局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)06_圖文

1、 第6章語音與數(shù)據(jù)集成:優(yōu)化帶寬如果讀者是在公司里工作,也許會(huì)參加過桌面P C的視頻會(huì)議。如果是學(xué)生,那么可能通過網(wǎng)絡(luò)或Internet 上的應(yīng)用程序進(jìn)行過計(jì)算機(jī)培訓(xùn)。這些應(yīng)用程序只不過是網(wǎng)絡(luò)提供的語音、聲頻和數(shù)據(jù)技術(shù)綜合的開端。未來的應(yīng)用程序?qū)⒕C合P C、電視、音頻、電話或其他通信技術(shù),完全地集成本地及全球通信,這在今天對我們來言幾乎是難以想像的。其實(shí),語音、視頻及數(shù)據(jù)通信技術(shù)已在L A N和WA N中得到了很大發(fā)展,本章將對此進(jìn)行介紹,如視頻和音頻如何打包來在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)?還將介紹實(shí)時(shí)收看網(wǎng)絡(luò)和Internet 上的視頻流。網(wǎng)絡(luò)管理員面臨著語音、視頻和數(shù)據(jù)集成的巨大挑戰(zhàn),包括如何快速傳輸大

2、型文件以及那些包含著需精確定時(shí)以精確“登場”的數(shù)據(jù)的文件。本章我們還將學(xué)習(xí)到為迎接挑戰(zhàn),需要使用數(shù)據(jù)壓縮的方法來快速及時(shí)地集成通信,并需要對L A N和WA N進(jìn)行設(shè)計(jì)以適應(yīng)各種語音、視頻和數(shù)據(jù)應(yīng)用程序。這些技術(shù)激發(fā)著優(yōu)秀的應(yīng)用不斷涌現(xiàn),必將激發(fā)L A N與W A N的潛能。閱讀完本章并完成練習(xí)后,您將能夠: 解釋視頻和音頻如何在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。 理解視頻與音頻的采樣。 討論語音、視頻和數(shù)據(jù)的集成。 解釋多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ髟怼?為集成的語音、視頻和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)L A N和WA N。 討論銷售商和電信公司面臨的風(fēng)起云涌的集成問題。6.1 視頻技術(shù)歷史上,視頻傳輸主要與電視相關(guān),傳輸?shù)氖悄M信號。

3、早期的電視是由黑白圖像組成的,其傳輸需符合美國通信委員會(huì)4 0年代初建立的標(biāo)準(zhǔn)。到5 0年代初,電視風(fēng)行起來,人們對廣播彩色電視信號的興趣越來越大,這時(shí),國家電視制式委員會(huì)(National Te l e v i s i o n Standards Committee,簡寫為N T S C成立了,其宗旨是為電視廣播確立標(biāo)準(zhǔn),并于1 954年建成了彩色電視標(biāo)準(zhǔn)。加拿大、中美洲、日本和美國都遵循著N T S C制式,而且N T S C在設(shè)計(jì)時(shí)是以6 0H z交流電的電力標(biāo)準(zhǔn)相匹配的。運(yùn)動(dòng)圖像實(shí)際上是由一系列單個(gè)的圖像組成的,只不過是以非?？斓乃俣冗B續(xù)發(fā)送,通過位置的變化使它們看起來是運(yùn)動(dòng)著的。一幅

4、圖像組成了一個(gè)電視幀。根據(jù)N T S C制式,在單通道(或頻率范圍上傳輸彩色電視信號時(shí)為每幀5 25條垂直掃描線,傳輸速度為每秒3 0幀。掃描線是用以在電視顯示器上構(gòu)造一幅圖像或幀的從上到下的線的數(shù)目。除N T S C制式外,另外還有兩個(gè)常用的電視廣播制式:逐行倒相(Phase Alteranation Li n e, PA L和順序與存儲彩色電視系統(tǒng)(Systeme Electronique Couleur Avec Memoire,S E C A M。有些圖像的主線路頻率為5 0H z,就主要使用這兩種標(biāo)準(zhǔn)。非洲、歐洲、中東和南美洲常采用PA L制式,PA L制式采用6 25條垂直掃描線(

5、而非5 25條,每秒發(fā)送2 5幀。S E C A M中掃描線也是6 25條,每秒傳輸速度為2 5幀,但S E C A M兼容的電視接收器所用的基準(zhǔn)場定時(shí)信號源不同。基準(zhǔn)場定 時(shí)信號與數(shù)據(jù)幀起始位置的幀標(biāo)識符相似。法國、俄國和有些非洲國家使用S E C A M。模擬電視信號技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被數(shù)字電視代替。數(shù)字電視可進(jìn)行遠(yuǎn)距離發(fā)送,產(chǎn)生的圖像也更尖銳。這是因?yàn)?由E M I/R F I引起的傳輸錯(cuò)誤可由與數(shù)字信號一同發(fā)送的錯(cuò)誤校驗(yàn)信息中和掉。錯(cuò)誤校驗(yàn)信息使得電視接收器立即檢驗(yàn)到由干擾引起的變形并進(jìn)行修正,信號無須進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換便可傳輸,速度可達(dá)2 0M b p s。數(shù)字電視與網(wǎng)絡(luò)視頻采用的都是數(shù)字

6、化影像,因此可謂是“姊妹花”,二者之間的一個(gè)重要差別在于,網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸通常要經(jīng)過壓縮方可進(jìn)行,而數(shù)字電視主要在某些特定時(shí)候如通過租用電話線傳輸時(shí)方可進(jìn)行壓縮。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的視頻壓縮形式通常有三種:音頻視頻交錯(cuò)(Audio Video Interleave,AV I、運(yùn)動(dòng)圖像專家組(Moving Pictures Experts Group,M P E G壓縮,以及不規(guī)則圖像壓縮(fractal image compression。音頻視頻交錯(cuò)AV I是一種組合了音頻和視頻的文件格式化技術(shù),由Microsoft 開發(fā),運(yùn)行在Windows 3.1或更高級的操作系統(tǒng)上。Microsoft 和I B

7、 M曾共同創(chuàng)建了資源互換文件格式(Resource Interchange File Format,R I F F,以播放短小的音頻與視頻文件,AV I實(shí)際上就是R I F F的子集。在文件中音頻和視頻數(shù)據(jù)被隔行地掃描,先是視頻片,然后是其相應(yīng)的音頻片,再是視頻片,又是音頻片等等循環(huán)下去。AV I的應(yīng)用會(huì)受網(wǎng)絡(luò)上復(fù)制及傳輸質(zhì)量的限制,而且文件相對較大。運(yùn)動(dòng)圖像專家組M P E G是I S O的成員,它發(fā)展了視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)并逐漸應(yīng)用于計(jì)算機(jī)多媒體和網(wǎng)絡(luò)中。M P E G綜合使用了三種技術(shù)來壓縮視頻。其一是有失真壓縮(lossy compression,其工作原理是,人眼并不能檢測出顏色的輕微變化,

