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第五章多媒体通信网络的服务质量
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5.1 分布式多媒体应用的通信需求分布式多媒体应用的通信需求：
高带宽
低时延
支持 QoS和资源动态分配
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5.1.1 多媒体数据流的基本特性
1,比特率可变性
CBR,信息源，网络以 CBR产生和传输数据流；
VBR,以 VBR产生和传输数据流，突发和跳变,ATM网支持。
2,时间依赖性
连续媒体实时传输；
E2E时延控制在时间段内；
视频会议控制在 250ms内。
3,信道对称性
上行信道,S? D；
下行信道,D? S。
信道不对称,VOD 下行传输视频流，上行传输控制信息；
信道对称,对等式视频会议。
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5.1.2 多媒体数据流的性能需求
1,吞吐量需求 (Throughput)
有效网络带宽 ＝ 物理链路传输速率－传输开销；
影响吞吐量因素：网络故障、拥塞、瓶颈、缓冲区容量、流量控制；
需求,高带宽、大缓冲、大流量等需求。
2,可靠性需求
差错率 (Error Rate) 性能指标 传输可靠性分组 PER 分组交换网 packet
帧 FER ATM网 cell
位 BER SONET bit
差错原因：位出错、分组丢失、乱序；
可靠性需求与 E2E的时延相冲突。
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5.1.2 多媒体数据流的性能需求
3,时延需求
时延 (Delay)
E2E时延：发送端发送一个分组到接收端正确接收一个分组时间。包括下列时延：
传播时延,E2E传输一个二进制位所需时间；光速限制；与距离有关；
传输时延,E2E传输一个数据块（如分组）所需时间，与速率和节点处理时延有关；
网络时延：传输时延与传播时延之和；
接口时延：发送端准备发送到实际在网上发送所需时间。
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5.1.2 多媒体数据流的性能需求
3,时延需求
时延抖动 (Delay Jitter)
一条连接上分组时延的最大变化量,E2E时延的最大值与最小值之差。
网络时延分为：
固有时延：传播时延、链路比特率；
随机时延：网络故障、拥塞、出错。
接收缓冲区：
足够容量的缓冲区可缓和时延和时延抖动。
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5.1.2 多媒体数据流的性能需求
4,组播通信需求
Unicast,点对点；
Broadcast,点对所有点；
Multicast,点对相关点。
5,同步需求
流内同步：按一定时延和抖动约束传输媒体分组流；
流间同步,A.V信号等；
不同源、不同路径
目的端进行流间同步,E2E服务
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5.2 多媒体通信中的 QoS定义
5.2.1 QoS一般描述
1,QoS(Quality of Service)服务质量
信息发送者与接收的用户之间、用户与网络之间信息传输的质量约定；
包括用户需求和服务提供者行为两方面。
用户需求：用户在网上进行多媒体通信时要求的服务类型以及相关的传输性能和质量
服务提供者行为：网络针对某一类服务所提供和达到的性能和质量。
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2,QoS是整体行为的描述不是网络中某个个体或元素的行为描述而是用户与用户、用户与网络、网络内部元素的整体行为
5.2.1 QoS一般描述用户 1 用户 2QoS要求 (服务类型、性能参数 )
网络
QoS提供 (服务类型、性能参数 )
QoS商订、资源管理服务 服务
QoS商订、接纳控制资源预留协议资源调度算法
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3,1997年 9月开始制定了有关 QoS定义与服务的一系列 RFC标准。
多媒体通信的性能需求：
吞吐量 (Throughput)
可靠性 (Error Rate)
延迟 (Delay)和延迟抖动 (Delay Jitter)
组播 (Multicast)
同步 (Synchronization)
5.2.1 QoS一般描述
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1,ISO/OSI-RM中 QoS定义针对 OSI的七层模型，每层协议向高层提供服务的同时，也提供服务质量。
5.2.2 QoS定义
n层协议
n-1 层协议
QoS要求的服务
QoS要求的 SDU(吞吐率、传输时延、
时延抖动、差错率 )
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OSI模型中 QoS用参数方式定义吞吐量 单位时间内在一个连接上传输的最大字节数传输延迟 传输请求开始到传输完成确认为止的时间间隔出错率 数据单元错传、丢失和重传的概率连接建立延迟 建立连接请求开始到连接建立确认为止的时间间隔连接失败率 建立连接失败概率传输失败率 传输失败的概率释放延迟 从释放请求开始到释放确认为止的时间间隔释放失败率 释放连接时失败的概率
5.2.2 1,ISO/OSI-RM中 QoS定义
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5.2.2 1,ISO/OSI-RM中 QoS定义
OSI中定义与协议功能无关的安全性、成本与传输优先级 QoS参数访问权限 防止非法用户访问优先级 传输优先级和使用优先级成本 传输时所消耗的资源或资金
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5.2.2 2,ITU (CCITT) 中的 QoS定义 (1990)
OSI中的 QoS定义是针对数据传输，未考虑服务类型、出错概率分布、峰值变化量；也未定义如何实现 QoS要求的方法与框架。
CCITT-I 系列建议：在呼叫控制、连接及数据单元传输控制 3层以上定义了
B-ISDN的 QoS。
呼叫控制级 QoS：呼叫次数、失败率等。
连接级 QoS：连接延迟、失败率，释放延迟、失败率等。
数据单元传输控制级 QoS,报文峰值到达率、峰值持续时间、报文平均到达率、报文丢失率、报文插入率、位 (比特 )出错率。
此 QoS定义是面向服务提供者、网络的。
未提供实现 QoS控制和用户 QoS 要求的机制，未对用户要求的服务进行分类。
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5.2.2 3,ATM的 QoS定义
ATM论坛把 ATM网络服务定义为 5类：
CBR,固定位速率，时延敏感,ISDN仿真或同步的实时图像、语音，
突发传送时延抖动控制；
rt-VBR,实时可变位速率，时延敏感，实时性强，变速率实时图像；
nrt-VBR,非实时可变位速率，时延无要求，邮件,图文服务，时延抖动不要求,MPEG-2图像检索；
ABR,可用位速率，发掘网络中额外带宽，时延不严，非实时，拥塞反馈控制；
UBR,非特指位速率； Best-Effort服务，无反馈机制，拥塞丢信元。
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5.2.2 3,ATM的 QoS定义
ATM Forum定义了呼叫接纳控制 (Call Admission Control)
检查用户连接请求的服务类型，根据 ATM交换机资源状况接受或拒绝用户的连接请求。
ATM的 UNI的 QoS要求为服务类型。
ATM交换机把 UNI提交的服务类型自动匹配到 QoS参数，把不同的服务类型的信元放入不同优先级的队列，为它们分配不同数量的缓冲区。
ATM Forum提供了 QoS控制和宽带技术，在 QoS研究转向因特网过程中，
ATM的一些技术思想，如传输延迟控制、缓冲管理与调度策略和算法仍有借鉴意义。
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5.2.2 4,QoS定义的综合说明
QoS是指网络在传输数据流时要满足的一系列服务请求，具体可以量化为传输延迟、抖动、丢失率、带宽要求、吞吐量等指标。服务具体指数据流经过若干网络节点所接受的传输服务，强调端到端或网络边界到边界的整体性。
QoS的研究目的是有效提供端到端的服务质量控制或保证；
QoS是分布式多媒体信息系统为了达到应用要求的能力所需要的一组定量或定性的特性，它用一组参数标识，如吞吐量、时延、时延抖动、可靠性等。
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5.3 服务质量 (QoS)和资源管理
5.3.1 基本概念来自不同的分布式多媒体应用的多样性，使 MCS的服务参数化。参数化使服务具有灵活性和可以定制，就不需要每一种应用要实现一套新的服务。
服务参数化由 ISO通过 Quality of Service(QoS)定义。 QoS是要怎样好地提供联网服务,QoS由许多特定参数表示。 QoS参数化要求有一定的伸缩性。
1,QoS分层结构传统 QoS由通信系统网络层提供 (ISO标准 )。
增强 QoS由通过包括传输层服务实现。
对 MCS,QoS必须扩展到端到端的服务质量 (End to End QoS,E2E QoS)
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5.3.1 1,QoS分层结构
MCS的 QoS分层模型
Net QoS Parameters
用户接口应用系统 (操作和通信系统 )
MM设备 网络系统 QoS
(设备 QoS) (网络 QoS)
(用户 QoS)
(应用 QoS)
对等层间协商不同层间映射
User proferences (优先级 )
User QoS
OS Resource
System QoS parameters
Network resource
多媒体设备可以在应用 QoS中找到它们的表示 (部分 )
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5.3.1 2,QoS的描述特定服务的 QoS可用一组参数表示,QoS定义不同，有多种参数集合,MCS每层有一种可能的 QoS参数集：
(1) 应用 QoS参数：
描述对应用服务的需求，面向端用户，直观、形象的表述。
① 媒体质量 (Media Quality)：
媒体一般特性和它们的传输特性，如端到端时延。
② 媒体关系 (Media Relations)：
媒体之间的联系，如媒体变换 (conversion)或流 (stream)内、流间同步。
③ 流 (flow),网络中一条包含路由器等资源并保证一定 QoS的路径。
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5.3.1 2,QoS的描述
(2) 系统 QoS参数
(传输层协议提供 E2E,面向连接的数据传输服务 )
描述来自应用 QoS对通信通信服务和 OS服务的需求，可用数量标准和质量标准来制定。
① 数量标准 (定量 )
由某些测量来计算：位 /秒、错误数、任务处理时间,PDU大小等；
QoS参数：吞吐量、时延 (E2E),响应时间、速率、时延抖动
(E2E),系统级数据损坏 (corruption),分组差错率、任务和缓冲区说明、传输优先级等。这些是传输层 QoS。
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5.3.1 2,QoS的描述
② 质量标准 (定性 )
指定提供 QoS所希望的服务如：流间同步、数据按序传输、错误恢复算法、调度机制
期望的服务与指定参数相联如在特殊数据流中用流间同步通过可接收的偏差 (skew)表示
(3) 网络 QoS参数描述网络服务的需求 (网络层协议提供路由选择和数据报转发服务 )
① 网络负载 (load)：
正在传送的网络流量 (traffic)
平均 /最小网络连接时间间隔
分组 /信元大小
节点对分组 /信元连接的服务时间
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5.3.1 2,(3)网络 QoS参数
② 网络性能：
描述网络服务必须确保的要求 (E2E的参数分解到网络层 )
连接分组源目端时延界限
数据分组丢失率
QoS参数的性能界限等待时间 (latency),带宽 (bandwidth),时延抖动 (delay-
jitter),随意二个分组经历的端到端时延的最大差值
传输模式：传输参数，如峰值速率、突发长度
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5.3.1 2,(3)网络 QoS参数 (4)设备 QoS参数数据链路层：对物质介质的访问控制；
以太网不支持 QoS；
ATM支持 QoS,峰值信元速率、最小信元速率、信元丢失率、信元传输时延、
信元传输的时延抖动；
网络服务依赖流量模式 (连接请求到达 )和根据流量参数实行；
流量参数：
峰值数据速率 (peak data rete)
突发数据长度 (burst length)
流量参数依靠网络 QoS参数计算和由流量合同中指定；
(4) 设备 QoS参数：
指定媒体数据单元的定时和吞吐量要求
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5.3.1 3,QoS参数值和服务类型
QoS参数值确定服务类型。
① RFC2212 确保 (guaranteed)服务：需要固定时延范围的应用，如对时延敏感的实时应用；
② RFC2211 预测 (predictive)服务：需可靠但不是固定时延的应用，如实时应用；
③ 尽力 (best-effort)服务：一般网络应用。
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5.3.1 3,QoS参数值和服务类型
(1)确保服务
① 提供 QoS服务确保：用确定的或统计的表示指定 QoS参数值 (范围 )；
② 确定值有单值和对值以及间隔值；
单值 (a single value),平均值、约定值、阈值、目标值；
对值 (a pair values),最小和平均值、最低质量和目标质量；
间隔值 (an interval of values),下限最小值和上限最大值；
统计值：如差错率等，静态 QoS参数。
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5.3.1 3,QoS参数值和服务类型
(2) 预测服务
① 预测服务 (历史服务 )是基于以往的网络行为：不久的将来与最近的过去；
② QoS参数是估计的：提供的服务与过去网络行为相吻合
(3) 尽力服务
① 尽力而为 (best-effort)；
② 没有确保或者部分确保；
③ 无指定 QoS参数，或只给出明确或统计形式的某些范围；
④ 大多数先行网络协议是尽力服务。
注意,各种系统提供不同的服务，如改进的因特网体系结构的现行建议中的给定服务的分类：除了尽力服务和实时服务 (确保服务 )外，还有受控链路的共享
(负载可控服务 )。
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5.3.1 4,资源资源：任务操作数据所需求的系统实体。
(1)资源的特性
① 主动资源和被动资源
主动资源：可提供一个服务
CPU
协议处理的网络适配器
被动资源：主动资源需要的某些系统能力 (容量 )
主存 (缓冲空间 )
带宽 (链路吞吐量 )
② 资源的独占和共享
③ 一个进程独占：扬声器是独占资源
④ 多个进程共享：带宽是可共享资源
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5.3.1 4,资源
③ 资源的单个和多个
单一资源 (single resource),在系统中仅有一个的资源；
多个资源 (multiple resource),如在基于传送机 (transputer)的多处理机系统，其中 CPU是多个资源。
(2) 系统资源在应用、系统和网络之间共享的资源，如 CPU时间片和网络带宽在 MCS的每一层的共享资源被映射成三个主要的系统资源：通信信道的带宽,缓存空间 和 CPU处理能力 。
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5.3.1 5,资源管理体系结构
(1)主要目的
① 网络多媒体系统中的资源管理子系统用许多构件 (component)管理资源；
② 主要目的是提供有确保的多媒体数据传送。
(2) 主要活动
① 预留和分配资源多媒体请求呼叫 (call)建立时预留和分配端到端的资源，流量按照
QoS(说明 )规定流动 (flow)； 即为数据从源到目传送所涉及的系统构件分发和商订 QoS参数；
② 根据 QoS参数提供资源在多媒体传送期间使用适当的服务规则 (disciplines)进行资源分配；
③ 调配资源在进行多媒体数据处理期间适配资源的变化。
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5.3.1 6,QoS与资源的关系
5.(3)资源管理子系统
① 资源管理者：位于主机和网络节点内；
② 资源管理协议：用于资源管理期间交换资源信息。
6,QoS与资源的关系
(1)相互关系
QoS参数指定分配给服务的资源数量和管理 MCS共享资源的服务规则如端到端时延 QoS参数决定了沿着媒体源到目路径上传输服务行为：
涉及到分组调度 (带宽分配 )、排队 (缓冲分配 )、任务调度 (CPU处理时间分配 )；
QoS与资源的关系被嵌入到 QoS参数和它们对应的资源之间不同的映象资源分配和管理的一种可能实现描述就表明了他们之间的关系。
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5.3.1 6,QoS与资源的关系
(2)资源分配和管理是基于客户和它们资源管理者之间的交互作用
① 客户指定 QoS参数请求资源分配 (隐含包括 QoS规范与请求资源之间的映射 )；
② 资源管理者检查自己资源利用情况并确定是否按请求预留；
③ 所有现存的预留被存储并确保资源共享；
④ 必要时资源管理者之间协商资源预留；
⑤ 服务器上的摄像机和用户屏幕上视频数据传输的资源管理 (见下页图 )。
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5.3.1 6,QoS与资源的关系显示器视频获取和编码压缩通信传输和网络层数据链路和网络适配在窗口中表现解压缩通信传输和网络层数据链路和网络适配网络摄像机服务器工作站 用户工作站
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5.3.2 多媒体服务请求 (call)的建立和关闭 (closing终结 )
1,建立步骤 (服务关闭是为了资源再分配 )
① 应用或用户定义需求的 QoS；
② QoS参数分发和商订；
③ 不同层 QoS参数表示不同时须变换；
④ QoS参数映射到资源需求；
⑤ 从源到目之间路径上的需求资源得到许可 /预留 /分配
2,QoS商订 (QoS Negotiation)
(1)商订的参加者
① 对等层商订 (peer-to-peer negotiation)
如应用对应用商订 (ISO术语：主叫与被叫者商订 caller-to-callee)
② 层对层商订 (ISO术语：服务的用户与服务提供者的商订 )
如应用与系统、用户与应用商订
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5.3.2 2,QoS商订商订的目的是在服务用户和服务提供者之间建立通用 QoS参数值，
且它是有确定范围的 (最小值和平均值 )。
用户 (主叫者 )
应用 (主叫者 )
系统 (主叫者 )
用户 (被叫者 )
应用 (被叫者 )
系统 (被叫者 )
服务用户
|
服务提供者层
|
层
..
