衡量多媒體傳輸?shù)闹饕夹g(shù)指標(biāo)是：延遲、抖動、丟包率。延遲是分組的位離開發(fā)送端與分組的一位到達(dá)接收端的時間間隔。抖動是分組延遲的變化程度。丟包率是一定時間間隔內(nèi)，丟失的分組／傳輸?shù)姆纸M總數(shù)。在Internet上進(jìn)行多媒體傳輸巨大流量和連續(xù)媒體的實(shí)時性要求是重要的環(huán)節(jié)。多媒體應(yīng)用在一定程度上能容忍不可靠傳輸，分組也不必按順序到達(dá)，甚至丟失分組可不予考慮或可用某些數(shù)據(jù)近似代替，但他不能容忍長時間的延遲停頓。所以必須保證多媒體傳輸?shù)膶?shí)時性、低延遲、低丟包率、低抖動。由于傳統(tǒng)的IP只有一種服務(wù)類型，即盡力而為的(best-effort)服務(wù)模型，他對所有的分組同等對待，路由器采取FIFO(先進(jìn)先出)的調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)算法，所以不能保證多媒體數(shù)據(jù)包的實(shí)時性、低延遲、低抖動、低丟包率。為了保證多媒體數(shù)據(jù)的傳輸必須提高Internet的QoS(服務(wù)質(zhì)量)。QoS就是能夠?qū)?shù)據(jù)包進(jìn)行合理的排隊(duì)，對含有內(nèi)容標(biāo)識的數(shù)據(jù)包進(jìn)行優(yōu)化，并對其中特定的數(shù)據(jù)包賦以較高的優(yōu)先級，從而加速傳輸?shù)倪M(jìn)程，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時交互。

1 綜合業(yè)務(wù)(Integrated Services)

為適應(yīng)多媒體數(shù)據(jù)等實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸保證應(yīng)用的QoS，IETF在1994年提出了綜合服務(wù)模型。綜合業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是資源預(yù)留，實(shí)時應(yīng)用在傳輸數(shù)據(jù)前必須首先建立通道和預(yù)留資源。綜合服務(wù)的模型，如圖1所示。

綜合業(yè)務(wù)傳輸多媒體的缺點(diǎn)：首先，綜合業(yè)務(wù)資源預(yù)留與當(dāng)前IP網(wǎng)絡(luò)基本模型盡努力去發(fā)送數(shù)據(jù)包相矛盾，會降低網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率，浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。其次，綜合業(yè)務(wù)的擴(kuò)展性小，他要求網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都必須實(shí)現(xiàn)RSVP、許可控制、分類和包調(diào)度，這些在Internet上幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。

2 區(qū)分業(yè)務(wù)(Differentiated Services)

為了解決綜合業(yè)務(wù)面臨的問題，IETF于1998年提出區(qū)分業(yè)務(wù)模型。區(qū)分業(yè)務(wù)的主要思想是在網(wǎng)絡(luò)的邊緣設(shè)備上對每個分組進(jìn)行分類、標(biāo)記DS域，用DS域來攜帶IP分組對服務(wù)魄需求信息。在網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)上，路由器根據(jù)分組頭上的DS碼點(diǎn)(Code Point)選擇碼點(diǎn)所對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)處理。區(qū)分業(yè)務(wù)模型如圖2所示。

區(qū)分業(yè)務(wù)傳輸多媒體數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)：他沒有辦法完全依靠自己來提供端到端QoS保證。網(wǎng)絡(luò)資源管理復(fù)雜，協(xié)議的簡單帶來網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的復(fù)雜。

綜上所述，利用綜合業(yè)務(wù)技術(shù)來傳輸多媒體數(shù)據(jù)面臨的問題是擴(kuò)展性差，浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。利用區(qū)分業(yè)務(wù)技術(shù)來傳輸多媒體數(shù)據(jù)面臨的問題是不能依靠自己實(shí)現(xiàn)端到端的QoS保證，必須依靠多個網(wǎng)絡(luò)的合作。不論是綜合業(yè)務(wù)還是區(qū)分業(yè)務(wù)都不能從QoS上解決多媒體在Internet上的傳輸。為了有效地在Internet上進(jìn)行多媒體傳輸，可以綜合兩種服務(wù)方式的優(yōu)點(diǎn)。

3 1P網(wǎng)絡(luò)多媒體傳輸解決方案

新的解決方案主要思想是采用綜合業(yè)務(wù)與區(qū)分業(yè)務(wù)交互連接的方式，在綜合業(yè)務(wù)中采用利用一種NEW-RSVP協(xié)議進(jìn)行資源預(yù)留，當(dāng)發(fā)送者需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，他利用NEW-RSVP協(xié)議進(jìn)行資源預(yù)留，由于NEW-RSVP協(xié)議是非路由協(xié)議，在Internet上所有節(jié)點(diǎn)配置他幾乎是不可能的，當(dāng)接收者同發(fā)送者位于不同的網(wǎng)絡(luò)并且中間跨越的網(wǎng)絡(luò)比較多時，就不能提供綜合業(yè)務(wù)保證多媒體傳輸?shù)腝oS。在Internet主干上采用區(qū)分服務(wù)，當(dāng)綜合業(yè)務(wù)中資源預(yù)留的信令到達(dá)區(qū)分業(yè)務(wù)的邊緣路由器時，邊緣路由器根據(jù)流提出的服務(wù)級別進(jìn)行分類，在路由器中根據(jù)分組的優(yōu)先級別進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)策略，提供粗粒度的QoS。方案的參考模型如圖3所示。

