视频压弯了IP网.doc

视频压弯了IP网 　IP融合，大势所趋。　　继IP电话后，IP视频业务已成为运营商必争之地。　　然而，要想实现运营级的IP视频业务，传统的IP协议是无法胜任的。　　为了实现运营级的视频业务，IP协议必须改进！　　在IP网上实现视频传输，除了需要解决宽带接入问题和研制更有效的压缩算法外，对传统IP协议的改进必不可少。在这些改进中，IP QoS和IP组播是最重要的两个部分。 　　传统IP：承载视频很困难 　　在早期，IP网络只跑数据业务（比如www或者E-mail）时，这种处理方式是适用的。但当IP网络上传输的报文不再仅仅是数据业务，还包括了对实时性要求很高的语音和视频时，就需要IP协议能够对不同报文做不同的对待，就此引入QoS。　　另外，传统的IP通信是在一个源IP主机和一个目标IP主机之间（单播）或者一个源IP主机和网络中所有的IP主机之间（广播）进行的。在视频广播应用中，要将信息发送给网络中的多个而非所有IP主机。在传统IP协议里，要么采用广播方式，要么由源IP主机分别向网络中的多个目标IP主机发送IP包。前一种方式不仅会将信息发送给不需要的IP主机而浪费带宽，也可能由于路由回环引起一场严重的广播风暴；而后一种方式由于IP包的重复发送而白白浪费掉大量带宽，也增加了服务器的负载。可以说传统的IP通信技术不能有效地解决单点发送多点接收的问题。 　　QoS：为视频传输保驾护航 　　在传统的IP网络中，所有的报文都无区地的等同对待，每个路由器对所有的报文采用先入先出的策略（FIFO）处理，它尽最大的努力（Best-Effort）将报文送到目的地，见图1。　　为了实现QoS，需要改变传统IP网络的FIFO队列传输报文机制，转而采用优先级队列（Priority Queueing, PQ）机制，见图2。　　PQ机制对报文进行分类，将所有报文分成最多至4类，分别属于PQ的4个队列中的一个。然后，按报文的类别将报文送入相应的队列。PQ的4个队列分别为高优先队列、中优先队列、正常优先队列和低优先队列，它们的优先级依次降低。在报文出队的时候，PQ首先让高优先级队列中的报文出队并发送，直到高优先队列中的报文发送完，然后发送中优先队列中的报文。同样，直到发送完，然后是正常优先队列和低优先队列。这样，分类时属于较高优先级队列的报文将会得到优先发送，而较低优先级的报文将会在发生拥塞时被较高优先级的报文抢先。使得实时业务（如Video）的报文能够得到优先处理，非实时业务（如E-mail）的报文在网络处理完实时业务后的空闲中得到处理。既保证了实时业务的优先，又充分利用了网络资源。 　　当前的IP协议能够支持三种QoS模型。 　　Best-Effort是一个单一的服务模型，也是最简单的服务模型。应用程序可以在任何时候，发出任意数量的报文，而且不需要事先获得批准，也不需要通知网络。对Best-Effort服务，网络尽最大的努力来发送报文，但对时延、可靠性等性能不提供任何保证。 Best-Effort服务是现在Internet的缺省服务模型，它适用于绝大多数网络应用，如FTP、E-mail等，它通过先入先出（FIFO）队列来实现。　　Intserv是一个综合服务模型，它可以满足多种QoS需求。这种服务模型在发送报文前，需要向网络申请特定的服务。这个请求是通过信令（Signal）来完成的。传送QoS请求的信令是RSVP（资源预留协议），它将应用程序的QoS需求通知给路由器。应用程序首先通知网络它自己的流量参数和需要的特定服务质量请求，包括带宽、时延等。应用程序一般在收到网络的确认信息，即网络已经为这个应用程序的报文预留了资源后，发送报文。而应用程序发出的报文应该控制在流量参数描述的范围内。　　网络在收到应用程序的资源请求后，执行资源分配检查（Admission Control），即基于应用程序的资源申请和网络现有的资源情况，判断是否为应用程序分配资源。一旦网络确认已经为应用程序的报文分配了资源，则只要应用程序的报文被控制在流量参数描述的范围内，网络就会承诺满足应用程序的QoS需求。而网络将为每个流（Flow，由两端的IP地址、端口号、协议号确定）维护一个状态，并基于这个状态执行报文的分类、流量监管（Policing）、排队及其调度，来满足对应用程序的承诺。　　Diffserv是一个多服务模型，它可以满足不同的QoS需求。与Intserv不同，它不需要信令，即应用程序在发出报文前，不需要通知路由器。对Diffserv，网络不需要为每个流维护状态，它根据每个报文指定的QoS，来提供特定的服务。可以用不同的方法来指定报文的QoS，如IP包的优先级位（IP Precedence)、报文的源地址和目的地址等。网络通过这些信息来进行报文的分类、流量整形、流