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1、计算机网络第 10 章 因特网的演进课件制作人：谢希仁第 10 章 因特网的演进*10.1 概述 10.2 因特网的多媒体体系结构 10.2.1 实时运输协议 RTP 10.2.2 实时运输控制协议 RTCP 10.2.3 实时流式协议 RTSP课件制作人：谢希仁第 10 章 因特网的演进（续）10.3 IP 电话 *10.3.1 IP 电话概述 10.3.2 H.323 10.3.3 会话发起协议 SIP 10.3.4 IP 电话的通话质量课件制作人：谢希仁第 10 章 因特网的演进（续）10.4 改进“尽最大努力交付”的服务 *10.4.1 使因特网提供服务质量 10.4.2 调度和管制机
2、制 10.4.3 综合服务 IntServ 和资源预留 协议 RSVP 10.4.4 区分服务 DiffServ10.5 多协议标记交换 MPLS 10.5.1 MPLS 的产生背景 10.5.2 MPLS 的工作原理课件制作人：谢希仁第 10 章 因特网的演进（续）10.6 居民接入网 RAN 10.6.1 xDSL 技术 10.6.2 光纤同轴混合网（HFC 网）10.6.3 FTTx 技术 10.6.4 以太网接入10.7 关于三网融合课件制作人：谢希仁10.1 概述 n计算机网络最初是为传送数据信息设计的。因特网 IP 层提供的“尽最大努力交付”服务对传送数据信息也是很合适的。n当我们
3、从因特网下载文件时，过长的网络响应时间虽然令人颇为烦恼，但这至少不会对我们产生有害的结果。n因特网使用的 TCP 协议可以很好地解决网络不能提供可靠交付这一问题。课件制作人：谢希仁多媒体信息的特点n多媒体信息（包括声音和图像信息）与不包括声音和图像的数据信息有很大的区别。n多媒体信息的信息量往往很大。n在传输多媒体数据时，对时延和时延抖动均有较高的要求。n多媒体数据往往是实时数据(real time data)，它的含义是：在发送实时数据的同时，在接收端边接收边播放。课件制作人：谢希仁因特网是非等时的 n模拟的多媒体信号经过采样和模数转换变为数字信号，再组装成分组。这些分组的发送速率是恒定的（
4、等时的）。n传统的因特网本身是非等时的。因此经过因特网的分组变成了非恒定速率的分组。tt因特网t模拟信号t采样后的信号构成分组恒定速率非恒定速率课件制作人：谢希仁n接收端需设置适当大小的缓存。当缓存中的分组数达到一定的数量后再以恒定速率按顺序把分组读出进行还原播放。n缓存实际上就是一个先进先出的队列。图中标明的 T 叫做播放时延。在接收端设置缓存 tT缓存（队列）恒定速率t非恒定速率有可能发生分组丢失课件制作人：谢希仁n缓存使所有到达的分组都经受了迟延。n早到达的分组在缓存中停留的时间较长，而晚到达的分组在缓存中停留的时间则较短。n以非恒定速率到达的分组，经过缓存后再以恒定速率读出，就能够在一
5、定程度上消除了时延的抖动。但我们付出的代价是增加了时延。缓存的影响 课件制作人：谢希仁需要解决的问题 n在传送时延敏感(delay sensitive)的实时数据时，不仅传输时延不能太大，而且时延抖动也必须受到限制。n对于传送实时数据，很少量分组的丢失对播放效果的影响并不大（因为这是由人来进行主观评价的），因而是可以容忍的。丢失容忍(loss tolerant)也是实时数据的另一个重要特点。课件制作人：谢希仁如何改造现有的因特网 n大量使用光缆和高速路由器，网络的时延和时延抖动就可以足够小，在因特网上传送实时数据就不会有问题。n把因特网改造为能够对端到端的带宽实现预留(reservation)
