第七次课：多媒体网络(3)

高等计算机网络多媒体网络（3）计算机科学与技术学院网络工程教研室袁卫华第七次课计算机科学与技术学院网络工程教研室主要内容一、复习二、充分的尽力而为的服务三、提供多个等级的服务1、从丢包中恢复2、内容分发网络CDN四、小结和作业3、通过Web服务器访问流式存储音频和视频中存在的问题是什么？媒体播放器和服务器之间传送音频视频采用的协议是什么？2、通过Web服务器访问流式存储音频和视频的基本过程计算机科学与技术学院网络工程教研室问题1、传统的下载后再播放方式存在什么问题？一、复习4、通过流式服务器的方式向媒体播放器发送的音频视频的时候可采用什么协议？5、简述RTSP协议的功能和特点6、举例说明RTSP协议没有实现的功能。8、分析：在一个IP电话应用中，同一个话音突峰期中的两个连续分组在发送方的发送时间间隔是20ms，到达接收方后，两个分组的时间间隔可能变为多少？为什么？计算机科学与技术学院网络工程教研室问题7、影响IP电话话音质量的主要因素是什么？一、复习9、接收方消除音频时延抖动的机制有哪些？10、如何判定一个分组是否为话音突峰期的第一个分组？计算机科学与技术学院网络工程教研室1.从丢包中恢复二、充分尽力而为服务广义的丢包如果某分组不能到达接收方或者在它的预定播放时间之后才到达。重传一个已经错过了播放截止时间的分组没有意义。丢包预期方案前向纠错FEC交织Interleaving基于接收方的对受损音频流的修复1）丢包恢复方案(lossrecoveryscheme)计算机科学与技术学院网络工程教研室1.从丢包中恢复二、充分尽力而为服务第一种FEC机制以n个块为一组进行XOR，得到冗余块。特点数据传输效率为n/n+1丢失其中1块，接收方可以恢复丢失的块丢失2个及其以上的块，接收方无法恢复丢失的块2）前向纠错FEC增加了播放时延：接收方需收到n+1块后才能播放第一块。n设置为多大比较合适？计算机科学与技术学院网络工程教研室1.从丢包中恢复二、充分尽力而为服务第一种FEC机制n设置为多大比较合适？加大n，效率高，播放延迟大，多块丢失的概率大。减小n，效率低，播放延迟小，多块丢失的概率小。2）前向纠错FEC计算机科学与技术学院网络工程教研室1.从丢包中恢复二、充分尽力而为服务第二种FEC机制发送一个低分辨率的音频流作为冗余信息例如：原始语音流：PCM64kbps冗余流：GSM13kbps.发送方从标称流中取出第n个块并附加上第(n-1)个块的冗余信息，以构建第n个分组。2）前向纠错FEC计算机科学与技术学院网络工程教研室1.从丢包中恢复二、充分尽力而为服务第二种FEC机制在开始播放前只要收到两个分组即可开始，增加的时延小如果不发生连续的丢失，接收方可以通过播放和后续分组一起到达的低比特率编码块来隐藏丢失。2）前向纠错FEC计算机科学与技术学院网络工程教研室1.从丢包中恢复二、充分尽力而为服务基本思想将块分成更小的单元如每个块分成4个单元，每个单元5ms，而块是20ms将数据块的各个单元交错传输每个分组携带不同数据块的较小数据单元3）交织(Interleaving)计算机科学与技术学院网络工程教研室1.从丢包中恢复二、充分尽力而为服务发送交织音频图丢失一个分组，每个块的大部分内容还在特点：没有冗余，但时延增大了3）交织(Interleaving)计算机科学与技术学院网络工程教研室1.从丢包中恢复二、充分尽力而为服务理论依据音频信号，特别是语音，呈现较强的短期自相似性(short-termself-similarity)。产生类似原始数据的替代数据方法复制法：若第i个分组丢失，利用第i-1个分组替代插补法：若第i个分组丢失，利用第i-1和第i+1个分组恢复4）基于接收方的对受损音频流的修复计算机科学与技术学院网络工程教研室2.内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务单个服务器向多个客户机发送大流式数据过于困难，存在下列问题长距离传输易导致大延迟和高丢失率大量客户请求相同的多媒体数据浪费带宽解决方法在边缘/接入网络中设置多个服务器，将内容推向用户，避免长距离传输。在用户请求时，就近提供服务1）最简单的传输流式存储音频视频的方法计算机科学与技术学院网络工程教研室2.内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务单个服务器向多个客户机发送大流式数据过于困难，存在下列问题长距离传输易导致大延迟和高丢失率大量客户请求相同的多媒体数据浪费带宽解决方法在边缘/接入网络中设置多个服务器，将内容推向用户，避免长距离传输在用户请求时，就近提供服务2）CDN位于北美的初始服务器CDN分发节点在南美的CDN服务器在欧洲的CND服务器在亚洲的CDN服务器计算机科学与技术学院网络工程教研室2.内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务CDN(ContentDistributionNetwork)提供分发存储多媒体内容的内容分发网络。CDN的目的通过在现有的Internet中增加一层新的网络架构，将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”，使用户可以就近取得所需的内容，解决Internet网络拥塞状况，提高用户访问网站的响应速度。3）CDN的目的位于北美的初始服务器CDN分发节点在南美的CDN服务器在欧洲的CND服务器在亚洲的CDN服务器计算机科学与技术学院网络工程教研室2.内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务CDNVs.