8、因此壓縮年幀時(shí)可以忽略其中的某些位,解壓縮產(chǎn)生的圖像與原圖像足夠相似,人眼不會(huì)發(fā)現(xiàn)二者間微小的變化。有失真壓縮的問題在于,忽略的位越多,在幀解壓縮后越容易觀察到顏色的變化。使用這種技術(shù)時(shí),壓縮的數(shù)量有一定的限制,大約為 2 41。I S O和I T U - T建立的廣為流行的聯(lián)合圖像專家組( J o i n t Photographic Experts Group,J P E G壓縮標(biāo)準(zhǔn)采用的就是有失真壓縮。同時(shí)J P E G采用了哈夫曼編碼技術(shù)。在這種技術(shù)中,最常使用的圖像部分編碼最短,而不常使用到的圖像部分編碼則較長,因此可以從總體上減少占用的位。J P E G壓縮主要用于靜態(tài)圖像,在網(wǎng)絡(luò)

9、或經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器傳輸一系列幀時(shí),J P E G就不能提供所需的壓縮水平了。M P E G綜合了J P E G和另外的兩種壓縮技術(shù)預(yù)測編碼和雙向插補(bǔ)(也稱雙向預(yù)測,以獲得比單獨(dú)的J P E G更高的壓縮水平。預(yù)測編碼(Predicted encoding的前提是當(dāng)前幀的大部分包含著與前一幀相同的圖像,這里沒有在整個(gè)幀上應(yīng)用J P E G壓縮,而是創(chuàng)建一個(gè)指向前一幀的指針,從而避免那部分未變的圖像再次復(fù)制。預(yù)測編碼將幀劃分為1 6×1 6的像素塊,以便可以方便地創(chuàng)建指向相應(yīng)塊的指針(見圖6 -1。雙向插補(bǔ)(bidirectional interpolation是一種與預(yù)測編碼技術(shù)相似的編

10、碼技術(shù),但它創(chuàng)建的指針指向的是與前一個(gè)幀和下一個(gè)幀中有相同圖像的部分(見圖6 -2。M P E G壓縮將J P E G壓縮、預(yù)測編碼和雙向插補(bǔ)融為一體來壓縮視頻幀,獲得1 .5M b p s的傳輸速度。這種速度很能給人深刻的印象,因?yàn)榘l(fā)送的信息非常復(fù)雜,而且壓縮和解壓縮的算法也很復(fù)雜。不規(guī)則圖像壓縮技術(shù)正處在發(fā)展階段,這種技術(shù)也是要發(fā)現(xiàn)幀中的重復(fù)樣式,但這里的重復(fù)樣式的方向和大小常常是不同的。數(shù)學(xué)家們稱此為“仿射變換( a f fine transformation”。我們常用數(shù)學(xué)上的收縮映像來減小仿射變換的尺寸。不規(guī)則圖像壓縮技術(shù)很有前途,但尚未達(dá)到預(yù)先估計(jì)的高壓縮比例。 圖6-1 預(yù)測編碼

11、圖 6-2 雙向插補(bǔ)6.2 MPEG 視頻重放以M P E G 格式運(yùn)行視頻的方法之一是將其存儲在服務(wù)器上,客戶可以從中下載。整個(gè)視頻序列作為一個(gè)文件下載,并通過M P E G 播放軟件播放。以這種方式執(zhí)行視頻播放可以很好地控制視頻再現(xiàn)的質(zhì)量以及從頭到尾播放視頻的時(shí)間。這種技術(shù)與從C D -R O M 上播放影碟很相似。播放M P E G 文件的另一種方法是在網(wǎng)絡(luò)鏈路上獲取視頻流。獲取視頻流意指在一接收到視頻時(shí)就立即播放,無需等到整個(gè)文件都到達(dá)后再播放。當(dāng)進(jìn)行由許多M P E G 文件組成的視頻會(huì)議時(shí),視頻流特別有用。視頻流的局限性在于,由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的改變(如網(wǎng)絡(luò)流量的變化,視頻再現(xiàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)不

12、均勻的現(xiàn)象,在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境改變時(shí),有可能會(huì)要?jiǎng)h除幀來試圖均勻重現(xiàn)定時(shí)視頻,但需要以質(zhì)量和連續(xù)性為代價(jià)。視頻流應(yīng)用程序是貫徹Q o S 的原因之一。例如在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和集成中應(yīng)用AT M (參見第9章。使用前一幀中相同的像素塊使用前一幀和后一幀中相同的像素塊前一幀前一幀當(dāng)前幀后一幀當(dāng)前幀 6.3 音頻技術(shù)與視頻技術(shù)相比,音頻文件技術(shù)更是變幻多端,即傳輸文件可以較小也可以非常大。表6 -1總結(jié)了各種不同的音頻技術(shù)。表6-1 音頻標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)說明應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化組織 如表6 -1所示,PCM U-law ,尤其是其Microsoft /IBM 版本,是在Internet 上應(yīng)用最廣泛的音頻傳輸格式。PCM U-law

13、 最初是為單聲道系統(tǒng)或基本立體聲的計(jì)算機(jī)重放音頻而開發(fā)的,而多媒體、D V D 、增強(qiáng)聲卡和結(jié)構(gòu)縝密的音箱的引入使得計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)上的M P E G - 1和M P E G -2應(yīng)用日見增加。做一下項(xiàng)目練習(xí)6 -1來處理音頻和視頻文件,再做一下項(xiàng)目練習(xí)6 -2在I n t e r n e t 上播放一段M P E G 視頻流。由于MPEG-2 音頻所提供的聲音比WAV 要精確,而且聲音與視頻的組合應(yīng)用得 越來越廣,所以M P E G -2可作為最常使用的聲音編碼格式代替U -l a w 和WAV 。6.4 視頻與音頻采樣在許多視頻和音頻技術(shù)中,當(dāng)信號進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換時(shí),都要用到采樣技術(shù),這就是

14、說,我們將對以H z 為單位的模擬信號以指定的時(shí)間間隔進(jìn)行采樣,以構(gòu)造數(shù)字信號。采樣速度越快,信號質(zhì)量就越高因此,8 K H z 采樣速率產(chǎn)生的信號當(dāng)然要比2 K H z 產(chǎn)生的結(jié)果好。多信道介質(zhì)的真實(shí)采樣頻率等于信道數(shù)與采樣頻率的乘積。例如,對于以 2 K H z 采樣的一個(gè)單信道音頻信號,其總的采樣速度為2 K H z ,而對于兩信道的立體聲系統(tǒng)來說,以2 K H z 的速度采樣時(shí),其總的采樣速度就是4 K H z 。6.5 語音、視頻與數(shù)據(jù)集成及傳輸在同一個(gè)L A N 或WA N 上集成的語音、視頻與數(shù)據(jù),如多媒體應(yīng)用程序,提出了一些很復(fù)雜的問題。其中最關(guān)鍵、最突出的問題就是傳輸信號所需

15、的帶寬。M P E G 文件通常要包含視頻和語音,或Internet 超文本標(biāo)記語言(Hypertext Markup Language文件,這些文件通常組合了數(shù)據(jù)、聲音片段、語音/視頻、表和窗體等等,因此體積很大,而WAV 文件則相對較小。多媒體更廣泛的應(yīng)用其實(shí)就意味著需要更大的帶寬(做一下項(xiàng)目練習(xí)6 -3,看看一個(gè)多媒體應(yīng)用程序可利用的帶寬有多大。早期的計(jì)算機(jī)只有很小的內(nèi)存和存儲空間,如幾百個(gè)K B 的R A M 、1 0M B 或2 0M B的硬盤等,但現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)需要1 6M B 至3 2M B 以上的R A M ,幾個(gè)G B 的硬盤和 C D -R O M 等設(shè)備。在人們對資源的需求

