第七次课：多媒体网络(3).ppt

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1、高等计算机网络高等计算机网络多媒体网络（多媒体网络（3）计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室 袁卫华袁卫华第七次课第七次课 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室主要内容主要内容一、复习一、复习二、充分的尽力而为的服务二、充分的尽力而为的服务三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务1、从丢包中恢复、从丢包中恢复2、内容分发网络、内容分发网络CDN四、小结和作业四、小结和作业3、通过通过Web服务器访问流式存储音频和视频中存在的问题服务器访问流式存储音频和视频中存在的问题是什么？媒体播放器和服务器之间传送音频视频采用的协议是什

2、么？媒体播放器和服务器之间传送音频视频采用的协议是什么？是什么？2、通过通过Web服务器访问流式存储音频和视频的基本过程服务器访问流式存储音频和视频的基本过程计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室问问 题题1、传统的下载后再播放方式存在什么问题？传统的下载后再播放方式存在什么问题？一、复习一、复习4、通过流式服务器的方式向媒体播放器发送的音频视频、通过流式服务器的方式向媒体播放器发送的音频视频的时候可采用什么协议？的时候可采用什么协议？5、简述、简述RTSP协议的功能和特点协议的功能和特点6、举例说明、举例说明RTSP协议没有实现的功能。协议没有实现的功能。8、

3、分析：在一个分析：在一个IP电话应用中，同一个话音突峰期中的电话应用中，同一个话音突峰期中的两个连续分组在发送方的发送时间间隔是两个连续分组在发送方的发送时间间隔是20ms，到达接，到达接收方后，两个分组的时间间隔可能变为多少？为什么？收方后，两个分组的时间间隔可能变为多少？为什么？计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室问问 题题7、影响影响IP电话话音质量的主要因素是什么？电话话音质量的主要因素是什么？一、复习一、复习9、接收方消除音频时延抖动的机制有哪些？、接收方消除音频时延抖动的机制有哪些？10、如何判定一个分组是否为话音突峰期的第一个分、如何判定一个分组

4、是否为话音突峰期的第一个分组？组？计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室1.从丢包中恢复从丢包中恢复二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u广义的丢包广义的丢包如果某分组不能到达接收方或者在它的预定播放时间之后才到如果某分组不能到达接收方或者在它的预定播放时间之后才到达。达。重传一个已经错过了播放截止时间的分组没有意义。重传一个已经错过了播放截止时间的分组没有意义。u丢包预期方案丢包预期方案前向纠错前向纠错FEC交织交织Interleaving 基于接收方的对受损音频流的修复基于接收方的对受损音频流的修复1）丢包恢复方案）丢包恢复方案(loss recover

5、y scheme)计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室1.从丢包中恢复从丢包中恢复二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u第一种第一种FEC机制机制以以n个块为一组进行个块为一组进行XOR，得到冗余块。，得到冗余块。u特点特点数据传输效率为数据传输效率为n/n+1丢失其中丢失其中1块，块，接收方接收方可以恢复可以恢复丢失的块丢失的块丢失丢失2个及其以上的块，接收方无法恢复个及其以上的块，接收方无法恢复丢失的块丢失的块2）前向纠错）前向纠错FEC增加了播放时延：增加了播放时延：接收方需收到接收方需收到n+1块后才能播放第一块。块后才能播放第一块。un设置为多大

6、比较合适？设置为多大比较合适？计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室1.从丢包中恢复从丢包中恢复二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u第一种第一种FEC机制机制un设置为多大比较合适？设置为多大比较合适？u加大加大 n，效率高，效率高，播放延迟大，播放延迟大，多块多块丢失的概率大。丢失的概率大。u减小减小n，效率低，效率低，播放延迟小，播放延迟小，多块多块丢失的概率小。丢失的概率小。2）前向纠错）前向纠错FEC计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室1.从丢包中恢复从丢包中恢复二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u第二种第二

7、种FEC机制机制发送一个低分辨率的音频流作为冗余信息发送一个低分辨率的音频流作为冗余信息例如：例如：原始语音流：原始语音流：PCM 64kbps冗余流：冗余流：GSM 13 kbps.发送方从标称流中取出第发送方从标称流中取出第n个块并附加上第个块并附加上第(n-1)个块的冗余信息，个块的冗余信息，以构建第以构建第n个分组。个分组。2）前向纠错）前向纠错FEC计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室1.从丢包中恢复从丢包中恢复二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u第二种第二种FEC机制机制在开始播放前只要收到两个分组即可开始在开始播放前只要收到两个分组即可开始

