實(shí)時(shí)協(xié)議RealTimeProtocolR.ppt

第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,實(shí)時(shí)協(xié)議( Real-Time Protocol, RTP),為實(shí)時(shí)應(yīng)用程序提供標(biāo)準(zhǔn)化格式的分組 一般在UDP之上運(yùn)行 有定義的首部字段如下 Payload Type: 7 比特,提供 128 可能的編碼類型; eg PCM, MPEG2 video, etc. Sequence Number: 16比特; 用來監(jiān)測分組的丟失,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,實(shí)時(shí)協(xié)議( Real-Time Protocol, RTP),Timestamp: 32 字節(jié); 給出分組中第一個(gè) audio/video 字節(jié)的采樣瞬間; 用來消除由于網(wǎng)絡(luò)傳輸引起的延遲抖動(dòng) Synchronization Source identifier (SSRC): 32 比特; 信源媒體流的id; 由信源隨機(jī)制定,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,實(shí)時(shí)控制協(xié)議（RTP Control Protocol） (RTCP),用來報(bào)告信源信宿之間多媒體數(shù)據(jù)交換情況分組的協(xié)議 定義了三種報(bào)告: 接收端接收, 發(fā)送方,及信源描述 報(bào)告包含了分組發(fā)送、分組丟失、間隔抖動(dòng)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 用于修改發(fā)送端的傳輸速率和診斷,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,改進(jìn)IP 網(wǎng)絡(luò)的QoS,IETF 工程組一直致力于改進(jìn) IP網(wǎng)絡(luò)的 QoS控制 , i.e., 在盡力而為的服務(wù)基礎(chǔ)上提供更多的 QoS保障 正在進(jìn)行的工作包括 RSVP, Differentiated Services（分級(jí)服務(wù)）, 和 Integrated Services（集成服務(wù)） 一個(gè)共享和擁塞的簡單研究模型:,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,QoS保證原則,假設(shè)一個(gè)電話應(yīng)用（1Mb/s）和一個(gè)FTP應(yīng)用在一條 1.5 Mb/s 的鏈路上共享. 突發(fā)的FTP分組可以導(dǎo)致路由器擁塞，音頻分組會(huì)被丟棄 有必要給audio比FTP更高的優(yōu)先等級(jí) 原則1: 對(duì)路由器來說有必要標(biāo)記分組，以區(qū)分不同的類別; 而新一代路由器將對(duì)不同的分組相應(yīng)進(jìn)行不同的處理,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,QoS 保證原則 (續(xù)),應(yīng)用程序行為失當(dāng) (假設(shè)上例中音頻分組的發(fā)送超過 1Mb/s); 原則2: 須為某個(gè)類別提供保護(hù)，將其同其他類別隔離 需要若干策略機(jī)制（ Policing Mechanisms）來約束發(fā)送端遵守帶寬要求; 標(biāo)記和策略機(jī)制需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣實(shí)現(xiàn):,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,QoS保證原則(續(xù)),標(biāo)記和策略機(jī)制的替代方案: 給每個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)流分配一部分帶寬; 如果應(yīng)用數(shù)據(jù)流不使用分配的定額會(huì)造成帶寬利用率降低 原則3: 如果提供隔離, 還是希望盡可能多的利用資源,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,QoS 保證原則(續(xù)),超出鏈路傳輸能力的信息流量得不到支持 原則4: 需要一個(gè)呼叫審批進(jìn)程（ Call Admission Process）; 應(yīng)用程序申明其需求, 網(wǎng)絡(luò)如果不能滿足則予以駁回,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,小結(jié),第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,調(diào)度和管理機(jī)制,調(diào)度: 在隊(duì)列中選取下一個(gè)發(fā)送的分組可以基于如下考慮; FIFO: 先來后到策略; 當(dāng)緩存已滿時(shí)，再到的分組可以丟棄， 或者使用適當(dāng)?shù)膩G棄策略來選取新到分組還是排隊(duì)中的分組予以丟棄,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,調(diào)度策略,優(yōu)先級(jí)排隊(duì): 不同的分組有不同的優(yōu)先級(jí); 分組可以載明優(yōu)先級(jí)別或者用其他的首部信息, eg IP信源或信宿, TCP 端口, etc. 在一個(gè)非空隊(duì)列中把優(yōu)先級(jí)別高的分組首先傳送,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,調(diào)度策略 (續(xù)),輪轉(zhuǎn)法: 掃描分類隊(duì)列，在所有非空隊(duì)列中以“一家一個(gè)”的方式傳送,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,調(diào)度策略 (續(xù)),加權(quán)公平排隊(duì)（Weighted Fair Queuing）: 是一種一般化的輪轉(zhuǎn)法調(diào)度策略，在一個(gè)給定時(shí)間段內(nèi)為某一類分組提供有差分量級(jí)的服務(wù),第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,管理機(jī)制（Policing Mechanisms）,三個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn): (長期的) 平均速率- (100分組/秒還是6000分組/分鐘?), 關(guān)鍵在于間隔長度 峰值速率-e.g.,平均 6000分組/分鐘和峰值為1500分組/秒 (最大的)突發(fā)長度- :最大的連續(xù)發(fā)送分組數(shù), ie 在一個(gè)較短的時(shí)間段內(nèi)最多可以發(fā)送的分組數(shù)量,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,管理機(jī)制,標(biāo)記藍(lán)機(jī)制（Token Bucket mechanism）, 為輸入提供限制Burst Size和Average Rate的手段.,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,管理機(jī)制 (續(xù)),籃子里可以裝b個(gè)tokens; 籃子未滿時(shí)， token是以 r token/sec 的速率產(chǎn)生的. 