16、不斷擴(kuò)大的同時(shí),對帶寬的需求也不斷增長。在從前的網(wǎng)絡(luò)中,1 0M b p s 的速度就足夠了,但是目前即使是小型的網(wǎng)絡(luò)也需要至少1 00M b p s 的速度才能處理集成語音、視頻和數(shù)據(jù)產(chǎn)生的越來越多的負(fù)載。當(dāng)設(shè)計(jì)綜合語音、視頻和數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí),除了要確保有足夠的帶寬外,還要注意以下傳輸需要: 壓縮和文件格式。 同步。 延遲。 抖動(dòng)。6.5.1 壓縮和文件格式絕大多數(shù)壓縮技術(shù)和文件格式需要的位都比在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)闹挥袛?shù)據(jù)的文件要多,所以 多媒體流,尤其是視頻流,使用的帶寬是很高的。同樣,由于多媒體數(shù)據(jù)常常是經(jīng)過壓縮的,所以與僅有數(shù)據(jù)的文件相比,其在傳輸時(shí)對時(shí)間更為敏感。如果帶寬不足或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)延

17、遲,那么就很可能會(huì)丟失一部分多媒體通信信息。采用預(yù)測編碼和雙向插補(bǔ)技術(shù)的M P E G 傳輸尤為如此。如果前一幀或下一幀丟失了,當(dāng)前幀的指針就失去了指向,也就是說,一個(gè)或多個(gè)幀的丟失可能使得許多幀都失去用途。語音、視頻與數(shù)據(jù)集成的這種特性使得網(wǎng)絡(luò)帶寬成為一個(gè)非常重要的概念,即使現(xiàn)在多媒體軟件可以補(bǔ)償部分丟失的幀,帶寬的重要性也要引起足夠的重視。隨著M P E G 應(yīng)用日益廣泛,對帶寬的需要也漸漸增長,因?yàn)镸 P E G 要求的帶寬比其他文件要大,而M P E G 也未辜負(fù)其使用的帶寬,它為用戶再現(xiàn)了高質(zhì)量且可編 輯的視頻與聲音。6.5.2 同步當(dāng)集成的語音、視頻和數(shù)據(jù)文件通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送時(shí),客戶端

18、接收器的軟件需要對其進(jìn)行同步化處理,以確保組成部分正確地集成在一起,并以正確的順序播放。由于信息中有些部分或者整個(gè)信息通常是壓縮的,所以同時(shí)要進(jìn)行解壓縮和同步兩項(xiàng)工作,因此同步化接收信息越來越復(fù)雜了。在多媒體應(yīng)用中,信息一經(jīng)接收便需要立即完成解壓縮和同步處理。在有些情況下,音頻聲音是從幾個(gè)不同源混合而成的,這種混合音頻對同步化的要求更高(見圖6 -3。圖6-3 客戶端接收器的活動(dòng)6.5.3 延遲集成的應(yīng)用程序如視頻音頻會(huì)議,要依賴于網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的恒定性,使得圖像運(yùn)動(dòng)與語音響應(yīng)可以同步,不會(huì)在播放時(shí)出現(xiàn)結(jié)巴或不均勻的現(xiàn)象。從傳輸設(shè)備上將信息發(fā)送到接收設(shè)備所需的時(shí)間稱為延遲。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的集成多媒

19、體應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)的目的是使延遲時(shí)間最短,多媒體服務(wù)器多媒體流壓縮文件同步信息播放混合音頻播放流模式多媒體客戶機(jī) 延遲變化最小。例如,基于電信的WA N的設(shè)計(jì)可將延遲限制在4 00m s之內(nèi),大多數(shù)L A N的設(shè)計(jì)均可達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)上的延遲受以下因素的影響: 傳輸延遲。傳輸延遲是包在網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)如1 0B a s e-T布線(最高速度為1 0M b p s或1 00B a s e-T X布線(最高速度為1 00M b p s中傳輸所用的時(shí)間。除了受介質(zhì)速度的影響外,傳輸延遲還受包的大小的影響。 傳播延遲。傳播延遲是包從端到端沿網(wǎng)絡(luò)傳輸所用的時(shí)間,通常與光纖介質(zhì)和介質(zhì)上的光速有關(guān)。 處理停留。處理停留

20、是網(wǎng)橋、交換機(jī)或路由器將幀或包的內(nèi)容與其表信息相比、改變幀或表頭、并提供其他特定服務(wù)如包交換、重新封裝或增加總跳數(shù)所用的時(shí)間。 存儲轉(zhuǎn)發(fā)延遲或交換延遲。存儲轉(zhuǎn)發(fā)延遲是網(wǎng)橋、交換機(jī)或路由器對幀或包進(jìn)行檢查、處理并重新傳輸所用的時(shí)間。6.5.4 抖動(dòng)抖動(dòng)是網(wǎng)絡(luò)延遲不同的具體表現(xiàn),這在多媒體傳遞過程中會(huì)引起嚴(yán)重的問題,如音頻再現(xiàn)時(shí)的雜音或是視頻的不平穩(wěn)或響應(yīng)滯后。抖動(dòng)是以最大延遲和最小延遲之差來衡量的。例如,如果最小延遲為2 00m s,最大延遲為5 20m s,那么抖動(dòng)就是3 20m s。多媒體應(yīng)用可進(jìn)行一番設(shè)計(jì),通過在發(fā)送計(jì)算機(jī)和接收計(jì)算機(jī)的緩存中存儲數(shù)據(jù)以及在播放時(shí)調(diào)節(jié)同步來補(bǔ)償一定數(shù)量的抖動(dòng)

21、。網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備如交換機(jī)上的緩沖區(qū)也有助于在抖動(dòng)很高時(shí)降低幀的損失。當(dāng)經(jīng)常出現(xiàn)過度抖動(dòng)的問題時(shí),就要檢查多媒體應(yīng)用的設(shè)計(jì)問題了,而且還要檢查網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的配置問題(做一下項(xiàng)目練習(xí)6 -4研究抖動(dòng)的問題。在網(wǎng)絡(luò)上安裝多媒體應(yīng)用以供一般訪問之前,應(yīng)在可控的環(huán)境中測試一下,建立測試程序。同時(shí),要咨詢銷售商了解應(yīng)用程序所需的帶寬。測試程序可以使我們能夠比較應(yīng)用程序所需的資源與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的配置,尤其是: 服務(wù)器大小和速度,包括總線和N I C。 客戶端工作站的大小和速度,包括總線和N I C。 特殊的連接需要,如中繼。 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的配置,如緩沖并創(chuàng)建子網(wǎng)和V L A N。 Internet 和i n t

