6 Redes Multimedia
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Redes Multimédia 6-1
Multimédia, Qualidade de Serviço (QoS): O que são?
Aplicações Multimédia:áudio e vídeo pela rede(�meios contínuos�)
a rede oferece àsaplicações o nível dedesempenho necessáriopara funcionarem.
QoS
Redes Multimédia 6-2
Capítulo 6: Objectivos
Princípios❒ Classificar aplicações multimédia❒ Identificar os serviços da rede que as aplicações
necessitam❒ Obtendo o melhor de um serviço melhor esforço❒ Mecanismos para oferecer QoSProtocolo e Arquitecturas❒ Protocolos específicos para melhor esforço❒ Arquitecturas para QoS
Redes Multimédia 6-3
Capítulo 6: Sumário
❒ 6.1 Aplicações de RedeMultimédia
❒ 6.2 Fluxos de áudio evídeo armazenados
❍ RTSP
❒ 6.3 Multimédia de TempoReal: Estudo do caso doInternet Phone
❒ 6.4 Protocolos paraAplicações Interactivasde Tempo Real
❍ RTP, RTCP❍ SIP
❒ 6.5 Para além do MelhorEsforço
❒ 6.6 Mecanismos deServiço e Policiamento
❒ 6.7 Serviços Integrados❒ 6.8 RSVP❒ 6.9 Serviços
Diferenciados
Redes Multimédia 6-4
Aplicações de Rede Multimédia
CaracterísticasFundamentais:
❒ Tipicamente sensíveis aoatraso
❍ atraso extremo a extremo❍ variação do atraso (jitter)
❒ Mas tolerante a perdas:perdas raras causampequenos ruídos
❒ Antítese da transmissãode dados, que não étolerante a perdas mastolera atrasos.
Classes de aplicações MM:1) Fluxos de áudio e vídeo
gravados2) Fluxos de áudio e vídeo ao
vivo3) Áudio e vídeo interactivos
em tempo real
Jitter é a variação dosatrasos dos pacotesdentro do mesmo fluxode pacotes
Redes Multimédia 6-5
Fluxos Multimédia Armazenados
Transmissão de Fluxos(Streaming):
❒ dados armazenados na fonte❒ transmitidos para o cliente❒ fluxos: o cliente começa a
apresentação antes de todosos dados chegarem❒ restrições temporais para os dados ainda por
transmitir: a tempo para serem apresentados
Redes Multimédia 6-6
Fluxos Multimédia Armazenados:O que são?
1. vídeogravado
2. vídeoenviado
3. vídeo recebido,apresentado no cliente
Dad
os c
umul
ativ
os
fluxo: neste instante, o cliente apresenta a parte inicial do vídeo, enquanto o servidor ainda envia a partefinal do vídeo
atraso darede
tempo
Redes Multimédia 6-7
Fluxos Multimédia Armazenados: Interactividade
❒ funcionalidade tipo gravador de vídeo:o cliente pode fazer pausa, recuar,avançar, saltar para outra parte❍ atraso inicial de 10 seg OK❍ 1-2 seg até o comando actuar OK❍ uso frequente de RTSP (mais em breve)
❒ restrições temporais para os dados ainda portransmitir: a tempo para serem apresentados
Redes Multimédia 6-8
Fluxos Multimédia ao Vivo
Exemplos:❒ Espectáculo de rádio via Internet❒ Transmissão directa de evento desportivoTransmissão de Fluxos❒ buffer de apresentação❒ a apresentação pode atrasar-se dezenas de
segundos depois da transmissão❒ ainda tem restrições temporaisInteractividade❒ impossível avançar❒ voltar atrás, pausa possíveis!
Redes Multimédia 6-9
Multimédia em tempo real, interactiva
❒ requisitos de atraso:❍ áudio: < 150 mseg bom, < 400 mseg OK
� inclui atrasos da aplicação (enpacotamento) e da rede� atrasos mais elevados notados, prejudicam interactividade
❒ iniciação da sessão❍ como o chamado anuncia o seu endereço IP, número
de porto, algoritmos de codificação?
❒ aplicações: telefone IP,videoconferência, mundosinteractivos distribuídos
Redes Multimédia 6-10
Multimédia na Internet de Hoje
TCP/UDP/IP: �serviço melhor esforço�❒ sem garantias no atraso, perdas
As aplicações multimédia na Internet de hojeusam técnicas na camada de aplicação paraminimizar (o melhor possível) os efeitos dos
atrasos, perdas
Mas disse-se que as aplicações multimédiaprecisavam de QoS e de um certo nívelde desempenho para serem eficazes!
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Redes Multimédia 6-11
Como deve a Internet evoluir paramelhor suportar multimédia?
Filosofia de Serviços Integrados:❒ Mudanças importantes na
Internet para que as aplicaçõespossam reservar largura debanda extremo a extremo
❒ Necessita de software novo,complexo nos sistemasterminais & routers
Laissez-faire❒ nenhuma mudança importante❒ mais largura de banda quando
necessário❒ distribuição de conteúdos,
multicast na camada deaplicação
❍ camada de aplicação
Filosofia de ServiçosDiferenciados:
❒ Poucas mudanças na infra-estrutura da Internet, masoferecer serviço de 1ª e 2ªclasse.
Qual a sua opinião?