6、，把使用无连接协议的因特网转变为面向连接的网络。n部分改动因特网的协议栈所付出的代价较小，而这也能够使多媒体信息在因特网上的传输质量得到改进。课件制作人：谢希仁10.2 因特网的多媒体体系结构TCPUDPAAL 3/4AAL 5PPPSDH/SONETATM以太网调制解调器信令服务质量IPv4/IPv6RTSPRTCPRSVPH.323SIPRTPPPP应用层协议声音/视像SDP课件制作人：谢希仁10.2.1 实时运输协议 RTP(Real-time Transport Protocol)nRTP 为实时应用提供端到端的运输，但不提供任何服务质量的保证。n多媒体数据块经压缩编码处理后，先送给
7、RTP 封装成为 RTP 分组，再装入运输层的 UDP 用户数据报，然后再交给 IP 层。nRTP 是一个协议框架，只包含了实时应用的一些共同的功能。nRTP 自己并不对多媒体数据块做任何处理，而只是向应用层提供一些附加的信息，让应用层知道应当如何进行处理。课件制作人：谢希仁RTP 的层次 n从应用开发者的角度看，RTP 应当是应用层的一部分。n在应用的发送端，开发者必须编写用 RTP 封装分组的程序代码，然后把 RTP 分组交给 UDP 插口接口。n在接收端，RTP 分组通过 UDP 插口接口进入应用层后，还要利用开发者编写的程序代码从 RTP 分组中把应用数据块提取出来。课件制作人：谢希仁
8、RTP 也可看成是运输层的一个子层 nRTP 封装了多媒体应用的数据块。由于 RTP 向多媒体应用程序提供了服务（如时间戳和序号），因此也可以将 RTP 看成是在 UDP 之上的一个运输层的子层。运输层应用层IP数据链路层物理层RTPUDP课件制作人：谢希仁RTP 分组的首部格式 12 字节序 号比特 0 1 3 8 16 31有效载荷类型版本 P XM参与源数时 间 戳同 步 源 标 识 符(SSRC)参 与 源 标 识 符(CSRC)0.15发送RTP 分组UDP 用户数据报IP 数据报IP 首部 UDP 首部 RTP 首部 RTP 数据部分（应用层数据）课件制作人：谢希仁10.2.2 实
9、时运输控制协议 RTCP(RTP Control Protocol)nRTCP 是与 RTP 配合使用的协议。nRTCP 协议的主要功能是：服务质量的监视与反馈、媒体间的同步，以及多播组中成员的标识。nRTCP 分组也使用 UDP 传送，但 RTCP 并不对声音或视像分组进行封装。n可将多个 RTCP 分组封装在一个 UDP 用户数据报中。nRTCP 分组周期性地在网上传送，它带有发送端和接收端对服务质量的统计信息报告。课件制作人：谢希仁RTCP 使用的五种分组类型 n结束分组 BYE 表示关闭一个数据流。n特定应用分组 APP 使应用程序能够定义新的分组类型。n接收端报告分组 RR 用来使接
10、收端周期性地向所有的点用多播方式进行报告。n发送端报告分组 SR 用来使发送端周期性地向所有接收端用多播方式进行报告。n源点描述分组 SDES 给出会话中参加者的描述。课件制作人：谢希仁10.2.3实时流式协议RTSP(Real-Time Streaming Protocol)nRTSP 协议以客户服务器方式工作，它是一个多媒体播放控制协议，用来使用户在播放从因特网下载的实时数据时能够进行控制，如：暂停/继续、后退、前进等。因此 RTSP 又称为“因特网录像机遥控协议”。n要实现 RTSP 的控制功能，我们不仅要有协议，而且要有专门的媒体播放器(media player)和媒体服务器(media server)。课件制作人：谢希仁流式(streaming)音频和视频n媒体服务器与媒体播放器的关系是服务器与客户的关系。n媒体服务器与普通的万维网服务器的最大区别就是媒体服务器支持流式音频和视频