多媒体计算机技术-9

第九讲多媒体计算机网络计算机网络概述三大定律及互联网的特性网络接入技术分布式多媒体计算机系统P2P网络无线多媒体传感器网络物联网流媒体技术计算机网络概述多媒体计算机通信网络与人的交互界面主要是文字、图像、图形、声音等人性化信息，它主要体现了我们人类自然信息器官对多媒体信息的自然需求。多媒体计算机通信网络除了通过人性化多媒体信息与人交互外，还可以通过各种属性信息直接与外界交互。如何把文字、图形、图像、话音及各种属性信息转换为计算机通信网络能够进行处理、存储和传输的数字编码信息以及进行反变换，多媒体网络技术中的一个重要问题。第九讲多媒体计算机网络计算机网络概述三大定律及互联网的特性网络接入技术分布式多媒体计算机系统P2P网络无线多媒体传感器网络物联网流媒体技术三大定律摩尔定律吉尔德定律麦特卡尔夫定律第一定律：摩尔定律(Moore’sLaw)•摩尔定律：微处理器的速度会每18个月翻一番。这就意味着每五年它的速度会快十倍，每十年会快一百倍。同等价位的微处理器会越变越快，同等速度的微处理器会越变越便宜。同样，内存空间、硬盘空间、LCD以及图像处理速度等也都适用于摩尔定律。•计算最终将无所不在，而且是免费的。第二定律：吉尔德定律(Gilder’sLaw)•在未来25年，主干网的带宽将每6个月增加一倍。其增长速度超过摩尔定律预测的CPU增长速度的3倍!•不但计算免费，带宽也会免费(零成本通信)。光传输能力的增长OpticalmultiplexingextendselectronicmultiplexinguptoTerabits050100150200250300350198219831984198519861987198819891990199119921993199419951996199719981999YearSystemCapacity(Gb/s)10Gb/s-HighestelectronicmultiplexingtodayOC-48135Mb/s565Mb/s1.7Gb/sOC-192,2OC-192,32OC-48,40OC-48,96OC-192,4OC-192=10Gb/sOC-48=2.5Gb/sOC-192,16第三定律：麦特卡尔夫定律（Metcalfe’sLaw）•网络价值同网络用户数量的平方成正比（即N个联结能创造N2的效益）。·电话是一个人打给另外一个人，信息是从一到一，得到的效率是1。·电视是一个节目有N个人在收看，信息是从一到N，得到的效率是N。·在网上，每一个人都能够联到N个人的网站，N个人能看到N个人的信息，所以信息的传送效率是N2。•万人上网，亿份效益互连网的特性–空前的信息容纳能力–高速的信息传递能力–有力的信息组织与检索能力–普遍的可连接性(时间,地点,设备)–多种多样的信息媒体•消除了人们进行信息交流的时空限制,媒体限制,语言限制,....万物均联网•我们已经接近这样一个现实，那就是任何物体与任何物体都可以联通，任何人都可以找到世界上的任何信息，任何人可以和任何人交朋友。这种变化已经远远超出了改善生产效率的层面。第九讲多媒体计算机网络计算机网络概述三大定律及互联网的特性网络接入技术分布式多媒体计算机系统P2P网络无线多媒体传感器网络物联网流媒体技术网络接入技术非对称数字用户线路电缆调制解调器电力线接入方案GPRS与WAPCDMA第三代移动通信蓝牙技术IEEE802.11协议与WiFiWiMax非对称数字用户线路DSL（数字用户线，DigitalSubscriberLine）是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合，它包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL和RADSL等，一般称之为xDSL。它们主要的区别体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对称性的不同两个方面。其中ADSL（非对称数字用户环路）是最具前景及竞争力的一种，预测它将在未来十几年甚至几十年内占主导地位。ADSL电话铜线理论上可以有2M的带宽，ADSL利用了26KHZ以后的高频段能够提供比较高的速度。ADSL在调制方式上采用离散多音复用技术（DMT），在DMT技术中，一对铜线上0~4Khz用来传输电话音频，用26Khz~1.1Mhz频段传数据,并把它以4Khz的宽度划分为25个上行子通道和249个下行子通道，输入的数据经过TCM编码及QAM调制后，送往子信道，所以理论上上行速率可达1.5Mbps,下行速率可达14.9Mbps考虑到干扰等情况，实际上传输速率一般为上行640Kbps,下行8Mbps.CableModem电缆调制解调器电缆调制解调器又名线缆调制解调器，英文名称CableModem，它是近几年随着网络应用的扩大而发展起来的，主要用于有线电视网进行数据传输。是通过有线电视CATV的某个传输频带进行调制解调的。CableModem属于共享介质系统，其它空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。CableModem彻底解决了由于声音图像的传输而引起的阻塞，其速率已达10Mbps以上，下行速率更高。电力线接入方案电力线接入是把户外通信设备插入到变压器用户侧的输出电力线上，该通信设备可以通过光纤与主干网相连，向用户提供数据、语音和多媒体等业务。在通信设备内部，高频网络信号与50/60Hz低频电信号一起，耦合到用户端电力线上，由此可把通信网、电力输送网和用户驻地网连接起来。GPRS与WAPGPRS（GeneralPacketRadioService）是一种用于GSM的标准化分组交换数据业务，它使移动通信与数据通信相结合，将基于Internet协议的业务引入移动通信市场，使得互联网手机成为可能。利用TCP/IP和X.25等接口，GPRS将支持从低速短消息到高速企业局域网通信的广泛应用。GPRS可提供高达115kbps的传输速率（最高为171.2kbps）。这意味着通过便携式电脑,GPRS用户能以与ISDN用户一样快的速度上网浏览。GPRS与WAP1999年7月1日，爱立信、摩托罗拉、诺基亚、AT&T、西门子、英国电信、法国电信、贝尔大西洋、贝尔南方等电信巨头聚集在美国的旧金山，一同发布了一项新技术。