.
..
.
对等层主叫与被叫者
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5.3.2 2,(2)QoS商订的类型
(2) 商订的类型
① 双边对等者商订 (Bilateral－双边 )
商订在服务用户 (对等者 )之间进行
服务提供者不得修改用户建议的值连接确认主叫者 被叫者服务提供者 (不得修改用户值 )
对等者商议连接请求所需的 QoS值连接指示 连接响应修改的 QoS值
t1 t2 t3t4
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5.3.2 2.(2)QoS商订的类型
② 双边层与层商订
商订在服务用户和提供者之间如应用需求与 OS服务确保，发生在本地用户和提供者之间。
发送主机与网络之间如发送者想广播多媒体数据流 (stream)。
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5.3.2 2,(2)QoS商订的类型
③ 单边商订
服务提供者和被叫服务用户不得改变主叫用户建议的 QoS；
接受者获取 QoS参数，无力调整，但可享用较低质量的服务
(修改接受者本身 )；
如彩色 TV信号广播给每个用户，用户可用接收设备控制质量，
彩色电视机用户可观看彩色电视，黑白电视机用户可观看黑白电视。
这种协商简化为,接收或拒绝,。
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5.3.2 2,(2)QoS商订的类型
④ 混合商订
广播 /组播通信，每个接受主机具有不同于发送主机的能力；
发送主机与网络之间，采用双边层与层商订 QoS参数值；网络与接收主机之间采用单边商订。
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5.3.2 2,(2)QoS商订的类型
⑤ 信息交换的三边商订连接确认主叫者 被叫者服务提供者对等者商议连接请求请求 QoS值 (平均值 )
连接指示 连接响应再修改的 QoS值
t1 t2 t3t4
修改的 QoS值
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5.3.2 2,(2)QoS商订的类型
⑥ 确定目标值的三边商订 (Bounded Target)
用于一个 QoS参数的二个值：目标值 (平均值 )；可接受的最低质量 (最小值 )；
不允许服务提供者改变最低质量 (如不能提供，则应立即拒绝连接请求 )；
服务提供者可改变目标值；
被叫者对目标值做最后的修改，然后返回呼叫方。
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5.3.2 2,(2)QoS商订的类型确定目标值的三边协商：
连接确认主叫者 被叫者服务提供者对等者商议连接请求目标 QoS值连接指示 连接响应选择的 QoS值
t1 t2 t3t4
可用的 QoS值最低 QoS值选择的 QoS值
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5.3.2 2,(2)QoS商订的类型
⑦ 约定值的三边商订 (contractual value)
主叫者请求 QoS参数的最小值和固定伸缩值；
服务提供者修改最小请求值至 QoS伸缩范围中；
被叫者最后确定一个约定值,可以是 QoS参数的最大值、阈值等。
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5.3.2 2.(3)内置商定机制的多媒体服务建立协商
(3)内置商定机制的多媒体服务建立协商
① ST-II协议 (Stream Protocol,Version II)
提供因特网上端到端确保服务；
与吞吐量相关的参数由三边协商到一确定目标值；
与差错控制相关的参数没有协商；
与时延相关的参数商订过程：
主叫用户在连接请求时指出最大传输时延；
流中参与的每一个 ST代理估算它提供给流的平均时延和平均时延抖动；
服务提供者估算总的平均时延和平均时延抖动；
被叫用户确定期望的平均时延和时延抖动是否满足。
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5.3.2 2,(3)内置商定机制的多媒体服务建立协商
② RCAP (Real-time Channel Administration Protocol)协议
RSVP (Resource Reservation Protocol)协议三边商订不同的 QoS参数
③ QoS代理 (broker)协议
端到端呼叫建立协议
应用层对等者之间的双边协定
与 OS的单边协定
代理在传输子系统层与基层 ATM网 (服务提供者 )的三边商订
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5.3.2 3,变换
3,变换 (Translation)
在用户和应用、系统和网络之间区分不同的 QoS参数；
从用户和应用的 QoS值可导出所有 QoS值，这是变换；
变换是呼叫 (调用 )建立阶段层与层之间通信的附加服务。
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5.3.2 3,(1)变换的功能
(1)变换的功能
① 用户接口－－应用 QoS
用户与应用 QoS参数的变换叫做调谐 (tuning)服务；
调谐服务用 GUI提供给用户，应用 QoS输入，商订的应用 QoS
输出；
变换通过视音频夹 (clips)实现：
商订 QoS是端系统和网络都能支持的视频分辨率
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5.3.2 3,(1)变换的功能
② 应用 QoS－系统 QoS
变换把应用需求映射成系统 QoS参数；
如用户需求的,高质量,同步变换为毫秒级同步偏差 (skew)QoS参数或视频帧大小变换成传输分组的大小，可能还要用到分段 /重组功能。
③ 系统 QoS－网络 QoS
变换把系统 QoS映射成底层网络 QoS参数，比如传输分组的端到端时延变换成 ATM信元的端到端时延；反之亦然。
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5.3.2 3,(2)双向变换
(2)双向变换：变换服务的重要特性
① 双向变换引起的问题和需要附加的知识如网络吞吐量参数由视频采样频率和视频帧大小联合决定；吞吐量减小可以变换成降低图像质量或降低视帧速率。
变换规律：
在水平和垂直分辨率间保持相同比例时降低帧大小直至水平方向上至少 112个象素点；
降低帧速率直至每秒 1帧；
提供一个指示再无进一步降低的可能和连接必须关闭。
② 逆向变换导致媒体缩放 (media scaling)
当无资源可用时，媒体缩放方法执行不同程度的媒体质量降级；
动态 QoS改变 (变换、商订、重商订 QoS)与缩放技术联合使用。
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5.3.2 4.缩放
4,缩放 (Scaling)
抽样 (二次采样 Subsample)一个数据流，仅表现其原始内容的一部分；
缩放可在源端或目端进行。
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5.3.2 4,(1)MCS缩放方法分类
(1)MCS缩放方法分类
透明缩放 (Transparent scaling)
可独立于上层协议和应用层，传输子系统可缩放媒体；
传输子系统按比例减少媒体；通常是裁去数据流的某部分来实现；
这些部分可由传输子系统标识；
非透明缩放 (Non-transparent scaling)
任何子系统与其上层交互操作，媒体流修改之后再提供给传输层；
典型需要修改编码的算法中的某些参数 (即重新记录 )或者用另一种格式重新编码的媒体流。
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5.3.2 4,(2)MCS中缩放的应用
（ 2） MCS中缩放的应用
① 音频流的缩放
透明缩放较难，截去原始数据流的一部分使听者感觉到。如立体声，
摘除一个音道变为单声道，就是不同的感觉；
不透明的缩放必须用于音频流，再音频流源改变采样频率进行缩放
(11.025KHz,22.05KHz,44.1KHz)
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5.3.2 4,(2)MCS中缩放的应用
② 视频流的缩放：
特定缩放方法强烈依赖于底层的压缩技术。
时间缩放 (Temporal Scaling)
降低视频流在时间上每秒帧数 (清晰度,resolution)，帧 /秒减小；此法最适合于视频流；流中各个帧是自包含的，且能单独存取访问。
空间缩放 (Spatial Scaling)
减少视频流中每副图像的象素 (pixel)
分层组织最理想：压缩的视频在各种清晰度下可直接采用。
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5.3.2 4,(2)MCS中缩放的应用
频率缩放 (Frequency Scaling)
减少应用于图像压缩的离散余弦变换系数的数量 (DCT coefficient)
振幅缩放 (Amplitude Scaling)
减少每副图像象素的彩色深度 (Color Depth)；
通过对 DCT系数的近似量化实现，需要对压缩过程缩放算法的控制。
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5.3.2 4,(2)MCS中缩放的应用
色空缩放 (Color Space Scaling)
减少彩色空间 (表 )的项数 (entries)，即减少可以同时显示的颜色数，如从彩色显示转换成灰度显示
几种缩放方法联合使用，有时要单独使用。
如：不透明缩放中的频率、幅度和彩色空间缩放能在视频编码期间同时施加给源端；
透明缩放方法可使用时间缩放或控件缩放。
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5.3.2 5,资源接纳
5,资源接纳 (Resource Admission)
(1)接纳服务：接收或拒绝连接的机制
每层请求和获得 QoS规范 (Specification)的步骤：商订、变换和接纳；
从源到目路径上每个节点的接纳服务检测资源的可用性，这是在网络中接收和拒绝新连接的机制。
接纳测试：接纳服务可用性测试，检测共享资源的可用性。
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5.3.2,5.资源接纳
测试结果：
a)资源预留协议建立带有允许 QoS值的,预留,消息；允许 QoS
值：可低于目标值，但高于最小值。
或者
b)预留协议建立,拒绝,消息,QoS的最小值不能满足。
资源预留协议是信令协议，是为预留传递消息，不进行资源预留。
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5.3.2 5,(2)接纳测试的类型
(2)接纳测试的类型
共享资源的调度性测试 (Schedulability Test)
CPU可调度性：处理能力；
分组可调度性：网络入口和每个节点的时延、抖动、吞吐量、可靠性确保。
空域测试 (Spatial Test)
减少时延和确保可靠的缓冲区分配
链路带宽测试：确保吞吐量
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5.3.2 5,(3)资源接纳的相关因素
(3)资源接纳的相关因素
依靠于多媒体传输协议的控制机制的实现
与资源的成本 (cost function)密切相关，如计费功能。
如社区中的视频点播 (VOD)。视频夹 (Video clip)移到一个服务器附近的每个用户，保留资源为将来预定视频夹的用户比想要立即使用的用户的费用要少，不是急用的用户总是可以获得最好的 QoS,原因是未来可能有的客户已经不用你所需的服务或降低了 QoS要求。
引入适当的计费功能,QoS商订将成为实用的资源商订。
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5.3.2 6,资源预留 /分配
6,资源预留 /分配 (Resource Reservation/Allocation)
(1)必要性
确保 MCS中的 QoS
端系统、路由器、交换机中没有资源预留和管理时，多媒体数据的传输将导致数据分组的丢失和延迟；
单工操作：链路上一个方向的资源预留，在逻辑上发送者与接受者是分开的。
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5.3.2 6,(2)资源预留 /分配的方法
(2)资源预留 /分配的方法
① 悲观方法 (Pessimistic Approach)
最坏情况下预留资源避免冲突
确保 QoS
资源可能得不到充分利用如为某一任务预留最长的 CPU处理时间或最高带宽。
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5.3.2 6,(2)资源预留 /分配的方法
② 乐观方法 (Optimistic Approach)
根据平均负载预留资源
在不可预测的行为发生时可能超载，可能导致资源冲突
QoS参数尽可能满足
资源利用率高
监控功能检测超载和解决问题，根据重要性优先处理。
说明：因为处理是以随机的风格请求资源，悲观和乐观的方法表现为一个连续区域中的点，即要求一个平均值和一个峰值，可以赋予平均值和峰值之间的任何值，赋值越接近峰值，在一时刻处理将被拒绝使用资源的可能性就越小。
赋值表现一种在峰值复用和统计值复用之间的折衷。
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5.3.2 6,(3)资源预留的数据结构和功能
(3)资源预留的数据结构和功能
① 资源表 (Resource Table)
包含被管资源的信息：静态和动态信息
静态信息：可采用资源的总量最大可容许消息大小使用的调度算法
动态信息,正使用资源的现行连接的指针现被预留资源的总量
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5.3.2 6,(3)资源预留的数据结构和功能
② 预留表 (Reservation Table)
被管资源的某些部分现被预留用于连接的信息：包括给予连接的
QoS确保信息，以及用于这些连接的预留源的份额 (fraction)
③ 预留功能呼叫建立期间：
a,计算确保的 QoS参数，它 给予 新的连接；
b,预留相应的资源容量。
66
5.3.2 6,(4)预留模式
(4) 预留模式 (Reservation Model)
预留的方向和风格决定。
① 三种类型
单发送 /单接收,(RCAP协议 )Real-time Channel
Administration Protocol
单发送 /多接收,(ST-II协议 )Stream Protocol Version 2
多发送 /多接收,(RSVP)
67
5.3.2 6.(4)预留模式
② 三种方向
面向发送者 (ST-II协议 )
发送者发送 QoS说明 (如流说明 )给目标；
中间路由器节点和目标根据可采用的资源调整 QoS参数；
调整后的 QoS参数发回发送者。
面向接受者 (RSVP协议 )
接收者用 QoS参数表示的资源需要作为,预留,消息发给发送者；
经中间路由器调整，允许到发送者调整后，发出,路径,消息。
68
5.3.2 6,(4)预留模式
③ 路径预留风格
建立预留路径
面向发送者预留的路径单路预留 (Single reservation)：发送者沿链路建立单路预留到接收者；
组播预留 (Multicast reservation)：发送者建立多路预留到几个目标。
69
5.3.2 6,(4)预留模式
面向接收者预留的路径 (RSVP建立 )
通配过滤器 (Wildcard Filter,WF)
接收者建立一个单路预留或资源管道 (pipe)，沿着每条链路在一个给定的会话中所有发送者共享预留资源；
管道的大小为所有接收者对此链路的最大资源请求，独立于发送者数量；
特别适合于用户都能收发数据的多对、多路通道。
70
5.3.2 6,(4)预留模式
