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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;
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