Redes Multimédia 6-12
Algumas palavras sobre compressão de áudio
❒ Sinal analógico amostradoa um ritmo constante
❍ telefone: 8 000amostras/seg
❍ CD de música: 44 100amostras/seg
❒ Cada amostra quantizada,ie, arredondada
❍ eg, 28=256 possíveis valoresde quantização
❒ Cada valor quantizadorepresentado por bits
❍ 8 bits para 256 valores
❒ Exemplo:8 000 amostras/seg,256 valores de quantização--> 64 000 bps
❒ Receptor converte devolta para um sinalanalógico:
❍ alguma redução de qualidade
Exemplos de ritmos❒ CD: 1.411 Mbps❒ MP3: 96, 128, 160 kbps❒ Telefone Internet:
5.3 - 13 kbps
Redes Multimédia 6-13
Algumas palavras sobre compressão de vídeo
❒ O vídeo é uma sequênciade imagens apresentadasa um ritmo constante
❍ e.g. 24 imagens/seg
❒ Uma imagem digital éuma matriz de pixels
❒ Cada pixel érepresentado por bits
❒ Redundância❍ espacial❍ temporal
Exemplos:❒ MPEG 1 (CD-ROM):
1.5 Mbps❒ MPEG2 (DVD): 3-6 Mbps❒ MPEG4 (uso frequente na
Internet, < 1 Mbps)Investigação:❒ Vídeo em camadas
(escalável)❍ adaptar camadas à largura
de banda disponível
Redes Multimédia 6-14
Capítulo 6: Sumário
❒ 6.1 Aplicações de RedeMultimédia
❒ 6.2 Fluxos de áudio evídeo armazenados
❍ RTSP
❒ 6.3 Multimédia de TempoReal: Estudo do caso doInternet Phone
❒ 6.4 Protocolos paraAplicações Interactivasde Tempo Real
❍ RTP, RTCP❍ SIP
❒ 6.5 Para além do MelhorEsforço
❒ 6.6 Mecanismos deServiço e Policiamento
❒ 6.7 Serviços Integrados❒ 6.8 RSVP❒ 6.9 Serviços
Diferenciados
Redes Multimédia 6-15
Fluxos Multimédia Armazenados
Técnicas de transmissão defluxos ao nível da camadade aplicação para obter osmelhores resultados dosserviços melhor esforço:❍ buffers no lado do
cliente❍ uso de UDP versus TCP❍ múltiplas codificações
multimédia
❒ remoção de jitter❒ descompressão❒ ocultação de erros❒ interface de utilizador
gráfica com controlo deinteractividade
Media Player
Redes Multimédia 6-16
Multimédia na Internet: aproximação mais simples
não há fluxos de áudio, vídeo:❒ sem �pipelining�, longos atrasos até à apresentação!
❒ áudio ou vídeo armazenado emficheiro
❒ ficheiros transferidos comoobjectos HTTP❍ inteiramente recebidos no
cliente❍ depois apresentados
cliente
Redes Multimédia 6-17
Multimédia na Internet: aproximação com fluxos
❒ o browser faz GET de um metaficheiro
❒ o browser lança o Media Player, passando o metaficheiro❒ o Media Player contacta o servidor❒ o servidor envia o fluxo de áudio/vídeo para o Media Player
Redes Multimédia 6-18
Recebendo um fluxo de um servidor de fluxos
❒ Esta arquitectura permite um protocolo diferente doHTTP entre o servidor e o media player
❒ Também pode utilizar UDP em vez de TCP.
cliente servidores
Redes Multimédia 6-19
transmissão de vídeo de ritmoconstante
Dad
os c
umul
ativ
os
tempo
atraso narede
variável
recepção dovídeo no cliente
apresentação do vídeo a ritmo constante no cliente
atraso deapresentação
víde
o em
buff
er
Fluxos Multimédia: Buffers no Cliente
❒ Os buffers no lado do cliente e atrasos naapresentação compensam os atrasos da rede evariação do atraso (jitter)
Redes Multimédia 6-20
Fluxos Multimédia: Buffers no Cliente
❒ Os buffers no lado do cliente e atrasos naapresentação compensam os atrasos da rede evariação do atraso (jitter)
vídeo embuffer
ritmo deenchimento
variável,x(t)
ritmo deconsumo
constantedarede
bufferdo
cliente
paradescompressão,apresentação
Redes Multimédia 6-21
Fluxos Multimédia: UDP ou TCP?
UDP❒ o servidor envia ao ritmo apropriado para o cliente (esquece a
congestão da rede !)❍ frequentemente, ritmo de envio = ritmo de codificação = ritmo
constante❍ então, ritmo de enchimento = ritmo constante - perdas de pacotes
❒ atraso de apresentação curto (2-5 segundos) para compensar avariação do atraso da rede (jitter)
❒ recuperação de erros: se o tempo permitir
TCP❒ envia ao ritmo máximo possível por TCP❒ ritmo de enchimento flutua devido ao mecanismo de controlo de
congestão de TCP❒ maior atraso de apresentação: suavizar o ritmo de entrega TCP❒ HTTP/TCP passa mais facilmente por firewalls
Redes Multimédia 6-22
Fluxos Multimédia: ritmo(s) dos clientes
Q: como tratar diferentes ritmos de recepçãodos clientes?❍ ligação telefónica a 28.8 Kbps❍ Ethernet a 100Mbps
R: o servidor armazena, transmite múltiplas cópiasdo vídeo, codificadas a diferentes ritmos
codificação a 1,5 Mbps
codificação a 28.8 Kbps
Redes Multimédia 6-23
RTSP: Real-Time Streaming ProtocolControlo pelo utilizador dos fluxos multimédia
HTTP❒ Não é dirigido a conteúdos
multimédia❒ Não tem comandos para
avanço rápido, etc.RTSP: RFC 2326❒ Protocolo cliente/servidor
da camada de aplicação.❒ Para o utilizador controlar:
rebobinar, avanço rápido,pausa, continuar,reposicionar, etc�
O que não faz:❒ não define como o áudio/vídeo
é encapsulado para ser enviadocomo um fluxo pela rede
❒ não restringe como os fluxosmúltimédia são transportados;podem ser transportados porUDP ou TCP
❒ não especifica como o MediaPlayer armazena o áudio/vídeoem buffers
Redes Multimédia 6-24
RTSP: controlo fora de bandaO FTP utiliza um canal de
controlo �fora de banda�:❒ Um ficheiro é transferido
por uma ligação TCP.❒ A informação de controlo
(mudanças de directoria,apagar ficheiros, mudarnomes de ficheiros, etc.) éenviada por uma ligaçãoTCP separada.