动态过滤器 (Dynamic Filter,DF)
由每个接收者建立 N个不同的预留以便从多至 N个不同的发送者取数据流。
同一接收者后来的 DF预留可指定相同的 N值和共同数据流规定，但在选择不同的发送者，可不用新的接纳控制检测，这类似于电视机的频道转变。
接收者改变预留 N值或公用流规定，将作为新的预留对待，要由接纳控制，也许会失败。
DF允许接收者修改它的发送源，而不需要额外的接纳控制。
固定过滤器 (Fixed Filter,FF)
每个接收者只选择那些它想接收数据分组的指定发送者 (特定发送者 )，
不能被其他发送者共享，且不能改变资源的预留量。
71
5.3.2 6,(4)预留模式
④,时间,预留风格
实际资源分配发生的时间
立即预留 (immediate reservation)
提前预留 (advanced reservation)
对于多个 (multi-party)多媒体应用是基本的；
集中式的解决方法：用一个提前预留服务器；
分布式的解决方法：信道上每个节点都记得预留操作。
72
5.3.2 6,(5)资源预留 /分配协议
(5)资源预留 /分配协议
① 功能和特性
本身不执行请求资源的预留和分配，只是一个传送资源请求信息和商订 QoS值的运载工具。用户端到端应用的信令协议。
嵌入多媒体呼叫建立协议中的控制协议。
每个节点和主机都有一个资源管理者，其功能是：
发送和接收控制信息；
调用资源管理功能：接纳控制,QoS变换,QoS和资源之间的映射、
路由选择和其他管理服务；
决定在发送和接收者之间建立 QoS确保的多媒体应用请求；
与网络管理代理密切合作，作出适当的预留和管理决定。
73
5.3.2 6,(5)资源预留 /分配协议
② 工作过程
连接发起者 (发送者 )发送 QoS规定的,预留,信息 (连接请求 )
协议沿路径在每一个路由器 /交换机把新的资源预留请求传递给资源管理者；
资源管理者由几个构件组成 (如 RSVP管理者叫做,流量控制器,,由接纳控制例程、分组调度器、分组分类器和资源预留协议组成 )
资源管理者作出接纳决定后，预留资源、更新特定的 QoS服务信息 (RSVP是分组调度器 )
74
5.3.2 6,(5)资源预留 /分配协议网络用户
QoS连接请求端系统资源管理者端系统资源管理者用户发送者 接收者预留接纳请求 预留接纳接受 QoS连接接受
QoS连接确认分配请求分配接受
QoS连接接受具有“接受”响应的资源预留 /分配协议
75
5.3.2 6,(6)资源重新分配
(6)资源重新分配 (Deallocation)
① 含义
媒体传输后，资源必须重新分配；
网络带宽和缓冲区必须释放，连接建立的媒体流必须撤卸；
撤卸过程不能破坏其他媒体流，由资源管理者更新资源的可用性；
76
5.3.2 6,(6)资源重新分配
② 分类：根据请求的方向
发送者请求关闭媒体服务：沿发送者与一个或多个接收者之间路径上多媒体调用的所有连接的资源必须释放，资源的可用性必须在每个节点更新。
接收者请求关闭媒体服务：请求发送给发送者，沿途的资源重新分配。
③ 资源重新分配依赖于节点的资源管理机制和撤卸协议 (释放协议 )。
77
5.3.3 多媒体传输中的资源管理
1,QoS保证要求的约束
1,QoS保证要求的约束
(1)QoS保证必须满足 MCS用户在应用、系统和网络的 QoS保证：
时间约束：时延
空间约束：系统缓冲区
设备约束：帧获取器 (grabbers) 分配
频率约束：数据传送的网络带宽和系统带宽
可靠性约束：丢失率
78
5.3.3 1,QoS保证要求的约束
(2)约束是相互关联的一个参数可能隐含着选择另一个参数如视频帧数据的调度的时间约束隐含着对应的频率约束的带宽分配。
(3)约束能指定在端点和网络中适当的资源管理是否可以采用。
79
5.3.3 2.速率控制
2,速率控制 (Rate Control)
紧耦合系统有固定的强制的数据速率；
松耦合系统初始化时确定数据速率。
(1)多媒体应用的性能要求
① 术语：吞吐量、时延、时延抖动、丢失率
② 流控和服务规则
传统分组交换数据网的基于窗口的流控不能提供有严格性能确保的服务；
MCS引入了新的基于速率的流控和基于速率的服务规则；
80
5.3.3 2,速率控制
这些控制机制与面向连接的网络体系结构相联系，这种结构支持显式资源分配和接纳控制策略；
基于速率的服务规则提供给用户一个区别于其他用户业务流特性的最小服务速率；提供给调度器的隔离特性，确保时延的上界限；
运行在交换机的服务规则管理下列资源：带宽、服务时间
(优先级 )、缓冲空间，与适当的接纳策略联合，可提供吞吐量、时延、时延抖动和丢失率确保。
81
5.3.3 2,(2)基于速率的调度规则
(2)基于速率的调度规则 (disciplines)
① 公平队列 (Fair Queuing,FQ)
共享一个输出干线的 N个通道获得 1/N的带宽，任何通道用剩的带宽将被其他通道平均分享；
基本思路是给每一个队列以对有效带宽的公平共享，亦即相同的存储权力。
上述机制由通道间逐位轮转 (Bit-by-bit,Round Robin-BR)
服务实现； (每个通道原是每次发送一个分组，但分组有大小，
大小分组有先后 )
BR规则以轮转方式服务 N个队列，每轮从分组队列中发送 1位；
82
5.3.3 2,(2)基于速率的调度规则
公平队列仿真 BR：每个分组赋予一个加工号 (finish number)，
它是分组应当收到服务的轮转号，分组以加工号序得到服务；
利用加权 (weight)，通道可能获得不同的带宽分值，这里的
,权,对应通道每个 BR轮得到服务的位数。 (WFQ,
Weighted Fair Queuing)
Worst-case Fair Weighted Fair Queuing 最坏情况公平加权公平排队。
在 WFQ中，调度器分配不同的权力给不同的队列。
② 虚拟时钟 (Virtual Clock,VC)
这个规则类似于时分多路复用 (TDM)；
虚拟传输时间分配给每个分组 VC；
当服务器实际在进行 TDM时，分组应当在此时间内被发送完。
83
5.3.3 2,(2)基于速率的调度规则
③ 时延最早到期优先操作 (Delay Earliest-Due-Date,Delay EDD)
Delay EDD是最早到期优先操作调度算法的扩充 (Earliest Deadline
First,EDF)；
服务器与每一个源商订有服务合同：如果一个源遵守一个峰值和平均发送率，服务器将提供有限的时延；
根据合同，服务器把一个分组的限期设置成如果它能够遵守合同到达它应当被发送出去的时间，这实际上期望到达的时间加上在服务器的时延界限；
预留峰值速率时的带宽，时延 EDD能确保每个通道在时延界限内。
84
5.3.3 2,(2)基于速率的调度规则
④ 抖动最早到期优先操作 (Jitter Earliest-Due-Date,Jitter
EDD)
抖动 EDD扩展时延 EDD，提供时延抖动界限；
每一个分组在通过每一服务器后，被打上时戳：它的限期与实际完成时间之差；
下一个交换机入口的调节器保持分组上述差值时间后才适当被调度；
Jitter EDD可提供最小和最大时延确保。
85
5.3.3 2,(2)基于速率的调度规则
⑤ 停走 (Stop-and-Go)
停走规则保证通过网络流量的平滑特性；象网络上的取整操作；
所有流量按 T位长度的帧划分，时间分成帧时间；
每一个帧时间内，仅前一帧时间到达服务器的分组才能发送，最长要等待
T时间，每帧用足了 T时间；
时延和时延抖动被限制，它们的界限与帧时间长度相联系；
改进的停走规则可与变长的帧大小一起操作；
All the packets that would arrive quickly are instead being
delayed.
本可以快速到达的数据分组实际上已经延迟了，每一帧的数据分组用足了
T时间。
86
5.3.3 2,(2)基于速率的调度规则
⑥ 分层轮转 (Hierarchical Round Robin,HRR)
HRR服务器提供几层服务，每层提供给固定数量时间片轮转服务；
当某一层次上的某些时间片分配给一个通道时，服务器循环通过每一层上的片；
一个服务器为一个层上所有片服务的时间叫做该层上的帧时间；
HRR给每一层一个固定共享的带宽；
较高的层次比较低的层次获得较多带宽、更少的帧时间；
服务器每个帧时间通过它的所有片一次完成一个轮转，因此它能对分配在那个层次上的所有通道提供一个最大的时延界限。
⑦ 其他规则
适合于提供确保服务的加权公平排队 (WFQ)算法
每一个分组到达时加上时间戳，按层次时间戳的增序发送 (increasing
order)
87
5.3.3 2,(3)基于速率控制的时延限制
(3)基于速率控制的时延限制
① 流量整形 (traffic shaping)方案能应用于发送主机，
如漏桶 (leaky bucket)和它的变种 (token bucket)；
② 发送主机把数据放进桶里，从桶底漏出，以一定的速率发送到网上，速率由桶中的调节器实行；
③ 桶的大小限制由多少数据可以堆迭等待上网。
88
5.3.3 2,(4)基于速率控制分类
(4) 基于速率控制分类根据控制所采用的策略：
① work-conserving规则
只要不影响其余通道的性能确保，分组将以更高的速率传送；
只要有分组要传送，服务器就不会空闲；
如 Delay EDD、虚拟时钟、公平队列。
② non-work-conserving规则
在任何情况下，分组将不会比预定更高的速率传送，意味着每个分组被显式或隐含地赋予了一个适当的时间；
服务器即使空闲，没有分组是合格的，也就没有什么传送；
如停走,HRR,Jitter EDD
89
5.3.3 2,(5)流量说明
(5) 流量说明 (traffic spec,TSpec)
基于速率的服务控制需要为每个客户分配资源，每个客户需要用 QoS
参数指定它们的流量。
① 虚拟时钟 VC,HRR、和停走的 TSpec
在一段间隔内的平均传输速率 (transmission rate averaged
over an internal)
② 时延 EDD和抖动 EDD的 TSpec
最小分组到达之间的时间 (minimal packet inter-arrival
time)
平均分组到达之间的时间 (average packet inter-arrival
time)
平均分组到达之间的时间被计算的时间间隔，数据报网络中的公平排队没有 TSpec说明提出
90
5.3.3 2,(6)基于速率的资源需求
(6) 基于速率的资源需求
① 缓冲区容量
Non-work-conserving规则需要的缓冲区对通道穿过的每一个节点差不多是固定的 (停走,HRR、抖动 EDD)
Work-conserving时延 EDD规则需要的缓冲区沿路径每一个节点是线性增加的。
② 吞吐量保证所有基于速率的服务都提供吞吐量保证。
③ 时延保证由时延 EDD和停走,HRR、抖动 EDD提供时延保证，还包括加权公平排队 (WFQ)。
④ 时延抖动保证由停走和抖动 EDD提供时延抖动保证。
91
3,端到端差错控制 (End-to-End Error Control)
为确保 MCS所需求的可靠性，端到端错误控制由两步组成：检错和纠错
(1)检错 (Error Detection)
① 加强可靠性：
解压缩技术、人工感知、数据完整性都不能容忍丢失数据。
应用如能隔离错误，多媒体系统有一定容错能力；
视频帧中某些错误彩色无关大局，但帧边界破坏时就无法从错误恢复；
说明数据流中结构信息需要保护，并非总是内容。
现行的检错机制必须扩充：只有检查和 PDU定序，应包含更多的信息。
要能传送新的信息：
现在只能在传输层检测数据恶化 (不纯 )、丢失、重复和失序，但在应用 PDU级，不管分组是否丢失，都没考虑检错。
5.3.3 3.端到端差错控制
92
5.3.3 3,(1)检错
② 实施检错
传输层以上使用 MPEG-2编码的视频流压缩产生三种类型的帧：
I 帧：一定时间间隔内视频流的结构信息帧内图 (Intra-coded images)：以静止图像 (JPEG)压缩 (标准 )
方法处理，必须传送。
多媒体通信系统对 I 帧序列有严格可靠性需求，不能丢失。
P 帧：预测图 (Predictive-coded images)
使用前面的帧内图进行预测，对预测误差作有条件的传送。
B 帧：双向预测图 (Bi-directionally predictive-coded images)
插补 图，可根据前、后图的信息进行双向 插补,帧间的信息用运动补偿的方法确定。
多媒体通信系统对 P帧和 B帧的丢失有一定的容错性。
93
5.3.3 3,(1)检错
传输层及以下层由 PDU迟到 (lateness)概念必须扩充检错机制。
PDU太迟到达接收者时信息对应用是无用的，即检测一个错误；
为了标识迟到的数据必须确定 PDU的生命周期，把它们实际到达时间与最迟期望到达时间相比较；
最迟期望到达时间能从流量模式 (与一个连接相关的吞吐量和速率 )导出，这意味着对连续媒体流，中止时间能够从 PDU速率算出；
94
5.3.3 3,(1)检错
只第一个 PDU必须带有时间戳，检错从其开始，服务就不能中断；
每个 PDU都带有时间戳则检错可以在媒体传输的任何点开始，
这种机制要求在发送者和接收者之间有一个同步的系统时钟，
可以精确确定端到端时延；
有网络定时协议实施同步 (NTP)。
95
5.3.3 3,(2)纠错
(2) 纠错 (Error Correction)
① 传统的重传机制 (TCP使用 ) Retransmission
使用接收数据后确认或基于窗口的流控；若没有收到确认，则数据将由源端重发；
传统的可靠传输策略不适应于多媒体通信：
a,因可能要重传而存放在发送端的等待显式应答的数据量可能很大 (如视频 );
b,传统的基于流控机制，使得传连续数据流时，发送者可能被迫暂停传送；
c,实时传送中，重传的数据因太迟接收而被丢弃；
d,传统机制是面向点对点的通信，不是为组播通信设计的，
因此它不能扩展为多目标通信。
96
5.3.3 3,(2)纠错
② 回 N重传 (Go-back-N Retransmission)
如果 PDUi丢失，发送者返回到 i并从 i开始重传
i以后的后继 PDU都在接收者处丢弃；
如果 i≤n(n在传输开始时指定 )，丢失的 PDU可被恢复；
n表示如果一个分组被丢失，返回多少远的数据将被重传，继续要重传的最多分组数。
简单协议在接收端无需 PDU的缓冲和定序；
接收端在 PDUi丢失时发送一个否定确认；
97
5.3.3 3,(2)纠错
第 i个 PDU之后的分组成功传递后也被丢失，将引出几个推断：
产生间隔 (gap introduction)
接收端至少等待 2倍端到端时延得到合适的 PDUi；
搅乱了吞吐量确保通过速率控制提供吞吐量确保重传的数据或者在确保吞吐量的,上边,(on top)发送或在速率控制的下边 (under)重传的 PDU将落下 (fall)，再次导致流中间隔，需要适当的处理，如冻结视频、调低音频。
98
5.3.3 3.(2)纠错
③ 选择重传 (Selective Retransmission)
如果 i≤n,PDUi丢失，接收者发否定确认，发送者重传丢失的
PDUi ；
优点：较好利用通道；
缺点：实现比较复杂；
接收端每一个成功地接收的 PDU必须存储起来直到前面所有 PDU
都已正确接收了。这表明重定序工作值得一做，当带宽演示发生时，接收器至少能够存储两倍的数据。
99
5.3.3 3,(2)纠错
④ 部分可靠流 (Partially Reliable Stream)
弱可靠性，限制被重传的分组数，在某一时间间隔流中最后 n个分组将被重传。
n的值能够从多媒体应用的时间约束，并考虑到底层网络的可靠性计算出来；可能的 n值在多媒体呼叫建立时由发送者和接收者协商。
⑤ 前向纠错 (Forward Error Correction,FEC)
发送者在原始数据附加信息使接收者能够定位和纠正错的位或位序列；
编码效率 C=S/(S+E) S：被发送的位数； E：附加的检验位数
冗余 (1-C)由传输子系统确定：
发送与接收之间网络错误的概率和应用所要求的可靠性。
优点：较低的端到端时延；
传送结束前不需要专用数据缓冲区；
不需要从接收端到发送端的控制信道。
100
5.3.3 3,(2)纠错
缺点,FEC做的工作仅在一个分组内部，不能保证整个崩溃或丢失的分组都能够恢复；
由于 FEC吞吐量增加和在网上的拥塞带来的副作用可能大于从 FEC
恢复所得的利益，得不偿失。
为使端系统有足够的速度 Codec冗余信息,FEC需要硬件支持。
FEC也被用于在 CD设备中存储音频数据。