22、r a n e t帶寬需要,如I S D N、幀中繼和AT M能力。6.6 LAN和WA N中多媒體的傳輸多媒體傳輸一般發(fā)生在L A N和WA N中兩臺設(shè)備發(fā)送端和接收端之間,或者接收端和發(fā)送端可分別位于L A N和WA N上。多媒體發(fā)展領(lǐng)域之一是文檔及視頻會(huì)議。例如,I n t e l的P r o S h a r e軟件使得文檔或圖形可以交互檢驗(yàn),如預(yù)報(bào)天氣的不同位置的用戶可以共享一幅天氣圖。在P r o S h a r e上可進(jìn)行生動(dòng)的視頻會(huì)議,因此紐約的一個(gè)課件開發(fā)小組可以與波士頓的管理部門通過計(jì)算機(jī)召開會(huì)議。召開會(huì)議的另一種手段就是 C i s c o的I P/T V,使得桌面、全體廣

23、播和協(xié)同計(jì)算的會(huì)議成為可能。I P/T V是經(jīng)設(shè)備組間的協(xié)調(diào)通信、由稱為多點(diǎn)通信的過程而實(shí)現(xiàn)的。在L A N和WA N中采用多媒體應(yīng)用時(shí),非常重要的一點(diǎn)是要確定信息流量是由單點(diǎn)傳送、 廣播傳送還是多點(diǎn)傳送組成。有些應(yīng)用只使用其中一種類型,而另一些則綜合使用這三類傳送。表6 -2列出了各種類型的傳送并進(jìn)行了說明,同時(shí)圖6 -4給出了各類傳送的圖示。表6-2 多媒體傳送方法傳送類型說明限制 以流模式向客戶端播放文件的基于M P E G的視頻服務(wù)器大約需要每客戶端1 .5M b p s的帶寬。如果應(yīng)用程序是根據(jù)單點(diǎn)傳送設(shè)計(jì)的,那么服務(wù)器傳送帶寬為1 .5M b p s與客戶端數(shù)量的乘積,例如對5個(gè)客

24、戶端而言,就是7 .5M b p s。在通過1 0M b p s鏈路連接的服務(wù)器上,僅6個(gè)或7個(gè)客戶端便可以完全占據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬。使用廣播傳送,帶寬的利用至少與單點(diǎn)傳送相等,或者更大。而同一個(gè)應(yīng)用程序使用多點(diǎn)傳送來設(shè)計(jì)時(shí),不管有多少客戶端,帶寬利用都可降低到1 .5M b p s。在第2層和第3層上能使用多點(diǎn)傳送組編址的能力意味著我們可以使用這種傳輸技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)匹配。例如,在受限于某個(gè)L A N的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,MAC Layer 2編址有可能就足夠了,對于包含著幾個(gè)段、路由和WA N連接的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而言,第3層的編址能力可使我們充分利用路由功能,這對于擴(kuò)展企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)以及綜合使用以太網(wǎng)、令牌環(huán)

25、網(wǎng)、 F D D I和AT M的網(wǎng)絡(luò)連接而言尤其重要。如第5章所述,I G M P是在多媒體服務(wù)器、客戶端以及路由器、交換機(jī)上建立的。I G M P可通過預(yù)訂請求和取消預(yù)訂請求也稱為加入( j o i n和退出( l e a v e請求使客戶端開發(fā)或停止參與多媒體應(yīng)用?？蛻舳丝稍谌我鈺r(shí)刻撤消請求,對同一組或不同組中的其他客戶端的傳輸沒有任何影響。路由器周期性地向每一客戶端發(fā)送I G M P查詢,以確定此客戶端是否仍被預(yù)訂,如果客戶端沒有響應(yīng),那么路由器將其表更新,說明客戶端不再是接收組中的成員。路由器使用以下三種路由協(xié)議之一來適應(yīng)多點(diǎn)傳送:距離向量廣播路由協(xié)議( D i s t a n c e

26、 3個(gè)單獨(dú)的傳輸?shù)竭_(dá)3個(gè)單獨(dú)的工作站多媒體服務(wù)器單點(diǎn)傳送至3個(gè)客戶端無論工作站是否接收,廣播傳送將包發(fā)送給所有的工作站多媒體服務(wù)器廣播傳送給所有客戶端只傳送給接收組接收組多媒體服務(wù)器多點(diǎn)傳送給3個(gè)客戶端圖6-4 單點(diǎn)傳送、廣播傳送和多點(diǎn)傳送Vector Multicast Routing Protocol,D V M R P、廣播開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議(Multicast Open Shortest Path First Protocol,M O S P F和協(xié)議無關(guān)廣播(Protocol Independent Multicast,P I M。D V M R P與路由信息協(xié)議(Routing

27、Information Protocol,R I P,參見第4章協(xié)同工作,以查看哪個(gè)工作站屬于多點(diǎn)傳送組。其運(yùn)作時(shí)假設(shè)所有工作站都被預(yù)訂,然后逐漸從組中刪除沒有響應(yīng)的工作站。如果它發(fā)現(xiàn)整個(gè)段都沒有成員,那么將終止向這個(gè)段路由多點(diǎn)傳送。 D V M R F每6 0秒檢查一次,以確定是否有新的預(yù)訂。M O S P F與O S P F(參見第4章的工作方式相仿。M O S P F根據(jù)服務(wù)器和預(yù)訂客戶端之間的I G M P傳遞的信息可確定哪個(gè)工作站是多點(diǎn)傳送組的成員。M O S P F時(shí)時(shí)監(jiān)控著網(wǎng)絡(luò)以決定服務(wù)器和每個(gè)組成員之間最短的路徑。M O S P F與R I P不兼容,而且在O S P F作為主

28、要路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)上,必須要使用M O S P F。P I M有兩種密集式P I M和稀疏式P I M。密集式P I M與R I P和O S P F均兼容。與D V M R P 相似,密集式P I M通過查詢所有網(wǎng)絡(luò)工作站再將沒有響應(yīng)的工作站逐步刪除來建立有關(guān)預(yù)訂工作站的信息。密集式P I M主要用于組成員在給定區(qū)域中很密集地排在一起并且有足夠的帶寬的情況下。稀疏式P I M建立了路由器作為檢查者以確定多媒體服務(wù)器和組成員之間的最短路徑。它只向指定為檢查點(diǎn)的路由器發(fā)送多點(diǎn)廣播,之后會(huì)依靠這些路由器向預(yù)訂的工作站 提交包。稀疏式P I M 傾向于用在組用戶比較分散的情況下,如通過Internet

29、訂閱等。網(wǎng)絡(luò)上使用交換機(jī)又沒有路由器的多點(diǎn)傳送要依賴于I G M P 。根據(jù)I G M P 包的顯示,在每個(gè)交換機(jī)上將創(chuàng)建過濾器。如果交換機(jī)在一個(gè)出站端口上檢測到了一個(gè)I G M P 包,那么它將向過濾器添加其信息,之后簡單地將多點(diǎn)傳送信息流通過端口提交便可以了。多點(diǎn)傳送的交換過濾器需要根據(jù)特定的交換機(jī)能力手工地創(chuàng)建。如果交換機(jī)沒有過濾功能,那么通常情況下,多點(diǎn)傳送包會(huì)流經(jīng)每一個(gè)端口。 實(shí)時(shí)協(xié)議( R e a l -T ime Protocol ,RT P 是由RFC 1889定義的一種新型協(xié)議,其開發(fā)是為了更好地處理視頻會(huì)議以及相近應(yīng)用程序中的實(shí)時(shí)多點(diǎn)傳送流。RT P 包的頭是通過U D P