❒ Os canais �fora de banda� e�dentro de banda� utilizamdiferentes números deportos.
As mensagens RTSP tambémsão enviadas fora de banda:
❒ As mensagens de controloRTSP usam números deportos diferentes do fluxomultimédia: fora de banda.
❍ Porto 554
❒ O fluxo multimédia éconsiderado �dentro debanda�.
Redes Multimédia 6-25
Exemplo de RTSP
Cenário:❒ metaficheiro enviado ao web browser❒ browser lança Media Player❒ o Media Player estabelece uma ligação RTSP de
controlo, uma ligação de dados para o servidor defluxos multimédia
Redes Multimédia 6-26
Exemplo de Metaficheiro<title>Twister</title><session> <group language=en lipsync> <switch> <track type=audio e="PCMU/8000/1" src = "rtsp://audio.example.com/twister/audio.en/lofi"> <track type=audio e="DVI4/16000/2" pt="90 DVI4/8000/1" src="rtsp://audio.example.com/twister/audio.en/hifi"> </switch> <track type="video/jpeg" src="rtsp://video.example.com/twister/video"> </group></session>
Redes Multimédia 6-27
Funcionamento do RTSP
cliente servidor
Redes Multimédia 6-28
Exemplo de Interacção RTSPC: SETUP rtsp://audio.example.com/twister/audio RTSP/1.0 Cseq: 1 Transport: rtp/udp; compression; port=3056; mode=PLAYS: RTSP/1.0 200 OK Cseq: 1 Session: 4231
C: PLAY rtsp://audio.example.com/twister/audio.en/lofi RTSP/1.0 Session: 4231 Range: npt=0-
C: PAUSE rtsp://audio.example.com/twister/audio.en/lofi RTSP/1.0 Range: npt=37 Cseq: 3 Session: 4231
C: TEARDOWN rtsp://audio.example.com/twister/audio.en/lofi RTSP/1.0 Cseq: 4 Session: 4231S: RTSP/1.0 200 OK Cseq: 4 Session: 4231
Redes Multimédia 6-29
Capítulo 6: Sumário
❒ 6.1 Aplicações de RedeMultimédia
❒ 6.2 Fluxos de áudio evídeo armazenados
❍ RTSP
❒ 6.3 Multimédia de TempoReal: Estudo do caso doInternet Phone
❒ 6.4 Protocolos paraAplicações Interactivasde Tempo Real
❍ RTP, RTCP❍ SIP
❒ 6.5 Para além do MelhorEsforço
❒ 6.6 Mecanismos deServiço e Policiamento
❒ 6.7 Serviços Integrados❒ 6.8 RSVP❒ 6.9 Serviços
Diferenciados
Redes Multimédia 6-30
Aplicações interactivas de tempo real
❒ telefone PC a PC❍ os serviços de
mensagens instantâneasoferecem isto
❒ telefone PC a telefone❍ Dialpad❍ Net2phone
❒ videoconferência comWebcams
Vamos agora analisarem detalhe umexemplo de telefonevia Internet PC a PC
Redes Multimédia 6-31
Multimedia Interactiva: Internet Phone
Introdução ao Internet Phone através de exemplo
❒ áudio de uma pessoa a falar: alternadamente trechos devoz, períodos de silêncio.
❍ 64 kbps durante um trecho de voz
❒ apenas são gerados pacotes durante trechos de voz❍ blocos de 20 mseg a 8 Kbytes/seg: 160 bytes de dados
❒ cabeçalho de camada de aplicação adicionado a cadabloco.
❒ bloco+cabeçalho encapsulado num segmento UDP.
❒ a aplicação envia segmentos UDP para o socket cada 20mseg durante um trecho de voz.
Redes Multimédia 6-32
Internet Phone: Perda de Pacotes e Atrasos
❒ perdas na rede: datagrama IP perdido devido àcongestão na rede (buffer do router cheio)
❒ perda por atraso: datagrama IP chega demasiadotarde para ser reproduzido no receptor
❍ atrasos: processamento, espera em filas na rede; atrasosnos sistemas terminais (emissor, receptor)
❍ atraso máximo tolerável típico: 400 ms
❒ tolerante a perdas: dependendo da codificação davoz, escondendo as perdas, podem ser toleradastaxas de perdas de pacotes entre 1% e 10%.