⑥ 优先通道编码 (Priority Channel Coding)
把媒体 (如语音 )分成不同优先级的多个数据流；
优先级用于标记语音分组以便在发生拥挤期间，网络丢弃优先级低的分组，这些分组携带的信息对于重构原始媒体流的重要性稍低。
对于全体分组使用多优先级通道比仅用单优先级通道在较大的丢失范围可维持较高的 QoS；
101
5.3.3 3,(2)纠错
通道编码要求网络通过优先级机制在拥塞期间能够控制分组丢失；
使用不同优先级的不同流传输要求在每个分组的粒度进行同步以便重构语音信号；
优先通道传送也能用于 MPEG-2编码的视频信号；
I 帧和 P 帧以较高优先级发送,B 帧以较低优先级发送；
在网络拥塞期间，交换机将丢失较低优先级的信元或提供较低级的服务。
102
5.3.3 3,(2)纠错
⑦ 迟滞自动重复请求 (Slack Automatic Repeat Request,S-ARQ)
S-ARQ是一个高速 LAN丢失语音分组重传的差错控制方案；
这些分组可能出现时延抖动，接收器感觉到间隔，导致语音流连续回放时出现中断 (间断 )。
时延抖动在分组化语音传输中通常是通过在接收端的一个控制时间来表示的 (Address)；
第一个分组在接收器人工延迟一个控制时间以便缓冲足够的分组，以便在这种抖动出现时仍能连续回放。
语音数据由谈话时间和静默时间组成，语音协议强加一个控制时间在每次谈话时间的第一个分组。
迟滞时间 (Slack time)是一个分组在接收端到达时间和回放时间之差。
即在那个时间点上接收端分组的回放必须开始以实现谈话的零间隔回放。
由于时延抖动，分组可能在回放时间的前或后到达。在回放时间之前到达的分组放在分组语音接收器队列中直至回放开始；后到达的分组应立即回放，但已经出现了间隔。
S-ARQ扩展谈话开始的控制时间，以便到达分组的迟滞时间加长。
103
5.3.3 3,(2)纠错
5432
54321扩展控制时间
1控制时间
1控制时间
543
间隙有抖动控制有抖动控制和重传有抖动控制和 S-ARQ
104
5.3.3 3,(3)差错控制方案分类
(3)差错控制方案分类
① 部分重传机制
回 N重传、选择重传、部分可靠流,S-ARQ；
所有部分重传方案都存在引进一个 discontinuity(不连续、间断、
突变性 )的可能性和在用大缓冲区引起大的端到端时延时不能正常工作。
② 预防机制
FEC、优先通道编码；
推荐使用。
105
5.3.3 4,资源监控 (1)
4,资源监控 (Resource Monitoring)
(1)资源监控的结构
① 资源监控是网络和端节点资源管理的重要部分。
资源监控资源管理者网管代理网管代理
MIB 资源接纳交换协议信息结构信息交换网络和端节点 网络中间节点,R/S 网络管理
② 资源管理的要求 (为资源管理使用网络管理 )
网络管理 MIB为了多媒体通信必须扩展带有 QoS参数；
网络管理在功能上应增强对 QoS的支持和解决问题的能力。
106
5.3.3 4,(2)资源监控的功能
(2)资源监控的功能
① 网络监控：多媒体传输期间网络监控增加的负荷不能影响 QoS的确保。
资源监控应该是灵活的大多数监控变量也是可选的；
监控应该能够开和关。
资源监控的操作模式端用户：请求端用户的状态报告；
网络：定期报告通信端用户之间路径上不同节点的资源状态。
② 端系统的资源监控
管理功能：连续监示 QoS参数不要超过商订的值；
如果超过 QoS的值，找出原因；
设计和实现监控系统，一个清晰定义 QoS概念是必要条件。
107
5.3.3 4,(3)资源管理协议
(3)资源管理协议
① 功能多媒体传输期间在中间节点和端节点的各个资源管理者之间提供有关资源的通信。
② 按是否网络管理协议的一部分分类
资源管理协议嵌入网络管理协议之中如 CMIS/CMIP (Common Management Information
Services and Protocol),OSI标准，应用于 WAN
SNMP (Simple Network Management Protocol),流行在 LAN上，基于 Internet协议。
108
5.3.3 4,(3)资源管理协议
独立的资源管理协议
RCAP (Real-time Channel Administration Protocol),属于 Tenet协议栈：美加州大学伯克利分校 Tenet集团开发的一组支持多媒体传输的协议。
资源预留、接纳控制和 QoS处理功能。
RMTP,(Real-time Message Transport Protocol),传输层协议，面向连接；性能确保；不可靠的报文传送 (数据 )；没有连接管理和重传机制；由速率控制实现的流控；报文的分段和重组；
CMTP,(Continuous Media Transport Protocol),支持具有性能确保的周期周期性网络业务流传输 (连续媒体 )
RMTP,CMTP与 RCAP一起提供具有确保和统计 QoS界限确保服务；
RTIP,(Real-time Internet Protocol),网络层协议，面向连接、性能确保、
不可靠的分组传送； RTIP与 RCAP一起提供有确保的服务。
109
5.3.3 4,(3)资源管理协议
③ 按是否传输协议的管理协议部分划分
耦合在一起
ST-II：把多媒体呼叫的建立、传输、管理结合在一起，并把管理与 SNMP-MIB结合在一起
不耦合在一起如 RCAP：与 RTIP,RMTP,CMTP是独立的，可联合工作。
用户能够从 RCAP请求资源的状态，但是传输 /网络协议在传输期间不和 RCAP交互作用。
110
5.3.3 5,资源适配 (1)
5,资源适配 (Resource Adaptation)
(1)概述
① 目的
连续媒体通信中，支持一个结构能够动态改变每次会话的网络能力；
MCS的体系结构应支持 QoS参数的动态改变；以便它们能够以一种可预计方式为所有会话平衡达到一个最优化的值。
② 方法 (达到上述目的两个重要因素 )
需要一个协议：说明和重商订 QoS参数，如：可由资源管理协议报告 QoS变化和修改现行连接的 QoS参数。
适配相联资源：响应和调节网络、主机或两者的变化。
111
5.3.3 5,资源适配 (1)
③ QoS参数的重商订：因为 QoS参数和相联资源发生了变化
重商订：多媒体服务已经建立时 QoS商订的一个进程；
重商订请求来自用户：想改变 (QoS)服务质量；
重商订请求来自主机系统：多用户、多进程环境下工作站超载；
重商订请求来自网络：超载和拥塞；
重商订请求发送到资源管理者。
112
5.3.3 5,资源适配 (1)
应用管理 (用户接口 )
资源管理网络管理改变应用 QoS的信号改变网络 QoS的信号应用 QoS参数网络 QoS参数端节点重商订的信令模型 (Paradigm)
113
5.3.3 5,(2)用户请求重商订
(2) 用户请求重商订 (User Request for Renegotiation)
① 发送用户请求改变 QoS：
适配多媒体源与本地主机资源、网络资源；
资源管理者检查本地资源的可用性；
重商订请求在多媒体源就能调节，如视频编码器仅能提供 10
帧 /秒，用户就不需求 30帧 /秒；
资源管理协议检查网络资源的可用性,QoS的变化要求改变网络资源，如果可用，则执行资源预留和分配。
114
5.3.3 5,(2)用户请求重商订
② 接收用户请求改变接收媒体的 QoS
资源管理者检查本地资源的可用性并预留资源；
资源管理协议通知发送端要改变的 QoS；
发送用户请求改变 QoS的接纳过程 (同上 )；
通知接收用户根据改变了的 QoS改变本地资源分配；
③ 在广播和组播通信结构中，不同的 QoS值可以申请相同的连接传到不同端系统。
115
5.3.3 5,(3)主机系统请求重商订 /改变
(3) 主机系统请求重商订 /改变 (Host System Request for
Renegotiation/Change)
① 请求
多用户环境 OS请求：有部分行为不端的 (misbehaved)用户违反了它们承诺的应用需求；
通告 QoS性能降级，重商订请求发生。
② 响应：适配不当的用户 /应用回到承诺的级，或者不当的用户接受性能降低可能导致其它工作站用户的性能降级，这应当被 QoS控制机制忽略。
③ 主机 QoS变化导致应用性能降低时，主机资源管理者之间调用资源管理协议降低发送与接收端之间网络的 QoS参数。
116
5.3.3 5,(4)网络请求重商订 /改变
(4) 网络请求重商订 /改变 (Network Request for Renegotiation/Change)
① 请求
某些网络节点超载引起 QoS改变的重商订请求；
资源管理协议通告请求给主机报告资源分配必须改变。
② 响应
网络能够适配超载仍须通知主机：因为在修改资源时 (如网络中止一个连接和建立一个新的连接 )可能发生性能降级；这实际上可能中断媒体流，主机必须重新响应这种改变。
网络不能适配超载时主机必须适配网络超载进行改变。
由于网络超载请求重商订的资源适配机制也部分解决用户或主机系统请求重商订的资源适配。以下为几种资源适配方案 (机制 )
117
5.3.3 5,(5)网络适配
(5) 网络适配
① 网络负载平衡
每对会话固定路由选择和资源预留遇上负载波动引起网络不可采用和失去管理
期望：增加网络可用性允许网络管理程序回收资源减少对有确保服务客户的非调度实施维护的影响
负载平衡的难易客户原来为 QoS保证请求所作的路由选择和资源分配越有效，新的保证连接请求就越容易接收。
118
5.3.3 5,(5)网络适配
负载平衡策略实现机制路由选择：实现路由选择算法，选择遵循给定路由约束的一条路径；
动态重选路由：改变路由。建立替换路由，执行从原路由到替换路由的透明转换；
性能监控：检测负载变化，监视网络性能并报告给负载平衡控制；
负载平衡控制：作出重选一个通道路由的决定；
负载平衡控制收到来自性能监控的信息，决定是否采用一个策略定义的负载平衡算法进行负载平衡；
如果负载平衡能够采纳，路由选择机制提供一条替换的路径；
动态重选路由机制实现原路由到替换路由的转换。
119
5.3.3 5,(5)网络适配
② 资源适配方案：采用动态重选路由机制
通道 i是要重选路由源建立一个新的通道：通道 i的影子通道相同的业务流、性能参数；共享资源相同的源和目；不同的路径；
源从通道 i转换到影子通道并开始在上面发送数据分组；
源等待通道 i的最大端到端时延后开始撤卸消息 (从源通道 i)；
如果影子通道共享老通道的一部分路径，则希望让两通道共享资源，这样新通道建立时不清求新的资源，老通道撤卸时不需要释放老的资源，
因为建立和撤卸过程知道两个通道共享资源。
120
5.3.3 5,(6)源适配
(6) 源适配 (Source Adaptation)
① 源速率适配网络负载的变化
根据现行可采用的资源适配源速率，它要求网 ->源的反馈信息能够在拥塞期间平滑降级媒体质量；
网络 ->源的反馈控制机制基于预测系统状态的演化，这用于计算目标发送速率；
速率信息是两次反馈消息之间时间间隔连接发送的分组数。
② 缓冲容量适配网络负载的变化
缓冲容量是在反馈消息发送时候连接的排队与分组数目；
交换机监控缓冲容量和服务速率 (每个连接 )；
适配策略努力保持在一个固定级上的每一个连接的队列大小不致出现瓶颈。
121
5.3.3 5,(6)源适配
③ 反馈传输机制实现的二种可能
每一个连接的状态信息周期性地排在响应连接地数据分组后，在目端，
消息被抽取并送回源端；
一个交换机仅在本处服务速率比沿路经上前向的一个交换机所报告的速率低时更新数据分组的信息域
反馈消息由一个单独的控制分组沿连接的路径发回源端 。
④ 视频业务量的源适配方案
a,使用网络反馈的速率控制 (Rate Control Using Network Feedback)
源适配由增加 /减少连接数或现行连接突然改变引起网络状态的变化；
流量状态变化是由网络的显式反馈或隐式反馈侦测的显式反馈的信息是业务量负载或缓冲容量级别；
隐式反馈的信息是来自确认表示的分组丢失和轮转时延。
122
5.3.3 5.(6)源适配
b,源端流量整形 (Traffic Shaping at Source)
控制拥塞的一个办法是在源端平滑流量，大多数突发降低业务量能在 1－ 4个帧时间内抚平大多数峰值。
c,分层编码 (Hierachical Coding)
分层编码使用算法产生 2或多种类型的信元，它们使用不同等级的细节描述同一块像素；
这些编码器比单层编码器更加复杂和使用更多的带宽。
123
5.4 体系结构问题 (Architectural Issues)
1,多媒体通信的体系结构问题概述 (1)
1,多媒体通信的体系结构问题概述
(1)概述：网络多媒体系统工作在面向连接的方式，因特网是非连接的网，
它的 QoS是由带有服务类型参数的每个 IP分组引进的。基于因特网协议栈的 MCS，使用新的资源预留协议 RSVP与 IP协议一起提供沿路径的某种连接和资源分配。
QoS描述、分发、提供 嵌入多媒体连接资源的接纳、预留、分配、提供 体系结构的不同构件适当的服务和协议在端点体系结构和基层网络体系结构中必须提供。
124
5.4 1,(2)端点体系结构
(2)端点体系结构 (End-point Architecture)
需要结合几个构件，如端点资源的资源管理者和与网络管理通信的服务代理。
① QoS
QoS规范、商订和提供
端到端 QoS的资源接纳和预留
QoS可配置传输系统
② 资源管理 (端点体系结构的构件 )
资源管理者：变换服务、接纳控制、资源预留和管理端点资源
使用 QoS规范访问 MIB
③ 服务代理 (端点体系结构的构件 )
与网络管理通信；
使用 QoS规范访问 MIB
④ 管理信息库 MIB：被资源管理者和代理服务访问。
125
5.4 1,(3)中间节点的通信功能
(3) 中间节点 (路由器 /交换机 )的通信功能
① 作用提供具有 QoS确保的连接 /通道 /VCI;
路由器 /交换机需要利用下列构件,MIB、资源管理者、网络管理。
② 资源管理者分组分类器和分组调度器：提供 QoS
接纳控制器：接纳资源
③ 网络管理以代理形式工作的业务流监示器监控业务流与网络资源通信 (communicate to have a global view on network
resource)
126
5.4 2.实现 QoS和资源管理的体系结构的实例 (1)(2)(3)
2,实现 QoS和资源管理的体系结构的实例
(1) OSI体系结构
在网络层提供 QoS；
在传输层增强 QoS；
OSI95规划 (Project)把综合 QoS规范和商订考虑在传输层协议中。
(2) Tenet协议集
UC Berkeley的 Tenet协议集,RCAP,RTIP,RMTP,CMTP 提供网络 QoS商订、
预留和资源管理 (通过 RCAP控制和管理协议 )
(3) Internet协议栈
Internet是一个无连接的网；
网络多媒体系统是面向连接方式工作的；
IP分组的服务类型引进 QoS；
基于 IP协议的 MCS使用 RSVP协议提供沿路径的某种类型,连接,,实现资源的预留、分配和管理。
127
5.4 2.实现 QoS和资源管理的体系结构的实例 (4)(5)
(4) Lancaster’s QoS-Architecture(QoS-A)
在高性能 ATM网上为多媒体应用提供实现所需性能特性的框架；
QoS-A综合了流、服务合同、流控的概念 (notion)；
多媒体增强传输服务 (METS)提供商订 QoS合同的功能。
(5) Heidelberg Transport System (HeiTS)
基于 ST-II网络协议；
提供具有 QoS确保的连接媒体交换、向上调用 (upcall)结构、资源管理和实时机制；
HeiTS通过组播传送把连续媒体数据流从一个源传到一个或多个目；
HeiTS节点通过交换流规范商订 QoS值以便确定所需的资源、时延、抖动、
吞吐量和可靠性。
128
5.4 2.实现 QoS和资源管理的体系结构的实例 (6)(7)
(6)Upenn’s端点体系结构 (OMEGA体系结构 )
在应用和传输子系统提供 QoS处理和管理；
端到端控制和管理协议 QoS Broker依赖 ATM网的控制和管理在应用和传输子系统上实现 QoS处理。
(7) Native-Mode ATM Protocol Stack：提供网络 QoS确保
印度技术研究所在 IDLInet(IIT Delhi Low-cost Integrated Network)
测试床开发。
基于 QoS需求的资源管理已经成为多媒体通信系统贯穿所有系统构件的一个重要部分，这是因为资源确保的要求。这些要求来自于 (1)日益增长的应用变化和需求； (2)不断出现的高速网络上的新媒体传送。
