计算机网络课件CH6-5edIPV4网络的缺陷和改进.ppt

计算机网络（第 5 版） 第 8 章 因特网上的音频/视频服务 第 6 章 IPV4的缺陷和改进 6.1 概述 第 8 章 因特网上的音频/视频服务（续） 8.4 改进“尽最大努力交付”的服务 8.4.1 使因特网提供服务质量 8.4.2 调度和管制机制 8.4.3 综合服务 IntServ 和资源预留 协议 RSVP 8.4.4 区分服务 DiffServ 8.1 概述 计算机网络最初是为传送数据信息设计的。因特网 IP 层提供的“尽最大努力交付”服务，以及每一个分组独立交付的策略，对传送数据信息也是很合适的。 因特网使用的 TCP 协议可以很好地解决网络不能提供可靠交付这一问题。 多媒体信息的特点 多媒体信息（包括声音和图像信息）与不包括声音和图像的数据信息有很大的区别。 多媒体信息的信息量往往很大。 在传输多媒体数据时，对时延和时延抖动均有较高的要求。 多媒体数据往往是实时数据(real time data)，它的含义是：在发送实时数据的同时，在接收端边接收边播放。 因特网是非等时的 模拟的多媒体信号经过采样和模数转换变为数字信号，再组装成分组。这些分组的发送速率是恒定的（等时的）。 传统的因特网本身是非等时的。因此经过因特网的分组变成了非恒定速率的分组。 在接收端设置缓存 接收端需设置适当大小的缓存。当缓存中的分组数达到一定的数量后再以恒定速率按顺序把分组读出进行还原播放。 缓存实际上就是一个先进先出的队列。图中标明的 T 叫做播放时延。 缓存的影响 缓存使所有到达的分组都经受了迟延。 早到达的分组在缓存中停留的时间较长，而晚到达的分组在缓存中停留的时间则较短。 以非恒定速率到达的分组，经过缓存后再以恒定速率读出，就能够在一定程度上消除了时延的抖动。但我们付出的代价是增加了时延。 需要解决的问题 在传送时延敏感(delay sensitive)的实时数据时，不仅传输时延不能太大，而且时延抖动也必须受到限制。 对于传送实时数据，很少量分组的丢失对播放效果的影响并不大（因为这是由人来进行主观评价的），因而是可以容忍的。丢失容忍(loss tolerant)也是实时数据的另一个重要特点。 需要解决的问题（续） 由于分组的到达可能不按序，但将分组还原和播放时又应当是按序的。因此在发送多媒体分组时还应当给每一个分组加上序号。这表明还应当有相应的协议支持才行。 要使接收端能够将节目中本来就存在的正常的短时间停顿（如音乐中停顿几拍）和因某些分组的较大迟延造成的“停顿”区分开来。这就需要增加一个时间戳(timestamp)，以便告诉接收端应当在什么时间播放哪个分组。 必须改造现有的因特网 大量使用光缆和高速路由器，网络的时延和时延抖动就可以足够小，在因特网上传送实时数据就不会有问题。 把因特网改造为能够对端到端的带宽实现预留(reservation)，把使用无连接协议的因特网转变为面向连接的网络。 部分改动因特网的协议栈所付出的代价较小，而这也能够使多媒体信息在因特网上的传输质量得到改进。 8.4 改进“尽最大努力交付”的服务 8.4.1 使因特网提供服务质量 服务质量 QoS 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。因此在最简单的意义上，有服务质量的服务就是能够满足用户的应用需求的服务。 服务质量可用若干基本的性能指标来描述，包括可用性、差错率、响应时间、吞吐量、分组丢失率、连接建立时间、故障检测和改正时间等。服务提供者可向其用户保证某一种等级的服务质量。 主机 H1 和 H2 分别向主机 H3 和 H4 发送数据 主机 H1 和 H2 分别向主机 H3 和 H4 发送数据 主机 H1 和 H2 分别向主机 H3 和 H4 发送数据 主机 H1 和 H2 分别向主机 H3 和 H4 发送数据 主机 H1 和 H2 分别向主机 H3 和 H4 发送数据 8.4.2 调度和管制机制1. 调度机制 “调度”就是指排队的规则。 如不采用专门的调度机制，则默认排队规则就是先进先出 FIFO (First In First Out)。当队列已满时，后到达的分组就被丢弃。 先进先出的最大缺点就是不能区分时间敏感分组和一般数据分组，并且也不公平。 在先进先出的基础上增加按优先级排队，就能使优先级高的分组优先得到服务。 分组按优先级排队 高优先级分组优先接受服务 加权公平排队 WFQ(Weighted Fair Queuing) 加权公平排队 WFQ 分组到达后就将分组进行分类，然后送交与其类别对应的队列。队列按顺序依次