高等计算机网络第六次课：多媒体网络(1)

高等计算机网络多媒体网络（1）计算机科学与技术学院网络工程教研室袁卫华第六次课二、习题讲解计算机科学与技术学院网络工程教研室主要内容一、复习三、多媒体网络内容概述四、多媒体网络应用六、小结和作业五、流式存储音频和视频7、简述GSM切换的过程。6、简述蜂窝网中对移动用户呼叫选路的过程。计算机科学与技术学院网络工程教研室问题5、简述移动IP标准的三个组成部分。移动IP采用哪种选路方式？一、复习1、简述间接选路的基本过程。2、简述直接选路的基本过程。3、当移动节点从一个外部网络移动到一个新的外部网络的过程中，间接选路是如何处理的？4、当移动节点从一个外部网络移动到一个新的外部网络的过程中，直接选路是如何处理的？计算机科学与技术学院网络工程教研室问题一、复习wideareanetwork归属网络321HAFA通信者1、简述间接选路的基本过程。4外地网络计算机科学与技术学院网络工程教研室问题一、复习2、简述直接选路的基本过程。wideareanetwork归属网络外部网络45213HAFA通信者通信者代理计算机科学与技术学院网络工程教研室问题一、复习3、当移动节点从一个外部网络移动到一个新的外部网络的过程中，间接选路是如何处理的？wideareanetwork外部网络1新的外部代理通信者代理通信者新的外部网络归属网络计算机科学与技术学院网络工程教研室问题一、复习4、当移动节点从一个外部网络移动到一个新的外部网络的过程中，直接选路是如何处理的？wideareanetwork1外部网络1锚外部代理4新的外部代理35通信者代理通信者新的外部网络归属网络计算机科学与技术学院网络工程教研室问题一、复习6、简述蜂窝网中对移动用户呼叫选路的过程。MobileSwitchingCenterVLRoldBSS13245678newBSS计算机科学与技术学院网络工程教研室问题二、习题讲解1、为什么802.11中使用了链路层确认，而有线以太网中却未使用？802.11无线信道有相对较高的误比特率802.11无线信道无法在发送信号的同时检测冲突802.3在有线链路上传输误码率很低，而且能够检测冲突802.11和802.3的主要区别是在数据链路层，它们的运输层协议都包括TCP和UDP，所以这个题目中的是否使用链路层确认，与802.x的上层协议无关。计算机科学与技术学院网络工程教研室问题2、以太网和802.11使用相同的帧格式？错如地址字段，以太网帧中只有两个MAC地址字段而802.11帧中包括四个地址字段二、习题讲解计算机科学与技术学院网络工程教研室问题3、蓝牙中的主设备和802.11网络中的基站之间有什么区别？任何一个普通的蓝牙节点都可以作为皮可网中的主设备，而802.11网络中的普通设备如无线站点不能作为基站来使用皮可网中的主设备真正控制者皮可网，802.11中的基站所起到的作用是链路层中继皮可网运行在ad-hoc模式，有基站的802.11运行在基础设施模式二、习题讲解计算机科学与技术学院网络工程教研室问题4、物理地址和逻辑地址有什么区别？物理地址就是厂商在网络接口卡上编码的48位MAC地址。这类地址是独特的，指的是以太网或者硬件的地址。MAC或者以太网地址是与OSI模型第二层(数据链路层)相关的。逻辑地址是一种32位IP地址。逻辑地址不嵌入在网卡中，而是分配给网卡以便用于网络之间的路由。这类地址在OSI模型的第三层(网络)工作。