第7章多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)

1、第7章 多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)第7章 多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握多媒體通信對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的要求掌握多媒體通信對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的要求 熟悉網(wǎng)絡(luò)的類別（電路交換網(wǎng)絡(luò)及分組交換網(wǎng)絡(luò)）及特點(diǎn)熟悉網(wǎng)絡(luò)的類別（電路交換網(wǎng)絡(luò)及分組交換網(wǎng)絡(luò)）及特點(diǎn)掌握電路交換廣域網(wǎng)、分組交換廣域網(wǎng)、掌握電路交換廣域網(wǎng)、分組交換廣域網(wǎng)、IP網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)多媒體信息傳輸?shù)闹С謱?duì)多媒體信息傳輸?shù)闹С至私庀乱淮W(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識(shí)了解下一代網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識(shí)第7章 多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)7.1 概述7.2 多媒體傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求7.3 網(wǎng)絡(luò)類別7.4 電路傳輸廣域網(wǎng)對(duì)多媒體傳輸?shù)闹С?.5 分組交換廣域網(wǎng)對(duì)多媒體傳輸?shù)闹С郑?.5.1）7.6 ATM網(wǎng)對(duì)

2、多媒體信息傳輸?shù)闹С郑?.6.1,7.6.3）7.7 以太網(wǎng)對(duì)多媒體信息傳輸?shù)闹С?.8 IP網(wǎng)對(duì)多媒體信息傳輸?shù)闹С?.9 IP QoS保障機(jī)制7.10 無線局域網(wǎng)對(duì)多媒體信息傳輸?shù)闹С?.11 蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)對(duì)多媒體信息傳輸?shù)闹С?.12 寬帶用戶接入網(wǎng)7.13 下一代網(wǎng)絡(luò)7.1 概述l 多媒體信息傳輸時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出很高的要求，原因如下：多媒體信息傳輸時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出很高的要求，原因如下： （1 1）多媒體數(shù)據(jù)的）多媒體數(shù)據(jù)的海量性海量性 （2 2）多媒體數(shù)據(jù)的）多媒體數(shù)據(jù)的集成性集成性 （3 3）多媒體通信的）多媒體通信的實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)性 （4 4）多媒體通信的）多媒體通信的交互性交互性 （5 5

3、）多媒體通信的）多媒體通信的同步性同步性 現(xiàn)階段多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呐Ψ较颍喝绾胃鶕?jù)多媒體現(xiàn)階段多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呐Ψ较颍喝绾胃鶕?jù)多媒體數(shù)據(jù)的特征來改造現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)的特征來改造現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)。 7.1 概述基于上述幾條，我們要討論的支持多媒體傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)包括：u 多媒體終端和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間或節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間的傳輸介質(zhì)和光電部件；u 網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備；u 通信協(xié)議；u 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和管理系統(tǒng)。7.2 多媒體傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求1、吞吐量（、吞吐量（throughout） - 指網(wǎng)絡(luò)傳輸二進(jìn)制信息的速率，也稱比特率或帶寬。指網(wǎng)絡(luò)傳輸二進(jìn)制信息的速率，也稱比特率或帶寬。 -多媒體通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)吞吐量的需求與多媒體通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)吞吐

4、量的需求與傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率、接收端緩沖容量接收端緩沖容量和和數(shù)據(jù)流量數(shù)據(jù)流量有關(guān)有關(guān)。n持續(xù)的、大數(shù)據(jù)量的傳輸是多媒體信息傳輸?shù)囊粋€(gè)特點(diǎn)。持續(xù)的、大數(shù)據(jù)量的傳輸是多媒體信息傳輸?shù)囊粋€(gè)特點(diǎn)。若就單個(gè)媒體而言，實(shí)時(shí)傳輸?shù)幕顒?dòng)圖像對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬要若就單個(gè)媒體而言，實(shí)時(shí)傳輸?shù)幕顒?dòng)圖像對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求最高，其次是聲音。求最高，其次是聲音。7.2.1 性能指標(biāo) 對(duì)于運(yùn)動(dòng)圖像而言，人們能感到的質(zhì)量參數(shù)有兩個(gè)，分別對(duì)于運(yùn)動(dòng)圖像而言，人們能感到的質(zhì)量參數(shù)有兩個(gè)，分別是每秒的幀數(shù)和每幅圖像的分辨率。根據(jù)不同條件下的實(shí)時(shí)視是每秒的幀數(shù)和每幅圖像的分辨率。根據(jù)不同條件下的實(shí)時(shí)視頻傳輸?shù)囊?，可?/p>

5、將視頻的服務(wù)質(zhì)量分為頻傳輸?shù)囊?，可以將視頻的服務(wù)質(zhì)量分為5 5個(gè)等級(jí)：個(gè)等級(jí)：等級(jí)等級(jí)名名 稱稱分辨率分辨率幀率（幀幀率（幀/s）壓縮后數(shù)據(jù)率壓縮后數(shù)據(jù)率1高清晰度電視質(zhì)量高清晰度電視質(zhì)量19201080602040Mb/s（MPEG-2壓縮）壓縮）2演播室數(shù)字電視質(zhì)量演播室數(shù)字電視質(zhì)量7205762568Mb/s（MPEG-2壓縮）壓縮）3廣播電視質(zhì)量廣播電視質(zhì)量720576 2536Mb/s（MPEG-2壓縮）壓縮）4錄像機(jī)質(zhì)量錄像機(jī)質(zhì)量360288251.4Mb/s（MPEG-1壓縮）壓縮）5會(huì)議電視質(zhì)量會(huì)議電視質(zhì)量35228810幀幀/s以上以上128384kb/s（H.261壓縮）

6、壓縮）(1)視頻對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求視頻對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求 聲音是另一種對(duì)帶寬要求較高的媒體，可以將聲音是另一種對(duì)帶寬要求較高的媒體，可以將音頻的服務(wù)質(zhì)量分為音頻的服務(wù)質(zhì)量分為4 4個(gè)等級(jí)：個(gè)等級(jí)：等級(jí)等級(jí)名名 稱稱帶寬帶寬取樣頻率取樣頻率量化比量化比特?cái)?shù)特?cái)?shù)壓縮后數(shù)據(jù)率壓縮后數(shù)據(jù)率1電話質(zhì)量話電話質(zhì)量話音音300Hz3400Hz8kHz832kb/s、16kb/s甚甚至至4kb/s2高質(zhì)量話音高質(zhì)量話音50Hz7kHz22kHz164864kb/s3CD質(zhì)量的音質(zhì)量的音樂樂20kHz以內(nèi)以內(nèi)44.1kHz16192kb/s或或128kb/s（MPEG-1壓縮）壓縮）45.1聲道立體聲道立體環(huán)繞聲環(huán)