在一個(gè)長度為t 的時(shí)間間隔中，允許接納的分組必須小于或等于 (r t + b). 標(biāo)記藍(lán)（Token bucket） 和WFQ 結(jié)合 可提供延時(shí)的上限.,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,綜合服務(wù)(Integrated Service),為在IP網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用會(huì)話提供QoS保障的體系結(jié)構(gòu) 依靠資源預(yù)留, 路由器需要維護(hù)狀態(tài)信息 (Virtual Circuit?), 維護(hù)資源分配記錄并在此基礎(chǔ)上響應(yīng)新的連接請(qǐng)求,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,呼叫接納(Call Admission),每個(gè)會(huì)話必須首先申明其QoS要求和通信特點(diǎn) R-spec: 定義QoS要求 T-spec: 定義通信特點(diǎn) 需要專門的信令協(xié)議為在路由器上預(yù)留資源傳遞R-spec和T-spec; RSVP (ReSource reserVe Protocol)在目前為首選的信令協(xié)議,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,呼叫接納,呼叫管理: 路由器根據(jù)呼叫的R-spec和T-spec和當(dāng)前的資源分配情況管理和分配響應(yīng)的資源.,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,集成服務(wù): 類別,Guaranteed QOS(有保障的服務(wù)): 該級(jí)別提供路由器上排隊(duì)延遲的固定時(shí)限; 關(guān)照嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性應(yīng)用程序,這些程序?qū)Χ藢?duì)端的延遲和變化極端敏感 Controlled Load(受控負(fù)荷服務(wù)):該級(jí)別在欠負(fù)荷的路由器上保障基本的(closely approximating ) QOS; 可以用來關(guān)照當(dāng)今IP網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)應(yīng)用,這在欠負(fù)荷的網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)良好,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,有差別的服務(wù)(Differentiated Services，DS),打算解決困擾Intserv（綜合服務(wù)）中的一些問題; 可擴(kuò)展性: 在高速網(wǎng)絡(luò)中由于數(shù)據(jù)流量巨大,維持路由器狀態(tài)將是一件十分困難的事情 靈活的服務(wù)模式: Intserv只有兩個(gè)級(jí)別, 需要提供更多服務(wù)質(zhì)量等級(jí); 需要提供“相對(duì)”服務(wù)之間的區(qū)別 (Platinum, Gold, Silver, ) 更簡化的信令: (相對(duì)RSVP而言) 許多應(yīng)用程序和用戶可能只需要定義一些對(duì)服務(wù)要求的注解,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,有差別的服務(wù),戰(zhàn)略思想: 在網(wǎng)絡(luò)的核心實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單的功能, 而在端接路由器和主機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜的功能 不必定義服務(wù)級(jí)別, 而是在功能組件的基礎(chǔ)上建立服務(wù)級(jí)別,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,邊緣上的功能,在具DS能力的主機(jī)或第一個(gè)具有DS能力的路由器上 分類: 邊緣結(jié)點(diǎn)根據(jù)預(yù)先定義的分類原則對(duì)分組進(jìn)行標(biāo)記(可以由網(wǎng)管手工定義,或由某種協(xié)議定義) 流量調(diào)節(jié)(Traffic Conditioning): 邊緣結(jié)點(diǎn)可以延遲轉(zhuǎn)發(fā)或可以將其丟棄,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,核心功能,轉(zhuǎn)發(fā): 根據(jù)對(duì)每個(gè)分組特定的 “Per-Hop-Behavior(單跳行為/PHB )” 進(jìn)行; 這種PHB是嚴(yán)格按照分類標(biāo)記執(zhí)行的 (沒有任何其他首部字段可能影響PHB) 最大優(yōu)點(diǎn): 路由器不必維持狀態(tài)信息(No state info to be maintained by routers)!,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,通信量的分類和調(diào)節(jié),分組在IPv4 中使用“Type of Service ,TOS), 或IPv6 的”Traffic Class”字段 6 bits用來作為“ Differentiated Service Code Point,DSCP/差別服務(wù)碼點(diǎn)”并作為該分組所將受到的PHB待遇依據(jù) 2 bits 尚未使用(Currently Unused),第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,通信量的分類和調(diào)節(jié)(續(xù)),有時(shí)希望限制某些類別數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)注入速率; 用戶可以申明流量白皮書(traffic profile) (eg, 平均速率和突發(fā)數(shù)據(jù)塊的大小); 網(wǎng)絡(luò)將對(duì)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行計(jì)量,如果與申明的數(shù)額不匹配則可予以整形,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,轉(zhuǎn)發(fā)(PHB),PHB會(huì)產(chǎn)生出不同的 (可計(jì)量的)轉(zhuǎn)發(fā)性能和行為 PHB并沒有定義必須采用何種措施來實(shí)現(xiàn)需求的PHB 性能行為 例如: A類在某個(gè)特定的時(shí)間間隔中得到了 x%的輸出鏈路帶寬 A類分組必須比B類分組優(yōu)先發(fā)出,第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,轉(zhuǎn)發(fā)(PHB)(續(xù)),PHB的考慮: Expedited Forwarding(加急轉(zhuǎn)發(fā)): 某個(gè)類別的分組發(fā)送速率必須等于或超過某個(gè)特定速率 (邏輯鏈路必須具有最小的保障速率) Assured Forwarding(保障轉(zhuǎn)發(fā)): 4 個(gè)類別, 每個(gè)類別都有一定的最小帶寬和緩存保障; 每個(gè)都附帶了三個(gè)丟棄分區(qū)(drop preference partitions),第7講 多媒體網(wǎng)絡(luò)之二,有區(qū)別服務(wù)的相關(guān)進(jìn)展,AF和EF尚未踏