Redes Multimédia 6-33
transmissão de de ritmoconstante
Dad
os c
umul
ativ
os
tempo
atraso narede
variável
recepçãono cliente
apresentação a ritmo constante no cliente
atraso deapresentação
dado
s em
buff
er
Jitter no Atraso
❒ Considere o atraso extremo a extremo entre doispacotes consecutivos: a diferença pode ser mais oumenos que 20 mseg
Redes Multimédia 6-34
Internet Phone: Atraso de Apresentação Fixo
❒ O receptor tenta apresentar cada blocoexactamente q msegs depois de o bloco ser gerado.❍ o bloco foi gerado no instante t: apresentar o
bloco em t+q .❍ bloco chega após t+q: os dados chegam
demasiado tarde para serem apresentados,dados �perdidos�
❒ Compromissos para q:❍ q grande: menos perdas de pacotes❍ q pequeno: melhor interactividade
Redes Multimédia 6-35
Atraso de Apresentação Fixo
pacotes
tempo
pacotesgerados
pacotesrecebidos
perda
r
p p'
apresentação com atraso dep - r
apresentação com atraso dep' - r
• O emissor gera pacotes a cada 20 mseg durante um trecho de voz.� O primeiro pacote é recebido no instante r� Primeira hipótese de apresentação: começar em p� Segunda hipótese de apresentação: começar em p�
Redes Multimédia 6-36
Atraso de Apresentação Adaptativo, I
i pacote oreceber de depois rede da médio atraso do estimativad
i acotep o para rede da atrasotr
receptor no oapresentad é i pacote o que em instante op
receptor no recebido é i pacote o que em instante or
i pacote o gerado foi que em tempot
i
ii
i
i
i
==−
===
Estimativa dinâmica do atraso médio no receptor:
)()1( 1 iiii trudud −+−= −
onde u é uma constante fixa (e.g., u = 0.01).
❒ Objectivo: minimizar o atraso de apresentação, mantendo a taxa deperdas baixa
❒ Aproximação: ajuste do atraso de apresentação adaptativo:❍ Estimar o atraso da rede, ajustar o atraso de apresentação no início de
cada trecho de voz.❍ Períodos de silêncio comprimidos ou alongados.❍ Blocos continuam a ser apresentados a cada 20 mseg durante um trecho
de voz.
Redes Multimédia 6-37
Atraso de Apresentação Adaptativo, II
Também é útil estimar o desvio padrão do atraso, vi :
||)1( 1 iiiii dtruvuv −−+−= −
As estimativas di e vi são calculadas para cada pacote recebido, emborasejam apenas utilizadas no início de um trecho de voz.
Para o primeiro pacote num trecho de voz, o tempo de apresentação é:
iiii Kvdtp ++=
onde K é uma constante positiva.
Os restantes pacotes do trecho de voz são apresentados periodicamente.
Redes Multimédia 6-38
Apresentação Adaptativa, III
Q: Como é que o receptor determina se um pacote é oprimeiro num trecho de voz?
❒ Se não houver perdas, o receptor olha para osinstantes iniciais de pacotes sucessivos.
❍ diferença de instantes iniciais sucessivos > 20 mseg -->começa trecho de voz.
❒ Quando são possíveis perdas, o receptor tem deolhar tanto para os instantes iniciais como para osnúmeros de sequência.
❍ diferença de instantes iniciais sucessivos > 20 mseg enúmeros de sequência sem buracos --> começa um trecho devoz.
Redes Multimédia 6-39
Recuperação de perda de pacotes (1)
forward error correction(FEC): esquema simples
❒ para cada grupo de nblocos, cria um blocoredundante com o OU-exclusivo dos n blocosoriginais
❒ envia n+1 blocos,aumentando a largura debanda por um factor de1/n.
❒ pode reconstruir os nblocos originais se perderno máximo um bloco dosn+1 blocos
❒ O atraso de apresentaçãotem de ser corrigido paradar tempo de receber todosos n+1 blocos
❒ Compromisso:❍ aumentar n, menos
desperdício de largura debanda
❍ aumentar n, maior atrasode apresentação
❍ aumentar n, maiorprobabilidade que 2 oumais blocos se percam
Redes Multimédia 6-40
Recuperação de perda de pacotes (2)
2º esquema FEC� acrescentar fluxo demenor qualidade� enviar fluxo áudio debaixa resolução comoinformação redundante� por exemplo, fluxonominal PCM a 64 kbpse fluxo redundanteGSM a 13 kbps.
� Sempre que há perdas não consecutivas, o receptorpode esconder a perda.� Para resolver o caso de perdas consecutivas, pode-seacrescentar os blocos de baixo ritmo (n-1) e (n-2) aobloco de ritmo nominal n
fluxo original
fluxorecebido
redundância
fluxoreconstruído
perda
Redes Multimédia 6-41
Recuperação de perda de pacotes (3)
Entrelaçamento (Interleaving):❒ os blocos são partidos em
unidades mais pequenas❒ por exemplo, 4 unidades de 5
mseg por bloco❒ um pacote contém unidades mais
pequenas de diferentes blocos
❒ se um pacote é perdido, aindase tem a maior parte de cadabloco
❒ não adiciona redundância❒ mas aumenta o atraso de
apresentação
fluxo original
perda de pacotes
fluxo entrelaçado
fluxoreconstruído
Redes Multimédia 6-42
Sumário: Multimédia na Internet: saco de truques
❒ usar UDP para evitar o controlo de congestão de TCP(atrasos) para tráfego sensível ao atraso
❒ atraso de apresentação adaptativo no cliente: paracompensar atrasos
❒ servidor ajusta largura de banda do fluxo à largura debanda disponível no caminho do servidor para o cliente
❍ escolha entre ritmos de fluxos pré-codificados❍ ritmo de codificação dinâmico
❒ recuperação de erros (por cima do UDP)❍ FEC, entrelaçamento❍ retransmissões, se o tempo permitir❍ esconder erros: repetir dados próximos
Redes Multimédia 6-43
Capítulo 6: Sumário
❒ 6.1 Aplicações de RedeMultimédia
❒ 6.2 Fluxos de áudio evídeo armazenados
❍ RTSP
❒ 6.3 Multimédia de TempoReal: Estudo do caso doInternet Phone
❒ 6.4 Protocolos paraAplicações Interactivasde Tempo Real
❍ RTP, RTCP❍ SIP
❒ 6.5 Para além do MelhorEsforço
❒ 6.6 Mecanismos deServiço e Policiamento
❒ 6.7 Serviços Integrados❒ 6.8 RSVP❒ 6.9 Serviços
Diferenciados
Redes Multimédia 6-44
Real-Time Protocol (RTP)
❒ O RTP especifica umaestrutura de pacotespara pacotestransportando dadosáudio e vídeo
❒ RFC 1889.❒ Um pacote RTP oferece
❍ identificação de tipo dedados
❍ número de sequência depacote
❍ marcação de instante detempo
❒ O RTP corre nossistemas terminais
❒ Os pacotes RTP sãoencapsulados emsegmentos UDP
❒ Interoperabilidade: Seduas aplicaçõesInternet phone corremRTP, então pode serque possam trabalharem conjunto
Redes Multimédia 6-45
RTP corre por cima do UDP
As bibliotecas RTP oferecem uma interface de camada detransporte que estende o UDP:
� número de porto, endereço IP� identificação de tipo de dados� números de sequência de pacotes� marcação de instante de tempo
camada detransporte
Aplicação
Ligação de Dados
Físico
Redes Multimédia 6-46
Exemplo RTP
❒ Considere o envio devoz codificada em PCMa 64 kbps sobre RTP.