30、 (而不是T C P /I P 中的T C P 來運(yùn)行的。以U D P 運(yùn)行是指U D P 包會(huì)被識別為具有RT P 頭信息和有效載荷。頭帶有許多信息,以將包序列化、同步視頻和聲頻幀的播放、并指明包是如何編碼或壓縮來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?負(fù)載類型。RFC 1890中定義了1 20多種聲頻和視頻的負(fù)載類型。另外還開發(fā)了一種協(xié)議實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議( R e a l -T ime Transport Control Protocol ,RT C P ,使得當(dāng)網(wǎng)絡(luò)問題干擾了實(shí)時(shí)多媒體應(yīng)用程序的質(zhì)量時(shí),網(wǎng)絡(luò)管理員和開發(fā)人員可以利用一些技術(shù)來對此進(jìn)行補(bǔ)償。RT C P 利用多點(diǎn)傳送包協(xié)助為RT P 傳輸會(huì)話建立Q

31、 o S 。RT C P 收集接收客戶端的報(bào)表信息,以為發(fā)送端就Q o S 和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境(如阻塞或抖動(dòng)方面提供反饋?，F(xiàn)舉例說明:假設(shè)有一個(gè)應(yīng)用程序需要基于T- 1的WA N 的帶寬來傳輸彩色視頻和立體聲聲頻。如果T- 1鏈路中斷,使用備份的5 6K b p s 的線路傳輸,那么RT C P 則提供了工具來用單色的視頻和單聲道的聲頻代替原來的彩色視頻和立體聲聲頻。RT C P 還給網(wǎng)絡(luò)管理員提供了工具來研究多點(diǎn)傳送網(wǎng)絡(luò)的性能,并可以確定哪個(gè)工作站是訂閱者。在Internet 或企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中,多媒體應(yīng)用程序必須能夠穿過以不同方式配置的不同網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備,以處理各種各樣的網(wǎng)絡(luò)流量。對于需要一定最小資源分配

32、的多媒體傳輸而言,不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置將會(huì)引起一些問題。一種端到端的網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議資源預(yù)訂協(xié)議( R e s o u r c e Reservation Protocol ,R S V P 就是處理這類問題的。R S V P 允許應(yīng)用程序預(yù)訂所需要的帶寬、緩沖、服務(wù)類別等資源(見圖6 -5。利用R S V P,流式多媒體應(yīng)用程序可以與突發(fā)性的數(shù)據(jù)應(yīng)用并存,但由于流式多媒體應(yīng)用程序?qū)r(shí)間的敏感性更高,所以它的傳輸優(yōu)先級別就較高。隨著越來越多的工作站加入到多點(diǎn)傳送組中,R S V P 將有助于動(dòng)態(tài)地分配資源,并且在一些應(yīng)用中,可以使預(yù)訂者簡單地利用已經(jīng)分配給現(xiàn)有預(yù)訂組的資源就可以加入到組中,而無須再增加用

33、于分配的資源。進(jìn)一步,組中單獨(dú)的客戶工作站可以請求不同級別的資源,例如,客戶可以選擇抑制傳輸?shù)囊曨l或聲頻部分。根據(jù)命令的增加或減少,R S V P 可以動(dòng)態(tài)地分配資源;然而,R S V P 要謹(jǐn)慎地參考網(wǎng)絡(luò)管理員設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù),以確保分配的帶寬和其他資源不會(huì)超過規(guī)定的范圍限制。多媒體服務(wù)器通過R S V P 請求6 M b p s 的帶寬公司總裁的優(yōu)先級要比其他董事會(huì)成員的優(yōu)先級高圖6-5 使用R S V P 6.7 傳統(tǒng)L A N設(shè)計(jì)與多點(diǎn)傳送問題許多現(xiàn)有的校園局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)都不具備足夠的帶寬來運(yùn)行要求很高的多媒體應(yīng)用程序,如視頻會(huì)議或交互式多媒體課堂等。這類問題通常并不是L A N介質(zhì)的問題,而

34、是因?yàn)長 A N的硬件實(shí)施和分段的效率很低造成的。如第5章所述,用交換機(jī)替代集線器、并用雙絞線電纜和交換機(jī)替代細(xì)同軸電纜和中繼器可以獲得大量的帶寬(見圖6 -6和6 -7。在多媒體服務(wù)器和工作站沖突域之間放置路由器也是將信息流分段并提供網(wǎng)絡(luò)安全性的有效手段,這種方法還提供了調(diào)整多點(diǎn)傳送中的不同協(xié)議的能力。多媒體服務(wù)器集線器集線器圖6-6 基于集線器的網(wǎng)絡(luò)多媒體服務(wù)器交換機(jī)用交換機(jī)代替集線器交換機(jī)圖6-7 用交換機(jī)替代集線器提高現(xiàn)有多媒體網(wǎng)絡(luò)的性能當(dāng)為網(wǎng)絡(luò)選擇L A N 交換機(jī)時(shí),一定要選擇具有過濾功能、緩沖功能和低延遲的交換機(jī), 如那些使用A S I C 技術(shù)和開通式交換技術(shù)的交換機(jī)。過濾功能

35、尤其重要,因?yàn)闆]有了過濾功能,多點(diǎn)傳送包就會(huì)像廣播包一樣充斥整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí),L A N 交換機(jī)應(yīng)該為V L A N 進(jìn)行配置,以協(xié)助控制多點(diǎn)傳送域的大小和范圍。作為提高網(wǎng)絡(luò)性能和安全性的手段,與多點(diǎn)傳送路由協(xié)議兼容的路由器(兼容是強(qiáng)制的也可以添加到多媒體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中。路由器可以用來將信息流分段并隔離沖突域。在需要V L A N 的情況下,路由器可以使得分離的V L A N 彼此間能進(jìn)行通信,以進(jìn)一步控制多點(diǎn)傳送包。隨著網(wǎng)絡(luò)的膨脹和多媒體流量的增加,路由器成為控制流量模式的重要資源,如圖 6 -8所示。路由器之間的鏈路應(yīng)該是高速的,或者需要額外的帶寬時(shí),可以被截?cái)?。圖6-8 在多點(diǎn)傳送網(wǎng)絡(luò)中使用路

36、由器6.8 LAN 設(shè)計(jì)解決方案快速以太網(wǎng)對于許多部署多媒體應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)來說,最節(jié)省成本且可靠的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是快速以太網(wǎng)?？焖僖蕴W(wǎng)為在網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)傳輸多媒體和其他類型的數(shù)據(jù)提供了必要的帶寬。如果速度低于1 00M b p s ,則不能完全滿足傳輸組合數(shù)據(jù)類型的需要,不能達(dá)到可靠性能的標(biāo)準(zhǔn)。F D D I (參見第2章利用雙環(huán)冗余結(jié)構(gòu),也提供1 00M b p s 傳輸。通常F D D I 要比快速以太網(wǎng)成本高,但它的確是一種可替代快速以太網(wǎng)的方案,尤其是對于已經(jīng)在主 干實(shí)施和服務(wù)器組中部署了F D D I 的公司來說,更是如此?？焖僖蕴W(wǎng)在Category 5非屏蔽雙絞線( U T P 或單模、