8、，增加的时延小，增加的时延小如果不发生连续的丢失，接收方可以通过播放和后续分组一起如果不发生连续的丢失，接收方可以通过播放和后续分组一起到达的低比特率编码块来隐藏丢失。到达的低比特率编码块来隐藏丢失。2）前向纠错）前向纠错FEC计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室1.从丢包中恢复从丢包中恢复二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u基本思想基本思想将块分成更小的单元将块分成更小的单元如每个块分成如每个块分成4个单元，每个单元个单元，每个单元5ms，而块是，而块是20ms将数据块的各个单元交错传输将数据块的各个单元交错传输每个分组携带不同数据块的较小数据单元每个

9、分组携带不同数据块的较小数据单元3）交织）交织(Interleaving)计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室1.从丢包中恢复从丢包中恢复二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u发送交织音频图发送交织音频图丢失一个分组，每个块的大部分内容还在丢失一个分组，每个块的大部分内容还在特点：没有冗余，但时延增大了特点：没有冗余，但时延增大了3）交织）交织(Interleaving)计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室1.从丢包中恢复从丢包中恢复二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u理论依据理论依据音频信号，特别是语音，呈现较强的

10、短期自相似性音频信号，特别是语音，呈现较强的短期自相似性(short-term self-similarity)。产生类似原始数据的替代数据产生类似原始数据的替代数据u方法方法复制法：若第复制法：若第i个分组丢失，利用第个分组丢失，利用第i-1个分组替代个分组替代插补法：若第插补法：若第i个分组丢失，利用第个分组丢失，利用第i-1和第和第i+1个分组恢复个分组恢复4）基于接收方的对受损音频流的修复）基于接收方的对受损音频流的修复计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.内容分发网络内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u单个服务器向多个客户机

11、发送大流式数据过于困难，存单个服务器向多个客户机发送大流式数据过于困难，存在下列问题在下列问题长距离传输易导致大延迟和高丢失率长距离传输易导致大延迟和高丢失率大量客户请求相同的多媒体数据浪费带宽大量客户请求相同的多媒体数据浪费带宽u解决方法解决方法在边缘在边缘/接入网络中设置多个服务器，将内容推向用户，避免接入网络中设置多个服务器，将内容推向用户，避免长距离传输。长距离传输。在用户请求时，就近提供服务在用户请求时，就近提供服务1）最简单的传输流式存储音频视频的方法）最简单的传输流式存储音频视频的方法计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.内容分发网络内容分发网

12、络CDN二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u单个服务器向多个客户机发送大单个服务器向多个客户机发送大流式数据过于困难，存在下列问题流式数据过于困难，存在下列问题长距离传输易导致大延迟和高丢失率长距离传输易导致大延迟和高丢失率大量客户请求相同的多媒体数据浪费大量客户请求相同的多媒体数据浪费带宽带宽u解决方法解决方法在边缘在边缘/接入网络中设置多个服务器，接入网络中设置多个服务器，将内容推向用户，避免长距离传输将内容推向用户，避免长距离传输在用户请求时，就近提供服务在用户请求时，就近提供服务2）CDN位于北美的初始服务器位于北美的初始服务器CDN分发节点分发节点在南美的在南美的CDN服务器服

13、务器在欧洲的在欧洲的CND服务器服务器在亚洲的在亚洲的CDN服务器服务器计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.内容分发网络内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务uCDN(Content Distribution Network)提供分发存储多媒体内容的内容分发网提供分发存储多媒体内容的内容分发网络。络。uCDN的目的的目的通过在现有的通过在现有的Internet中增加一层新的中增加一层新的网络架构，将网站的内容发布到最接近用网络架构，将网站的内容发布到最接近用户的网络户的网络“边缘边缘”，使用户可以就近取得，使用户可以就近取得所需的内容，

14、解决所需的内容，解决Internet网络拥塞状况，网络拥塞状况，提高用户访问网站的响应速度。提高用户访问网站的响应速度。3）CDN的目的的目的位于北美的初始服务器位于北美的初始服务器CDN分发节点分发节点在南美的在南美的CDN服务服务器器在欧洲的在欧洲的CND服务服务器器在亚洲的在亚洲的CDN服务器服务器计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.内容分发网络内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务uCDN Vs.高速缓存高速缓存高速缓存由高速缓存由ISP承担相关成本，向承担相关成本，向Web客户客户提供服务提供服务CDN中由内容提供商向中由内容