❒ A aplicação junta osdados codificados emblocos, e.g., cada 20mseg = 160 bytes numbloco.
❒ O bloco áudio juntocom o cabeçalho RTPforma o pacote RTP,que é encapsulado numsegmento UDP.
❒ O cabeçalho RTPindica o tipo decodificação áudio emcada pacote
❍ o emissor pode mudar acodificação durante asessão.
❒ O cabeçalho RTPtambém contémnúmeros de sequênciae marcações deinstantes de tempo.
Redes Multimédia 6-47
RTP e QoS
❒ O RTP não oferece nenhum mecanismo paraassegurar a entrega a tempo dos dados ouoferecer outras garantias de qualidade de serviço.
❒ O encapsulamento RTP é apenas visto nos sistemasterminais: não é visto pelos routers intermédios.
❍ Os routers que oferecem um serviço �melhor esforço�não fazem nenhum esforço especial para assegurar que ospacotes RTP chegam ao destino a tempo.
Redes Multimédia 6-48
Cabeçalho RTP
Tipo de Dados (Payload Type) (7 bits): Indica o tipo de codificação aser utilizado. Se o emissor mudar a codificação a meio da sessão, oemissor informa o receptor através deste campo de tipo de dados.
�Tipo de dados 0, PCM mu-law, 64 kbps�Tipo de dados 3, GSM, 13 kbps�Tipo de dados 7, LPC, 2.4 kbps
�Tipo de dados 26, JPEG em movimento�Tipo de dados 31, H.261�Tipo de dados 33, vídeo MPEG2
Número de Sequência (Sequence Number) (16 bits): Incrementado deum por cada pacote RTP enviado, podendo ser utilizado para detectarperdas de pacotes e para reordenar os pacotes.
Redes Multimédia 6-49
Cabeçalho RTP (2)
❒ Campo de marcação de instante de tempo (Timestampfield) (32 bits). Reflecte o instante de amostragem doprimeiro byte no pacote de dados RTP.
❍ Para áudio, tipicamente o relógio é incrementado de umaunidade por cada período de amostragem (por exemplo, acada 125 µsegs para uma frequência de amostragem de 8KHz)
❍ Se a aplicação gera um bloco de 160 amostrascodificadas, então o instante de tempo aumenta de 160para cada pacote RTP quando a fonte está activa. Orelógio continua a aumentar a um ritmo constante mesmoquando a fonte está inactiva.
❒ campo SSRC (32 bits). Identifica a fonte do fluxo RTP.Cada fluxo numa sessão RTP deve ter um SSRC distinto.
Redes Multimédia 6-50
Real-Time Control Protocol (RTCP)
❒ Trabalha em conjunto como RTP.
❒ Cada participante numasessão RTP periodicamentetransmite pacotes decontrolo RTCP para todosos outros participantes.
❒ Cada pacote RTCP contémrelatórios de emissor e/oureceptor
❍ relata estatísticas úteispara a aplicação
❒ As estatísticas incluemnúmero de pacotesenviados, número depacotes perdidos, variaçãodo atraso (jitter), etc.
❒ A informação retornadapode ser utilizada paracontrolar o desempenho
❍ o emissor podemodificar as suastransmissões com basena informaçãoretornada, e.g. mudar oritmo de transmissão
Redes Multimédia 6-51
RTCP - Continuação
- Para uma sessão RTP tipicamente há apenas um único endereço multicast; todosos pacotes RTP e RTCP pertencendo à sessão utilizam o endereço multicast.
- Os pacotes RTP e RTCP são distinguidos pela utilização de diferentes númerosde portos.
- Para limitar o tráfego, cada participante reduz o seu tráfego RTCP quando onúmero de participantes numa conferência aumenta.
Redes Multimédia 6-52
Pacotes RTCP
Pacotes de Relatório deReceptor:
❒ fracção de pacotesperdidos, último númerode sequência, jittermédio entre chegadas.
Pacotes de Relatório deEmissor:
❒ SSRC do fluxo RTP, oinstante actual, onúmero de pacotesenviados, e o número debytes enviados.
Pacotes de descrição daFonte:
❒ endereço de e-mail doemissor, nome doemissor, SSRC dofluxo RTP associado.
❒ oferece mapeamentoentre o SSRC e o nomedo utilizador/sistematerminal.
Redes Multimédia 6-53
Sincronização de Fluxos
❒ O RTCP pode sincronizardiferentes fluxosmultimédia dentro de umasessão RTP.