第五章多媒体通信网络的服务质量
2
5.1 分布式多媒体应用的通信需求分布式多媒体应用的通信需求：
高带宽
低时延
支持 QoS和资源动态分配
3
5.1.1 多媒体数据流的基本特性
1,比特率可变性
CBR,信息源，网络以 CBR产生和传输数据流；
VBR,以 VBR产生和传输数据流，突发和跳变,ATM网支持。
2,时间依赖性
连续媒体实时传输；
E2E时延控制在时间段内；
视频会议控制在 250ms内。
3,信道对称性
上行信道,S? D；
下行信道,D? S。
信道不对称,VOD 下行传输视频流，上行传输控制信息；
信道对称,对等式视频会议。
4
5.1.2 多媒体数据流的性能需求
1,吞吐量需求 (Throughput)
有效网络带宽 ＝ 物理链路传输速率－传输开销；
影响吞吐量因素：网络故障、拥塞、瓶颈、缓冲区容量、流量控制；
需求,高带宽、大缓冲、大流量等需求。
2,可靠性需求
差错率 (Error Rate) 性能指标 传输可靠性分组 PER 分组交换网 packet
帧 FER ATM网 cell
位 BER SONET bit
差错原因：位出错、分组丢失、乱序；
可靠性需求与 E2E的时延相冲突。
5
5.1.2 多媒体数据流的性能需求
3,时延需求
时延 (Delay)
E2E时延：发送端发送一个分组到接收端正确接收一个分组时间。包括下列时延：
传播时延,E2E传输一个二进制位所需时间；光速限制；与距离有关；
传输时延,E2E传输一个数据块（如分组）所需时间，与速率和节点处理时延有关；
网络时延：传输时延与传播时延之和；
接口时延：发送端准备发送到实际在网上发送所需时间。
6
5.1.2 多媒体数据流的性能需求
3,时延需求
时延抖动 (Delay Jitter)
一条连接上分组时延的最大变化量,E2E时延的最大值与最小值之差。
网络时延分为：
固有时延：传播时延、链路比特率；
随机时延：网络故障、拥塞、出错。
接收缓冲区：
足够容量的缓冲区可缓和时延和时延抖动。
7
5.1.2 多媒体数据流的性能需求
4,组播通信需求
Unicast,点对点；
Broadcast,点对所有点；
Multicast,点对相关点。
5,同步需求
流内同步：按一定时延和抖动约束传输媒体分组流；
流间同步,A.V信号等；
不同源、不同路径
目的端进行流间同步,E2E服务
8
5.2 多媒体通信中的 QoS定义
5.2.1 QoS一般描述
1,QoS(Quality of Service)服务质量
信息发送者与接收的用户之间、用户与网络之间信息传输的质量约定；
包括用户需求和服务提供者行为两方面。
用户需求：用户在网上进行多媒体通信时要求的服务类型以及相关的传输性能和质量
服务提供者行为：网络针对某一类服务所提供和达到的性能和质量。
9
2,QoS是整体行为的描述不是网络中某个个体或元素的行为描述而是用户与用户、用户与网络、网络内部元素的整体行为
5.2.1 QoS一般描述用户 1 用户 2QoS要求 (服务类型、性能参数 )
网络
QoS提供 (服务类型、性能参数 )
QoS商订、资源管理服务 服务
QoS商订、接纳控制资源预留协议资源调度算法
10
3,1997年 9月开始制定了有关 QoS定义与服务的一系列 RFC标准。
多媒体通信的性能需求：
吞吐量 (Throughput)
可靠性 (Error Rate)
延迟 (Delay)和延迟抖动 (Delay Jitter)
组播 (Multicast)
同步 (Synchronization)
5.2.1 QoS一般描述
11
1,ISO/OSI-RM中 QoS定义针对 OSI的七层模型，每层协议向高层提供服务的同时，也提供服务质量。
5.2.2 QoS定义
n层协议
n-1 层协议
QoS要求的服务
QoS要求的 SDU(吞吐率、传输时延、
时延抖动、差错率 )
12
OSI模型中 QoS用参数方式定义吞吐量 单位时间内在一个连接上传输的最大字节数传输延迟 传输请求开始到传输完成确认为止的时间间隔出错率 数据单元错传、丢失和重传的概率连接建立延迟 建立连接请求开始到连接建立确认为止的时间间隔连接失败率 建立连接失败概率传输失败率 传输失败的概率释放延迟 从释放请求开始到释放确认为止的时间间隔释放失败率 释放连接时失败的概率
5.2.2 1,ISO/OSI-RM中 QoS定义
13
5.2.2 1,ISO/OSI-RM中 QoS定义
OSI中定义与协议功能无关的安全性、成本与传输优先级 QoS参数访问权限 防止非法用户访问优先级 传输优先级和使用优先级成本 传输时所消耗的资源或资金
14
5.2.2 2,ITU (CCITT) 中的 QoS定义 (1990)
OSI中的 QoS定义是针对数据传输，未考虑服务类型、出错概率分布、峰值变化量；也未定义如何实现 QoS要求的方法与框架。
CCITT-I 系列建议：在呼叫控制、连接及数据单元传输控制 3层以上定义了
B-ISDN的 QoS。
呼叫控制级 QoS：呼叫次数、失败率等。
连接级 QoS：连接延迟、失败率，释放延迟、失败率等。
数据单元传输控制级 QoS,报文峰值到达率、峰值持续时间、报文平均到达率、报文丢失率、报文插入率、位 (比特 )出错率。
此 QoS定义是面向服务提供者、网络的。
未提供实现 QoS控制和用户 QoS 要求的机制，未对用户要求的服务进行分类。
15
5.2.2 3,ATM的 QoS定义
ATM论坛把 ATM网络服务定义为 5类：
CBR,固定位速率，时延敏感,ISDN仿真或同步的实时图像、语音，
突发传送时延抖动控制；
rt-VBR,实时可变位速率，时延敏感，实时性强，变速率实时图像；
nrt-VBR,非实时可变位速率，时延无要求，邮件,图文服务，时延抖动不要求,MPEG-2图像检索；
ABR,可用位速率，发掘网络中额外带宽，时延不严，非实时，拥塞反馈控制；
UBR,非特指位速率； Best-Effort服务，无反馈机制，拥塞丢信元。
16
5.2.2 3,ATM的 QoS定义
ATM Forum定义了呼叫接纳控制 (Call Admission Control)
检查用户连接请求的服务类型，根据 ATM交换机资源状况接受或拒绝用户的连接请求。
ATM的 UNI的 QoS要求为服务类型。
ATM交换机把 UNI提交的服务类型自动匹配到 QoS参数，把不同的服务类型的信元放入不同优先级的队列，为它们分配不同数量的缓冲区。
ATM Forum提供了 QoS控制和宽带技术，在 QoS研究转向因特网过程中，
ATM的一些技术思想，如传输延迟控制、缓冲管理与调度策略和算法仍有借鉴意义。
17
5.2.2 4,QoS定义的综合说明
QoS是指网络在传输数据流时要满足的一系列服务请求，具体可以量化为传输延迟、抖动、丢失率、带宽要求、吞吐量等指标。服务具体指数据流经过若干网络节点所接受的传输服务，强调端到端或网络边界到边界的整体性。
QoS的研究目的是有效提供端到端的服务质量控制或保证；
QoS是分布式多媒体信息系统为了达到应用要求的能力所需要的一组定量或定性的特性，它用一组参数标识，如吞吐量、时延、时延抖动、可靠性等。
18
5.3 服务质量 (QoS)和资源管理
5.3.1 基本概念来自不同的分布式多媒体应用的多样性，使 MCS的服务参数化。参数化使服务具有灵活性和可以定制，就不需要每一种应用要实现一套新的服务。
服务参数化由 ISO通过 Quality of Service(QoS)定义。 QoS是要怎样好地提供联网服务,QoS由许多特定参数表示。 QoS参数化要求有一定的伸缩性。
1,QoS分层结构传统 QoS由通信系统网络层提供 (ISO标准 )。
增强 QoS由通过包括传输层服务实现。
对 MCS,QoS必须扩展到端到端的服务质量 (End to End QoS,E2E QoS)
19
5.3.1 1,QoS分层结构
MCS的 QoS分层模型
Net QoS Parameters
用户接口应用系统 (操作和通信系统 )
MM设备 网络系统 QoS
(设备 QoS) (网络 QoS)
(用户 QoS)
(应用 QoS)
对等层间协商不同层间映射
User proferences (优先级 )
User QoS
OS Resource
System QoS parameters
Network resource
多媒体设备可以在应用 QoS中找到它们的表示 (部分 )
20
5.3.1 2,QoS的描述特定服务的 QoS可用一组参数表示,QoS定义不同，有多种参数集合,MCS每层有一种可能的 QoS参数集：
(1) 应用 QoS参数：
描述对应用服务的需求，面向端用户，直观、形象的表述。
① 媒体质量 (Media Quality)：
媒体一般特性和它们的传输特性，如端到端时延。
② 媒体关系 (Media Relations)：
媒体之间的联系，如媒体变换 (conversion)或流 (stream)内、流间同步。
③ 流 (flow),网络中一条包含路由器等资源并保证一定 QoS的路径。
21
5.3.1 2,QoS的描述
(2) 系统 QoS参数
(传输层协议提供 E2E,面向连接的数据传输服务 )
描述来自应用 QoS对通信通信服务和 OS服务的需求，可用数量标准和质量标准来制定。
① 数量标准 (定量 )
由某些测量来计算：位 /秒、错误数、任务处理时间,PDU大小等；
QoS参数：吞吐量、时延 (E2E),响应时间、速率、时延抖动
(E2E),系统级数据损坏 (corruption),分组差错率、任务和缓冲区说明、传输优先级等。这些是传输层 QoS。
22
5.3.1 2,QoS的描述
② 质量标准 (定性 )
指定提供 QoS所希望的服务如：流间同步、数据按序传输、错误恢复算法、调度机制
期望的服务与指定参数相联如在特殊数据流中用流间同步通过可接收的偏差 (skew)表示
(3) 网络 QoS参数描述网络服务的需求 (网络层协议提供路由选择和数据报转发服务 )
① 网络负载 (load)：
正在传送的网络流量 (traffic)
平均 /最小网络连接时间间隔
分组 /信元大小
节点对分组 /信元连接的服务时间
23
5.3.1 2,(3)网络 QoS参数
② 网络性能：
描述网络服务必须确保的要求 (E2E的参数分解到网络层 )
连接分组源目端时延界限
数据分组丢失率
QoS参数的性能界限等待时间 (latency),带宽 (bandwidth),时延抖动 (delay-
jitter),随意二个分组经历的端到端时延的最大差值
传输模式：传输参数，如峰值速率、突发长度
24
5.3.1 2,(3)网络 QoS参数 (4)设备 QoS参数数据链路层：对物质介质的访问控制；
以太网不支持 QoS；
ATM支持 QoS,峰值信元速率、最小信元速率、信元丢失率、信元传输时延、
信元传输的时延抖动；
网络服务依赖流量模式 (连接请求到达 )和根据流量参数实行；
流量参数：
峰值数据速率 (peak data rete)
突发数据长度 (burst length)
流量参数依靠网络 QoS参数计算和由流量合同中指定；
(4) 设备 QoS参数：
指定媒体数据单元的定时和吞吐量要求
25
5.3.1 3,QoS参数值和服务类型
QoS参数值确定服务类型。
① RFC2212 确保 (guaranteed)服务：需要固定时延范围的应用，如对时延敏感的实时应用；
② RFC2211 预测 (predictive)服务：需可靠但不是固定时延的应用，如实时应用；
③ 尽力 (best-effort)服务：一般网络应用。
26
5.3.1 3,QoS参数值和服务类型
(1)确保服务
① 提供 QoS服务确保：用确定的或统计的表示指定 QoS参数值 (范围 )；
② 确定值有单值和对值以及间隔值；
单值 (a single value),平均值、约定值、阈值、目标值；
对值 (a pair values),最小和平均值、最低质量和目标质量；
间隔值 (an interval of values),下限最小值和上限最大值；
统计值：如差错率等，静态 QoS参数。
27
5.3.1 3,QoS参数值和服务类型
(2) 预测服务
① 预测服务 (历史服务 )是基于以往的网络行为：不久的将来与最近的过去；
② QoS参数是估计的：提供的服务与过去网络行为相吻合
(3) 尽力服务
① 尽力而为 (best-effort)；
② 没有确保或者部分确保；
③ 无指定 QoS参数，或只给出明确或统计形式的某些范围；
④ 大多数先行网络协议是尽力服务。
注意,各种系统提供不同的服务，如改进的因特网体系结构的现行建议中的给定服务的分类：除了尽力服务和实时服务 (确保服务 )外，还有受控链路的共享
(负载可控服务 )。
28
5.3.1 4,资源资源：任务操作数据所需求的系统实体。
(1)资源的特性
① 主动资源和被动资源
主动资源：可提供一个服务
CPU
协议处理的网络适配器
被动资源：主动资源需要的某些系统能力 (容量 )
主存 (缓冲空间 )
带宽 (链路吞吐量 )
② 资源的独占和共享
③ 一个进程独占：扬声器是独占资源
④ 多个进程共享：带宽是可共享资源
29
5.3.1 4,资源
③ 资源的单个和多个
单一资源 (single resource),在系统中仅有一个的资源；
多个资源 (multiple resource),如在基于传送机 (transputer)的多处理机系统，其中 CPU是多个资源。
(2) 系统资源在应用、系统和网络之间共享的资源，如 CPU时间片和网络带宽在 MCS的每一层的共享资源被映射成三个主要的系统资源：通信信道的带宽,缓存空间 和 CPU处理能力 。
30
31
5.3.1 5,资源管理体系结构
(1)主要目的
① 网络多媒体系统中的资源管理子系统用许多构件 (component)管理资源；
② 主要目的是提供有确保的多媒体数据传送。
(2) 主要活动
① 预留和分配资源多媒体请求呼叫 (call)建立时预留和分配端到端的资源，流量按照
QoS(说明 )规定流动 (flow)； 即为数据从源到目传送所涉及的系统构件分发和商订 QoS参数；
② 根据 QoS参数提供资源在多媒体传送期间使用适当的服务规则 (disciplines)进行资源分配；
③ 调配资源在进行多媒体数据处理期间适配资源的变化。
32
5.3.1 6,QoS与资源的关系
5.(3)资源管理子系统
① 资源管理者：位于主机和网络节点内；
② 资源管理协议：用于资源管理期间交换资源信息。
6,QoS与资源的关系
(1)相互关系
QoS参数指定分配给服务的资源数量和管理 MCS共享资源的服务规则如端到端时延 QoS参数决定了沿着媒体源到目路径上传输服务行为：
涉及到分组调度 (带宽分配 )、排队 (缓冲分配 )、任务调度 (CPU处理时间分配 )；
QoS与资源的关系被嵌入到 QoS参数和它们对应的资源之间不同的映象资源分配和管理的一种可能实现描述就表明了他们之间的关系。
33
5.3.1 6,QoS与资源的关系
(2)资源分配和管理是基于客户和它们资源管理者之间的交互作用
① 客户指定 QoS参数请求资源分配 (隐含包括 QoS规范与请求资源之间的映射 )；
② 资源管理者检查自己资源利用情况并确定是否按请求预留；
③ 所有现存的预留被存储并确保资源共享；
④ 必要时资源管理者之间协商资源预留；
⑤ 服务器上的摄像机和用户屏幕上视频数据传输的资源管理 (见下页图 )。
34
5.3.1 6,QoS与资源的关系显示器视频获取和编码压缩通信传输和网络层数据链路和网络适配在窗口中表现解压缩通信传输和网络层数据链路和网络适配网络摄像机服务器工作站 用户工作站
35
5.3.2 多媒体服务请求 (call)的建立和关闭 (closing终结 )
1,建立步骤 (服务关闭是为了资源再分配 )
① 应用或用户定义需求的 QoS；
② QoS参数分发和商订；
③ 不同层 QoS参数表示不同时须变换；
④ QoS参数映射到资源需求；
⑤ 从源到目之间路径上的需求资源得到许可 /预留 /分配
2,QoS商订 (QoS Negotiation)
(1)商订的参加者
① 对等层商订 (peer-to-peer negotiation)
如应用对应用商订 (ISO术语：主叫与被叫者商订 caller-to-callee)
② 层对层商订 (ISO术语：服务的用户与服务提供者的商订 )
如应用与系统、用户与应用商订
36
5.3.2 2,QoS商订商订的目的是在服务用户和服务提供者之间建立通用 QoS参数值，
且它是有确定范围的 (最小值和平均值 )。
用户 (主叫者 )
应用 (主叫者 )
系统 (主叫者 )
用户 (被叫者 )
应用 (被叫者 )
系统 (被叫者 )
服务用户
|
服务提供者层
|
层
..
