IP网上自适应QoS的研究

IP网上自适应QoS的研究

区海翔[1]2000年在《IP网上自适应QoS的研究》文中研究表明目前IP网正发生深刻变化,宽带IP的出现起了决定性作用。因为必须有足够的带宽,才能在同一个网络中同时传输语音、数据和图像。实时音频、视频多媒体应用进入IP网络的一个关键问题是多媒体服务的QoS问题。由于TCP/IP协议本身只提供一种“Best-effort”级别的服务,对QoS支持很少,“Best-effort”级别的服务往往会导致实时应用出现延迟抖动、分组丢失率高,从而极大地影响了实时应用的运行效果,因此必须研究可行的、高效的基于IP网络的QoS控制机制,能依据网络当前状态自适应地整定多媒体实时应用的QoS。 我们课题组经过多年努力,已经成功开发了“ GUT桌面视频会议系统”并投入试用,在此基础上,我们进行了实时音频、视频在IP网络上的自适应QoS机制的研究。在本课题里,我在GUT的基础上,开发了一个集话音、视频传播、聊天室、电子白板、邮件发送等于一身的IP网络实时交互软件——IPPhone,以IPPhone为实验平台,进行了优先级调度、Qos映射、Qos协商、Qos接入、Qos自适应整定,以及话音分组缓冲区自适应控制等多项关于多媒体服务质量课题的研究,在IPPhone中形成了一套适用于IP分组网络的自适应QoS管理机制,它采用基于多媒体优先级节的优先级调度算法、自适应Qos控制算法和自适应缓冲区分配算法,利用QoS分层机制和重协商工作,在应用层上完成,独立于底层网络协议。实验数据收集在以太网上进行,编程基于Windows Socket 2和GQOS。 本文论述了高速网络技术和未来的宽带IP网络,IPPhone的软件模块结构、关键实现技术,自适应QoS管理框架,基于多媒体优先级节的优先级调度,自适应QoS控制和自适应缓冲区分配等。 本课题的研究和开发工作基于宽带IP网络和网络多媒体业务快速发展的现状,对充分利用IP网络带宽,改善实时多媒体业务在IP网上的服务质量有重大意义,对QoS理论算法研究也有重大意义。

汤庸, 杨学良, 区海翔, 傅秀芬, 李松[2]2001年在《基于IP网络的自适应QoS管理方案研究》文中研究表明目前实时音频、视频多媒体应用已经开始进入 IP网络 ,但还有许多问题没有得到很好地解决 ,其中一个关键问题是多媒体服务的 Qo S问题 .TCP/ IP协议本身只提供一种“Best- effort”级别的服务 ,对 Qo S支持很少 .“Best- effort”级别的服务往往会导致实时应用出现延迟抖动、分组丢失率高 ,从而极大地影响了实时应用的运行效果 ,因此必须研究可行的、高效的基于 IP网络的 Qo S控制机制 .IP网络 Qo S已成为分布式多媒体和网络通信的重要研究热点和难点课题 .本文在 IETF Intserv与 Diffserv相结合的体系结构基础上 ,提出了一种适合于 IP网络的自适应 Qo S管理框架 .与 Intserv或 Diffserv模型不同的是 ,该 Qo S管理框架引入优先级节和自适应概念 ,Qo S优先权处理采用基于多媒体优先级节的算法 ,在传输控制上采用了自适应 Qo S控制算法 .它在应用层上完成 ,因此独立于底层网络协议 .本文首先讨论了基本概念和函数 ,然后提出一种基于优先级节的自适应 Qo S管理框架和优先级调度流程 .提出一种基于 IP的自适应 Qo S协商机制 ,基本思想是基于 RSVP(资源预留协议 ) ,在提出 Qo S请求时进行 Qo S映射 ,然后启动适应性函数和资源管理函数进行协商 ,直到获得一组在当前资源状况下最佳的 Qo S指标 .最后 ,本文还讨?

