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《多媒体通信》 第九章：IP网上的QOS Lyf@ 第一节：QOS概述 1、IP网与PSTN网 PSTN是“可靠”网 IP网是“不可靠”网 所谓“可靠”不光指网络的有效性，还指网络是否可以按照用户的QOS来发送数据； 传统的IP网，对所有的报文同等对待，采用FIFO的策略，尽最大的努力把报文送到目的地，对报文的传输的可靠性、传送延迟等性能不提供任何保证； 2、QOS的定义 定义：网络根据用户的要求，为每项应用确保和维持一定的性能水平的能力； 这个定义指出了从网络提供商的角度去如何理解QOS； QOS从概念上讲是指网络资源 从Application角度，QoS通常指的是用户对于应用的认可程度，比如:对于视音频质量的认知。 带宽和时延是QOS的两个最重要的参数； 提供QOS的方式： 网络内含QOS和应用自带QOS的方式 3、研究QOS的目的： 针对各种应用的不同要求，为其提供不同的服务质量。 比如：提供专用的带宽、减少报文丢失率、减低报文传送的时延及时延抖动； 为实现上面功能可以采用以下的方法： 报文分类和着色； 避免和管理网络拥塞 流量监管和流量整形 QOS信令协议； 例如：信息不分类和分类的传送 QOS可以控制各种网络应用和满足各种网络应用要求，例如： 控制资源。如：可以控制骨干网上FTP的使用带宽，也可以给数据库访问较高的优先级； 可裁剪的服务。对于一个ISP,其用户可能传送语音、视频或其他实时业务，QOS使ISP能区分这些不同的报文，并提供不同的服务； 4、IP网上的QoS的服务模型 Best-Effort service——尽力型服务模式； Integrated service(Intserv)——综合型服务模式； Differentiated service (Diffserv)——差异服务模式 （1）Best-Effort service 单一的服务模型，也是最简单的服务模型。 应用程序可以在任意时间发出任意数量的报文，而且不需要得到许可，也不需要通知网络。网络尽可能的发送报文，但对时延、可靠性等性能不提供任何保证。 是IP网上缺省的服务模型，适用于绝大多数网络应用，一般通过先入先出队列来实现。 （2）综合服务模型 可以满足多种QOS的需求。 在这种模型中，发送报文之前，需要向网络申请特定的服务（流量参数和特定服务质量请求），网络确认后，才开始发送报文。 （3）Differentiated service 是一个多服务模型，它可以满足不同的QOS要求。 发送信息时，不需要通知网络，网络通过报文来指定相应的QOS，提供特定的服务。 IP包的优先级； 报文的源地址和目的地址； 第二节：QOS的参数 衡量QOS能力的参数有很多，最常用的有以下6种： 带宽（最小值）； 时延（最大值）； 抖动（时延偏差）； 信息丢失（差错效应）； 有效性（可靠性） 安全性 1、带宽 其实带宽指的是thoughput＝data rate，所以也常用：bit rate 或者 bandwidth来表示； 作为QOS的一个参数，带宽是某种应用能够正常工作的最基本要求，时延与带宽的关系密切； 带宽被认为是一种网络资源，应该合理的管理和分配； 对于带宽的需求取决于应用的性能； 比如在视频应用中，以下的特性都会有不同的流量需求： Frame size Frame rate Color depth compression 不同业务类型对于带宽的需求 CBR（Constant bit rate）应用已恒定的速率产生数据业务量。 数字PBX业务； 非压缩数字视频； 业务特点：延时敏感、恒定带宽。 Allocate bandwidth可能会导致业务失败，同时也不能提高业务的质量（user satisfaction） VBR（Variable bit rate）应用以变化的速率产生数据业务量traffic 压缩视频、音频； Remote login 业务特点： 为了保证业务的成功，有最小带宽的要求； 分配带宽越大，业务性能越好； 超过最大带宽时，不能提高业务性能； 2. 延时 延时直接会影响到用户的满意度 实时应用要求延时保持在某个特定的限度之内，否则会影响业务质量； 通信过程中的各个过程都可能会引入延时，主要的延时源包括： Source-processing delay(包括数字化和分组化延时)，相关的因素包括：硬件、系统的当前负载； Transmission delay传输延时：与传输速度和分组大小； Network delay 网络延时 传播延时（propagation delay）：源点和目的地之间的物理距离； 协议延时（Protocol delay）：在各种网络设备（路由器，网关和网卡等）上应用的网络协议。延时大小与协议、网络负载和硬件配置有关；