.
..
.
对等层主叫与被叫者
37
5.3.2 2,(2)QoS商订的类型
(2) 商订的类型
① 双边对等者商订 (Bilateral－双边 )
商订在服务用户 (对等者 )之间进行
服务提供者不得修改用户建议的值连接确认主叫者 被叫者服务提供者 (不得修改用户值 )
对等者商议连接请求所需的 QoS值连接指示 连接响应修改的 QoS值
t1 t2 t3t4
38
5.3.2 2.(2)QoS商订的类型
② 双边层与层商订
商订在服务用户和提供者之间如应用需求与 OS服务确保，发生在本地用户和提供者之间。
发送主机与网络之间如发送者想广播多媒体数据流 (stream)。
39
5.3.2 2,(2)QoS商订的类型
③ 单边商订
服务提供者和被叫服务用户不得改变主叫用户建议的 QoS；
接受者获取 QoS参数，无力调整，但可享用较低质量的服务
(修改接受者本身 )；
如彩色 TV信号广播给每个用户，用户可用接收设备控制质量，
彩色电视机用户可观看彩色电视，黑白电视机用户可观看黑白电视。
这种协商简化为,接收或拒绝,。
40
5.3.2 2,(2)QoS商订的类型
④ 混合商订
广播 /组播通信，每个接受主机具有不同于发送主机的能力；
发送主机与网络之间，采用双边层与层商订 QoS参数值；网络与接收主机之间采用单边商订。
41
5.3.2 2,(2)QoS商订的类型
⑤ 信息交换的三边商订连接确认主叫者 被叫者服务提供者对等者商议连接请求请求 QoS值 (平均值 )
连接指示 连接响应再修改的 QoS值
t1 t2 t3t4
修改的 QoS值
42
5.3.2 2,(2)QoS商订的类型
⑥ 确定目标值的三边商订 (Bounded Target)
用于一个 QoS参数的二个值：目标值 (平均值 )；可接受的最低质量 (最小值 )；
不允许服务提供者改变最低质量 (如不能提供，则应立即拒绝连接请求 )；
服务提供者可改变目标值；
被叫者对目标值做最后的修改，然后返回呼叫方。
43
5.3.2 2,(2)QoS商订的类型确定目标值的三边协商：
连接确认主叫者 被叫者服务提供者对等者商议连接请求目标 QoS值连接指示 连接响应选择的 QoS值
t1 t2 t3t4
可用的 QoS值最低 QoS值选择的 QoS值
44
5.3.2 2,(2)QoS商订的类型
⑦ 约定值的三边商订 (contractual value)
主叫者请求 QoS参数的最小值和固定伸缩值；
服务提供者修改最小请求值至 QoS伸缩范围中；
被叫者最后确定一个约定值,可以是 QoS参数的最大值、阈值等。
45
5.3.2 2.(3)内置商定机制的多媒体服务建立协商
(3)内置商定机制的多媒体服务建立协商
① ST-II协议 (Stream Protocol,Version II)
提供因特网上端到端确保服务；
与吞吐量相关的参数由三边协商到一确定目标值；
与差错控制相关的参数没有协商；
与时延相关的参数商订过程：
主叫用户在连接请求时指出最大传输时延；
流中参与的每一个 ST代理估算它提供给流的平均时延和平均时延抖动；
服务提供者估算总的平均时延和平均时延抖动；
被叫用户确定期望的平均时延和时延抖动是否满足。
46
5.3.2 2,(3)内置商定机制的多媒体服务建立协商
② RCAP (Real-time Channel Administration Protocol)协议
RSVP (Resource Reservation Protocol)协议三边商订不同的 QoS参数
③ QoS代理 (broker)协议
端到端呼叫建立协议
应用层对等者之间的双边协定
与 OS的单边协定
代理在传输子系统层与基层 ATM网 (服务提供者 )的三边商订
47
5.3.2 3,变换
3,变换 (Translation)
在用户和应用、系统和网络之间区分不同的 QoS参数；
从用户和应用的 QoS值可导出所有 QoS值，这是变换；
变换是呼叫 (调用 )建立阶段层与层之间通信的附加服务。
48
5.3.2 3,(1)变换的功能
(1)变换的功能
① 用户接口－－应用 QoS
用户与应用 QoS参数的变换叫做调谐 (tuning)服务；
调谐服务用 GUI提供给用户，应用 QoS输入，商订的应用 QoS
输出；
变换通过视音频夹 (clips)实现：
商订 QoS是端系统和网络都能支持的视频分辨率
49
5.3.2 3,(1)变换的功能
② 应用 QoS－系统 QoS
变换把应用需求映射成系统 QoS参数；
如用户需求的,高质量,同步变换为毫秒级同步偏差 (skew)QoS参数或视频帧大小变换成传输分组的大小，可能还要用到分段 /重组功能。
③ 系统 QoS－网络 QoS
变换把系统 QoS映射成底层网络 QoS参数，比如传输分组的端到端时延变换成 ATM信元的端到端时延；反之亦然。
50
5.3.2 3,(2)双向变换
(2)双向变换：变换服务的重要特性
① 双向变换引起的问题和需要附加的知识如网络吞吐量参数由视频采样频率和视频帧大小联合决定；吞吐量减小可以变换成降低图像质量或降低视帧速率。
变换规律：
在水平和垂直分辨率间保持相同比例时降低帧大小直至水平方向上至少 112个象素点；
降低帧速率直至每秒 1帧；
提供一个指示再无进一步降低的可能和连接必须关闭。
② 逆向变换导致媒体缩放 (media scaling)
当无资源可用时，媒体缩放方法执行不同程度的媒体质量降级；
动态 QoS改变 (变换、商订、重商订 QoS)与缩放技术联合使用。
51
5.3.2 4.缩放
4,缩放 (Scaling)
抽样 (二次采样 Subsample)一个数据流，仅表现其原始内容的一部分；
缩放可在源端或目端进行。
52
5.3.2 4,(1)MCS缩放方法分类
(1)MCS缩放方法分类
透明缩放 (Transparent scaling)
可独立于上层协议和应用层，传输子系统可缩放媒体；
传输子系统按比例减少媒体；通常是裁去数据流的某部分来实现；
这些部分可由传输子系统标识；
非透明缩放 (Non-transparent scaling)
任何子系统与其上层交互操作，媒体流修改之后再提供给传输层；
典型需要修改编码的算法中的某些参数 (即重新记录 )或者用另一种格式重新编码的媒体流。
53
5.3.2 4,(2)MCS中缩放的应用
（ 2） MCS中缩放的应用
① 音频流的缩放
透明缩放较难，截去原始数据流的一部分使听者感觉到。如立体声，
摘除一个音道变为单声道，就是不同的感觉；
不透明的缩放必须用于音频流，再音频流源改变采样频率进行缩放
(11.025KHz,22.05KHz,44.1KHz)
54
5.3.2 4,(2)MCS中缩放的应用
② 视频流的缩放：
特定缩放方法强烈依赖于底层的压缩技术。
时间缩放 (Temporal Scaling)
降低视频流在时间上每秒帧数 (清晰度,resolution)，帧 /秒减小；此法最适合于视频流；流中各个帧是自包含的，且能单独存取访问。
空间缩放 (Spatial Scaling)
减少视频流中每副图像的象素 (pixel)
分层组织最理想：压缩的视频在各种清晰度下可直接采用。
55
5.3.2 4,(2)MCS中缩放的应用
频率缩放 (Frequency Scaling)
减少应用于图像压缩的离散余弦变换系数的数量 (DCT coefficient)
振幅缩放 (Amplitude Scaling)
减少每副图像象素的彩色深度 (Color Depth)；
通过对 DCT系数的近似量化实现，需要对压缩过程缩放算法的控制。
56
5.3.2 4,(2)MCS中缩放的应用
色空缩放 (Color Space Scaling)
减少彩色空间 (表 )的项数 (entries)，即减少可以同时显示的颜色数，如从彩色显示转换成灰度显示
几种缩放方法联合使用，有时要单独使用。
如：不透明缩放中的频率、幅度和彩色空间缩放能在视频编码期间同时施加给源端；
透明缩放方法可使用时间缩放或控件缩放。
57
5.3.2 5,资源接纳
5,资源接纳 (Resource Admission)
(1)接纳服务：接收或拒绝连接的机制
每层请求和获得 QoS规范 (Specification)的步骤：商订、变换和接纳；
从源到目路径上每个节点的接纳服务检测资源的可用性，这是在网络中接收和拒绝新连接的机制。
接纳测试：接纳服务可用性测试，检测共享资源的可用性。
58
5.3.2,5.资源接纳
测试结果：
a)资源预留协议建立带有允许 QoS值的,预留,消息；允许 QoS
值：可低于目标值，但高于最小值。
或者
b)预留协议建立,拒绝,消息,QoS的最小值不能满足。
资源预留协议是信令协议，是为预留传递消息，不进行资源预留。
59
5.3.2 5,(2)接纳测试的类型
(2)接纳测试的类型
共享资源的调度性测试 (Schedulability Test)
CPU可调度性：处理能力；
分组可调度性：网络入口和每个节点的时延、抖动、吞吐量、可靠性确保。
空域测试 (Spatial Test)
减少时延和确保可靠的缓冲区分配
链路带宽测试：确保吞吐量
60
5.3.2 5,(3)资源接纳的相关因素
(3)资源接纳的相关因素
依靠于多媒体传输协议的控制机制的实现
与资源的成本 (cost function)密切相关，如计费功能。
如社区中的视频点播 (VOD)。视频夹 (Video clip)移到一个服务器附近的每个用户，保留资源为将来预定视频夹的用户比想要立即使用的用户的费用要少，不是急用的用户总是可以获得最好的 QoS,原因是未来可能有的客户已经不用你所需的服务或降低了 QoS要求。
引入适当的计费功能,QoS商订将成为实用的资源商订。
61
5.3.2 6,资源预留 /分配
6,资源预留 /分配 (Resource Reservation/Allocation)
(1)必要性
确保 MCS中的 QoS
端系统、路由器、交换机中没有资源预留和管理时，多媒体数据的传输将导致数据分组的丢失和延迟；
单工操作：链路上一个方向的资源预留，在逻辑上发送者与接受者是分开的。
62
5.3.2 6,(2)资源预留 /分配的方法
(2)资源预留 /分配的方法
① 悲观方法 (Pessimistic Approach)
最坏情况下预留资源避免冲突
确保 QoS
资源可能得不到充分利用如为某一任务预留最长的 CPU处理时间或最高带宽。
63
5.3.2 6,(2)资源预留 /分配的方法
② 乐观方法 (Optimistic Approach)
根据平均负载预留资源
在不可预测的行为发生时可能超载，可能导致资源冲突
QoS参数尽可能满足
资源利用率高
监控功能检测超载和解决问题，根据重要性优先处理。
说明：因为处理是以随机的风格请求资源，悲观和乐观的方法表现为一个连续区域中的点，即要求一个平均值和一个峰值，可以赋予平均值和峰值之间的任何值，赋值越接近峰值，在一时刻处理将被拒绝使用资源的可能性就越小。
赋值表现一种在峰值复用和统计值复用之间的折衷。
64
5.3.2 6,(3)资源预留的数据结构和功能
(3)资源预留的数据结构和功能
① 资源表 (Resource Table)
包含被管资源的信息：静态和动态信息
静态信息：可采用资源的总量最大可容许消息大小使用的调度算法
动态信息,正使用资源的现行连接的指针现被预留资源的总量
65
5.3.2 6,(3)资源预留的数据结构和功能
② 预留表 (Reservation Table)
被管资源的某些部分现被预留用于连接的信息：包括给予连接的
QoS确保信息，以及用于这些连接的预留源的份额 (fraction)
③ 预留功能呼叫建立期间：
a,计算确保的 QoS参数，它 给予 新的连接；
b,预留相应的资源容量。
66
5.3.2 6,(4)预留模式
(4) 预留模式 (Reservation Model)
预留的方向和风格决定。
① 三种类型
单发送 /单接收,(RCAP协议 )Real-time Channel
Administration Protocol
单发送 /多接收,(ST-II协议 )Stream Protocol Version 2
多发送 /多接收,(RSVP)
67
5.3.2 6.(4)预留模式
② 三种方向
面向发送者 (ST-II协议 )
发送者发送 QoS说明 (如流说明 )给目标；
中间路由器节点和目标根据可采用的资源调整 QoS参数；
调整后的 QoS参数发回发送者。
面向接受者 (RSVP协议 )
接收者用 QoS参数表示的资源需要作为,预留,消息发给发送者；
经中间路由器调整，允许到发送者调整后，发出,路径,消息。
68
5.3.2 6,(4)预留模式
③ 路径预留风格
建立预留路径
面向发送者预留的路径单路预留 (Single reservation)：发送者沿链路建立单路预留到接收者；
组播预留 (Multicast reservation)：发送者建立多路预留到几个目标。
69
5.3.2 6,(4)预留模式
面向接收者预留的路径 (RSVP建立 )
通配过滤器 (Wildcard Filter,WF)
接收者建立一个单路预留或资源管道 (pipe)，沿着每条链路在一个给定的会话中所有发送者共享预留资源；
管道的大小为所有接收者对此链路的最大资源请求，独立于发送者数量；
特别适合于用户都能收发数据的多对、多路通道。
70
5.3.2 6,(4)预留模式
动态过滤器 (Dynamic Filter,DF)
由每个接收者建立 N个不同的预留以便从多至 N个不同的发送者取数据流。
同一接收者后来的 DF预留可指定相同的 N值和共同数据流规定，但在选择不同的发送者，可不用新的接纳控制检测，这类似于电视机的频道转变。
接收者改变预留 N值或公用流规定，将作为新的预留对待，要由接纳控制，也许会失败。
DF允许接收者修改它的发送源，而不需要额外的接纳控制。
固定过滤器 (Fixed Filter,FF)
每个接收者只选择那些它想接收数据分组的指定发送者 (特定发送者 )，
不能被其他发送者共享，且不能改变资源的预留量。
71
5.3.2 6,(4)预留模式
④,时间,预留风格
实际资源分配发生的时间
立即预留 (immediate reservation)
提前预留 (advanced reservation)
对于多个 (multi-party)多媒体应用是基本的；
集中式的解决方法：用一个提前预留服务器；
分布式的解决方法：信道上每个节点都记得预留操作。
72
5.3.2 6,(5)资源预留 /分配协议
(5)资源预留 /分配协议
① 功能和特性
本身不执行请求资源的预留和分配，只是一个传送资源请求信息和商订 QoS值的运载工具。用户端到端应用的信令协议。
嵌入多媒体呼叫建立协议中的控制协议。
每个节点和主机都有一个资源管理者，其功能是：
发送和接收控制信息；
调用资源管理功能：接纳控制,QoS变换,QoS和资源之间的映射、
路由选择和其他管理服务；
决定在发送和接收者之间建立 QoS确保的多媒体应用请求；
与网络管理代理密切合作，作出适当的预留和管理决定。
73
5.3.2 6,(5)资源预留 /分配协议
② 工作过程
连接发起者 (发送者 )发送 QoS规定的,预留,信息 (连接请求 )
协议沿路径在每一个路由器 /交换机把新的资源预留请求传递给资源管理者；
资源管理者由几个构件组成 (如 RSVP管理者叫做,流量控制器,,由接纳控制例程、分组调度器、分组分类器和资源预留协议组成 )
资源管理者作出接纳决定后，预留资源、更新特定的 QoS服务信息 (RSVP是分组调度器 )
74
5.3.2 6,(5)资源预留 /分配协议网络用户
QoS连接请求端系统资源管理者端系统资源管理者用户发送者 接收者预留接纳请求 预留接纳接受 QoS连接接受
QoS连接确认分配请求分配接受
QoS连接接受具有“接受”响应的资源预留 /分配协议
75
5.3.2 6,(6)资源重新分配
(6)资源重新分配 (Deallocation)
① 含义
媒体传输后，资源必须重新分配；
网络带宽和缓冲区必须释放，连接建立的媒体流必须撤卸；
撤卸过程不能破坏其他媒体流，由资源管理者更新资源的可用性；
76
5.3.2 6,(6)资源重新分配
② 分类：根据请求的方向
发送者请求关闭媒体服务：沿发送者与一个或多个接收者之间路径上多媒体调用的所有连接的资源必须释放，资源的可用性必须在每个节点更新。
接收者请求关闭媒体服务：请求发送给发送者，沿途的资源重新分配。
③ 资源重新分配依赖于节点的资源管理机制和撤卸协议 (释放协议 )。