张淼[3]2008年在《基于RTP的流媒体自适应QoS传输技术的研究与实现》文中研究说明随着多媒体技术和Internet技术的不断进步,网络多媒体的应用正日益融入人们的日常生活,并发挥着越来越重要的作用。然而,由于当前的IP网络仅能提供一种“尽力而为”的服务,无法对实时性强,传输持续时间长,占用网络资源多,对网络带宽、延迟、抖动、丢包率等要求较高的的实时多媒体流提供任何服务质量(QoS:Quality of Service)保证。因此,根据网络状况,在时变的网络信道中,自适应地进行流媒体实时数据的传输,提高流媒体实时传输质量以满足用户需求便成了目前亟待解决的问题。为了解决这个问题,本文从流媒体通信的QoS保证、实时传输与实时传输控制协议、流媒体自适应传输策略和终端自适应QoS传输系统四方面进行了分析与研究。首先,介绍了流媒体通信技术、QoS定义与视频传输中QoS评价参数,并对现有解决QoS质量保证的策略进行了分析比较;其次,对RTP/RTCP协议进行了深入研究,着重阐述如何利用RTP/RTCP协议来进行网络参数的动态监测;接下来,分析了当前基于RTP协议的流媒体自适应传输控制策略,在此基础上提出了一种新的自适应传输控制算法和缓冲区控制算法。其中,本文提出的自适应传输控制算法借鉴TCP中用于拥塞控制的AIMD算法,通过NS2仿真,证明该算法具有较好的TCP友好性和较高的网络资源利用率,更适合视频流的传输;最后,介绍了Java多媒体框架(JMF),详细阐明了JMP RTP API,给出了终端视频自适应QoS传输系统的总体设计及系统中关键技术在JMF框架下的实现。实验结果表明该终端视频自适应QoS传输系统能够实时感应网络状况,具有自适应的QoS能力,同时证明了本文提出的新算法和系统方案可以很好地支持实时视频流的传输控制。

刘均, 郑庆华, 李洋, 李人厚[4]2002年在《一种基于分层结构的动态自适应QoS分布控制模型》文中进行了进一步梳理针对目前IP网实施QoS控制的主要难点问题,本文提出了基于分层结构的动态自适应QoS分布控制模型。本模型借鉴了DiffServ模型中基于端结点的分布控制思想,采用动态自适应的流控机制,这使得本模型不仅具有可扩展性,而且对网络的动态性与异构性具有适应能力。此外,本模型还采用分层结构将基于网络技术、视频编码技术以及FEC容错技术的QoS控制策略进行有机集成,在带宽受限的情况下能为媒体流传输提供较好的服务质量。本模型已成功地应用于多媒体同步实时授课系统RealClass中。

朱晓敏[5]2004年在《基于IP服务质量(QoS)的研究》文中认为随着网络和多媒体技术的不断发展,IP网络已经从原来单一的数据网络发展成一个名副其实的综合业务网。目前,实时音频、视频等多媒体应用已经进入IP网络,但是还有许多问题没有得到良好的解决,其中一个关键的问题就是多媒体的服务质量(QoS)问题。如何在IP网络中为多媒体应用提供服务质量已经成为网络发展得一个重要方向。本文共分六章。第一章提出了在IP网络中使用QoS的必要性并描述了QoS的定义。第二章对IP QoS的控制技术进行了比较全面的阐述。第三章对IETF工作组提出的综合服务模型、区分服务模型、综合服务+区分服务模型进行了分析和比较,讨论了它们的优缺点。第四章提出了在网络中采用自适应IP QoS机制来提高网络的性能。第五章对IP QoS算法进行了仿真研究。第六章总结全文。