15、提供商向CDN公司付费公司付费uCDN提供服务的方式提供服务的方式CDN公司在公司在Internet中部署大量的中部署大量的CDN服务服务器器CDN公司在服务器中复制公司在服务器中复制/更新客户的内容更新客户的内容CDN提供就近提供就近/尽快向最终用户提供客户内尽快向最终用户提供客户内容的方法容的方法4）CDN提供服务的方式提供服务的方式位于北美的初始服务器位于北美的初始服务器CDN分发节点分发节点在南美的在南美的CDN服务服务器器在欧洲的在欧洲的CND服务服务器器在亚洲的在亚洲的CDN服务器服务器计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.内容分发网络内容分发网

16、络CDN二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务uCDN公司和内容提供商的交互公司和内容提供商的交互内容提供商确定需要经内容提供商确定需要经CDN分发的内容，分发的内容，将这些内容推向一个将这些内容推向一个CDN节点节点该该CDN节点将这些内容复制并推向其所节点将这些内容复制并推向其所选择的服务器选择的服务器内容商可以随时将更新了的内容推向一内容商可以随时将更新了的内容推向一个个CDN节点，由该节点向节点，由该节点向CDN服务器复服务器复制并分发这些内容对象。制并分发这些内容对象。5）CDN和内容提供商的交互和内容提供商的交互位于北美的初始服务器位于北美的初始服务器CDN分发节点分发节点在南美

17、的在南美的CDN服务服务器器在欧洲的在欧洲的CND服务服务器器在亚洲的在亚洲的CDN服务器服务器计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.内容分发网络内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u当用户要访问某个特定对象时，浏览器如何确定它应当从当用户要访问某个特定对象时，浏览器如何确定它应当从初始服务器还是从某个初始服务器还是从某个CDN服务器上获取该对象？服务器上获取该对象？内容提供商需要重写内容的内容提供商需要重写内容的URLCDN利用利用DNS重定向引导用户到适当的服务器重定向引导用户到适当的服务器6）用户和）用户和CDN的交互的交互计算机

18、科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.内容分发网络内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u如内容提供商的如内容提供商的URL为为，CDN公司的名字为公司的名字为，内容提供商只是希望，内容提供商只是希望CDN分发它的视频分发它的视频MPEG，所有其他对象都有内容提供商分发，则用户要访问，所有其他对象都有内容提供商分发，则用户要访问网站中某一视频文件网站中某一视频文件http:/ 重写为重写为http:/ 网络工程教研室网络工程教研室2.内容分发网络内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u2.2.访问过程访问过程浏览器向浏览器向

19、发送对于基本发送对于基本html对象的请求对象的请求返回返回HTML base文件为文件为http:/ 网络工程教研室网络工程教研室2.内容分发网络内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务二、充分尽力而为服务u每个每个CDN 均配置有一张图均配置有一张图“map”，指示某个，指示某个ISP对应的最对应的最好的好的CDN服务器节点服务器节点“map”=CDN nodes 创建的创建的overlay网络网络BGP table测量得到的从测量得到的从Server到到ISP的的Round-trip TimeuDNS查询到达查询到达 authoritative DNS server时时:DNS serve

20、r确定查询来自的确定查询来自的ISP 从从“map”查询对应的最好的查询对应的最好的CDN Server7）CDN公司如何确定对主机来说最好的公司如何确定对主机来说最好的CDN服务器？服务器？计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室1.内容概述内容概述三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务1）服务质量）服务质量QOS2）应该从哪些方面入手使因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使因特网具有一定的服务质量？3）改进服务质量机制：调度和管制）改进服务质量机制：调度和管制4）综合服务）综合服务IntServ和区分服务和区分服务DiffServ计算机科学与技

21、术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务1）服务质量）服务质量QOSQOS是服务性能的总效果，此效果决定了一个用户对服务的是服务性能的总效果，此效果决定了一个用户对服务的满意程度。有服务质量的服务就是能够满足用户应用需求的满意程度。有服务质量的服务就是能够满足用户应用需求的服务，如：服务，如：u可用性、差错率、响应时间、吞吐量、分组丢失率、故障检测、可用性、差错率、响应时间、吞吐量、分组丢失率、故障检测、连接建立时间连接建立时间如何使因特网更好的传递多媒体信息？如何使因特网更好的传递多媒体信息？u能否使得因特