❒ Considere uma aplicação devideoconferência onde cadaemissor gera um fluxo RTPde vídeo e um de áudio.
❒ Marcações de instantes detempo nos pacotes RTPassociadas aos relógios deamostragem de vídeo eáudio
❍ não estão ligados à horaactual
❒ Cada pacote RTCP derelatório de emissorcontém (para o pacote maisrecentemente gerado nofluxo RTP associado):
❍ marcação de instante detempo do pacote RTP
❍ hora actual em que opacote foi criado.
❒ Os receptores podemutilizar esta associaçãopara sincronizar aapresentação de áudio evídeo.
Redes Multimédia 6-54
Divisão de Largura de Banda em RTCP
❒ O RTCP tenta limitar o seutráfego a 5% da largura debanda da sessão.
Exemplo❒ Suponha um emissor,
enviando vídeo ao ritmo de2 Mbps. O RTCP tentalimitar o seu tráfego a100 kbps.
❒ O RTCP dá 75% desteritmo aos receptores;os restantes 25% aoemissor
❒ Os 75 kbps são igualmentedistribuídos pelos receptores:
❍ Com R receptores, cadareceptor pode enviar tráfegoRTCP a 75/R kbps.
❒ O emissor pode enviar tráfegoRTCP a 25 kbps.
❒ Um participante determina operíodo de transmissão depacotes RTCP calculando otamanho médio de um pacoteRTCP (ao longo de toda asessão) e dividindo pelo ritmoatribuído.
Redes Multimédia 6-55
SIP
❒ Session Initiation Protocol❒ vem do IETF - RFC 3261Visão de longo prazo do SIP:❒ Todas as chamadas telefónicas e
videoconferências têm lugar sobre a Internet❒ As pessoas são identificadas por nomes ou
endereços de e-mail, em vez de números detelefone.
❒ Consegue chegar ao chamado, para onde quer queele vá em roaming, seja qual for o equipamento IPque ele esteja actualmente a utilizar.
Redes Multimédia 6-56
Serviços SIP
❒ Estabelecendo umachamada
❍ Oferece mecanismos parao chamador informar ochamado que querestabelecer uma chamada
❍ Oferece mecanismos parao chamador e o chamadochegarem a acordo sobreo tipo de dados e a suacodificação.
❍ Oferece mecanismos paraterminar a chamada.
❒ Determina o endereçoIP actual do chamador
❍ mapeia identificadoresmnemónicos para oendereço IP actual
❒ Gestão de Chamada❍ Acrescenta novos
fluxos multimédiadurante a chamada
❍ Muda a codificaçãodurante a chamada
❍ Convida outros❍ Transfere e põe
chamadas em espera
Redes Multimédia 6-57
áudio Law
Estabelecendo uma chamada para um endereço IP conhecido
� A mensagem SIP deconvite (INVITE) da Aliceindica o seu número deporto e endereço IP. Indicaa codificação que a Aliceprefere receber (PCM µlaw)
� A mensagem 200 OK doBruno indica o seu númerode porto, endereço IP ecodificação preferida(3=GSM)
� Os dados multimédiapodem ser enviadas sobreTCP ou UDP; aqui enviadassobre RTP/UDP.
�O porto SIP por omissão éo 5060.tempo tempo
o terminaldo Brunotoca
Alice
167.180.112.24
Bruno
193.64.210.89
porto 5060
porto 38060
µ
GSMporto 48753
INVITE [email protected]=IN IP4 167.180.112.24m=audio 38060 RTP/AVP 0porto 5060
200 OKc=IN IP4 193.64.210.89
m=audio 48753 RTP/AVP 3
ACK porto 5060
Redes Multimédia 6-58
Estabelecendo uma chamada (mais)
❒ Negociação do Codec:❍ Suponha que o Bruno não
tem um codificador PCMµlaw.
❍ O Bruno responde com aresposta606 Not Acceptablee lista os codificadoresque pode utilizar.
❍ A Alice pode então enviaruma nova mensagem deINVITE, anunciando umcodificador apropriado.
❒ Rejeitando a chamada:❍ O Bruno pode rejeitar
com as respostas�ocupado�, �fui embora�,�necessário pagamento�,�proibido�.
❒ Os dados multimédia podemser enviados por RTP ououtro protocolo.
Redes Multimédia 6-59
INVITE sip:[email protected] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 167.180.112.24
From: sip:[email protected]
To: sip:[email protected]
Call-ID: [email protected]
Content-Type: application/sdp
Content-Length: 885
c=IN IP4 167.180.112.24
m=audio 38060 RTP/AVP 0
Notas:❒ sintaxe de mensagens de HTTP❒ sdp = session description protocol❒ o Call-ID é único para cada chamada.
Exemplo de mensagem SIP
� Aqui não sabemos oendereço IP do Bruno.Serão necessárioservidores SIPintermediários.
� A Alice envia e recebemensagens SIPutilizando o porto SIPpor omissão de 5060.
� A Alice especifica nocabeçalho Via: que ocliente SIP envia erecebe mensagens SIPpor UDP
Redes Multimédia 6-60
Tradução de Nomes e localização de utilizadores
❒ O chamador quertelefonar para umdestinatário, mas apenastem o nome ou endereçode e-mail do destinatário.