37、多模光纖電纜上的傳輸帶寬最小可達(dá)1 00M b p s 。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商不同,用全雙工操作時(shí),帶寬可達(dá) 2 00M b p s 。與1 0M b p s 的以太網(wǎng)相同,快速以太網(wǎng)利用了帶有沖突檢測的載波多路偵聽存取( C S M A /C D 網(wǎng)絡(luò)訪問方法(參見第11章。快速以太網(wǎng)的兩個(gè)最強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)在于,有了Category 5 UTP 后,安裝快速以太網(wǎng)相對來說就很便宜了,而且從傳統(tǒng)的1 0M b p s 到1 00M b p s 以太網(wǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)變非常直接。如果已經(jīng)在服務(wù)器和工作站上安裝了1 0/100M b p s 的N I C ,那么由于不需要再取代N I C 了,所以從1 0M b p

38、 s 向1 00M b p s轉(zhuǎn)變就更容易、也更便宜了。高速主干交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)多媒體服務(wù)器多媒體服務(wù)器多媒體服務(wù)器通過路由器的分段主干流量分段沖突域分段沖突域 快速以太網(wǎng)提供的帶寬可以充分利用各種不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的特點(diǎn),包括高速客戶機(jī)/服務(wù)器連接、高速互換通信和全雙工能力(無沖突等,這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)特點(diǎn)極大增加了帶寬并顯著增加了輸入輸出總量。高速服務(wù)器連接已經(jīng)在快速以太網(wǎng)中流行開來?？焖僖蕴W(wǎng)服務(wù)器連接在服務(wù)器需要傳遞多個(gè)多媒體流的視頻服務(wù)器實(shí)施中工作得特別出色。利用高速連接的能力與服務(wù)器的C P U 和總線結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行的操作系統(tǒng)密切相關(guān)。例如,Novell NetWa r e 中具有I /O

39、高速緩存,使得可以進(jìn)行高速轉(zhuǎn)換。還有其他的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以代替快速以太網(wǎng),如AT M 等,但就比較昂貴了,而且實(shí)施起來也比較困難。例如,可以用AT M 作為L A N 網(wǎng)絡(luò)的主干。同樣,兩個(gè)頻繁使用流式視頻的AT M L A N 可以用AT M 或基于S O N E T 的WA N 來連接。在令牌環(huán)網(wǎng)上與快速以太網(wǎng)等價(jià)的是快速令牌環(huán),其速度可達(dá)到1 00M b p s 。從令牌環(huán)到快速令牌環(huán)的轉(zhuǎn)變要比從以太網(wǎng)向快速以太網(wǎng)轉(zhuǎn)變用的成本高,因?yàn)榇藭r(shí) 很可能需要取代N I C 甚至還要更換網(wǎng)絡(luò)電纜?？焖倭钆骗h(huán)組件很可能也很貴,因?yàn)樗鼈儾荒芟窨焖僖蕴W(wǎng)組件那樣大批量生產(chǎn)。6.9 WA N 設(shè)計(jì)與多點(diǎn)傳送問

40、題為遠(yuǎn)距離的語音、視頻和數(shù)據(jù)傳輸通過WA N 連接兩個(gè)L A N 時(shí),要涉及到WA N 與所連接L A N 的速度和應(yīng)用程序相匹配的問題。當(dāng)考慮選擇WA N 服務(wù)時(shí),應(yīng): 使WA N 的帶寬與L A N 和軟件應(yīng)用程序的帶寬相匹配。 選擇與語音、視頻、數(shù)據(jù)、會(huì)議和多媒體應(yīng)用程序兼容的WA N 服務(wù)。 找一個(gè)可提供S L A (服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的服務(wù)提供商,以保證WA N 與貴公司的要求匹配。 對那些要求高的WA N 通信,應(yīng)該使用可提供Q o S 的WA N 服務(wù)。非常符合這些標(biāo)準(zhǔn)的WA N 服務(wù)包括AT M 、B r o a d b a n d 、I S D N 和S O N E T 等所有能超

41、過1 00M b p s 并與多媒體兼容的高速WA N 服務(wù)。AT M 也包含了Q o S ,也就是說它可以根據(jù)不同應(yīng)用程序(如多媒體,請參見第9章的需要來專門分配帶寬?？商峁└咚俟饫w通信的物理WA N 線路中采用了電路交換技術(shù),包括交換5 6K b p s 、交換T- 1、T- 3和B -I S D N 。雖然連接到T- 3的幀中繼只能提供4 5M k p s 的帶寬,但仍不失為一種WA N 選擇。目前通過WA N 連接到L A N 上來訪問多媒體的個(gè)人或小公司可以選用I S D N 和電纜調(diào)制解調(diào)器。其他選擇有逐漸涌現(xiàn)的電信技術(shù)和衛(wèi)星技術(shù),如低軌道衛(wèi)星可以提供的訪問速度超過了5 0M b

42、p s 。圖6-9使用備份鏈路WA N 上被訪問的多媒體服務(wù)器以太網(wǎng)以太網(wǎng)T-1鏈路56 Kpbs 的備份鏈路 第1步是要仔細(xì)調(diào)查當(dāng)?shù)乜捎玫腤A N 技術(shù),并比較它們的服務(wù)和成本。成本的差異并不單單因?yàn)榉?wù),而還在于服務(wù)、Q o S 和S L A 使用的電路類型。而且,在某些情況下,需要使用多種類型的服務(wù),尤其是那些關(guān)鍵的WA N 通信的備份服務(wù)更是如此。例如,主服務(wù)可以在T- 1線路上,而備份可以是用交換5 6K b p s 通信技術(shù)或微波通信技術(shù)(見圖6 -9。6.9.1 降低成本、提高性能降低成本并提高WA N 連接利用率的一條途徑是在應(yīng)用程序使用期間對WA N 的使用進(jìn)行規(guī)劃。視頻會(huì)議

43、等要求高的應(yīng)用程序通常在高網(wǎng)絡(luò)消耗的白天使用,而用于培訓(xùn)或課堂的視頻服務(wù)應(yīng)用程序等其他應(yīng)用則可以規(guī)劃在下班以后。另一種方法是在L A N /W A N 中將幾個(gè)視頻服務(wù)器部署在不同的位置(圖6 -10。用戶可在白天訪問本地視頻服務(wù)器的多媒體應(yīng)用程序,在晚上,當(dāng)WA N 上的信息流量減少時(shí),視頻服務(wù)器再接收新的視頻內(nèi)容的更新,從而,當(dāng)在服務(wù)器上安裝新的課程或培訓(xùn)時(shí),可以通過WA N 復(fù)制到其他的服務(wù)器上。例如,M i c r o s o f t Windows NT Server 上就有軟件可以自動(dòng)從一臺服務(wù)器向另一臺服務(wù)器復(fù)制文件和文件夾。 圖6-10 在WA N 中分布的多媒體服務(wù)器6.9.