22、网音频视频分组可以有更高的优先级，得到更好的能否使得因特网音频视频分组可以有更高的优先级，得到更好的服务质量？服务质量？u能否改变因特网平等对待所有分组的思想？能否改变因特网平等对待所有分组的思想？计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务1）服务质量）服务质量QOSuIETF一直在一直在:“making best of the best-effort”Integrated Services(IntServ)/RSVPDifferentiated Services(DiffServ)Traffic

23、 engineering(流量工程流量工程)QoS routing(QoS路由路由)u未来未来:支持支持QoS保证的下一代保证的下一代Internet(NGI)计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？u简单模型简单模型主机主机H1和和H2分别产生目分别产生目的地分别为的地分别为H3和和H4的流。的流。连接两个连接两个LAN的链路带宽的链路带宽为为1.5Mbps，两端连接两个，两端连接两个路由器路

24、由器R1和和R2。假设假设H1和和H2的总计发送的总计发送速率超过速率超过1.5Mbps，R1输出输出端队列是影响延迟和丢包端队列是影响延迟和丢包的主要因素。的主要因素。计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？u第一种情况：描述第一种情况：描述主机主机1到主机到主机3是是1Mbps的的实时音频数据，主机实时音频数据，主机2到主到主机机4是一个是一个FTP文件数据。文件数据。主机主机1和主机和主机

25、3的数据都在的数据都在R1的输出队列中排队，如果有一个突的输出队列中排队，如果有一个突发的很大的发的很大的FTP数据块来到数据块来到R1，会发生什么情况？，会发生什么情况？FTP数据块会将数据块会将R1的输出队列全部占满，后面到达的实时音频的输出队列全部占满，后面到达的实时音频分组会被丢弃。分组会被丢弃。计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？u第一种情况：解决第一种情况：解决给不同性质的分组打

26、上不给不同性质的分组打上不同的标记同的标记R1就能够识别就能够识别H1发送的实时音频数据分组，并赋予这些分组发送的实时音频数据分组，并赋予这些分组较高的优先级，让它们先进入输出队列较高的优先级，让它们先进入输出队列R1仅在输出队列有多余空间时才允许低优先级的仅在输出队列有多余空间时才允许低优先级的FTP数据分组数据分组进入输出队列。进入输出队列。计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？u第二种情

27、况：描述第二种情况：描述主机主机2到主机到主机4是一个高优先是一个高优先级的级的FTP文件数据，主机文件数据，主机1 到到主机主机3的实时音频数据优先级的实时音频数据优先级较低。较低。FTP用户从用户从ISP处购买了高价的高优先级服务处购买了高价的高优先级服务使用实时音频的用户从使用实时音频的用户从ISP处购买的只是低价的一般服务处购买的只是低价的一般服务计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？

28、u第二种情况：解决第二种情况：解决给路由器增加一种分类机制：给路由器增加一种分类机制：使得路由器能够根据某些准则使得路由器能够根据某些准则（如发送方地址）对输入分组（如发送方地址）对输入分组进行分类，然后对不同类别的进行分类，然后对不同类别的分组给予不同的优先级。分组给予不同的优先级。分组标记与分类分组标记与分类使得路由器能够对属于不同业务类使得路由器能够对属于不同业务类的分组做不同的处理。的分组做不同的处理。QoS基本原则基本原则(1)计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面

29、入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？u第三种情况：描述第三种情况：描述一个数据率异常的实时音一个数据率异常的实时音频数据和一个频数据和一个FTP文件数据文件数据H1的数据率突然增大至的数据率突然增大至1.5Mbps甚至更高甚至更高发生这种情况的可能原因是什么？可能导致什么情况？发生这种情况的可能原因是什么？可能导致什么情况？原因：原因：H1发生故障或者恶意破坏网络的正常运行发生故障或者恶意破坏网络的正常运行导致：导致：H2的低优先级的的低优先级的FTP数据将无法通过数据将无法通过R1计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程

30、教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？u第三种情况：解决第三种情况：解决路由器能够对某个数据流路由器能够对某个数据流的通信量进行管制的通信量进行管制使得这个数据流不要影响使得这个数据流不要影响其他正常的数据流在网络中其他正常的数据流在网络中通过通过计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手