7、繞聲320kHz48kHz22320kb/s（AC-3壓壓縮）縮）(2)聲音對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求聲音對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求2、傳輸延時(shí)多媒體通信系統(tǒng)對(duì)延時(shí)的要求主要體現(xiàn)在實(shí)時(shí)性要求。u 網(wǎng)絡(luò)的傳輸延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的傳輸延時(shí)（Transmission DelayTransmission Delay）是指信源）是指信源發(fā)出第一個(gè)比特到信宿接收到第一個(gè)比特之間的時(shí)間差。發(fā)出第一個(gè)比特到信宿接收到第一個(gè)比特之間的時(shí)間差。u 包含兩部分：包含兩部分：信號(hào)在物理介質(zhì)中的傳播延時(shí)信號(hào)在物理介質(zhì)中的傳播延時(shí)（延時(shí)（延時(shí)的大小與具體的物理介質(zhì)有關(guān)）和的大小與具體的物理介質(zhì)有關(guān)）和數(shù)據(jù)在網(wǎng)中的處理延數(shù)據(jù)在網(wǎng)中的處理延時(shí)時(shí)（如復(fù)用（

8、如復(fù)用/ /解復(fù)用時(shí)間、在節(jié)點(diǎn)中的排隊(duì)等）。解復(fù)用時(shí)間、在節(jié)點(diǎn)中的排隊(duì)等）。 u 另一個(gè)經(jīng)常用到的參數(shù)是另一個(gè)經(jīng)常用到的參數(shù)是端到端的延時(shí)（端到端的延時(shí)（end-to-end-to-end Delayend Delay），），包含三部分。包含三部分。3、延時(shí)抖動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的變化網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的變化稱為網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)抖動(dòng)（稱為網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)抖動(dòng)（Delay JitterDelay Jitter），），即不同數(shù)據(jù)包延時(shí)之間的差別。即不同數(shù)據(jù)包延時(shí)之間的差別。 產(chǎn)生延時(shí)抖動(dòng)的原因包括：產(chǎn)生延時(shí)抖動(dòng)的原因包括：l傳輸系統(tǒng)引起的延時(shí)抖動(dòng)傳輸系統(tǒng)引起的延時(shí)抖動(dòng)，稱為物理抖動(dòng)。，稱為物理抖動(dòng)。其幅度一般只在微秒量級(jí)

9、，甚至于更小。對(duì)于電路交換的網(wǎng)其幅度一般只在微秒量級(jí)，甚至于更小。對(duì)于電路交換的網(wǎng)絡(luò)，只存在物理抖動(dòng)。絡(luò)，只存在物理抖動(dòng)。l共享傳輸介質(zhì)的局域網(wǎng)引起的延時(shí)抖動(dòng)共享傳輸介質(zhì)的局域網(wǎng)引起的延時(shí)抖動(dòng)。延時(shí)抖動(dòng)主要來源于介質(zhì)訪問時(shí)間的變化。延時(shí)抖動(dòng)主要來源于介質(zhì)訪問時(shí)間的變化。l廣域網(wǎng)引起的延時(shí)抖動(dòng)。廣域網(wǎng)引起的延時(shí)抖動(dòng)。延時(shí)抖動(dòng)主要來源于流量控制的等待時(shí)間及節(jié)點(diǎn)擁塞而產(chǎn)生延時(shí)抖動(dòng)主要來源于流量控制的等待時(shí)間及節(jié)點(diǎn)擁塞而產(chǎn)生的排隊(duì)延時(shí)的變化。的排隊(duì)延時(shí)的變化。 實(shí)際的多媒體應(yīng)用對(duì)延時(shí)抖動(dòng)有不同的要求。實(shí)際的多媒體應(yīng)用對(duì)延時(shí)抖動(dòng)有不同的要求。 數(shù)據(jù)類型或應(yīng)用數(shù)據(jù)類型或應(yīng)用延時(shí)抖動(dòng)（延時(shí)抖動(dòng)（ms）CD質(zhì)

10、量的聲音質(zhì)量的聲音100電話質(zhì)量的聲音電話質(zhì)量的聲音400高清晰度電視高清晰度電視50廣播質(zhì)量電視廣播質(zhì)量電視100會(huì)議質(zhì)量電視會(huì)議質(zhì)量電視400延時(shí)抖動(dòng)要求延時(shí)抖動(dòng)要求4、錯(cuò)誤率在傳輸系統(tǒng)中產(chǎn)生的錯(cuò)誤有以下幾種度量方式：在傳輸系統(tǒng)中產(chǎn)生的錯(cuò)誤有以下幾種度量方式：n誤碼率（誤碼率（Bit Error RateBit Error Rate，BERBER）指在傳輸過程中所殘留的錯(cuò)誤比特的頻數(shù)。指在傳輸過程中所殘留的錯(cuò)誤比特的頻數(shù)。n包錯(cuò)誤率（包錯(cuò)誤率（Packet Error RatePacket Error Rate，PERPER）指在傳輸過程中發(fā)生錯(cuò)誤的包與傳輸?shù)目偘鼣?shù)之比（包錯(cuò)指在傳輸過程中

11、發(fā)生錯(cuò)誤的包與傳輸?shù)目偘鼣?shù)之比（包錯(cuò)誤是指同一個(gè)包兩次接收、包丟失或包的次序顛倒）。誤是指同一個(gè)包兩次接收、包丟失或包的次序顛倒）。n包丟失率（包丟失率（Packet Loss RatePacket Loss Rate，PLRPLR）指由于包丟失而引起的包錯(cuò)誤。包在傳輸過程中丟失的原指由于包丟失而引起的包錯(cuò)誤。包在傳輸過程中丟失的原因有多種，通常最主要的原因就是網(wǎng)絡(luò)擁塞，致使包的傳因有多種，通常最主要的原因就是網(wǎng)絡(luò)擁塞，致使包的傳輸延時(shí)過長，超過了設(shè)定到達(dá)的時(shí)限從而被接收端丟棄。輸延時(shí)過長，超過了設(shè)定到達(dá)的時(shí)限從而被接收端丟棄。7.2.2 網(wǎng)絡(luò)功能1. 單向網(wǎng)絡(luò)和雙向網(wǎng)絡(luò)單向網(wǎng)絡(luò)：信息傳輸只能