这是一项能使手机、呼机和其它无线设备显示因特网的内容，这项技术被称作无线应用协议，也就是WAP（WirelessApplicationProtocol）。WAP是由WAP编程模型、XML标准的无线标记语言（WML）、无线终端的微浏览器规范、轻量级协议栈以及无线电话应用框架等协议组成。CDMACDMA是码分多址的英文缩写（CodeDivisionMultipleAccess）。CDMA基于扩频技术，可将需传送的、具有一定信号带宽的信息数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，从而使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码与接收的带宽信号作相关处理，以把宽带信号换成原信息数据的窄带信号(即解扩)，从而实现信息通信。第三代移动通信第三代移动通信系统是1985年由国际电信联盟(ITU)提出的，当时模拟移动通信系统刚刚建立，它被称为未来公众陆地移动通信系统1999年ITU正式将其更名为全球移动通信系统IMT2000，俗称3G，即工作在2000MHz频段。3G标准是由3GPP和3GPP2制定，国际上最具代表性的第三代移动通信技术标准有三种，分别是CDMA2000，WCDMA和TD-SCDMA。蓝牙技术蓝牙计划是由Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba等公司联合主推的一项最新的无线网络技术。“蓝牙(Bluetooth)”是一种短距离无线通信标准，其技术界面是专用半导体集成电路芯片，用于“嵌入”电子器件内。蓝牙计划主要面向网络中各类数据及语音设备，如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话、高品质耳机等，使用无线的方式将它们连成一个小网(Piconet)，多个Piconet之间也可以互连形成Scatternet，从而方便快速地实现各类设备之间的通信。IEEE802.11协议与WIFIIEEE802.11是IEEE（电气和电子工程师协会）1997年6月正式颁布实施的第一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中的用户与用户终端之间的无线接入。IEEE802.11标准的网络以1Mbps或2Mbps的速率传输数据，传输距离能够达到100m。但是，IEEE802.11标准的WLAN的弱点在于传输速率最高只能达到2Mbps，与广泛使用的10Mbps甚至100Mbps速率的有线网络相比，速度太慢，无法满足人们的实际应用，特别是那些需要较高带宽的多媒体应用的需要。所以，IEEE随后又推出了802.11a和802.11b两个新标准。IEEE802.11协议与WIFIIEEE802.11b（WiFi）使用开放的2.4GHz直接序列扩频，最大数据传输速率为11Mbps，不需直线传播；使用动态速率转换，当射频情况变差时，可将数据传输速率降低为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps；且当工作在2Mbps和1Mbps速率时，可向下兼容IEEE802.11。IEEE802.11b的使用范围在室外为300m，在办公环境中则最远为100m，使用与以太网类似的连接协议和数据包确认，来提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用。WiMaxWiMAX的全名是微波存取全球互通（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess），又称IEEE802.16标准，或广带无线接入（BroadbandWirelessAccess，BWA）标准。它是一项无线城域网（WMAN）技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。它用于将802.11a无线接入热点连接到互联网，也可连接公司与家庭等环境至有线骨干线路。它可作为线缆和DSL的无线扩展技术，从而实现无线宽带接入。第九讲多媒体计算机网络计算机网络概述三大定律及互联网的特性网络接入技术分布式多媒体计算机系统P2P网络无线多媒体传感器网络物联网流媒体技术分布式多媒体计算机系统基本特征服务模型层次结构网格云计算基本特征多媒体综合性资源分散性运行实时性操作交互性系统透明性服务模型分布式多媒体计算机系统从总体上来看，采用客户端服务器模型即C/S模型，即把一个复杂的多媒体任务分成两个部分去完成，运行在一个完整的分布式环境中。也就是说，在前端客户机上运行应用程序，而在后端服务器上提供各种各样的特定的服务，如多媒体通信服务、多媒体数据压缩编码和解码、多媒体文件服务和多媒体数据库等。层次结构应用层多媒体表示层流管理层多媒体传输层多媒体接口层网格网格是把整个Internet整合成一台巨大的超级计算机，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。当然，网格并不一定非要这么大。它也可以是地区性的网格、企事业内部网格、局域网网格、家庭网格和个人网格。网格的根本特征并不一定是它的规模，而是资源共享，消除了资源孤岛。网格的定义网格就是构筑在互联网上的一组新兴技术。它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通百姓提供更多的资源、功能和交互性。互联网主要为人们提供电子函件、网页测览等通信功能，而网格的功能则更多更强，它能让人们透明地使用计算、存储等其他资源。网格的构成一个完整的网格系统包括多种软件、硬件和网络设备，目前网格项目实施中所用到的网络、存储等硬件设备大多是现有技术提供的，真正让一个系统变成一个网格的是网格中的软件实现部分。与一台计算机的组成相对应，网格由虚拟引擎、虚拟操作系统、虚拟中间件、应用软件四个层次构成。网格的分类根据网格所管理的资源类型，网格通常可以分为计算网格、数据网格、设备网格与应用网格。其中，应用网格从实现技术上来说需要