冼真会[6]2014年在《视频实时流式传输QoS的研究与实现》文中研究表明近年来,随着网络技术和多媒体技术的迅猛发展和有效融合,网络多媒体应用的种类和数量与日俱增,大量的视频数据在网络中传输的质量也日益备受关注。目前的IP网络波动严重、资源有限、带宽不稳定且不能提供服务质量(QoS)保障,最终会造成视频实时流式传输的延迟超长、抖动严重、丢包过多等严重问题。因此,如何向视频实时网络传输提供QoS保障的研究显得至关重要。本论文在研究流媒体传输理论知识和现有的QoS技术时,提出了一种改进的网络评估算法,并设计实现了一种基于终端的自适应QoS保障策略。在网络状态评估算法中,把视频数据丢包率作为主要评估因子,把网络划分为欠载、常载和拥塞三种主要状态。在网络常载时,加入延迟抖动因子作为判定当前网络是否趋向拥塞的依据,达到拥塞预控的目的。在自适应QoS保障策略中包含了两种算法,分别为码率自适应调整算法和视频帧速率整形算法。其中,码率自适应调整算法限制了编码器最小的输出码率,意在保证视频画面连续性的同时,牺牲画面的质量也不太大。当该算法达到最小码率输出而网络依然拥塞时,QoS保障系统启用视频帧速率整形算法,通过弃帧滤波器对编码器输出的流量进行整形,进一步降低输送到网络的数据量,有效地把丢包率、延迟和抖动控制在合理的范围内,实现视频传输的QoS保障。在IP公网的环境中,对本论文设计实现的视频实时流式传输QoS保障系统进行大量测试和数据收集。分析实验数据验证了本系统具有实用性、灵活性、平稳性和友好性,能够快速地降低视频数据传输的丢包率和延迟抖动,提高网络链路的利用率,为视频实时传输提供了有效的QoS保障。

左震[7]2012年在《光纤骨干网实时流测量关键技术研究》文中研究表明随着网络通信技术的迅猛发展、网络应用的日益丰富,网络已经成为人类社会重要的基础设施,网络的性能及其运行稳定性成为了事关国家和社会发展的重要问题。作为认知网络的重要手段,网络测量技术是网络管理和网络行为研究的基础,也是进行网络优化、确保网络安全的重要前提。按照测量地域分类,网络测量包括局域网测量、接入网测量和光纤骨干网测量等方式。其中,光纤骨干网测量可以实现大范围、多用户的广域测量,是网络测量领域的研究热点。传统的网络测量研究主要集中在报文(数据包)层次,这导致后端管理系统需要处理和分析的信息量巨大,并且其测量相对平等地对待每个报文,不能获得报文间的内在联系及更高层次的信息,很难满足日益复杂的网络行为的观测及相关网络管理和优化的需求。为弥补报文层次网络测量的不足,基于流粒度的网络测量引起了国内外研究机构的广泛关注。如何利用有限的硬件计算、存储资源实现光纤骨干网的实时流测量,是一项极具挑战性和实用性的研究课题。为此,本文在总结和分析国内外已有研究工作的基础上,对光纤骨干网实时流测量中的IP包实时提取、IP包实时流匹配、流超时判定机制、大象流测量等关键技术进行了深入研究。论文的主要研究内容与创新点归纳如下:1.从最优化利用硬件资源的角度出发,对光纤骨干网IP包提取流程中的并行解扰算法进行了深入研究,提出了一种基于资源最优化的并行解扰算法ROPDA。相对于基于逻辑设计的并行解扰算法,ROPDA算法节省了系统的逻辑资源,降低了系统的复杂度,提高了系统的性能;相对于基于查找表结构的并行解扰算法,ROPDA算法可以运行在较少的片内存储资源的场合;此外,ROPDA算法的相关参数能够根据系统实际逻辑资源与片内存储资源的剩余情况进行灵活调整。依据光纤骨干网IP包实时提取的流程,设计并实现了光纤骨干网IP包实时提取平台。测试结果表明:该平台能够满足光纤骨干网IP包实时提取任务需求。2.为确保IP包流匹配的实时性,匹配算法的时间复杂度必须为O(1)。针对TCAM(Ternary Content Addressable Memory)器件虽然可以实现时间复杂度为O(1)的匹配查询,但其能容纳的匹配条目无法满足光纤骨干网百万数量级并发流的问题,设计了一种基于两层异或Hash和TCAM的IP包实时流匹配算法RFMA-HT。利用异或Hash算法对IP包五元组进行转换以降低对存储空间的需求,同时通过开辟三级存储空间解决了匹配冲突问题。从时间复杂度、空间复杂度以及处理速度与实现三个方面分析了RFMA-HT算法的可行性,并利用实际的光纤骨干网数据对RFMA-HT算法进行了验证。测试结果表明:RFMA-HT算法具有较低的运算复杂度和冲突率,能够满足光纤骨干网IP包实时流匹配的需求。3.针对光纤骨干网中存在的单包流占据系统大量资源的现象,研究了光纤骨干网单包流的特性,提出了一种基于单包流优化的流超时判定算法SFOTS。SFOTS算法利用单包流的特性及早发现单包流并通过设置较小的超时值将其尽早从测量系统中剔除,以提高系统资源利用性能。论文对SFOTS算法相关参数的选择进行了详细的理论分析,并利用实际的光纤骨干网数据对SFOTS算法的性能进行了评估。测试结果表明:SFOTS算法在保证判定准确性的同时对系统存储资源要求较低,特别是在网络攻击或蠕虫爆发等异常情况发生时,SFOTS算法具有更佳的性能优势,确保了测量系统的可靠运行。4.针对现有大象流测量算法存在的判断机制单一、测量粒度偏大、测量结果不稳定等缺点,提出了一种基于三级LRU和状态保持的大象流测量算法3LRU+Hold。3LRU+Hold算法以测量时间片为周期,在每个测量时间片内根据流所包含的IP包个数对流进行分类,将长流、中流、短流分开处理,对准大象流进行保护;在每个测量时间片结束时,对准大象流及大象流的相关状态信息进行保持、更新。论文对3LRU+Hold算法相关参数的选择以及算法的可行性进行了详细的理论分析,并利用实际的光纤骨干网数据和Opnet网络仿真软件,从算法的准确性和测量结果的稳定性两个方面将3LRU+Hold算法与其它算法进行了实验对比。测试结果表明:3LRU+Hold算法对大象流的测量准确性优于LRU算法,且与Sample and Hold、Multistage Filters和LRU等算法相比,3LRU+Hold算法增强了大象流测量结果的稳定性。综上所述,针对光纤骨干网实时流测量中的若干关键问题,本文的研究工作提出了有效的解决方案,为下一步构建光纤骨干网实时流测量系统、推进网络综合管理和网络行为分析等应用提供了基本的理论和技术支持。