12、沿一個(gè)方向進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)。 如：傳統(tǒng)的有線電視（CATV）網(wǎng)雙向網(wǎng)絡(luò)：支持兩個(gè)終端之間相互傳送信息的網(wǎng)絡(luò)。 如：多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò) 分為：雙向?qū)ΨQ信道；雙向不對(duì)稱信道2. 單播、多播和廣播單播（Unicast）：點(diǎn)到點(diǎn)的通信廣播（Broadcast）：網(wǎng)上一點(diǎn)向網(wǎng)上所有其他點(diǎn)傳送信息多播（Multicast）/組播：網(wǎng)上一點(diǎn)對(duì)網(wǎng)上多個(gè)指定點(diǎn)（同一個(gè)工作組的成員）發(fā)送信息7.2.3 服務(wù)質(zhì)量保障 服務(wù)質(zhì)量（QoS）：是多媒體網(wǎng)絡(luò)中的重要概念，ITU將QoS定義為決定用戶對(duì)服務(wù)的滿意程度的一組服務(wù)性能參數(shù)，可用確定性描述方法和統(tǒng)計(jì)描述方法描述。 以提供的服務(wù)種類來劃分：QoS服務(wù)1. QoS定義2. 定量

13、QoS和定性QoS服務(wù)定量QoS服務(wù)定性QoS服務(wù)用確定性、統(tǒng)計(jì)描述方法提出具用確定性、統(tǒng)計(jì)描述方法提出具體的體的QoS指標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸指標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸過程中保證滿足這些指標(biāo)過程中保證滿足這些指標(biāo)對(duì)對(duì)QoS參數(shù)不知道具體指標(biāo)，但參數(shù)不知道具體指標(biāo)，但是網(wǎng)絡(luò)對(duì)某些應(yīng)用提供比另一些是網(wǎng)絡(luò)對(duì)某些應(yīng)用提供比另一些應(yīng)用更好的服務(wù)。應(yīng)用更好的服務(wù)。對(duì)某個(gè)應(yīng)用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流提對(duì)某個(gè)應(yīng)用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流提供相同的供相同的QoS服務(wù)服務(wù)對(duì)所有用戶數(shù)據(jù)都根據(jù)某種對(duì)所有用戶數(shù)據(jù)都根據(jù)某種準(zhǔn)則被劃分為幾種類型，對(duì)準(zhǔn)則被劃分為幾種類型，對(duì)相同類型數(shù)據(jù)包提供統(tǒng)一的相同類型數(shù)據(jù)包提供統(tǒng)一的服務(wù)服務(wù)7.2.3 服務(wù)質(zhì)量保障

14、 是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機(jī)制，包括連接接納、資源預(yù)留、流量控制、擁塞控制、差錯(cuò)控制等。 以服務(wù)對(duì)象來劃分：QoS服務(wù)4. QoS機(jī)制3. 針對(duì)流和針對(duì)包類型的QoS服務(wù)針對(duì)流（per-flow）針對(duì)包（per-class）7.3 網(wǎng)絡(luò)類別u根據(jù)數(shù)據(jù)交換方式的不同，現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)大致可分為根據(jù)數(shù)據(jù)交換方式的不同，現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)大致可分為電路電路交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)和和分組交換網(wǎng)絡(luò)分組交換網(wǎng)絡(luò)（存儲(chǔ)（存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)）。轉(zhuǎn)發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)）。p電路交換網(wǎng)絡(luò)電路交換網(wǎng)絡(luò)：終端在通信前需建立實(shí)際的：終端在通信前需建立實(shí)際的物理鏈路物理鏈路，通信結(jié)束后，通信結(jié)束后拆除。拆除。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：能提供固定路由；保障固定比特率；傳輸

15、延時(shí)短；延時(shí)抖動(dòng)僅：能提供固定路由；保障固定比特率；傳輸延時(shí)短；延時(shí)抖動(dòng)僅限于物理抖動(dòng)。限于物理抖動(dòng)。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：帶寬利用低；不支持組播。：帶寬利用低；不支持組播。p分組交換網(wǎng)絡(luò)分組交換網(wǎng)絡(luò)：以：以分組作為其傳輸單位分組作為其傳輸單位。交換節(jié)點(diǎn)先將整個(gè)分組存。交換節(jié)點(diǎn)先將整個(gè)分組存儲(chǔ)，根據(jù)信宿標(biāo)識(shí)選擇路由，登記排隊(duì)，一旦出現(xiàn)空閑，則整組發(fā)送。儲(chǔ)，根據(jù)信宿標(biāo)識(shí)選擇路由，登記排隊(duì)，一旦出現(xiàn)空閑，則整組發(fā)送。分為：分為：數(shù)據(jù)報(bào)方式數(shù)據(jù)報(bào)方式和和虛電路方式虛電路方式優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：復(fù)用效率高；提供定性的：復(fù)用效率高；提供定性的QoS服務(wù)，有利于多媒體信息傳輸。服務(wù)，有利于多媒體信息傳輸。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)延時(shí)大，

16、延時(shí)抖動(dòng)大；網(wǎng)絡(luò)性能的不確定性。：網(wǎng)絡(luò)延時(shí)大，延時(shí)抖動(dòng)大；網(wǎng)絡(luò)性能的不確定性。7.3.1電路交換網(wǎng)絡(luò)和分組交換網(wǎng)絡(luò)電路交換網(wǎng)絡(luò)和分組交換網(wǎng)絡(luò)7.3.2 面向連接方式和無連接方式1. 面向連接的網(wǎng)絡(luò) 兩個(gè)終端之間必須先建立起網(wǎng)絡(luò)連接，才能開始信息傳輸，在信息傳輸結(jié)束后，終端還必須發(fā)出拆連請(qǐng)求，網(wǎng)絡(luò)釋放連接。 電路交換網(wǎng)絡(luò)是面向連接的。2. 無連接的網(wǎng)絡(luò) 兩個(gè)終端之間傳送數(shù)據(jù)包并不需要實(shí)現(xiàn)得到網(wǎng)絡(luò)的許可，網(wǎng)絡(luò)將每個(gè)數(shù)據(jù)包作為獨(dú)立個(gè)體進(jìn)行傳遞。 分組交換網(wǎng)絡(luò)：虛電路模式是面向連接的，數(shù)據(jù)報(bào)模式是無連接的。7.3.3 資源預(yù)留、資源分配和資源共享l資源預(yù)留 網(wǎng)絡(luò)從自己的總資源中（吞吐量、節(jié)點(diǎn)緩存器容量

17、）規(guī)劃出一網(wǎng)絡(luò)從自己的總資源中（吞吐量、節(jié)點(diǎn)緩存器容量）規(guī)劃出一部分給特定的通信過程。部分給特定的通信過程。 通信的通信的QoSQoS只從統(tǒng)計(jì)意義上得到保障。只從統(tǒng)計(jì)意義上得到保障。l資源分配 網(wǎng)絡(luò)把一部分資源實(shí)際分配給了某個(gè)特定的通信過程。網(wǎng)絡(luò)把一部分資源實(shí)際分配給了某個(gè)特定的通信過程。 通信的通信的QoSQoS一般而言是確定的。一般而言是確定的。l資源獨(dú)享 網(wǎng)絡(luò)在建立通信時(shí)把一部分資源網(wǎng)絡(luò)在建立通信時(shí)把一部分資源“物理地物理地”劃歸給通信過程所劃歸給通信過程所有，在通信結(jié)束之前，不把這部分資源分配給其他通信過程。有，在通信結(jié)束之前，不把這部分資源分配給其他通信過程。 通信的通信的QoSQo