二、习题讲解计算机科学与技术学院网络工程教研室实验报告1)实验报告纸到实验室购买；2)实验报告必须手写，内容如下：(1)实验题目(2)实验要求(3)实验条件(4)实验结果(5)实验总结二、习题讲解计算机科学与技术学院网络工程教研室学习目标三、多媒体网络内容概述Principles多媒体应用系统的种类多媒体应用的特点和需求Best-Effort服务模型服务质量控制的相关机制ProtocolsandArchitecturesQoS控制机制服务质量模型计算机科学与技术学院网络工程教研室内容概要三、多媒体网络内容概述多媒体网络应用系统存储式流媒体(streamingstoredmedia)将Best-Effort发挥到极致：IPTelephony实时交互性应用协议内容分发网络CDN超越Best-Effort调度/监管机制集成服务与区分服务模型信令机制总结计算机科学与技术学院网络工程教研室四、多媒体网络应用1.多媒体应用的类型1）多媒体应用的类型流式存储音频和视频流式实况音频和视频实时交互音频和视频多媒体应用和一般的网络应用有什么区别吗？计算机科学与技术学院网络工程教研室四、多媒体网络应用1.多媒体应用的类型2）多媒体应用的基本特征对时延高度敏感有时候从发送方到接收方的时延超过几百毫秒的分组对接收方基本没什么用处了一般对丢包不敏感偶尔的丢失只会在音频视频回放时偶尔出现干扰信号，不会造成太大问题与Web，电子邮件和FTP等应用完全不同可以容忍长时延数据的完整性和完全更重要，不能容忍丢包计算机科学与技术学院网络工程教研室1.多媒体应用的类型四、多媒体网络应用1）流式存储音频和视频存储媒体多媒体被预先制作并被存储在服务器上；可以进行暂停、倒退、快进、检索该多媒体内容；从请求到开始播放的时间一般为1-20s流客户机从服务器接收文件几秒后就开始播放音频/视频文件，在播放的同时，客户机继续从该服务器接收文件的后续部分。不需要在文件播放之前下载整个文件。连续播放一旦多媒体内容开始播放，它应该根据初始记录的时序进行。对数据传输时延的要求比较严格。计算机科学与技术学院网络工程教研室1.多媒体应用的类型四、多媒体网络应用1）流式存储音频和视频1.存储的音视频2.发送音视频3.收到音频视频后在客户端播放流:此刻,客户端播放收到的视频，同时服务器仍然继续传输视频的后续部分。网络时延time计算机科学与技术学院网络工程教研室1.多媒体应用的类型四、多媒体网络应用2）流式实况音频和视频通过Internet传输传统的广播和电视数据一个发送者，多个接收者。IP多播，应用层多播（P2P，CDN），多个独立的服务器到客户机的单播如InternetradiotalkshowLivesportingevent对传输时延的要求弱于交互式应用，强于存储式流媒体。播放可能落后请求10s左右交互性不可快进，但可以回放、暂停等计算机科学与技术学院网络工程教研室1.多媒体应用的类型四、多媒体网络应用3）实时交互音频和视频典型应用IP电话(IPtelephony)：因特网上的实时交互音频如Skype用户能够进行pc到电话或pc到pc的语音呼叫视频会议(videoconference)：实时交互视频如NetMeeting，Skype视频计算机科学与技术学院网络工程教研室1.多媒体应用的类型四、多媒体网络应用3）实时交互音频和视频对传输时延的要求时延小于150毫秒的语音,听者觉察不到时延在150毫秒到400毫秒之间，可以接受时延大于400毫秒，对质量造成损害时延主要是哪些因素造成的呢？时延的大小对应用质量有影响吗？包括应用层封装分组的时间和网络传输时延过长的时延对质量造成损害什么叫时延抖动？时延抖动是指同一个分组流中分组时延的变化。计算机科学与技术学院网络工程教研室2.当今因特网上的多媒体障碍四、多媒体网络应用1）IP提供“尽力而为”的服务给TCP/UDPIP层为传输层提供的是什么样的服务？1.IP提供“尽力而为”的服务给TCP/UDP，对传输质量不做任何保证网络尽力使每个数据报尽可能快的从发送方传送到接收方对分组的时延和时延抖动不做任何承诺2.因特网采用公平的方法在路由器队列中进行分组调度，所有的分组接收相同的服务，任何分组在路由器队列中没有任何特殊的优先级分组可能由于缓存溢出而被丢弃计算机科学与技术学院网络工程教研室2.