77
5.3.3 多媒体传输中的资源管理
1,QoS保证要求的约束
1,QoS保证要求的约束
(1)QoS保证必须满足 MCS用户在应用、系统和网络的 QoS保证：
时间约束：时延
空间约束：系统缓冲区
设备约束：帧获取器 (grabbers) 分配
频率约束：数据传送的网络带宽和系统带宽
可靠性约束：丢失率
78
5.3.3 1,QoS保证要求的约束
(2)约束是相互关联的一个参数可能隐含着选择另一个参数如视频帧数据的调度的时间约束隐含着对应的频率约束的带宽分配。
(3)约束能指定在端点和网络中适当的资源管理是否可以采用。
79
5.3.3 2.速率控制
2,速率控制 (Rate Control)
紧耦合系统有固定的强制的数据速率；
松耦合系统初始化时确定数据速率。
(1)多媒体应用的性能要求
① 术语：吞吐量、时延、时延抖动、丢失率
② 流控和服务规则
传统分组交换数据网的基于窗口的流控不能提供有严格性能确保的服务；
MCS引入了新的基于速率的流控和基于速率的服务规则；
80
5.3.3 2,速率控制
这些控制机制与面向连接的网络体系结构相联系，这种结构支持显式资源分配和接纳控制策略；
基于速率的服务规则提供给用户一个区别于其他用户业务流特性的最小服务速率；提供给调度器的隔离特性，确保时延的上界限；
运行在交换机的服务规则管理下列资源：带宽、服务时间
(优先级 )、缓冲空间，与适当的接纳策略联合，可提供吞吐量、时延、时延抖动和丢失率确保。
81
5.3.3 2,(2)基于速率的调度规则
(2)基于速率的调度规则 (disciplines)
① 公平队列 (Fair Queuing,FQ)
共享一个输出干线的 N个通道获得 1/N的带宽，任何通道用剩的带宽将被其他通道平均分享；
基本思路是给每一个队列以对有效带宽的公平共享，亦即相同的存储权力。
上述机制由通道间逐位轮转 (Bit-by-bit,Round Robin-BR)
服务实现； (每个通道原是每次发送一个分组，但分组有大小，
大小分组有先后 )
BR规则以轮转方式服务 N个队列，每轮从分组队列中发送 1位；
82
5.3.3 2,(2)基于速率的调度规则
公平队列仿真 BR：每个分组赋予一个加工号 (finish number)，
它是分组应当收到服务的轮转号，分组以加工号序得到服务；
利用加权 (weight)，通道可能获得不同的带宽分值，这里的
,权,对应通道每个 BR轮得到服务的位数。 (WFQ,
Weighted Fair Queuing)
Worst-case Fair Weighted Fair Queuing 最坏情况公平加权公平排队。
在 WFQ中，调度器分配不同的权力给不同的队列。
② 虚拟时钟 (Virtual Clock,VC)
这个规则类似于时分多路复用 (TDM)；
虚拟传输时间分配给每个分组 VC；
当服务器实际在进行 TDM时，分组应当在此时间内被发送完。
83
5.3.3 2,(2)基于速率的调度规则
③ 时延最早到期优先操作 (Delay Earliest-Due-Date,Delay EDD)
Delay EDD是最早到期优先操作调度算法的扩充 (Earliest Deadline
First,EDF)；
服务器与每一个源商订有服务合同：如果一个源遵守一个峰值和平均发送率，服务器将提供有限的时延；
根据合同，服务器把一个分组的限期设置成如果它能够遵守合同到达它应当被发送出去的时间，这实际上期望到达的时间加上在服务器的时延界限；
预留峰值速率时的带宽，时延 EDD能确保每个通道在时延界限内。
84
5.3.3 2,(2)基于速率的调度规则
④ 抖动最早到期优先操作 (Jitter Earliest-Due-Date,Jitter
EDD)
抖动 EDD扩展时延 EDD，提供时延抖动界限；
每一个分组在通过每一服务器后，被打上时戳：它的限期与实际完成时间之差；
下一个交换机入口的调节器保持分组上述差值时间后才适当被调度；
Jitter EDD可提供最小和最大时延确保。
85
5.3.3 2,(2)基于速率的调度规则
⑤ 停走 (Stop-and-Go)
停走规则保证通过网络流量的平滑特性；象网络上的取整操作；
所有流量按 T位长度的帧划分，时间分成帧时间；
每一个帧时间内，仅前一帧时间到达服务器的分组才能发送，最长要等待
T时间，每帧用足了 T时间；
时延和时延抖动被限制，它们的界限与帧时间长度相联系；
改进的停走规则可与变长的帧大小一起操作；
All the packets that would arrive quickly are instead being
delayed.
本可以快速到达的数据分组实际上已经延迟了，每一帧的数据分组用足了
T时间。
86
5.3.3 2,(2)基于速率的调度规则
⑥ 分层轮转 (Hierarchical Round Robin,HRR)
HRR服务器提供几层服务，每层提供给固定数量时间片轮转服务；
当某一层次上的某些时间片分配给一个通道时，服务器循环通过每一层上的片；
一个服务器为一个层上所有片服务的时间叫做该层上的帧时间；
HRR给每一层一个固定共享的带宽；
较高的层次比较低的层次获得较多带宽、更少的帧时间；
服务器每个帧时间通过它的所有片一次完成一个轮转，因此它能对分配在那个层次上的所有通道提供一个最大的时延界限。
⑦ 其他规则
适合于提供确保服务的加权公平排队 (WFQ)算法
每一个分组到达时加上时间戳，按层次时间戳的增序发送 (increasing
order)
87
5.3.3 2,(3)基于速率控制的时延限制
(3)基于速率控制的时延限制
① 流量整形 (traffic shaping)方案能应用于发送主机，
如漏桶 (leaky bucket)和它的变种 (token bucket)；
② 发送主机把数据放进桶里，从桶底漏出，以一定的速率发送到网上，速率由桶中的调节器实行；
③ 桶的大小限制由多少数据可以堆迭等待上网。
88
5.3.3 2,(4)基于速率控制分类
(4) 基于速率控制分类根据控制所采用的策略：
① work-conserving规则
只要不影响其余通道的性能确保，分组将以更高的速率传送；
只要有分组要传送，服务器就不会空闲；
如 Delay EDD、虚拟时钟、公平队列。
② non-work-conserving规则
在任何情况下，分组将不会比预定更高的速率传送，意味着每个分组被显式或隐含地赋予了一个适当的时间；
服务器即使空闲，没有分组是合格的，也就没有什么传送；
如停走,HRR,Jitter EDD
89
5.3.3 2,(5)流量说明
(5) 流量说明 (traffic spec,TSpec)
基于速率的服务控制需要为每个客户分配资源，每个客户需要用 QoS
参数指定它们的流量。
① 虚拟时钟 VC,HRR、和停走的 TSpec
在一段间隔内的平均传输速率 (transmission rate averaged
over an internal)
② 时延 EDD和抖动 EDD的 TSpec
最小分组到达之间的时间 (minimal packet inter-arrival
time)
平均分组到达之间的时间 (average packet inter-arrival
time)
平均分组到达之间的时间被计算的时间间隔，数据报网络中的公平排队没有 TSpec说明提出
90
5.3.3 2,(6)基于速率的资源需求
(6) 基于速率的资源需求
① 缓冲区容量
Non-work-conserving规则需要的缓冲区对通道穿过的每一个节点差不多是固定的 (停走,HRR、抖动 EDD)
Work-conserving时延 EDD规则需要的缓冲区沿路径每一个节点是线性增加的。
② 吞吐量保证所有基于速率的服务都提供吞吐量保证。
③ 时延保证由时延 EDD和停走,HRR、抖动 EDD提供时延保证，还包括加权公平排队 (WFQ)。
④ 时延抖动保证由停走和抖动 EDD提供时延抖动保证。
91
3,端到端差错控制 (End-to-End Error Control)
为确保 MCS所需求的可靠性，端到端错误控制由两步组成：检错和纠错
(1)检错 (Error Detection)
① 加强可靠性：
解压缩技术、人工感知、数据完整性都不能容忍丢失数据。
应用如能隔离错误，多媒体系统有一定容错能力；
视频帧中某些错误彩色无关大局，但帧边界破坏时就无法从错误恢复；
说明数据流中结构信息需要保护，并非总是内容。
现行的检错机制必须扩充：只有检查和 PDU定序，应包含更多的信息。
要能传送新的信息：
现在只能在传输层检测数据恶化 (不纯 )、丢失、重复和失序，但在应用 PDU级，不管分组是否丢失，都没考虑检错。
5.3.3 3.端到端差错控制
92
5.3.3 3,(1)检错
② 实施检错
传输层以上使用 MPEG-2编码的视频流压缩产生三种类型的帧：
I 帧：一定时间间隔内视频流的结构信息帧内图 (Intra-coded images)：以静止图像 (JPEG)压缩 (标准 )
方法处理，必须传送。
多媒体通信系统对 I 帧序列有严格可靠性需求，不能丢失。
P 帧：预测图 (Predictive-coded images)
使用前面的帧内图进行预测，对预测误差作有条件的传送。
B 帧：双向预测图 (Bi-directionally predictive-coded images)
插补 图，可根据前、后图的信息进行双向 插补,帧间的信息用运动补偿的方法确定。
多媒体通信系统对 P帧和 B帧的丢失有一定的容错性。
93
5.3.3 3,(1)检错
传输层及以下层由 PDU迟到 (lateness)概念必须扩充检错机制。
PDU太迟到达接收者时信息对应用是无用的，即检测一个错误；
为了标识迟到的数据必须确定 PDU的生命周期，把它们实际到达时间与最迟期望到达时间相比较；
最迟期望到达时间能从流量模式 (与一个连接相关的吞吐量和速率 )导出，这意味着对连续媒体流，中止时间能够从 PDU速率算出；
94
5.3.3 3,(1)检错
只第一个 PDU必须带有时间戳，检错从其开始，服务就不能中断；
每个 PDU都带有时间戳则检错可以在媒体传输的任何点开始，
这种机制要求在发送者和接收者之间有一个同步的系统时钟，
可以精确确定端到端时延；
有网络定时协议实施同步 (NTP)。
95
5.3.3 3,(2)纠错
(2) 纠错 (Error Correction)
① 传统的重传机制 (TCP使用 ) Retransmission
使用接收数据后确认或基于窗口的流控；若没有收到确认，则数据将由源端重发；
传统的可靠传输策略不适应于多媒体通信：
a,因可能要重传而存放在发送端的等待显式应答的数据量可能很大 (如视频 );
b,传统的基于流控机制，使得传连续数据流时，发送者可能被迫暂停传送；
c,实时传送中，重传的数据因太迟接收而被丢弃；
d,传统机制是面向点对点的通信，不是为组播通信设计的，
因此它不能扩展为多目标通信。
96
5.3.3 3,(2)纠错
② 回 N重传 (Go-back-N Retransmission)
如果 PDUi丢失，发送者返回到 i并从 i开始重传
i以后的后继 PDU都在接收者处丢弃；
如果 i≤n(n在传输开始时指定 )，丢失的 PDU可被恢复；
n表示如果一个分组被丢失，返回多少远的数据将被重传，继续要重传的最多分组数。
简单协议在接收端无需 PDU的缓冲和定序；
接收端在 PDUi丢失时发送一个否定确认；
97
5.3.3 3,(2)纠错
第 i个 PDU之后的分组成功传递后也被丢失，将引出几个推断：
产生间隔 (gap introduction)
接收端至少等待 2倍端到端时延得到合适的 PDUi；
搅乱了吞吐量确保通过速率控制提供吞吐量确保重传的数据或者在确保吞吐量的,上边,(on top)发送或在速率控制的下边 (under)重传的 PDU将落下 (fall)，再次导致流中间隔，需要适当的处理，如冻结视频、调低音频。
98
5.3.3 3.(2)纠错
③ 选择重传 (Selective Retransmission)
如果 i≤n,PDUi丢失，接收者发否定确认，发送者重传丢失的
PDUi ；
优点：较好利用通道；
缺点：实现比较复杂；
接收端每一个成功地接收的 PDU必须存储起来直到前面所有 PDU
都已正确接收了。这表明重定序工作值得一做，当带宽演示发生时，接收器至少能够存储两倍的数据。
99
5.3.3 3,(2)纠错
④ 部分可靠流 (Partially Reliable Stream)
弱可靠性，限制被重传的分组数，在某一时间间隔流中最后 n个分组将被重传。
n的值能够从多媒体应用的时间约束，并考虑到底层网络的可靠性计算出来；可能的 n值在多媒体呼叫建立时由发送者和接收者协商。
⑤ 前向纠错 (Forward Error Correction,FEC)
发送者在原始数据附加信息使接收者能够定位和纠正错的位或位序列；
编码效率 C=S/(S+E) S：被发送的位数； E：附加的检验位数
冗余 (1-C)由传输子系统确定：
发送与接收之间网络错误的概率和应用所要求的可靠性。
优点：较低的端到端时延；
传送结束前不需要专用数据缓冲区；
不需要从接收端到发送端的控制信道。
100
5.3.3 3,(2)纠错
缺点,FEC做的工作仅在一个分组内部，不能保证整个崩溃或丢失的分组都能够恢复；
由于 FEC吞吐量增加和在网上的拥塞带来的副作用可能大于从 FEC
恢复所得的利益，得不偿失。
为使端系统有足够的速度 Codec冗余信息,FEC需要硬件支持。
FEC也被用于在 CD设备中存储音频数据。
⑥ 优先通道编码 (Priority Channel Coding)
把媒体 (如语音 )分成不同优先级的多个数据流；
优先级用于标记语音分组以便在发生拥挤期间，网络丢弃优先级低的分组，这些分组携带的信息对于重构原始媒体流的重要性稍低。
对于全体分组使用多优先级通道比仅用单优先级通道在较大的丢失范围可维持较高的 QoS；
101
5.3.3 3,(2)纠错
通道编码要求网络通过优先级机制在拥塞期间能够控制分组丢失；
使用不同优先级的不同流传输要求在每个分组的粒度进行同步以便重构语音信号；
优先通道传送也能用于 MPEG-2编码的视频信号；
I 帧和 P 帧以较高优先级发送,B 帧以较低优先级发送；
在网络拥塞期间，交换机将丢失较低优先级的信元或提供较低级的服务。
102
5.3.3 3,(2)纠错
⑦ 迟滞自动重复请求 (Slack Automatic Repeat Request,S-ARQ)
S-ARQ是一个高速 LAN丢失语音分组重传的差错控制方案；
这些分组可能出现时延抖动，接收器感觉到间隔，导致语音流连续回放时出现中断 (间断 )。
时延抖动在分组化语音传输中通常是通过在接收端的一个控制时间来表示的 (Address)；
第一个分组在接收器人工延迟一个控制时间以便缓冲足够的分组，以便在这种抖动出现时仍能连续回放。
语音数据由谈话时间和静默时间组成，语音协议强加一个控制时间在每次谈话时间的第一个分组。
迟滞时间 (Slack time)是一个分组在接收端到达时间和回放时间之差。
即在那个时间点上接收端分组的回放必须开始以实现谈话的零间隔回放。
由于时延抖动，分组可能在回放时间的前或后到达。在回放时间之前到达的分组放在分组语音接收器队列中直至回放开始；后到达的分组应立即回放，但已经出现了间隔。
S-ARQ扩展谈话开始的控制时间，以便到达分组的迟滞时间加长。
103
5.3.3 3,(2)纠错
5432
54321扩展控制时间
1控制时间
1控制时间
543
间隙有抖动控制有抖动控制和重传有抖动控制和 S-ARQ
104
5.3.3 3,(3)差错控制方案分类
(3)差错控制方案分类
① 部分重传机制
回 N重传、选择重传、部分可靠流,S-ARQ；
所有部分重传方案都存在引进一个 discontinuity(不连续、间断、
突变性 )的可能性和在用大缓冲区引起大的端到端时延时不能正常工作。
② 预防机制
FEC、优先通道编码；
推荐使用。
105
5.3.3 4,资源监控 (1)
4,资源监控 (Resource Monitoring)
(1)资源监控的结构
① 资源监控是网络和端节点资源管理的重要部分。
资源监控资源管理者网管代理网管代理
MIB 资源接纳交换协议信息结构信息交换网络和端节点 网络中间节点,R/S 网络管理
② 资源管理的要求 (为资源管理使用网络管理 )
网络管理 MIB为了多媒体通信必须扩展带有 QoS参数；