18、S得到確定性保障。得到確定性保障。7.4電路交換廣域網(wǎng)對(duì)多媒體信息傳輸?shù)闹С?.4.1 電路交換廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)（Wide-Area Network WAN） 一種用來實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)局域網(wǎng)或城域網(wǎng)的互聯(lián)，可以提供不同地區(qū)、城市和國家之間計(jì)算機(jī)通信的網(wǎng)絡(luò)。l公共電話交換網(wǎng)（PSTN） PSTNPSTN是目前普及程度最高，成本最低的共用通信網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)互是目前普及程度最高，成本最低的共用通信網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中有廣泛應(yīng)用。聯(lián)中有廣泛應(yīng)用。 以電路交換為基礎(chǔ)，通過呼叫在收發(fā)端建立起一個(gè)獨(dú)占的、有固以電路交換為基礎(chǔ)，通過呼叫在收發(fā)端建立起一個(gè)獨(dú)占的、有固定帶寬的物理信道，路由固定、時(shí)延低、不存在延時(shí)抖動(dòng)，對(duì)連

19、定帶寬的物理信道，路由固定、時(shí)延低、不存在延時(shí)抖動(dòng)，對(duì)連續(xù)媒體的同步和實(shí)時(shí)傳輸有利，續(xù)媒體的同步和實(shí)時(shí)傳輸有利， 但須調(diào)制解調(diào)器接入，目前但須調(diào)制解調(diào)器接入，目前ModemModem速率達(dá)到速率達(dá)到164kb/s164kb/s，可以支持低，可以支持低速率多媒體業(yè)務(wù)。速率多媒體業(yè)務(wù)。7.4電路交換廣域網(wǎng)對(duì)多媒體信息傳輸?shù)闹С?.4.1 電路交換廣域網(wǎng)l窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（N-ISDN） N-ISDNN-ISDN是以電路交換為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，具有延時(shí)低而固定的特點(diǎn)。是以電路交換為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，具有延時(shí)低而固定的特點(diǎn)。 用戶接入速率主要有兩種：基本速率用戶接入速率主要有兩種：基本速率144kb/s144k

20、b/s（2B+D2B+D）和一次群）和一次群速率速率2.408Mbit/s2.408Mbit/s（30B+D30B+D）。）。 實(shí)現(xiàn)端到端數(shù)字連接，可以支持包括語音、數(shù)字、圖像等多種多實(shí)現(xiàn)端到端數(shù)字連接，可以支持包括語音、數(shù)字、圖像等多種多媒體業(yè)務(wù)，用于較高質(zhì)量的會(huì)議電視。媒體業(yè)務(wù)，用于較高質(zhì)量的會(huì)議電視。l數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN） 采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)，提供永久或半永久的電路交換連接，傳輸速采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)，提供永久或半永久的電路交換連接，傳輸速率率n n* *64kb/s64kb/s（n=1-32n=1-32）。）。 傳輸通道對(duì)用戶數(shù)據(jù)完全透明，延時(shí)低且固定、帶寬寬，適用于傳輸通道對(duì)用戶數(shù)據(jù)完全透

21、明，延時(shí)低且固定、帶寬寬，適用于多媒體實(shí)時(shí)傳輸。多媒體實(shí)時(shí)傳輸。 DDNDDN的服務(wù)對(duì)象僅限于大型用戶。的服務(wù)對(duì)象僅限于大型用戶。7.4.2 多點(diǎn)控制單元MCUMCU也稱多點(diǎn)控制服務(wù)器（MCS），它的處理功能主要包括：（1）音頻信號(hào)橋接或切換 將各終端送來的音頻信號(hào)混合稱為橋接，然后再送回各將各終端送來的音頻信號(hào)混合稱為橋接，然后再送回各個(gè)終端；或者從中選擇一路信號(hào)送給其他終端稱為切換個(gè)終端；或者從中選擇一路信號(hào)送給其他終端稱為切換。（2）視頻信號(hào)切換或混合 （3）數(shù)據(jù)切換 將會(huì)議中涉及到的數(shù)據(jù)按照與音頻或視頻類似的方法處將會(huì)議中涉及到的數(shù)據(jù)按照與音頻或視頻類似的方法處理理。（4）會(huì)議控制 對(duì)

22、發(fā)言權(quán)、共享設(shè)備和有關(guān)通信的控制對(duì)發(fā)言權(quán)、共享設(shè)備和有關(guān)通信的控制。7.5 分組交換廣域網(wǎng)對(duì)多媒體信息傳輸?shù)闹С?FR是一種用于連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的面向分組的通信方法，是一種簡化的幀交換技術(shù)，是面向連接的第二代數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過“虛電路”將幀傳送到目的地。 特點(diǎn)：具有較高吞吐量和較低延時(shí)，利用統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)動(dòng)態(tài)向用戶提供網(wǎng)絡(luò)資源，提高了資源利用率，具有可靠性高和靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)。 是開放電視會(huì)議業(yè)務(wù)的局域網(wǎng)遠(yuǎn)程互聯(lián)的優(yōu)選技術(shù)。7.5.1 幀中繼（Frame Relay）FR7.5.2 交換多兆比特?cái)?shù)據(jù)服務(wù)SMDS7.6 ATM網(wǎng)對(duì)多媒體信息傳輸?shù)闹С?異步傳輸模式ATM是因?qū)拵ЬC合業(yè)務(wù)網(wǎng)（B-ISDN

23、）而出現(xiàn)并發(fā)展起來的。一、一、ATM原理原理n ATM的具體定義為：的具體定義為：ATM是一種轉(zhuǎn)移模式（即傳遞方式），這種是一種轉(zhuǎn)移模式（即傳遞方式），這種轉(zhuǎn)移模式是轉(zhuǎn)移模式是異步異步的。的。它采用固定長度的數(shù)據(jù)包（稱為它采用固定長度的數(shù)據(jù)包（稱為信元信元）。）。一個(gè)一個(gè)ATM信元具有信元具有53個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)的固定長度，其中的固定長度，其中前前5個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)是是信信元元頭頭，后，后48個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)是是數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。n ATM網(wǎng)是一種分組交換網(wǎng)絡(luò)，是網(wǎng)是一種分組交換網(wǎng)絡(luò)，是面向連接面向連接的，為的，為虛連接虛連接。在。在ATM網(wǎng)絡(luò)中，虛連接又有兩種連接方式：網(wǎng)絡(luò)中，虛連接又有兩種連接方式：虛通道虛通