❒ Precisa de obter oendereço IP do sistematerminal actual dodestinatário:
❍ o utilizador pode mudar desítio
❍ protocolo DHCP❍ o utilizador tem vários
equipamentos IP (PC, PDA,equipamento no carro)
❒ O resultado pode dependerde:
❍ hora do dia (trabalho, casa)❍ chamador (não quer que o
patrão telefone para casa)❍ estado do chamado (chamadas
enviadas para o voicemailquando o chamado está a falarcom alguém)
Serviço oferecido pelosservidores SIP:
❒ servidor de registo SIP❒ servidor proxy SIP
Redes Multimédia 6-61
Registo SIP (SIP Registrar)
REGISTER sip:domain.com SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 193.64.210.89
From: sip:[email protected]
To: sip:[email protected]
Expires: 3600
❒ Quando o Bruno lança o cliente SIP, o cliente envia umamensagem SIP REGISTER para o servidor de registodo Bruno.
(função semelhante necessária nos serviços demensagens instantâneas)
Mensagem de Registo:
Redes Multimédia 6-62
Proxy SIP
❒ A Alice envia mensagens de convite para o seuservidor proxy
❍ contêm o endereço sip:[email protected]
❒ O proxy é responsável por encaminhar as mensagensSIP para o chamado
❍ possivelmente através de múltiplos proxys.
❒ O chamado responde através do mesmo conjunto deproxys.
❒ O proxy retorna a mensagem SIP de resposta para aAlice
❍ contém o endereço IP do Bruno
❒ Nota: um proxy é análogo ao servidor DNS local
Redes Multimédia 6-63
ExemploChamador [email protected] uma chamadapara [email protected]
(1) Jim envia umamensagem INVITE para oproxy SIP de umass. (2) oProxy encaminha o pedidopara o servidor de registoda upenn. (3) o servidor daupenn retorna umamensagem de redirecciona-mento, indicando que devetentar [email protected]
(4) o proxy de umass envia o INVITE para o servidor de registo daeurecom. (5) o servidor de registo da eurecom encaminha o INVITE para197.87.54.21, que está a correr o cliente SIP do Keith. (6-8) respostas SIPde volta. (9) dados multimédia enviados directamente entre os clientes.Nota: também há uma mensagem de ack do SIP, não ilustrada.
cliente SIP217.123.56.89
cliente SIP197.87.54.21
proxy SIPumass.edu
servidor de registo SIPupenn.edu
servidor deregisto SIPeurecom.fr
1
2
34
5
6
7
8
9
Redes Multimédia 6-64
Comparação com H.323
❒ O H.323 é outro protocolo desinalização para interacção emtempo real
❒ O H.323 é um conjuntocompleto, verticalmenteintegrado, de protocolos paraconferências multimédia:sinalização, registo, controlode admissão, transporte ecodecs.
❒ O SIP é um único componente,tratando apenas deestabelecimento e gestão desessões. Trabalha com RTP,mas não o obriga. Pode sercombinado com outrosprotocolos e serviços.
❒ H.323 vem do ITU(InternationalTelecommunications Union -mundo dos telefones).
❒ SIP vem do IETF: trásmuitos dos conceitos doHTTP. O SIP tem paladar aWeb, enquanto o H.323tem paladar a telefones.
❒ SIP utiliza o princípioKISS: Keep it simplestupid.
Redes Multimédia 6-65
Capítulo 6: Sumário
❒ 6.1 Aplicações de RedeMultimédia
❒ 6.2 Fluxos de áudio evídeo armazenados
❍ RTSP
❒ 6.3 Multimédia de TempoReal: Estudo do caso doInternet Phone
❒ 6.4 Protocolos paraAplicações Interactivasde Tempo Real
❍ RTP, RTCP❍ SIP
❒ 6.5 Para além do MelhorEsforço
❒ 6.6 Mecanismos deServiço e Policiamento
❒ 6.7 Serviços Integrados❒ 6.8 RSVP❒ 6.9 Serviços
Diferenciados
Redes Multimédia 6-66
Melhorando a QoS em Redes IP
Até agora: �obtendo o melhor de um serviço melhor esforço�Futuro: Internet de próxima geração com garantias de QoS
❍ RSVP: sinalização para reserva de recursos❍ Serviços Diferenciados: garantias de diferença❍ Serviços Integrados: garantias firmes
❒ modelo simplespara estudos departilha econgestão:
Fila de espera dainterface de saída de R1
Linha de 1.5 Mbps
Redes Multimédia 6-67
Princípios para Garantias de QoS❒ Exemplo: Telefone IP de 1 Mbps e FTP partilham linha de
1.5 Mbps.❍ rajadas do FTP podem congestionar o router, causar perdas no som❍ quer-se dar prioridade ao som sobre o FTP
é necessário marcar os pacotes para o routerdistinguir entre diferentes classes; e uma nova políticano router para tratar os pacotes em conformidade
Princípio 1
Redes Multimédia 6-68
Princípios para Garantias de QoS (mais)❒ e se as aplicações se portarem mal (som envia a um
ritmo mais elevado do que o declarado)❍ policiamento: forçar as fontes a aderir às atribuições de
largura de banda
❒ marcação e policiamento na periferia da rede:❍ tal como no UNI (User Network Interface) do ATM
oferecer a uma classe protecção (isolamento) das outrasPrincípio 2
marcação e policiamento de pacotes
Redes Multimédia 6-69
Princípios para Garantias de QoS (mais)
❒ Atribuindo uma largura de banda fixa (nãopartilhável) a um fluxo: uso ineficiente da largurade banda se o fluxo não utilizar a sua atribuição
Apesar de oferecer isolamento, é desejávelusar os recursos o mais eficientemente possível
Princípio 3
marcação de pacotes
Ligação lógica de 1 Mbps
Ligação lógica de 0.5 Mbps
Redes Multimédia 6-70