(1)NEW-RSVP

是一種帶有優(yōu)先級的改進(jìn)型資源預(yù)留協(xié)議。他在資源預(yù)約方式及預(yù)約重試兩方面對RSVP進(jìn)行了改進(jìn)。NEW-RSVP對各種業(yè)務(wù)進(jìn)行級別劃分。NEW-RSVP的業(yè)務(wù)區(qū)分級別使用IPV4報頭中的服務(wù)類型(Type Of Service)字段，并將8位TOS字段重新命名。1 bit為業(yè)務(wù)類型，剩余7 bit為各業(yè)務(wù)的優(yōu)先級。結(jié)構(gòu)如圖4所示。

NEW-RSVP采用雙向預(yù)約的方式，與RSVP不同的是當(dāng)預(yù)約在某一節(jié)點(diǎn)未能通過批準(zhǔn)，該節(jié)點(diǎn)紀(jì)錄當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行緩存以便下一個周期到來時重新進(jìn)行預(yù)約，并將流規(guī)范消息進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷膫鞯较乱惶酚蛇M(jìn)行資源預(yù)留。當(dāng)某個節(jié)點(diǎn)不能進(jìn)行資源預(yù)留時，NEW-RSVP可以通過搶占方式進(jìn)行資源預(yù)留重試。別的流搶占低級別流分配的資源，從而達(dá)到別流的QoS。當(dāng)優(yōu)先級別低的資源預(yù)留不能搶占級別高的資源預(yù)留時，NEW-RSVP采用原來RSVP軟狀態(tài)刷新的預(yù)約重試方法，路由器周期性的向鄰居節(jié)點(diǎn)廣播流狀態(tài)消息，所以路由器可以在每個刷新周期到來時重試預(yù)約。搶占算法描述如下：在阻塞節(jié)點(diǎn)上優(yōu)先級高的預(yù)留搶占優(yōu)先級低的預(yù)留資源，同時設(shè)置一個時間閥值了，該閥值用于使級別低的預(yù)留得到資源，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于阻塞狀態(tài)時，級別低的預(yù)留可能永遠(yuǎn)得不到預(yù)留資源，當(dāng)該級別預(yù)留請求時間大于丁時，他就會搶占比他級別高已預(yù)留的資源。
(2)邊緣路由器

是對區(qū)分業(yè)務(wù)中邊緣路由器功能的擴(kuò)展，使綜合業(yè)務(wù)的信令可以透明地通過區(qū)分業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。從而能保證在邊緣路由器上對預(yù)留流進(jìn)行匯聚分類，邊緣路由器不需要復(fù)雜的全局管理器進(jìn)行策略管理，他可以依據(jù)綜合業(yè)務(wù)預(yù)留流的級別進(jìn)行分類、應(yīng)用級別約定和流量調(diào)節(jié)約定。

(3)路由器

根據(jù)邊緣路由器對分組級別的劃分提供相應(yīng)的服務(wù)。
該方案的優(yōu)點(diǎn)：

(1)綜合業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)范圍窄，雖然能提供端到端的QoS保證，但在Internet上所有節(jié)點(diǎn)支持RSVP幾乎是不可能的。RSVP支持隧道技術(shù)，但當(dāng)分組透明通過普通節(jié)點(diǎn)時并不能提供QoS，所以在Internet上采用綜合業(yè)務(wù)保證QoS意義不大。采用綜合業(yè)務(wù)和區(qū)分業(yè)務(wù)交互合作的方式，使綜合業(yè)務(wù)的預(yù)留信令透明的通過區(qū)分業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，解決了綜合業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)范圍窄，不能在Internet配置的特點(diǎn)，同時也能提供端到端的QoS保證。

(2)NEW-RSVP是RSVP協(xié)議的改進(jìn)型預(yù)留協(xié)議。NEW-RSVP通過業(yè)務(wù)優(yōu)先級的劃分采用搶占式預(yù)留重試算法，加快了重新預(yù)留的進(jìn)度，能保證類似多媒體這樣對QoS要求較高的業(yè)務(wù)實(shí)時傳輸。

(3)區(qū)分業(yè)務(wù)規(guī)則簡單但管理復(fù)雜、組件高度分散的特點(diǎn)必須對他們進(jìn)行集中管理，必須有一個全局的帶寬管理對全局資源進(jìn)行動態(tài)管理。采用綜合業(yè)務(wù)和區(qū)分業(yè)務(wù)交互合作的方式，不需要對業(yè)務(wù)進(jìn)行額外的劃分，他可以依據(jù)綜合業(yè)務(wù)預(yù)留流的級別進(jìn)行分類、應(yīng)用級別約定和流量調(diào)節(jié)約定，減輕了全局動態(tài)管理的復(fù)雜性。

4 結(jié) 語

隨著Internet日益發(fā)展，各種新業(yè)務(wù)紛紛涌現(xiàn)，服務(wù)質(zhì)量問題越來越成為各種業(yè)務(wù)是否順利實(shí)施的關(guān)鍵。綜合業(yè)務(wù)和區(qū)分業(yè)務(wù)交互合作能有效地解決多媒體數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)絡(luò)上的傳輸問題，他還有一些問題有待改進(jìn)，例如不能依靠單個網(wǎng)絡(luò)提供端到端QoS問題、不能提供服務(wù)質(zhì)量保證等。