24、道VC（Virtual Channel）和和虛路徑虛路徑VP（Virtual Path） 虛通道虛通道是是ATM網(wǎng)絡(luò)鏈路端點(diǎn)之間的一種邏輯連接，兩個(gè)終端間存在的一網(wǎng)絡(luò)鏈路端點(diǎn)之間的一種邏輯連接，兩個(gè)終端間存在的一組虛通道就是組虛通道就是虛路徑虛路徑。n ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸采用網(wǎng)絡(luò)傳輸采用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用方式統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用方式，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)其中，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)其中的一個(gè)信源的數(shù)據(jù)速率低于鏈路的平均速率時(shí)，鏈路的剩余帶寬就的一個(gè)信源的數(shù)據(jù)速率低于鏈路的平均速率時(shí)，鏈路的剩余帶寬就可以被其他信源使用，提高通信鏈路利用率；反之，一個(gè)信源的速可以被其他信源使用，提高通信鏈路利用率；反之，一個(gè)信源的速率也

25、可以短時(shí)間內(nèi)高于鏈路的平均速率。率也可以短時(shí)間內(nèi)高于鏈路的平均速率。二、ATM服務(wù)類型和ATM適配層1、ATM服務(wù)類型ATM支持五種服務(wù)類型，這些服務(wù)類型的選擇與網(wǎng)絡(luò)的QoS需求有關(guān)。 CBR（Constant Bit Rate）服務(wù)：恒定比特率服務(wù)）服務(wù)：恒定比特率服務(wù)特點(diǎn)：特點(diǎn)：提供帶寬固定、延時(shí)固定的服務(wù)，帶寬由信源的峰值速率決定。提供帶寬固定、延時(shí)固定的服務(wù)，帶寬由信源的峰值速率決定。適用于：適用于：電話及恒定速率的實(shí)時(shí)媒體傳輸。電話及恒定速率的實(shí)時(shí)媒體傳輸。 實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)VBR（Variable Bit Rate-RealTime）服務(wù)：實(shí)時(shí)的可變比特率）服務(wù)：實(shí)時(shí)的可變比特率服務(wù)服務(wù)特

26、點(diǎn)：特點(diǎn)：提供帶寬不固定、延時(shí)固定的服務(wù)，特性由平均速率、峰值速提供帶寬不固定、延時(shí)固定的服務(wù)，特性由平均速率、峰值速率和突發(fā)最大長度等參數(shù)描述。率和突發(fā)最大長度等參數(shù)描述。適用于：適用于：經(jīng)壓縮編碼后聲音和視頻信號(hào)的傳輸。經(jīng)壓縮編碼后聲音和視頻信號(hào)的傳輸。 非實(shí)時(shí)非實(shí)時(shí)VBR服務(wù)（服務(wù)（VBR-NRT）：非實(shí)時(shí)的可變比特率服務(wù)）：非實(shí)時(shí)的可變比特率服務(wù)特點(diǎn)：特點(diǎn)：支持突發(fā)性的支持突發(fā)性的 ，無延時(shí)要求的數(shù)據(jù)傳輸，特性由平均速率、，無延時(shí)要求的數(shù)據(jù)傳輸，特性由平均速率、峰值速率和突發(fā)最大長度等參數(shù)描述。峰值速率和突發(fā)最大長度等參數(shù)描述。二、ATM服務(wù)類型和ATM適配層 CBR（Constant

27、 Bit Rate）服務(wù)：未定義比特率服務(wù)）服務(wù)：未定義比特率服務(wù)特點(diǎn)：特點(diǎn)：不提供帶寬、延時(shí)和信元丟失率保障。不提供帶寬、延時(shí)和信元丟失率保障。適用于：適用于：對(duì)信元丟失有一定容忍程度的應(yīng)用。對(duì)信元丟失有一定容忍程度的應(yīng)用。 ABR（Aviable Bit Rate）服務(wù)：可用比特率服務(wù)）服務(wù)：可用比特率服務(wù)特點(diǎn)：特點(diǎn)：與與UBR相似，只是網(wǎng)絡(luò)能在擁塞時(shí)間向信源反饋信息，相似，只是網(wǎng)絡(luò)能在擁塞時(shí)間向信源反饋信息，從而使信源能夠適當(dāng)降低自己的輸出速率。從而使信源能夠適當(dāng)降低自己的輸出速率。1、ATM服務(wù)類型2. ATM適配層 為了支持不同服務(wù)，ATM在底層（物理層和ATM層）與高層協(xié)議之間加了

28、一個(gè)ATM適配層AAL（ATM Adaptation Layer）。 AAL基本功能：負(fù)責(zé)將不同服務(wù)的信息流按照4種AAL協(xié)議打包封裝成信元流。 4類AAL：AAL1，AAL2，AAL3/4，AAL5。其中：AAL1規(guī)程：支持CBR業(yè)務(wù)；AAL2規(guī)程：支持VBR-RT業(yè)務(wù)；AAL3/4規(guī)程：支持面向連接或無連接的突發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；AAL5規(guī)程：可看做簡化的AAL3/4，支持面向連接的數(shù)據(jù)傳輸；二、ATM服務(wù)類型和ATM適配層第一類第一類第二類第二類第三類第三類第四類第四類第五類第五類等時(shí)性等時(shí)性有要求有要求無要求無要求比特率比特率恒定恒定變化變化連接方式連接方式面向連接面向連接無連接無連接AALA

29、AL1AAL2AAL3/4AAL5AAL3/4AAL5AAL3/4三、ATM網(wǎng)的特點(diǎn)1、因?yàn)?、因?yàn)锳TM信元是固定長度，所以可以用硬件對(duì)信元頭進(jìn)行信元是固定長度，所以可以用硬件對(duì)信元頭進(jìn)行快速識(shí)別及交換處理，因此快速識(shí)別及交換處理，因此ATM技術(shù)具有高吞吐量、低延時(shí)、技術(shù)具有高吞吐量、低延時(shí)、交換時(shí)延小的特點(diǎn)，滿足了多媒體通信的實(shí)時(shí)性要求。交換時(shí)延小的特點(diǎn)，滿足了多媒體通信的實(shí)時(shí)性要求。2、由于、由于ATM采用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用方式，即在一條鏈路上同時(shí)匯采用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用方式，即在一條鏈路上同時(shí)匯集了多個(gè)信源，多個(gè)信源共享鏈路的帶寬，從而實(shí)現(xiàn)了帶寬集了多個(gè)信源，多個(gè)信源共享鏈路的帶寬，從而實(shí)現(xiàn)了帶寬的