44、2 提高WA N 性能的廠商及產(chǎn)品特點(diǎn)有些廠商可以通過貫徹其他特殊的技術(shù)來提高WA N性能,如快照路由技術(shù)、I P X /S P X 電子欺騙法和請求式帶寬等。在快照路由技術(shù)中,路由器接口是脫機(jī)離線的,直到接口上有流量了才會(huì)聯(lián)機(jī)。一旦有了信息流,路由器將于在線路上發(fā)送包之前與遠(yuǎn)程路由器聯(lián)系或撥號到遠(yuǎn)程路由器以更新路由表?？煺章酚杉夹g(shù)用來保存線路使用,以便線路上的信道可以由其他載波服務(wù)或客戶使用。如果在WA N 連接中,路由器是通過撥號線路和調(diào)制解調(diào)器連接的,那么路由器將啟動(dòng)撥號進(jìn)程。分布式多媒體服務(wù)器分布式多媒體服務(wù)器分布式多媒體服務(wù)器以太網(wǎng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)T-1鏈路 I P X/S P X電子欺

45、騙技術(shù)用在傳輸N e t W a r e服務(wù)器信息流量的WA N上。N e t W a r e服務(wù)器常會(huì)向客戶端發(fā)送“保持活動(dòng)”的包,以在一定時(shí)期內(nèi)讓一個(gè)連接保持活動(dòng)。當(dāng)客戶端處于不活動(dòng)狀態(tài)時(shí),這些包就會(huì)每隔幾分鐘發(fā)送一次。例如,一個(gè)客戶端登錄到了服務(wù)器上,但當(dāng)前又不處理任何業(yè)務(wù)時(shí),N e t W a r e服務(wù)器就會(huì)向它發(fā)送這種包。當(dāng)在服務(wù)器上連接著許多網(wǎng)絡(luò)客戶端時(shí),這種包會(huì)大大地增加L A N和WA N的信息流量。I P X/S P X電子欺騙技術(shù)是WA N路由器的一大特點(diǎn),可使路由器向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)響應(yīng)來維護(hù)連接,從而減少了來自所有連接的客戶端的信息流量。對于運(yùn)行Windows 95、W

46、indows 98和Windows NT的客戶端,另一種途徑是在這些操作系統(tǒng)的R e g i s t r y軟件中增大I P X的包保持活動(dòng)的定時(shí)參數(shù)。為提高WA N輸入輸出總和性能,另一種可替代I P X/S P X電子欺騙技術(shù)的方法是 實(shí)施N e t W a r e的新版本,這種新版的N e t W a r e與T C P/I P兼容,在WA N上取消了I P X/S P X的使用。WA N提供商們提供的另一種選擇是根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用程序或信息流量的需要來設(shè)置帶寬,這也稱為“請求式帶寬”。例如,有些WA N服務(wù)提供商的設(shè)備可以根據(jù)當(dāng)前信息流量的需要增加或減少所使用的資源。另一些提供商則對WA N

47、路由器進(jìn)行部署,使路由器可以根據(jù)誰在訪問WA N來維護(hù)設(shè)置WA N資源用的訪問列表。客戶端的地址決定了將要使用的資源的類型和數(shù)量。還有一種請求式帶寬技術(shù),即基于策略的路由,當(dāng)有多個(gè)WA N鏈路或有備份WA N鏈路時(shí)常會(huì)用到。資源使用策略可以進(jìn)行設(shè)置以便低優(yōu)先級的流量如文件傳輸?shù)瓤梢栽?5 6K b p s鏈路等速度較慢的鏈路上發(fā)送。而高優(yōu)先級或?qū)r(shí)間敏感的信息流量如多媒體等,則在快速的T- 1或?qū)拵 S D N鏈路上發(fā)送。除帶寬優(yōu)化外,該技術(shù)還應(yīng)用于安全防護(hù)上,例如,一所以研究為主的大學(xué)與國家大氣研究中心(National Center for Atmospheric Research,N

48、C A R之間有WA N 鏈接,該大學(xué)可以用低優(yōu)先級的T- 3鏈路來發(fā)送非研究性的和安全性較低的信息流量,如 E -m a i l等,而用高優(yōu)先級的AT M鏈路來向超級計(jì)算機(jī)發(fā)送研究信息。6.10 銷售商、標(biāo)準(zhǔn)以及電話技術(shù)的熱點(diǎn)在幾年之后,多媒體應(yīng)用將變得更為高級,視頻和音頻可以在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸中無縫融合。同樣,電話、電視和計(jì)算機(jī)技術(shù)也可能更好地融合。在下面的技術(shù)中我們很多人已經(jīng)遇到了這些技術(shù): 音頻和視頻會(huì)議。 基于計(jì)算機(jī)的培訓(xùn)( C B T。 數(shù)字和交互電視。 工業(yè)機(jī)器人和機(jī)械控制。 信息站中的計(jì)算機(jī)所提供的信息服務(wù)。 交互式游戲。將來有一天,普通的電話交談會(huì)變得像一個(gè)小型的視頻會(huì)議一樣,

49、通過一種結(jié)合了計(jì)算機(jī)、電視和電話服務(wù)的設(shè)備進(jìn)行。這些技術(shù)正在通過語音消息、P C/T V、I P/T V和Internet TV 以及I n t e r n e t電話和其他媒體迅速地融合。為了迎接這些令人振奮的技術(shù),廠商和標(biāo)準(zhǔn)化組織必須能夠做到以下幾點(diǎn): 在市場上推出新的更具有價(jià)格優(yōu)勢的設(shè)備。 開發(fā)一種新的協(xié)議來傳輸和控制信息。 提高壓縮和同步技術(shù)。 向每一個(gè)家庭和企業(yè)提供可以負(fù)擔(dān)得起的高速鏈路。 開發(fā)一種新的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備和物理介質(zhì),緊跟高速連接方面的需求。 開發(fā)結(jié)合P C、T V和音頻以及電信設(shè)備功能的設(shè)備(和透明軟件,每個(gè)人用起來都非常簡單。 繼續(xù)制定全球和國際標(biāo)準(zhǔn),以確?；ミB性。 訓(xùn)練

50、安裝人員和用戶。6 .11 本章小結(jié)視頻會(huì)議、流式多媒體和其他L A N、WA N復(fù)合應(yīng)用在所有類型的公司中都取得了長足的進(jìn)步,甚至已經(jīng)步入了家庭。通過J P E G壓縮在I n t e r n e t上傳輸圖像已經(jīng)十分常見。通過L A N和WA N連接甚至可以提供伴以立體聲或者環(huán)繞立體聲和高質(zhì)量圖像的M P E G和其他視頻和音頻應(yīng)用。在本章中,我們學(xué)習(xí)了許多音頻文件傳輸格式,包括A I F F、M I D I和P C M。結(jié)合了音頻和視頻的傳輸格式要少一些,M P E G正在成為一種穩(wěn)定的多媒體傳輸。在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上提供集成的語音、視頻和數(shù)據(jù)引入了一些獨(dú)特的設(shè)計(jì)問題。其中最為重要的是設(shè)計(jì)出具