31、使得因特网具有一定的服务质量？u第三种情况：解决第三种情况：解决如如R1可以监视可以监视H1，限制，限制R1的数据率为的数据率为1Mbps，如果，如果H1的数据的数据率超过率超过1Mbps，R1可以将可以将H1的某些分组丢弃，使其数据率小于的某些分组丢弃，使其数据率小于等于等于1Mbps。需增机制：调度需增机制：调度可以利用调度机制给可以利用调度机制给H1和和H2分别分配分别分配1Mbps和和0.5Mbps的带宽，的带宽，这样这样H1和和H2都会得到响应都会得到响应QOS的保证。的保证。提供流量隔离机制，使行为正常的流不受超量发送流的影提供流量隔离机制，使行为正常的流不受超量发送流的影响。响。

32、QoS基本原则基本原则(2)计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？u流量隔离的基本方法流量隔离的基本方法u利用流量监管实现流之间的隔离利用流量监管实现流之间的隔离超量发送，分组有可能被缓存，甚至被丢弃超量发送，分组有可能被缓存，甚至被丢弃Leaky bucket Leaky bucket 漏桶算法漏桶算法u利用链路层分组调度机制实现带宽分配利用链路层分组调度机制实现带宽分配固定的带宽分配机制在

33、某流没有使用其配额时也不无法被固定的带宽分配机制在某流没有使用其配额时也不无法被其他流使用其他流使用利用率较低利用率较低计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？u第四种情况：描述第四种情况：描述u当主机当主机H1的高优先级的实时音频应用在某一时间段没有，分组的高优先级的实时音频应用在某一时间段没有，分组要发送时，要发送时，H2可否利用可否利用H1的空闲的的空闲的1Mbps的带宽发送的带宽发送FT

34、P分组？分组？计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？u第四种情况：解决第四种情况：解决当提供流量隔离机制时，应尽可能提高资源利用率。当提供流量隔离机制时，应尽可能提高资源利用率。QoS基本原则基本原则(3)计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量

35、？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？u第五种情况：描述第五种情况：描述主机主机H1和和H2都发送都发送1Mbps的实时音频数据的实时音频数据分析：当分析：当H1和和H2的分组的分组通过通过1.5Mbps带宽的链路时，带宽的链路时，将会发生什么情况？将会发生什么情况？u如果如果H1和和H2平等地共享平等地共享1.5Mbps的带宽，每个分组数据流的平的带宽，每个分组数据流的平均丢包率为均丢包率为25%。uH1和和H2都变得没有用处了。都变得没有用处了。u网络无法为超出其传输能力的业务流提供高质量的服务。网络无法为超出其传输能力的业务流提供高质量的服务。计算机科学与技术学院计算机科学

36、与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？u第五种情况：解决第五种情况：解决需增机制需增机制呼叫接纳：一个数据流要预先呼叫接纳：一个数据流要预先声明它所需要的服务质量，然声明它所需要的服务质量，然后被准许进入网络或者拒绝进后被准许进入网络或者拒绝进入网络入网络业务流向网络声明自己的需要和要求，网络利用许可控制决业务流向网络声明自己的需要和要求，网络利用许可控制决定是否接受。定是否接受。QoSQoS基本原则基本原则基本原则基本原

37、则(4)(4)计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.服务质量服务质量QOS三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？u总结总结分类分类监管监管调度调度呼叫接纳呼叫接纳计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室3.改进服务质量机制改进服务质量机制三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务调度和监管调度和监管u传输调度传输调度(scheduling):从队列中选择发送到输出链路上的分组的策略从队列中选择发送到输出链路上的分组的策略

38、FIFO/Priority Queuing/RR/WFQu流量监管流量监管(Policing，分组丢弃策略，分组丢弃策略)漏桶漏桶Leaky Bucket使应用向网络注入流量符合约定的机制使应用向网络注入流量符合约定的机制计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室3.改进服务质量机制：调度改进服务质量机制：调度三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务1）先进先出）先进先出FIFOu默认的排队规则默认的排队规则按分组到达时间顺序发送分组。按分组到达时间顺序发送分组。当队列已满时，后面到达的分组被丢弃。当队列已满时，后面到达的分组被丢弃。到达到达分组分组接受服务接受