蒋莉莉[8]2008年在《SIP多媒体通信QoS问题研究》文中提出随着网络技术和多媒体技术的不断发展,多媒体通信业务逐渐在Internet应用中占据主导地位。由于传统的IP网络是基于“尽力而为”的服务机制的,缺乏有效的服务管理策略,不能给多媒体实时业务提供QoS保证。SIP协议是IETF制定的下一代网络体系的核心协议,SIP是工作在应用层上的一个信令协议,可以用来建立、修改和终止有多方参与的多媒体会话进程,是多媒体通信信令技术将来发展的方向。如何为基于SIP的多媒体实时业务提供QoS保障,是当前研究的热点问题。通过对SIP协议和QoS问题的学习和研究,在分析现有的各种QoS保障方案的基础上,实现了一种基于SIP协议的具有QoS性能保障的体系结构,着重研究了QoS的分层结构和基于SIP协议扩展的区分服务等级的呼叫处理,并对所提结构进行了仿真实验和性能分析。

高宗敏[9]2005年在《流媒体技术(11)》文中研究表明第一节概述一、无线IP网上流视频涉及的范围无线IP网络上的“流视频”这个题目包含两个含义:1.终端播放器是固定设备,但流视频通道包含了有线和无线IP结构网络,无线网络往往成为技术实现的瓶颈。2.播放器是移动终端设备,如手机或笔记本电

参考文献:

[1]. IP网上自适应QoS的研究[D]. 区海翔. 广东工业大学. 2000

[2]. 基于IP网络的自适应QoS管理方案研究[J]. 汤庸, 杨学良, 区海翔, 傅秀芬, 李松. 计算机学报. 2001

[3]. 基于RTP的流媒体自适应QoS传输技术的研究与实现[D]. 张淼. 东北大学. 2008

[4]. 一种基于分层结构的动态自适应QoS分布控制模型[J]. 刘均, 郑庆华, 李洋, 李人厚. 通信学报. 2002

[5]. 基于IP服务质量(QoS)的研究[D]. 朱晓敏. 辽宁工程技术大学. 2004

[6]. 视频实时流式传输QoS的研究与实现[D]. 冼真会. 华南理工大学. 2014

[7]. 光纤骨干网实时流测量关键技术研究[D]. 左震. 国防科学技术大学. 2012

[8]. SIP多媒体通信QoS问题研究[D]. 蒋莉莉. 中国石油大学. 2008

[9]. 流媒体技术(11)[J]. 高宗敏. 有线电视技术. 2005

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