51、有足夠帶寬的網(wǎng)絡(luò),以傳輸這些多媒體應(yīng)用導(dǎo)致大流量。通過安裝交換機(jī)和路由器可以對現(xiàn)有的L A N進(jìn)行改造。作為一種不算昂貴的即時(shí)解決方案,現(xiàn)在許多的網(wǎng)絡(luò)管理員都轉(zhuǎn)向了交換式的快速以太網(wǎng)。其他的網(wǎng)絡(luò)管理員,尤其是必須考慮WA N連接的人們,一般都選擇了AT M作為快速的解決方案。對于音頻、視頻和數(shù)據(jù)來說,WA N設(shè)計(jì)上的問題包括選擇可以提供足夠帶寬的技術(shù),以便具有與L A N相似的傳輸能力,支持以上所有三種通信。WA N實(shí)現(xiàn)也應(yīng)該使用一些可行的技術(shù)來提高性能,并且根據(jù)可變的需求分配資源。在未來的幾年中,在多媒體和集成化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)上將取得長足的進(jìn)步。這些進(jìn)步在諸如基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)教育、文檔會(huì)議、視頻會(huì)

52、議以及流應(yīng)用等應(yīng)用上得到了一定的體現(xiàn)?，F(xiàn)在,多媒體應(yīng)用使得P C和網(wǎng)絡(luò)真正地顯示了它們的潛力,主要表現(xiàn)在對通信的影響、跨長距離的交互、支持學(xué)習(xí)和使用集體力量解決問題等方面。6 .11.1 復(fù)習(xí)題1 在I P X電子欺騙技術(shù)中:a. 路由器響應(yīng)對工作站的“保持活動(dòng)”的查詢b. 一個(gè)工作站響應(yīng)段上所有工作站,來發(fā)送連接消息c. TCP/IP被封裝以看上去像I P Xd. SPX執(zhí)行那些通常由I P X執(zhí)行的功能2 實(shí)時(shí)協(xié)議( R T P在哪個(gè)協(xié)議上運(yùn)行?a. IPXb. UDP d. MOSPF3 哪一項(xiàng)音頻格式化技術(shù)可以在1 6個(gè)信道上傳輸聲音?a. 杜比聲系統(tǒng)b. 全球移動(dòng)通信系統(tǒng)( G S

53、Mc. 波形音頻文件格式( W AV d. 樂器數(shù)字接口( M I D I4 假設(shè)您在Microsoft Windows 95環(huán)境下用瀏覽器在Internet 上播放最喜歡的音樂大師的音帶演示教程,您最有可能使用哪種音頻文件格式?a. 環(huán)繞聲b. 壓縮T I Fc. PCM U-Lawd. Apple AIFF5 對于一網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用程序,其最小延遲為5 0m s,最大延遲為7 40m s,下列哪項(xiàng)是正確的?a. 總延遲為7 90m sb. 抖動(dòng)為6 90m sc. 最大延遲可能會(huì)超過7 90m s,但不會(huì)影響對時(shí)間敏感的應(yīng)用程序d. 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行為10 Mbps,但可以升級到1 00M b p s

54、6 網(wǎng)絡(luò)上的路由器使用的是路由信息協(xié)議( R I P,那么應(yīng)該使用哪種多點(diǎn)傳送協(xié)議?a. PIMb. MOSPFc. DVMRPd. 以上都可以用e. a和b都可以用f. a和c都可以用7 下列哪項(xiàng)使用有失真壓縮?a. JPEGb. MPEGc. GSMd. 以上都是e. 只有a和bf. 只有b和c8 簡單的脈沖編碼調(diào)制( P C M:a. 以6 4K b p s的速度傳送數(shù)字信號b. 將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為光信號c. 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)噪音時(shí),將數(shù)字信號的傳輸速率降低到8 Kbpsd. 以上都對e. 只有a和b 9 下列哪項(xiàng)用于M P E G中?a. 雙向插補(bǔ)b. 信號發(fā)生編碼c. 預(yù)測編碼d. 以上都

55、是e. 只有a和bf. 只有a和c10 NTSC壓縮使用:a. 625掃描線b. 掃描指針,而不是掃描線c. 525掃描線d. 當(dāng)圖片的圖像因?yàn)檠舆t而失去色彩時(shí),使用信號再生11 運(yùn)動(dòng)視頻圖像:a. 以高達(dá)0.2 Mbps的速度發(fā)送b. 是一系列幀c. 是一個(gè)分成了許多子圖像的大位圖圖像d. 在網(wǎng)絡(luò)上以脈沖串的形式發(fā)送12 升級網(wǎng)絡(luò)以處理多媒體的最優(yōu)方法是:a. 用交換機(jī)代替集線器b. 給WA N鏈路增加轉(zhuǎn)發(fā)器c. 在L A N及WA N上部署T- 1d. 升級到1 0B a s e-T13 有失真壓縮基于:a. 眼睛不能檢測到色彩的微小變化b. 刪除平滑的色彩c. 創(chuàng)建不規(guī)則顯示d. 取消圖

56、像的規(guī)范化的邊界14 下列哪項(xiàng)音頻采樣速度產(chǎn)生的播放效果最好?a. 2KHzb. 19KHzc. 10KHzd. 512KHz15 下列哪項(xiàng)使用的帶寬可能最大?a. JPEG文件b. 流式音頻文件c. 流式視頻文件d. E-mail16 由交換機(jī)引起的時(shí)延數(shù)稱為: b. 端到端延遲c. 處理延遲d. 傳輸延遲17 有5臺從服務(wù)器中接收多媒體應(yīng)用程序的工作站,因此這個(gè)服務(wù)器要將每個(gè)包傳送5次(一個(gè)工作站一次。這個(gè)過程稱為:a. 廣播b. 多點(diǎn)傳送c. 單點(diǎn)傳送d. 域傳送18 下列哪項(xiàng)在被多媒體應(yīng)用程序使用時(shí),會(huì)潛在地產(chǎn)生最大的網(wǎng)絡(luò)信息流量?a. 廣播b. 多點(diǎn)傳送c. 單點(diǎn)傳送d. 域傳送19

57、 MPEG-1音頻可以以什么樣的比例壓縮?a. 24:1b. 75:1c. 2:1d. 6:120 下列哪一層用于多點(diǎn)傳送編址?a. 第4層b. 第3層c. 第2層d. 以上都是e. 只有a和bf. 只有b和c21 當(dāng)使用多點(diǎn)傳送時(shí),IGMP (Internet Group Management Protocol 應(yīng)設(shè)置在:a. 多媒體服務(wù)器b. 可以看到多點(diǎn)傳送的網(wǎng)絡(luò)路由器c. 客戶端接收器d. 以上都是e. 只有a和bf. 只有a和c22 除帶寬外,下列哪項(xiàng)是多媒體應(yīng)用程序所關(guān)注的?a. 壓縮類型b. 抖動(dòng)c. 同步d. 以上都是 f. 只有b和c23 一M P E G傳輸大約需要多大的帶寬?a. 10 Mbpsb. 1.5 Mbpsc. 0.5 Mbpsd. 64 Kbps24 假設(shè)您計(jì)劃在網(wǎng)絡(luò)上部署兩臺多媒體服務(wù)器,并想升級到快速以太網(wǎng)。所有的計(jì)算機(jī)都