网络管理在功能上应增强对 QoS的支持和解决问题的能力。
106
5.3.3 4,(2)资源监控的功能
(2)资源监控的功能
① 网络监控：多媒体传输期间网络监控增加的负荷不能影响 QoS的确保。
资源监控应该是灵活的大多数监控变量也是可选的；
监控应该能够开和关。
资源监控的操作模式端用户：请求端用户的状态报告；
网络：定期报告通信端用户之间路径上不同节点的资源状态。
② 端系统的资源监控
管理功能：连续监示 QoS参数不要超过商订的值；
如果超过 QoS的值，找出原因；
设计和实现监控系统，一个清晰定义 QoS概念是必要条件。
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5.3.3 4,(3)资源管理协议
(3)资源管理协议
① 功能多媒体传输期间在中间节点和端节点的各个资源管理者之间提供有关资源的通信。
② 按是否网络管理协议的一部分分类
资源管理协议嵌入网络管理协议之中如 CMIS/CMIP (Common Management Information
Services and Protocol),OSI标准，应用于 WAN
SNMP (Simple Network Management Protocol),流行在 LAN上，基于 Internet协议。
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5.3.3 4,(3)资源管理协议
独立的资源管理协议
RCAP (Real-time Channel Administration Protocol),属于 Tenet协议栈：美加州大学伯克利分校 Tenet集团开发的一组支持多媒体传输的协议。
资源预留、接纳控制和 QoS处理功能。
RMTP,(Real-time Message Transport Protocol),传输层协议，面向连接；性能确保；不可靠的报文传送 (数据 )；没有连接管理和重传机制；由速率控制实现的流控；报文的分段和重组；
CMTP,(Continuous Media Transport Protocol),支持具有性能确保的周期周期性网络业务流传输 (连续媒体 )
RMTP,CMTP与 RCAP一起提供具有确保和统计 QoS界限确保服务；
RTIP,(Real-time Internet Protocol),网络层协议，面向连接、性能确保、
不可靠的分组传送； RTIP与 RCAP一起提供有确保的服务。
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5.3.3 4,(3)资源管理协议
③ 按是否传输协议的管理协议部分划分
耦合在一起
ST-II：把多媒体呼叫的建立、传输、管理结合在一起，并把管理与 SNMP-MIB结合在一起
不耦合在一起如 RCAP：与 RTIP,RMTP,CMTP是独立的，可联合工作。
用户能够从 RCAP请求资源的状态，但是传输 /网络协议在传输期间不和 RCAP交互作用。
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5.3.3 5,资源适配 (1)
5,资源适配 (Resource Adaptation)
(1)概述
① 目的
连续媒体通信中，支持一个结构能够动态改变每次会话的网络能力；
MCS的体系结构应支持 QoS参数的动态改变；以便它们能够以一种可预计方式为所有会话平衡达到一个最优化的值。
② 方法 (达到上述目的两个重要因素 )
需要一个协议：说明和重商订 QoS参数，如：可由资源管理协议报告 QoS变化和修改现行连接的 QoS参数。
适配相联资源：响应和调节网络、主机或两者的变化。
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5.3.3 5,资源适配 (1)
③ QoS参数的重商订：因为 QoS参数和相联资源发生了变化
重商订：多媒体服务已经建立时 QoS商订的一个进程；
重商订请求来自用户：想改变 (QoS)服务质量；
重商订请求来自主机系统：多用户、多进程环境下工作站超载；
重商订请求来自网络：超载和拥塞；
重商订请求发送到资源管理者。
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5.3.3 5,资源适配 (1)
应用管理 (用户接口 )
资源管理网络管理改变应用 QoS的信号改变网络 QoS的信号应用 QoS参数网络 QoS参数端节点重商订的信令模型 (Paradigm)
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5.3.3 5,(2)用户请求重商订
(2) 用户请求重商订 (User Request for Renegotiation)
① 发送用户请求改变 QoS：
适配多媒体源与本地主机资源、网络资源；
资源管理者检查本地资源的可用性；
重商订请求在多媒体源就能调节，如视频编码器仅能提供 10
帧 /秒，用户就不需求 30帧 /秒；
资源管理协议检查网络资源的可用性,QoS的变化要求改变网络资源，如果可用，则执行资源预留和分配。
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5.3.3 5,(2)用户请求重商订
② 接收用户请求改变接收媒体的 QoS
资源管理者检查本地资源的可用性并预留资源；
资源管理协议通知发送端要改变的 QoS；
发送用户请求改变 QoS的接纳过程 (同上 )；
通知接收用户根据改变了的 QoS改变本地资源分配；
③ 在广播和组播通信结构中，不同的 QoS值可以申请相同的连接传到不同端系统。
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5.3.3 5,(3)主机系统请求重商订 /改变
(3) 主机系统请求重商订 /改变 (Host System Request for
Renegotiation/Change)
① 请求
多用户环境 OS请求：有部分行为不端的 (misbehaved)用户违反了它们承诺的应用需求；
通告 QoS性能降级，重商订请求发生。
② 响应：适配不当的用户 /应用回到承诺的级，或者不当的用户接受性能降低可能导致其它工作站用户的性能降级，这应当被 QoS控制机制忽略。
③ 主机 QoS变化导致应用性能降低时，主机资源管理者之间调用资源管理协议降低发送与接收端之间网络的 QoS参数。
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5.3.3 5,(4)网络请求重商订 /改变
(4) 网络请求重商订 /改变 (Network Request for Renegotiation/Change)
① 请求
某些网络节点超载引起 QoS改变的重商订请求；
资源管理协议通告请求给主机报告资源分配必须改变。
② 响应
网络能够适配超载仍须通知主机：因为在修改资源时 (如网络中止一个连接和建立一个新的连接 )可能发生性能降级；这实际上可能中断媒体流，主机必须重新响应这种改变。
网络不能适配超载时主机必须适配网络超载进行改变。
由于网络超载请求重商订的资源适配机制也部分解决用户或主机系统请求重商订的资源适配。以下为几种资源适配方案 (机制 )
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5.3.3 5,(5)网络适配
(5) 网络适配
① 网络负载平衡
每对会话固定路由选择和资源预留遇上负载波动引起网络不可采用和失去管理
期望：增加网络可用性允许网络管理程序回收资源减少对有确保服务客户的非调度实施维护的影响
负载平衡的难易客户原来为 QoS保证请求所作的路由选择和资源分配越有效，新的保证连接请求就越容易接收。
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5.3.3 5,(5)网络适配
负载平衡策略实现机制路由选择：实现路由选择算法，选择遵循给定路由约束的一条路径；
动态重选路由：改变路由。建立替换路由，执行从原路由到替换路由的透明转换；
性能监控：检测负载变化，监视网络性能并报告给负载平衡控制；
负载平衡控制：作出重选一个通道路由的决定；
负载平衡控制收到来自性能监控的信息，决定是否采用一个策略定义的负载平衡算法进行负载平衡；
如果负载平衡能够采纳，路由选择机制提供一条替换的路径；
动态重选路由机制实现原路由到替换路由的转换。
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5.3.3 5,(5)网络适配
② 资源适配方案：采用动态重选路由机制
通道 i是要重选路由源建立一个新的通道：通道 i的影子通道相同的业务流、性能参数；共享资源相同的源和目；不同的路径；
源从通道 i转换到影子通道并开始在上面发送数据分组；
源等待通道 i的最大端到端时延后开始撤卸消息 (从源通道 i)；
如果影子通道共享老通道的一部分路径，则希望让两通道共享资源，这样新通道建立时不清求新的资源，老通道撤卸时不需要释放老的资源，
因为建立和撤卸过程知道两个通道共享资源。
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5.3.3 5,(6)源适配
(6) 源适配 (Source Adaptation)
① 源速率适配网络负载的变化
根据现行可采用的资源适配源速率，它要求网 ->源的反馈信息能够在拥塞期间平滑降级媒体质量；
网络 ->源的反馈控制机制基于预测系统状态的演化，这用于计算目标发送速率；
速率信息是两次反馈消息之间时间间隔连接发送的分组数。
② 缓冲容量适配网络负载的变化
缓冲容量是在反馈消息发送时候连接的排队与分组数目；
交换机监控缓冲容量和服务速率 (每个连接 )；
适配策略努力保持在一个固定级上的每一个连接的队列大小不致出现瓶颈。
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5.3.3 5,(6)源适配
③ 反馈传输机制实现的二种可能
每一个连接的状态信息周期性地排在响应连接地数据分组后，在目端，
消息被抽取并送回源端；
一个交换机仅在本处服务速率比沿路经上前向的一个交换机所报告的速率低时更新数据分组的信息域
反馈消息由一个单独的控制分组沿连接的路径发回源端 。
④ 视频业务量的源适配方案
a,使用网络反馈的速率控制 (Rate Control Using Network Feedback)
源适配由增加 /减少连接数或现行连接突然改变引起网络状态的变化；
流量状态变化是由网络的显式反馈或隐式反馈侦测的显式反馈的信息是业务量负载或缓冲容量级别；
隐式反馈的信息是来自确认表示的分组丢失和轮转时延。
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5.3.3 5.(6)源适配
b,源端流量整形 (Traffic Shaping at Source)
控制拥塞的一个办法是在源端平滑流量，大多数突发降低业务量能在 1－ 4个帧时间内抚平大多数峰值。
c,分层编码 (Hierachical Coding)
分层编码使用算法产生 2或多种类型的信元，它们使用不同等级的细节描述同一块像素；
这些编码器比单层编码器更加复杂和使用更多的带宽。
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5.4 体系结构问题 (Architectural Issues)
1,多媒体通信的体系结构问题概述 (1)
1,多媒体通信的体系结构问题概述
(1)概述：网络多媒体系统工作在面向连接的方式，因特网是非连接的网，
它的 QoS是由带有服务类型参数的每个 IP分组引进的。基于因特网协议栈的 MCS，使用新的资源预留协议 RSVP与 IP协议一起提供沿路径的某种连接和资源分配。
QoS描述、分发、提供 嵌入多媒体连接资源的接纳、预留、分配、提供 体系结构的不同构件适当的服务和协议在端点体系结构和基层网络体系结构中必须提供。
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5.4 1,(2)端点体系结构
(2)端点体系结构 (End-point Architecture)
需要结合几个构件，如端点资源的资源管理者和与网络管理通信的服务代理。
① QoS
QoS规范、商订和提供
端到端 QoS的资源接纳和预留
QoS可配置传输系统
② 资源管理 (端点体系结构的构件 )
资源管理者：变换服务、接纳控制、资源预留和管理端点资源
使用 QoS规范访问 MIB
③ 服务代理 (端点体系结构的构件 )
与网络管理通信；
使用 QoS规范访问 MIB
④ 管理信息库 MIB：被资源管理者和代理服务访问。
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5.4 1,(3)中间节点的通信功能
(3) 中间节点 (路由器 /交换机 )的通信功能
① 作用提供具有 QoS确保的连接 /通道 /VCI;
路由器 /交换机需要利用下列构件,MIB、资源管理者、网络管理。
② 资源管理者分组分类器和分组调度器：提供 QoS
接纳控制器：接纳资源
③ 网络管理以代理形式工作的业务流监示器监控业务流与网络资源通信 (communicate to have a global view on network
resource)
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5.4 2.实现 QoS和资源管理的体系结构的实例 (1)(2)(3)
2,实现 QoS和资源管理的体系结构的实例
(1) OSI体系结构
在网络层提供 QoS；
在传输层增强 QoS；
OSI95规划 (Project)把综合 QoS规范和商订考虑在传输层协议中。
(2) Tenet协议集
UC Berkeley的 Tenet协议集,RCAP,RTIP,RMTP,CMTP 提供网络 QoS商订、
预留和资源管理 (通过 RCAP控制和管理协议 )
(3) Internet协议栈
Internet是一个无连接的网；
网络多媒体系统是面向连接方式工作的；
IP分组的服务类型引进 QoS；
基于 IP协议的 MCS使用 RSVP协议提供沿路径的某种类型,连接,,实现资源的预留、分配和管理。
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5.4 2.实现 QoS和资源管理的体系结构的实例 (4)(5)
(4) Lancaster’s QoS-Architecture(QoS-A)
在高性能 ATM网上为多媒体应用提供实现所需性能特性的框架；
QoS-A综合了流、服务合同、流控的概念 (notion)；
多媒体增强传输服务 (METS)提供商订 QoS合同的功能。
(5) Heidelberg Transport System (HeiTS)
基于 ST-II网络协议；
提供具有 QoS确保的连接媒体交换、向上调用 (upcall)结构、资源管理和实时机制；
HeiTS通过组播传送把连续媒体数据流从一个源传到一个或多个目；
HeiTS节点通过交换流规范商订 QoS值以便确定所需的资源、时延、抖动、
吞吐量和可靠性。
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5.4 2.实现 QoS和资源管理的体系结构的实例 (6)(7)
(6)Upenn’s端点体系结构 (OMEGA体系结构 )
在应用和传输子系统提供 QoS处理和管理；
端到端控制和管理协议 QoS Broker依赖 ATM网的控制和管理在应用和传输子系统上实现 QoS处理。
(7) Native-Mode ATM Protocol Stack：提供网络 QoS确保
印度技术研究所在 IDLInet(IIT Delhi Low-cost Integrated Network)
测试床开发。
基于 QoS需求的资源管理已经成为多媒体通信系统贯穿所有系统构件的一个重要部分，这是因为资源确保的要求。这些要求来自于 (1)日益增长的应用变化和需求； (2)不断出现的高速网络上的新媒体传送。
