多媒体通信技术第7章 多媒体通信服务质量与管理.pptx

引言
服务质量(Quality of Service, QoS)是一种抽象概念, 用于说明网络服务的“良好”程度。由于不同的应用对网络性能的要求不同, 对网络所提供的服务质量期望值也不同。这种期望值可以用一种统一的QoS概念来描述。在不同应用系统中, QoS参数集的定义方法可能是不同的, 经常使用吞吐量、差错率、端到端延迟、延迟抖动等网络性能参数来定义QoS。对连续媒体传输来说, 端到端延迟和延迟抖动是两个关键的性能参数。多媒体应用, 特别是交互式多媒体应用对延迟有严格的限制, 不能超过人所能容忍的极限, 否则将会严重地影响服务质量。同样, 延迟抖动也必须维持在严格的界限内, 否则将会严重地影响人对语音和图像信息的识别。
QoS参数体系结构
图 QoS参数体系结构
应用层
Q
O
S
传输层
网络层
数据链路层
1. 应用层
表 一个视频QoS分级的例子
QoS级
视频帧传输速率/(帧/秒)
分辨率/%
主观评价
损害程度
5
25~30
65~100
很好
细微
4
15~24
50~64
好
可察觉
3
6~14
35~49
一般
可忍受
2
3~5
20~34
较差
很难忍受
1
1~2
1~9
差
不可忍受
2. 传输层
传输层协议主要提供端到端的、面向连接的数据传输服务。通常, 这种面向连接的服务能够保证数据传输的正确性和顺序性, 但以较大的网络带宽和延迟开销为代价。传输层QoS必须由支持QoS的传输层协议提供可选择和定义的QoS参数。传输层QoS参数主要有: 吞吐量、端到端延迟、端到端延迟抖动、分组差错率和传输优先级等。
国际标准化组织(ISO)在1986年颁布的ISO/OSI 8072标准中明确地定义了传输层QoS参数:
·建立连接延迟: 用户发出连接请求到接收到连接确认之间的时间间隔。
·建立连接失败率: 在最大建立连接延迟内不能建立连接的可能性。
·吞吐量: 每秒接收的用户数据字节数。
·传输延迟: 发送方发出数据到接收方接收到该数据所经历的时间间隔。
·固有差错率: 在取样时间段内丢失和出错的信息数占总信息数的比率。
·传输失败率: 在数据传输阶段因各种原因所造成失败的信息占总信息数的比率。
·释放连接延迟: 一方发出释放请求到对方执行释放之间的时间间隔。
·保护: 用于说明建立安全连接需求的参数, 如没有窃听或修改。
·优先级: 规定在该连接上传输的优先级。
·弹性: 用于说明传输层自动终结的可能性。
3. 网络层
网络层协议主要提供路由选择和数据报转发服务。通常, 这种服务是无连接的, 通过中间点(路由器)的“存储-转发”机制来实现。在数据报转发过程中, 路由器将会产生延迟(如排队等待转发)、延迟抖动(选择不同的路由)、分组丢失及差错等。网络层QoS同样也要由支持QoS的网络层协议提供可选择和定义的QoS参数, 如吞吐量、延迟、延迟抖动、分组丢失率和差错率等。
网络层协议主要是IP协议, 其中IP v6可以通过报头中优先级和流标识字段支持QoS。一些连接型网络层协议, 如RSVP和 STⅡ等可以较好地支持QoS, 其QoS参数通过保证服务(GS)和被控负载服务(CLS)两个QoS类来定义。它们都要求路由器也必须具有相应的支持能力, 为所承诺的QoS保留资源(如带宽、缓冲区等)。
4. 数据链路层
数据链路层协议主要实现对物理介质的访问控制功能, 也就是解决如何利用介质传输数据问题, 与网络类型密切相关, 并不是所有网络都支持QoS, 即使支持QoS的网络其支持程度也不尽相同。都不支持QoS。 TokenRing、 FDDI和100VG-AnyLAN等是通过介质访问优先级定义QoS参数的。ATM网络能够较充分地支持QoS, 它是一种面向连接的网络, 在建立虚连接时可以使用一组QoS参数来定义QoS。
国际电信联合会(ITU)制定了有关ATM网络QoS参数, 它允许用户指定如下的参数: 
·峰值信元速率(PCR): 用户发送信元的最大瞬间速率。
·长期承受信元速率(SCR): 经过一个长时期测量到的平均信元速率。
·信元丢失率(CLR): 在信元传输过程中丢失的信元所占的百分比。
·信元传输延迟(CTD): 一个信元从进入网络到离去所经历的延迟。
·信元延迟变化范围(CDV): CTD的变化范围。
·突发容许(BT): 允许以PCR发出的最大突发长度。
·最小信元速率(MCR): 用户期望至少要达到的最小信元速率。