30、動(dòng)態(tài)分配，因而非常適于突發(fā)性較高的多媒體數(shù)據(jù)。的動(dòng)態(tài)分配，因而非常適于突發(fā)性較高的多媒體數(shù)據(jù)。3、ATM對(duì)它所傳送的業(yè)務(wù)具有透明性，支持從話音、數(shù)據(jù)到對(duì)它所傳送的業(yè)務(wù)具有透明性，支持從話音、數(shù)據(jù)到視頻等多種多媒體數(shù)據(jù)的綜合業(yè)務(wù)。視頻等多種多媒體數(shù)據(jù)的綜合業(yè)務(wù)。7.7 局域網(wǎng)對(duì)多媒體傳輸?shù)闹С?n局域網(wǎng)（Local Area Network LAN）是在許多范圍內(nèi)普遍使用的網(wǎng)絡(luò)，指在一個(gè)建筑物內(nèi)或一個(gè)園區(qū)內(nèi)的獨(dú)立的計(jì)算機(jī)網(wǎng)。以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和FDDI是三種常見的局域網(wǎng)，以太網(wǎng)是目前發(fā)展最快最重要的局域網(wǎng)。7.7.1 傳統(tǒng)的共享介質(zhì)局域網(wǎng)n局域網(wǎng)通信的特點(diǎn)： 是共享型網(wǎng)絡(luò)，利用一個(gè)共同的傳輸介質(zhì)將

31、所有的終端系統(tǒng)連接起來； 采用基帶信號(hào)進(jìn)行傳輸，并且采用異步時(shí)分復(fù)用模式，發(fā)送的站將數(shù)據(jù)流分成段（幀），在各自占有傳輸介質(zhì)的時(shí)間間隙內(nèi)，逐段將數(shù)據(jù)發(fā)送出去； 所構(gòu)成的拓?fù)渲饕强偩€型和星形。7.7 局域網(wǎng)對(duì)多媒體傳輸?shù)闹С?n以太網(wǎng) 使用的傳輸機(jī)制為CSMA-CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)機(jī)制） 傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用同軸電纜作為通信介質(zhì)，吞吐量為10Mbit/s；后來發(fā)展到100Mbit/s，稱為快速以太網(wǎng)，采用雙絞線作為通信介質(zhì)；第三階段為1000Mbit/s，稱為千兆以太網(wǎng)，采用光纖或雙絞線為通信介質(zhì)。Zk2n傳統(tǒng)以太網(wǎng)進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅?吞吐量 傳輸延時(shí)和抖動(dòng) 多播7.7 局域網(wǎng)對(duì)多媒

32、體傳輸?shù)闹С?n 傳統(tǒng)的以太網(wǎng)，集線器是物理網(wǎng)段的中心設(shè)備。為了滿足數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求，提高以太網(wǎng)性能，除了提升介質(zhì)速率外，還用交換機(jī)取代集線器，將幀直接發(fā)送到目的地，更好地控制了數(shù)據(jù)流。7.7.2 以太網(wǎng)幀交換7.7.4 以太網(wǎng)的QoS保障n 流量控制n 包分類服務(wù)7.8 IP網(wǎng)對(duì)多媒體信息傳輸?shù)闹С謓 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 在在IPIP網(wǎng)中使用了一組網(wǎng)中使用了一組InternetInternet協(xié)議。從傳統(tǒng)的意義上說，協(xié)議。從傳統(tǒng)的意義上說，IPIP網(wǎng)是網(wǎng)是指指InternetInternet網(wǎng)，除此之外，還包括其他形式使用網(wǎng)，除此之外，還包括其他形式使用IPIP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。 TCP/IP

33、TCP/IP 協(xié)議結(jié)構(gòu)和協(xié)議規(guī)范較好的解決異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)的問題，此外協(xié)議結(jié)構(gòu)和協(xié)議規(guī)范較好的解決異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)的問題，此外還需要一些網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)調(diào)和轉(zhuǎn)換，如路由器、網(wǎng)還需要一些網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)調(diào)和轉(zhuǎn)換，如路由器、網(wǎng)關(guān)，另外還有一些常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如中繼器、集線器和網(wǎng)橋等。關(guān)，另外還有一些常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如中繼器、集線器和網(wǎng)橋等。 7.8.1 傳統(tǒng)的IP網(wǎng)（IPV4）IPIP網(wǎng)是若干個(gè)子網(wǎng)通過網(wǎng)關(guān)或路由連接在一起的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)是若干個(gè)子網(wǎng)通過網(wǎng)關(guān)或路由連接在一起的網(wǎng)絡(luò)。7.8 IP網(wǎng)對(duì)多媒體信息傳輸?shù)闹С?、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)u 想要跨越龐大的因特網(wǎng)傳送傳送數(shù)據(jù)，網(wǎng)上每臺(tái)機(jī)器都要有一個(gè)想要跨越

34、龐大的因特網(wǎng)傳送傳送數(shù)據(jù)，網(wǎng)上每臺(tái)機(jī)器都要有一個(gè)可識(shí)別的地址，就是可識(shí)別的地址，就是IP地址。地址。u IP地址由地址由網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)地址（netid）和）和主機(jī)地址主機(jī)地址（hostid）組成，網(wǎng)絡(luò)地）組成，網(wǎng)絡(luò)地址用于標(biāo)識(shí)接入因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)地址則標(biāo)識(shí)該網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)。址用于標(biāo)識(shí)接入因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)地址則標(biāo)識(shí)該網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)。u IP地址長地址長32bit，以，以X.X.X.X格式表示，格式表示，X為為8bit。u IP地址分為地址分為5類，分別稱為類，分別稱為A類、類、B類、類、C類、類、D類、類、E類類u 對(duì)于數(shù)字型地址，用戶不容易記憶并很難理解，因此開發(fā)了一種對(duì)于數(shù)字型地址，用戶不容易

35、記憶并很難理解，因此開發(fā)了一種層次化命名機(jī)制層次化命名機(jī)制-域名系統(tǒng)（域名系統(tǒng)（DNS）。）。7.8.1 傳統(tǒng)的IP網(wǎng)（IPV4）7.8.1 傳統(tǒng)的IP網(wǎng)（IPV4）u IP協(xié)議采用無連接的分組交換方式（數(shù)據(jù)報(bào)）來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際互聯(lián)。u 上層的數(shù)據(jù)在IP層被打成IP包，路由器根據(jù)每個(gè)IP包頭中的IP地址選擇路由，IP包從IP網(wǎng)的一個(gè)路由器跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)路由器，直至到達(dá)目的子網(wǎng)，路由器采用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，并進(jìn)行底層協(xié)議交換。2、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議7.8.1 傳統(tǒng)的IP網(wǎng)（IPV4）3、傳統(tǒng)的IP網(wǎng)性能uIPIP網(wǎng)是一個(gè)無連接的，網(wǎng)是一個(gè)無連接的，“盡力而為盡力而為”的網(wǎng)絡(luò)，注重傳輸效率而的網(wǎng)絡(luò)，注重傳輸效率而非質(zhì)