高速缓存高速缓存由ISP承担相关成本，向Web客户提供服务CDN中由内容提供商向CDN公司付费CDN提供服务的方式CDN公司在Internet中部署大量的CDN服务器CDN公司在服务器中复制/更新客户的内容CDN提供就近/尽快向最终用户提供客户内容的方法4）CDN提供服务的方式位于北美的初始服务器CDN分发节点在南美的CDN服务器在欧洲的CND服务器在亚洲的CDN服务器计算机科学与技术学院网络工程教研室2.内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务CDN公司和内容提供商的交互内容提供商确定需要经CDN分发的内容，将这些内容推向一个CDN节点该CDN节点将这些内容复制并推向其所选择的服务器内容商可以随时将更新了的内容推向一个CDN节点，由该节点向CDN服务器复制并分发这些内容对象。5）CDN和内容提供商的交互位于北美的初始服务器CDN分发节点在南美的CDN服务器在欧洲的CND服务器在亚洲的CDN服务器计算机科学与技术学院网络工程教研室2.内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务当用户要访问某个特定对象时，浏览器如何确定它应当从初始服务器还是从某个CDN服务器上获取该对象？内容提供商需要重写内容的URLCDN利用DNS重定向引导用户到适当的服务器6）用户和CDN的交互计算机科学与技术学院网络工程教研室2.内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务如内容提供商的URL为，CDN公司的名字为，内容提供商只是希望CDN分发它的视频MPEG，所有其他对象都有内容提供商分发，则用户要访问的过程如下：1.内容商负责URL的重写，将重写为）用户和CDN的交互计算机科学与技术学院网络工程教研室2.内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务2.访问过程浏览器向对象的请求浏览器解析html文件并发现了对对象的引用，然后发送对查询根DNS被配置成将查询交给的权威服务器权威DNS服务器根据请求消息中的源地址，返回一个CDN服务器的IP地址。该CDN服务器对于请求浏览器而言看起来是最好的浏览器向该服务器发送HTTP请求。6）用户和CDN的交互计算机科学与技术学院网络工程教研室2.内容分发网络CDN二、充分尽力而为服务每个CDN均配置有一张图“map”，指示某个ISP对应的最好的CDN服务器节点“map”=CDNnodes创建的overlay网络BGPtable测量得到的从Server到ISP的Round-tripTimeDNS查询到达authoritativeDNSserver时:DNSserver确定查询来自的ISP从“map”查询对应的最好的CDNServer7）CDN公司如何确定对主机来说最好的CDN服务器？计算机科学与技术学院网络工程教研室1.内容概述三、提供多个等级的服务1）服务质量QOS2）应该从哪些方面入手使因特网具有一定的服务质量？3）改进服务质量机制：调度和管制4）综合服务IntServ和区分服务DiffServ计算机科学与技术学院网络工程教研室2.服务质量QOS三、提供多个等级的服务1）服务质量QOSQOS是服务性能的总效果，此效果决定了一个用户对服务的满意程度。有服务质量的服务就是能够满足用户应用需求的服务，如：可用性、差错率、响应时间、吞吐量、分组丢失率、故障检测、连接建立时间……如何使因特网更好的传递多媒体信息？能否使得因特网音频视频分组可以有更高的优先级，得到更好的服务质量？能否改变因特网平等对待所有分组的思想？计算机科学与技术学院网络工程教研室2.服务质量QOS三、提供多个等级的服务1）服务质量QOSIETF一直在:“makingbestofthebest-effort”IntegratedServices(IntServ)/RSVPDifferentiatedServices(DiffServ)Trafficengineering(流量工程)QoSrouting(QoS路由)未来:支持QoS保证的下一代Internet(NGI)计算机科学与技术学院网络工程教研室2.服务质量QOS三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？简单模型主机H1和H2分别产生目的地分别为H3和H4的流。连接两个LAN的链路带宽为1.5Mbps，两端连接两个路由器R1和R2。假设H1和H2的总计发送速率超过1.5Mbps，R1输出端队列是影响延迟和丢包的主要因素。计算机科学与技术学院网络工程教研室2.服务质量QOS三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？第一种情况：描述主机1到主机3是1Mbps的实时音频数据，主机2到主机4是一个FTP文件数据。主机1和主机3的数据都在R1的输出队列中排队，如果有一个突发的很大的FTP数据块来到R1，会发生什么情况？FTP数据块会将R1的输出队列全部占满，后面到达的实时音频分组会被丢弃。计算机科学与技术学院网络工程教研室2.服务质量QOS三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？第一种情况：解决给不同性质的分组打上不同的标记R1就能够识别H1发送的实时音频数据分组，并赋予这些分组较高的优先级，让它们先进入输出队列R1仅在输出队列有多余空间时才允许低优先级的FTP数据分组进入输出队列。计算机科学与技术学院网络工程教研室2.服务质量QOS三、提供多个等级的服务2）应该从哪些方面入手使得因特网具有一定的服务质量？第二种情况：描述主机2到主机4是一个高优先级的FTP文件数据，主机1到主机3的实时音频数据优先级较低。FTP用户从ISP处购买了高价的高优先级服务使用实时音频的用户从ISP处购买的只是低价的一般服务计