当今因特网上的多媒体障碍四、多媒体网络应用2）IP提供“尽力而为”的服务给TCP/UDPTCP/UDP协议运行在IP协议之上TCP对传输时延没有任何保证，重传丢失的分组UDP对传输时延、分组丢失没有任何保证Internet没有采用优先级控制无论多么重要，多么有钱，都必须排队！！！当前的Internet体系结构并不适于提供QoS控制机制。3）多媒体应用受到极大关注计算机科学与技术学院网络工程教研室2.当今因特网上的多媒体障碍四、多媒体网络应用4）为改善“尽力而为”Internet的服务质量，我们可以做点什么来提高多媒体网络应用的质量？使用UDP来避免TCP的拥塞控制和慢启动过程的低吞吐量在客户端缓存部分内容和控制回放来弥补时延抖动造成的影响可以给分组加上时间戳(timestamp)来提醒接收端及时播放该分组.选择压缩等级来适配可用带宽(availablebandwidth)可以发送冗余的分组来减少分组丢失所造成的影响。计算机科学与技术学院网络工程教研室3.因特网上是否应该提供QOS质量控制？四、多媒体网络应用1）争议1：需要做出重大改变以支持资源预留/QoS控制软件/硬件的改变涉及每个节点(路由器/主机)信令协议(signalprotocol)进行资源预留代表应用预留从发送方到接收方的带宽优先级调度算法(schedulingalgorithm)区分业务修改路由器的调度策略以便带宽预留能够兑现流量协议，并对流量进行整形/监管(trafficpolicing)应用必须向网络提供它们要发送到网络的流量的描述许可控制(AdmissionControl)网络必须有手段判断它是否有足够的可用带宽支持新的预留请求计算机科学与技术学院网络工程教研室3.因特网上是否应该提供QOS质量控制？四、多媒体网络应用2）争议2：无须对IP的Best-Effort作过多改变随需求的增长ISP逐步加大基础设施建设，提供更多带宽ISP在网络中提供足够的带宽和交换能力，以提供令人满意的时延和丢包性能采用CDN技术复制存储的内容，使内容更加靠近网络边缘应用层的多播覆盖网络应用层进行多播在支撑IP网之上用路由器和主机创建了一棵分发树源主机向下面的覆盖服务器发送流，每个覆盖服务器把这些流转发给其他覆盖服务器和主机，如此继续下去……计算机科学与技术学院网络工程教研室3.因特网上是否应该提供QOS质量控制？四、多媒体网络应用3）争议3：区分服务--前两种的折中/调和在网络边界引入收费和监管计划对因特网的基础结构进行改造，使其可以提供分级的服务。分组要加标记-PacketMarking根据数据报在路由器队列中的类别来提高不同等级的服务用户为高级别的服务付出更多的费用根据用户发送到网络中的分组的类别进行收费应用需要网络支持QoS控制，但网络必须以可以承受的代价提供！计算机科学与技术学院网络工程教研室4.音频和视频压缩四、多媒体网络应用1）音频和视频为什么要进行压缩？没有经过压缩的音频视频消耗了大量的存储空间和带宽经过压缩音视频，去除了内在的冗余，能够以若干数量级的幅度减小需要的存储和传输的数据数量2）音频压缩脉冲编码调制PCM（PulseCodeModulation）计算机科学与技术学院网络工程教研室4.音频和视频压缩四、多媒体网络应用2）音频数字化脉冲编码调制PCM（PulseCodeModulation）：模拟信号数字化1.采样：以某种固定频率进行采样，采样值可能为任意实数telephone:8,000samples/secCDmusic:44,100samples/sec采样计算机科学与技术学院网络工程教研室4.音频和视频压缩四、多媒体网络应用2）音频数字化脉冲编码调制PCM2.量化：每个采样值被“四舍五入”为有限个数值中的一个3.每个量化值以固定长度的比特表示电话：8000次/秒*8位=64kbpsCD：44100次/秒*16位=705.6kbps(单声道)