36、量；非質(zhì)量；u由于路由器采用存儲(chǔ)由于路由器采用存儲(chǔ)- -轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制工作，沒有資源預(yù)留機(jī)制，因轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制工作，沒有資源預(yù)留機(jī)制，因而傳輸延時(shí)會(huì)存在抖動(dòng)；而傳輸延時(shí)會(huì)存在抖動(dòng)；u路由器的存儲(chǔ)緩存器溢出而丟棄數(shù)據(jù)包時(shí)并不通知終端；路由器的存儲(chǔ)緩存器溢出而丟棄數(shù)據(jù)包時(shí)并不通知終端；u路由器為每一個(gè)路由器為每一個(gè)IPIP包獨(dú)立地選擇路由，因此到達(dá)接收端的包的包獨(dú)立地選擇路由，因此到達(dá)接收端的包的順序不一定得到保證。順序不一定得到保證。 以上問題使得傳統(tǒng)IP網(wǎng)上多媒體傳輸?shù)膸捄脱訒r(shí)抖動(dòng)等要求都得不到保障。7.8.2 IP多播lIP多播是IP的擴(kuò)展功能，如果32位IP地址的前4位是“1110”，說明它是一個(gè)多

37、播數(shù)據(jù)包，這類地址為D類地址，范圍從224.0.0.0239.255.255.255。l在IP多播中，組是開放的組，組成員的狀況是動(dòng)態(tài)的，任何終端可隨時(shí)加入或退出任何組，一個(gè)終端還可以處于幾個(gè)不同的組中。l多播（組播）需要專門的協(xié)議來支持，這就是IGMP（Internet Group Management Protocol 因特網(wǎng)組管理協(xié)議）1、多播地址與多播組7.8.2 IP多播是關(guān)于參加組播的主機(jī)與路由器是關(guān)于參加組播的主機(jī)與路由器(能支持組播能支持組播)之間交換組員信息的協(xié)之間交換組員信息的協(xié)議，它能夠告知一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)當(dāng)前所處的組播組，組播路議，它能夠告知一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上的所有

38、主機(jī)當(dāng)前所處的組播組，組播路由器需要這些信息以便知道組播包應(yīng)該向哪些接口轉(zhuǎn)發(fā)。由器需要這些信息以便知道組播包應(yīng)該向哪些接口轉(zhuǎn)發(fā)。2、因特網(wǎng)組管理協(xié)議（IGMP）3、多播路由協(xié)議多播路由協(xié)議用于識(shí)別組播組，并為每個(gè)組播建立組播轉(zhuǎn)發(fā)樹。分為兩類：多播路由協(xié)議用于識(shí)別組播組，并為每個(gè)組播建立組播轉(zhuǎn)發(fā)樹。分為兩類：域內(nèi)多播協(xié)議域內(nèi)多播協(xié)議域間多播協(xié)議域間多播協(xié)議DVMRP(距離矢量組播路由協(xié)議距離矢量組播路由協(xié)議)MOSPF(組播開放最短路徑優(yōu)先路由協(xié)議組播開放最短路徑優(yōu)先路由協(xié)議)PIM (協(xié)議獨(dú)立的組播協(xié)議獨(dú)立的組播)CBT(有核樹協(xié)議有核樹協(xié)議)MBGP(多協(xié)議邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議多協(xié)議邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議)M

39、SDP(組播源發(fā)現(xiàn)協(xié)議組播源發(fā)現(xiàn)協(xié)議)BGMP(邊界網(wǎng)管組播協(xié)議邊界網(wǎng)管組播協(xié)議)7.8.2 IP多播多點(diǎn)廣播主干網(wǎng)（多點(diǎn)廣播主干網(wǎng)（MBone）：將多個(gè)多播子網(wǎng)連接成一個(gè)大）：將多個(gè)多播子網(wǎng)連接成一個(gè)大網(wǎng)的虛擬多播網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)多播子網(wǎng)之間通過網(wǎng)的虛擬多播網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)多播子網(wǎng)之間通過IP管道技術(shù)建立邏管道技術(shù)建立邏輯鏈路。輯鏈路。4、MBone7.8.3 新一代IP（IPv6） 網(wǎng)絡(luò)工程任務(wù)組于1995年底公布了新一代IP協(xié)議：IPv6，IPv6與IPv4相比有如下特點(diǎn) ：1. 地址空間增多，簡化了包頭格式 IPv6的地址長度則為的地址長度則為128個(gè)比特，并采用十六進(jìn)制表示。這個(gè)比特，并采用十六

40、進(jìn)制表示。這128個(gè)個(gè)比特被分為比特被分為8組，中間用組，中間用“:”隔開，表示格式為隔開，表示格式為X:X:X:X:X:X:X:X。每。每組組16位，用十六進(jìn)制表示，則為位，用十六進(jìn)制表示，則為4位十六進(jìn)制整數(shù)。位十六進(jìn)制整數(shù)。 IPv6的包頭比的包頭比IPv4的包頭（的包頭（24字節(jié)）長，固定為字節(jié)）長，固定為40字節(jié)，但域的數(shù)字節(jié)，但域的數(shù)目比目比IPv4包頭少，使得在傳輸時(shí)被路由器處理時(shí)間少，減少了網(wǎng)絡(luò)包頭少，使得在傳輸時(shí)被路由器處理時(shí)間少，減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)延時(shí)。節(jié)點(diǎn)延時(shí)。2. 擴(kuò)展了地址功能 任播地址是一種提高尋徑效率的特殊單播地址，允許發(fā)送者訪問任播地址是一種提高尋徑效率的特殊單播地

41、址，允許發(fā)送者訪問一組接收者最近的一個(gè)的一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。一組接收者最近的一個(gè)的一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。7.8.3 新一代IP（IPv6）IPv6與IPv4相比有如下特點(diǎn) ：3. 包長 如果包長大于傳輸路徑上允許的最大傳輸單元如果包長大于傳輸路徑上允許的最大傳輸單元MTU的長度，的長度，IPv6路由器丟棄此包，然后向信源傳送一個(gè)出錯(cuò)消息，提高傳輸效率。路由器丟棄此包，然后向信源傳送一個(gè)出錯(cuò)消息，提高傳輸效率。4. 補(bǔ)充了QoS管理功能 IPv6包頭中的業(yè)務(wù)等級(jí)（包頭中的業(yè)務(wù)等級(jí)（Traffic Class）域和流標(biāo)志（）域和流標(biāo)志（Flow Label）域可以用來區(qū)分包的不同等級(jí)。域可以用來區(qū)分包的不同等級(jí)

