现代交换技术

现代交换原理

——期末考核

多媒体信息的IP网络传输

专业：网络工程

班级： 1 班

指导教师：******

姓名：******

学号：************

多媒体信息的IP网络传输

作者：代立旺

摘要：随着基于IP的业务种类的增加，采用基于IP的宽带网络技术建立支持多媒体业务的统一网络平台已经成为一种经济的、高效的做法。基于IP的宽带网络是以光纤作为传输介质，大容量的密集波为传输通道，千兆以太网为组网模式，第三层/第四层路由交换机为交换平台，综合提供基于IP的各种多媒体业务的数据通信网络。新一代的宽带网络技术必须建立在当前最先进的网络传输和交换的基础上。

正文：

一、发展概述

目前的互联网只是提供尽力而为的数据传送服务，尽力而为的数据传送服务英文为best-effort service，业务量需要尽快传送。没有明确的时间和可靠性保障。随着网络多媒体技术的飞速发展，互联网上的多媒体应用层出不穷，如IP电话、视频会议、视频点播、远程教育等多媒体实时业务，电子商务等。互联网已逐步从单一的数据传送网向数据、音频、视频等多媒体信息的综合传输网进化而来。这些不同的应用需要有不同的Qos要求，Qos使用带宽、时延、时延抖动和分组丢失率来衡量。各种应用对服务质量的需求在迅速增长。显然，现有的尽力传送服务已无法满足各种应用对网络传输质量的不同要求，需要提供多种服务质量类型的业务。而尽力而为的服务仍将提供给那些只需要连通性的应用。

服务质量Qos用来表示服务性能属性的任何组合。为了使其具有价值，这些属性必须是能够提供的、能够管理的、能够验证和可以计费的，而且在使用时它们必须是始终如一的、可预测的、有的属性甚至是起决定性作用的。为了满足各种用户应用的需要，构建对IP最优并具备各种服务质量机制的网络是完全必要的。专线服务、音频、文件传输、存储转发、交互式视频和广播视频是现有应用的一些例子。

二、QoS重要指标

QoS的重要指标主要包括：可用性、吞吐量、时延、时延变化(包括抖动和漂移)和丢失。下面详细叙述。

可用性是当用户需要时网络即能工作的时间百分比;吞吐量是在一定时间段内对网上流量(或带宽)的度量。一般讲，吞吐量越大越好;时延指一项服务从网络入口到出口的平均经过时间;时延变化：是指同一业务流中不同分组所呈现的时延不同。在异步系统中，漂移一般不是问题。漂移会造成基群失帧，使服务质量的要求不能满足;丢包不管是比特丢失还是分组丢失，对分组数据业务的影响比对实时业务的影响都大。

QoS的研究推动力。网络中，服务质量 (QoS)的研究有三个主要的推动力。对QoS有严格要求业务的出现；通过对QoS研究，有利于提高网络传输效率，降低网络上的成本；运营商能够通过QoS原理，根据不同用户对服务质量的不一样的要求，提供多种有区别的服务，提高用户的满意度，并且提高网络运营商的收益。因此，服务质量的研究重点是找到提高网络提供QoS保证的能力的办法，而最终研究的目标是保证用户对QoS的要求。

IP Qos主要体系结构和实现机制。Internet怎样提供QoS支持已成为现代关注的最重要问题。IP QoS是指IP数据包在网络传输中表现的特性，这种特性可以用以下指标来表示：传输服务的可靠性，延时，延时抖动，吞吐量，丢包率

等。到目前为止，IP QoS主要存在以下3种体系：int—serv集成业务，Diff—serv 区分业务，MPLS多协议标签交换。

三、QoS研究和提高QoS的方法

如何提高QoS。目前网络研究主要通过两个途径提高QoS，一个是节点控制；另一个是整网或局部网络控制。节点控制在单节点或单链路完成，主要控制业务对单节点共享资源的占用，包括共享的链路、缓存区、处理器资源。节点控制主要的策略包括：业务流整形、业务调度、节点缓冲区管理，整网或局部网络控制通常通过对路由与信令的控制达到对业务流或业务连接在网络中传输的直接控制，因路由直接关系到网络性能，所以QoS路由成为解决QoS问题的一项关键技术。

QoS路由的主要目标是为接入的业务选择满足其服务质量要求的传输路径，同时保证网络资源的有效利用一般路由选择过程由两个部分组成：一是为到达业务选择路径并发送数据包的过程，本文称之为寻路过程；一是节点问路由信息的交互过程，与传统的尽力而为的路由过程相比，QoS寻路过程涉及两个方面的问题：一是依据哪些度量参数作为寻路标准，这里简称为度量参数选择问题；另一个是在寻路标准设定后，如何找到满足业务需求的路径，并保证数据经由选定路径传输到目的节点，我们称之为寻路问题，路由信息交互过程中，由于链路传输延时的存在，每个节点获得的其他节点的状态信息总是具有一定的不准确性，这些不准确性将在一定程度上影响QoS路由算法的有效性，因此，路由信息不准确的问题，也是QoS路由中的一个主要问题。度量参数选择问题、寻路问题和路由信息不准确问题是首要解决的基本问题，也是QoS路由中的研究重点。

QoS路由研究中需要解决的难点。QoS路由研究中需要解决的主要难点包括：NP-Complete问题，多业务并存，节点状态信息的存储量大，信息不准确。

QoS路由研究存在的问题。

(1)缺乏路由模型，理论研究困难，因为网络拓扑和业务特性复杂多变，协议数学描述困难，因此，目前多数路由研究主要是针对某个问题设计启发式算法，而不是基于某种模型从理论上推导算法特性和性能，这种情况下，为分折算法性能，需要大量仿真工作，由于缺乏理论支持，在不同的拓扑结构和业务特性下，算法性能可能差异较大，而且仿真得到的结果缺乏说服力。

(2)优化目标不同，评估标准不一致

目前主要的优化目标包括代价和延时等加性参数，评估标准主要有：业务接入率、阻塞率、数据丢包率、带宽利用率、节点队列长度、代价、信令开销等，由于各个研究者解决的问题不同，优化目标往往不相同，评估标准也不一致，不利于比较不同算法的性，因此制定出统一的路由性能评估对路由研究具有重要意义。 (3)接入业务的变化对网络状态影响大

现有的QoS路由依据用户业务对服务质量的要求进行寻路，一旦存在满足要求的路径就会将业务接入，在业务接入时，没有考虑该业务的接入对网络状态有多大的改变，因此，可以说目前的QoS路由是基于服务质量要求的尽力而为的路由，在这种情况下，如果业务特性变化过快，网络状态急剧变化，网络效率、阻塞率等特性都会受到很大影响，因此，在今后的研究中网络的性能变化也应该作为业务接入的一个参考。

(4)节点控制与路由过程脱离

网络为业务提供QoS服务时，节点控制和路由控制是相辅相成，缺一不可的。以上问题的解决对设计出高性能的路由算法，更好地满足业务对服务质量的要求，