组网络服务质量保证的理论基础 令牌桶分组过滤器的工作原理图 分组到达 漏桶中最多 装入 消费 令牌 准许分组进入网络 等待令牌 在任何时间间

9、隔 t 内准许进入网络的分组数 = R t + B 标记注入漏桶的速率为每秒 R 个令牌 实用计算机网络教程 2017/2/10 12 组网络服务质量保证的理论基础 加权公平队列工作原理图 分组离开 路由器 分组到达 路由器 调度 分类器 w1 w2 2 3 路由器 实用计算机网络教程 2017/2/10 13 成服务 (型 提供 为了提高网络负载的可预测性，如何规范和限制进入网络中的流量； 在发生瞬时网络拥塞时，路由器如何处理汇聚流量中不同种类的分组。 集成服务致力于扩展现有的 力而为的传送模式 。 集成服务模型是一个 综合的服务质量保证模型 ，它可以满足多种 它的一个重要特点是借鉴了电信网

10、中的 信令 （ 机制 。 集成服务提出了一个重要的概念： “ 流 ” （。 所谓流指的一个类似于 。 保证服务 （ 、 受控负载服务 （ 。 实用计算机网络教程 2017/2/10 14 成服务 (型 系结构主要由四个组成部分： 资源预留协议 是 信令协议，它与路径中的路由器协商应用的 接纳控制 (用来决定是否同意对某一资源的请求。 分类器 (用来将进入路由器的分组进行分类，并根据分类的结果将不同类别的分组放入特定的队列。 调度器 (根据服务质量要求决定分组发送的前后顺序。 在多媒体实时通信业务中 ， 组播技术是简便而又有效的实现资源共享的重要技术 。 路由选择协议 路由选择数据库 纳控制 管

11、理代理 流量控制 数据库 分类器与 分组转发 调度器 分组入 分组出 实用计算机网络教程 2017/2/10 15 分服务（ 型 区分服务模型的基本思想是在网络的入口处为分组标记一个码点（码点用于指示分组在网络转发路径的中间结点上应该被处理的方式。这样对每个分组进行的复杂处理被推到了网络边缘，核心网的主要任务只是根据分组首部的码点对其采用相应的转发措施。 区分服务模型是在 网络的边缘对个别的流进行分类 ，分组被标记为属于特定的服务类后注入网络，在网络的中间结点上针对不同的服务类进行转发处理。转发分组的核心路由器将检查分组首部的码点判别其所属的服务类，决定如何对其处理（例如，将其置于哪个传输队列）。为了实现这些功能， 区分服务定义了一些组件 。 区分服务的工作原理 ：区分服务建立在一个简单的模型之上，其主要机制是 流量调节和基于 区分服务的工作原理框图 内部路由器 边界路由器 （入口） 边界路由器 （出口） 分类器 标记器 整形器 测定器 根据 进行转发 调节器 分组入 分组出 丢弃 实用计算机网络教程 2017/2/10 16 分服务（ 型 一般来讲 ， 在