42、。 業(yè)務(wù)等級(jí)域可以講信源發(fā)出的數(shù)據(jù)包分為源提供擁塞控制和源不業(yè)務(wù)等級(jí)域可以講信源發(fā)出的數(shù)據(jù)包分為源提供擁塞控制和源不提供擁塞控制兩種類型，共提供擁塞控制兩種類型，共16個(gè)優(yōu)先級(jí)，針對(duì)不同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包個(gè)優(yōu)先級(jí)，針對(duì)不同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包提供不同提供不同QoS服務(wù)。服務(wù)。 流標(biāo)志域定義具有相同傳輸服務(wù)要求的數(shù)據(jù)包序列（業(yè)務(wù)流），流標(biāo)志域定義具有相同傳輸服務(wù)要求的數(shù)據(jù)包序列（業(yè)務(wù)流），路由器對(duì)該序列中的數(shù)據(jù)包做相同處理。路由器對(duì)該序列中的數(shù)據(jù)包做相同處理。5. 增加了安全性 IPv6支持身份驗(yàn)證，并支持?jǐn)?shù)據(jù)完整性和機(jī)密性。支持身份驗(yàn)證，并支持?jǐn)?shù)據(jù)完整性和機(jī)密性。7.8.4 IP核心網(wǎng)交換路由與傳輸（1

43、）高速路由器 查表算法 交換模塊 調(diào)度算法 可擴(kuò)展性（2）標(biāo)記交換 標(biāo)記交換是一種與高速路由器類似的技術(shù)，IP交換、Tag交換、信元交換路由器都屬于標(biāo)記交換技術(shù)，不止在交換模塊內(nèi)部使用了ATM結(jié)構(gòu)，而是采用了完整的ATM交換模塊，使得一部分?jǐn)?shù)據(jù)可以直接通過ATM的硬件模塊進(jìn)行交換，而不需要逐包確定輸出端口。1、高速交換技術(shù)7.8.4 IP核心網(wǎng)交換路由與傳輸（1） IP over ATM（IPOA） 原理：原理：發(fā)送主機(jī)發(fā)送主機(jī)將將IPIP數(shù)據(jù)包整個(gè)送至數(shù)據(jù)包整個(gè)送至AAL5AAL5，AAL5AAL5將其全部封裝將其全部封裝為為ATMATM信元送上虛電路，在接收端，信元送上虛電路，在接收端，A

44、AL5AAL5將信元重新恢復(fù)成所需將信元重新恢復(fù)成所需格式，并將恢復(fù)好的數(shù)據(jù)包送給上層應(yīng)用程序格式，并將恢復(fù)好的數(shù)據(jù)包送給上層應(yīng)用程序。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：IP與與ATM技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮出技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮出ATM支持多業(yè)務(wù)支持多業(yè)務(wù)提供服務(wù)質(zhì)量保證的優(yōu)勢(shì)，解決傳輸速率的問題，提高網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)質(zhì)量保證的優(yōu)勢(shì)，解決傳輸速率的問題，提高網(wǎng)絡(luò)性能和可擴(kuò)展性，降低成本，增加可管理性。性能和可擴(kuò)展性，降低成本，增加可管理性。（2） IP over SDH 原理：原理：直接以直接以SDH網(wǎng)絡(luò)（光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)）作為網(wǎng)絡(luò)（光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)）作為IP數(shù)據(jù)網(wǎng)的物數(shù)據(jù)網(wǎng)的物理傳輸網(wǎng)絡(luò)，可見是一種理傳輸網(wǎng)絡(luò)，可見是

45、一種IP與與SDH技術(shù)的結(jié)合。技術(shù)的結(jié)合。 IP over SDH確切的確切的說是說是IP/PPP/HDLC over SDH。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：省略了不必要的省略了不必要的ATM層，層， 簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 降低了運(yùn)行降低了運(yùn)行費(fèi)用。符合費(fèi)用。符合Internet業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，業(yè)務(wù)的特點(diǎn)， 有利于實(shí)施多路廣播方式。有利于實(shí)施多路廣播方式。2、寬帶輸出技術(shù)（3）IP over WDM IP over WDM也稱光因持網(wǎng)。簡言之，就是直接在光上運(yùn)行的因也稱光因持網(wǎng)。簡言之，就是直接在光上運(yùn)行的因特網(wǎng)。特網(wǎng)。 原理：原理：在發(fā)送端，將不同波長的光信號(hào)組合在發(fā)送端，將不同波長的光信號(hào)組合(復(fù)

46、用復(fù)用)送入一極光纖中送入一極光纖中傳輸，在接收端，又將組合光信號(hào)分開傳輸，在接收端，又將組合光信號(hào)分開(解復(fù)用解復(fù)用)并送入不同終端。并送入不同終端。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：充分利用光纖的帶寬資源，充分利用光纖的帶寬資源， 提高帶寬和相對(duì)的傳輸速率。提高帶寬和相對(duì)的傳輸速率。可與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)兼容，可與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)兼容， 還可支持未來的寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，還可支持未來的寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)升級(jí)， 并具有可推廣性、并具有可推廣性、 高度生存性等特點(diǎn)。高度生存性等特點(diǎn)。7.8.4 IP核心網(wǎng)交換路由與傳輸2、寬帶輸出技術(shù)（4）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型p 疊加模型疊加模型 客戶端網(wǎng)和服務(wù)器網(wǎng)有各自獨(dú)立的控制平

47、面，二者通過用戶客戶端網(wǎng)和服務(wù)器網(wǎng)有各自獨(dú)立的控制平面，二者通過用戶網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口連接，適合兩種網(wǎng)絡(luò)由不同運(yùn)營者運(yùn)營情況。絡(luò)接口連接，適合兩種網(wǎng)絡(luò)由不同運(yùn)營者運(yùn)營情況。 IP over ATM，IP over SDH，IP over WDMp 對(duì)等模型對(duì)等模型 客戶端網(wǎng)和服務(wù)器網(wǎng)共用一個(gè)控制平面，二者使用相同的路由協(xié)客戶端網(wǎng)和服務(wù)器網(wǎng)共用一個(gè)控制平面，二者使用相同的路由協(xié)議和控制協(xié)議。實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，但認(rèn)為這是兩種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的最終模式。議和控制協(xié)議。實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，但認(rèn)為這是兩種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的最終模式。7.8.4 IP核心網(wǎng)交換路由與傳輸2、寬帶輸出技術(shù)綜合服務(wù)模型綜合服務(wù)模型基本思想就是在于以資源預(yù)留的方式來實(shí)現(xiàn)基本思想就是在于以資源預(yù)留的方式來實(shí)現(xiàn)保障，資源預(yù)留協(xié)議是其核心部分。保障，資源預(yù)留協(xié)議是其核心部分。除提供盡力而為型服務(wù)以外，還提供除提供盡力而為型服務(wù)以外，還提供“負(fù)荷受控負(fù)荷受控”服務(wù)和服務(wù)和“可?？杀Ｕ险稀狈?wù)。服務(wù)。RSVP是一種是一種網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議，用于建立網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)留。，用于建立網(wǎng)絡(luò)資