39、服务的分组的分组离开的离开的分组分组计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室3.改进服务质量机制：调度改进服务质量机制：调度三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务1）先进先出）先进先出FIFOu缺点缺点不能区分时间敏感分组和一般数据分组不能区分时间敏感分组和一般数据分组不公平：排在长分组后面的短分组要等待很长的时间。不公平：排在长分组后面的短分组要等待很长的时间。计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室3.改进服务质量机制：调度改进服务质量机制：调度三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务分组到达路由器后，由分类器按照优先级

40、对分组进行分类，分组按照类别分组到达路由器后，由分类器按照优先级对分组进行分类，分组按照类别分别进入响应的队列分别进入响应的队列只要高优先级队列中有分组，就从中按链路速率取出排在队首的分组只要高优先级队列中有分组，就从中按链路速率取出排在队首的分组只有当高优先级队列中已空时，才轮到低优先级队列的分组输出到队列上。只有当高优先级队列中已空时，才轮到低优先级队列的分组输出到队列上。2）按优先级排队）按优先级排队(非抢占式非抢占式)调度调度分组离开分组离开路由器路由器分组到达分组到达分类器分类器路由器路由器123计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室3.改进服务质量机

41、制：调度改进服务质量机制：调度三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务2）按优先级排队（非抢占式）按优先级排队（非抢占式）u缺点缺点高优先级队列中只要有分组，低优先级队列中的分组就长期得高优先级队列中只要有分组，低优先级队列中的分组就长期得不到服务，不太公平。不到服务，不太公平。到达到达分组分组接受服务接受服务的分组的分组离开的离开的分组分组非抢占式表现在哪里？非抢占式表现在哪里？计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室3.改进服务质量机制：调度改进服务质量机制：调度三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务3）公平队列）公平队列FQ：循环调度：循环调度u调

42、度规则调度规则对每种类别的分组流分别设置一个对每种类别的分组流分别设置一个FIFOFIFO队列队列轮流从每个队列中选择分组轮流从每个队列中选择分组持续工作排队：只要有分组在队列中等待，输出链路就不会空闲持续工作排队：只要有分组在队列中等待，输出链路就不会空闲当某一队列为空时，立即按循环方式检查下一个类别队列当某一队列为空时，立即按循环方式检查下一个类别队列计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室3.改进服务质量机制：调度改进服务质量机制：调度三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务3）公平队列）公平队列FQ：循环调度：循环调度u缺点缺点长分组得到的服务时间长，

43、对短分组不公平长分组得到的服务时间长，对短分组不公平没有区分分组的优先级没有区分分组的优先级到达到达分组分组接受服务接受服务的分组的分组离开的离开的分组分组计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室3.改进服务质量机制：调度改进服务质量机制：调度三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务4）加权公平队列）加权公平队列WFQu调度过程调度过程对每种类别的分组流分别设置一个对每种类别的分组流分别设置一个FIFO队列队列轮流从每个队列中选择分组，遇到空队列就跳过去轮流从每个队列中选择分组，遇到空队列就跳过去每个队列分配到的服务时间不同：每个队列分配到的服务时间不同：每个

44、队列分配一个权重每个队列分配一个权重Wi，每类别在每循环中得到的服务量，每类别在每循环中得到的服务量与其权重成比例。与其权重成比例。设设n个队列，权重分别为个队列，权重分别为wi(i=1,2,n)，则队列，则队列i得到的服务量得到的服务量至少占输出链路带宽的：至少占输出链路带宽的：wi/(wj)(i,j=1,2,.,n)若链路带宽为若链路带宽为R，则队列，则队列i得到的有保证的数据率为：得到的有保证的数据率为：R*wi/(wj)计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室3.改进服务质量机制：调度改进服务质量机制：调度三、提供多个等级的服务三、提供多个等级的服务4）加

45、权公平队列）加权公平队列WFQuWFQ在在QoS体系结构中占有重要地位，当前许多路由器中体系结构中占有重要地位，当前许多路由器中都加入了都加入了WFQ的调度功能。的调度功能。调度调度分组离开分组离开路由器路由器分组到达分组到达分类器分类器路由器路由器123WiWjWk计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室1.小结小结四、小结和作业四、小结和作业重点和难点重点和难点一、移动一、移动IP管理管理二、二、蜂窝网中的移动性管理蜂窝网中的移动性管理三、多媒体网络的基本特征三、多媒体网络的基本特征四、多媒体网络应用的类型及其特征四、多媒体网络应用的类型及其特征计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 网络工程教研室网络工程教研室2.作业作业八、小结和作业八、小结和作业重点和难点重点和难点