Princípios para Garantias de QoS (mais)
❒ Facto básico da vida: não se podem suportar pedidosde tráfego para além da capacidade da linha
Princípio 4Admissão de chamada: um fluxo declara as suasnecessidades, a rede pode bloquear a chamada (e.g.,sinal de ocupado) se não puder servir o pedido
Redes Multimédia 6-71
Sumário dos Princípios de QoS
De seguida, vamos ver os mecanismos para obter isto �
QoS para aplicações em redes c
lass
ific
ação
de
paco
tes
Isol
amen
to: m
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ism
ode
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tiliz
ação
Adm
issã
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mad
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Redes Multimédia 6-72
Capítulo 6: Sumário
❒ 6.1 Aplicações de RedeMultimédia
❒ 6.2 Fluxos de áudio evídeo armazenados
❍ RTSP
❒ 6.3 Multimédia de TempoReal: Estudo do caso doInternet Phone
❒ 6.4 Protocolos paraAplicações Interactivasde Tempo Real
❍ RTP, RTCP❍ SIP
❒ 6.5 Para além do MelhorEsforço
❒ 6.6 Mecanismos deServiço e Policiamento
❒ 6.7 Serviços Integrados❒ 6.8 RSVP❒ 6.9 Serviços
Diferenciados
Redes Multimédia 6-73
Mecanismos de Serviço e Policiamento❒ mecanismo de serviço (scheduling): escolher o próximo
pacote a enviar para a linha❒ serviço FIFO (first in first out): envia pela ordem de
chegada à fila❍ exemplo do mundo real?❍ política de descarte: se um pacote chega a uma fila cheia: quem
descartar?� descarte da cauda (Tail drop): descarta o pacote que chega� por prioridade: descarta/remove com base na prioridade� aleatória: descarta/remove aleatoriamente
chegadas partidas
linha(servidor)
fila de espera
Redes Multimédia 6-74
Políticas de Serviço: mais
Serviço com prioridade (Priority scheduling): transmiteo pacote de maior prioridade da fila de espera
❒ múltiplas classes, com diferentes prioridades❍ classe pode depender da marcação ou outra informação do
cabeçalho, e.g. origem/destino IP, número de porto, etc.❍ exemplo do mundo real?
fila de espera de baixa prioridade
fila de espera de alta prioridade
chegadas
classificar linha(servidor)
partidas
chegadas
partidas tempo
tempo
pacote emserviço
Redes Multimédia 6-75
Políticas de Serviço: ainda mais
serviço round robin:❒ múltiplas classes❒ percorre ciclicamente as filas de espera das
classes, servindo um de cada classe (se houver)❒ exemplo do mundo real?
chegadas
partidas
pacote emserviço
tempo
tempo
Redes Multimédia 6-76
Políticas de Serviço: ainda mais
Weighted Fair Queuing:❒ generalização do Round Robin❒ cada classe obtém uma determinada proporção de
serviço em cada ciclo❒ exemplo do mundo real?
partidas
linhaclassificarchegadas
Redes Multimédia 6-77
Mecanismos de Policiamento
Objectivo: limitar o tráfego para não exceder osparâmetros declarados
Três critérios frequentemente utilizados:❒ Ritmo médio (longo prazo): quantos pacotes podem ser
enviados por unidade de tempo (no longo prazo)❍ questão crucial: qual é o intervalo de tempo: 100 pacotes por
seg ou 6000 pacotes por min têm a mesma média !
❒ Ritmo de pico: e.g., 6000 pacotes por minuto emmédia; ritmo de pico de 1500 pacotes por segundo
❒ Tamanho (máximo) de rajada (burst): máximo númerode pacotes enviado consecutivamente (sem paragenspelo meio)
Redes Multimédia 6-78
Mecanismos de Policiamento
Balde furado: limitar a entrada ao tamanho de rajadae ritmo médio especificados.
❒ o balde pode guardar b tokens❒ tokens gerados ao ritmo de r tokens/seg a menos que
o balde esteja cheio❒ num intervalo de tempo t: número de pacotes
admitidos menor ou igual a (r t + b).
para arede
balde guarda atéb tokens
pacotes esperatoken
Redes Multimédia 6-79
Mecanismos de Policiamento (mais)
❒ balde furado, WFQ combinam para oferecer umlimite máximo garantido para o atraso, i.e., garantiade QoS !
WFQ
ritmo de tokens, r
tamanho do balde, britmo porfluxo, R
D = b/Rmax
tráfegoque chega
Atraso Máximo: para o caso de o balde ter b tokens, e chegar umarajada (instantânea) de b pacotes
Redes Multimédia 6-80
Capítulo 6: Sumário
❒ 6.1 Aplicações de RedeMultimédia
❒ 6.2 Fluxos de áudio evídeo armazenados
❍ RTSP
❒ 6.3 Multimédia de TempoReal: Estudo do caso doInternet Phone
❒ 6.4 Protocolos paraAplicações Interactivasde Tempo Real
❍ RTP, RTCP❍ SIP
❒ 6.5 Para além do MelhorEsforço
❒ 6.6 Mecanismos deServiço e Policiamento
❒ 6.7 Serviços Integrados❒ 6.8 RSVP❒ 6.9 Serviços
Diferenciados
Redes Multimédia 6-81
Serviços Integrados do IETF
❒ arquitectura para oferecer garantias de QoS emredes IP para sessões de aplicações individuais
❒ reserva de recursos: os routers mantêminformação de estado (a la VC) dos recursosatribuídos, requisitos de QoS
❒ admitir/recusar novos pedidos de estabelecimentode chamada:
Questão: pode um novo fluxo ser admitido comgarantias de desempenho sem violar as garantiasde QoS dadas aos fluxos já admitidos?
Redes Multimédia 6-82
IntServ: cenário de garantias de QoS
❒ Reserva de recursos❍ estabelecimento de chamada,
sinalização (RSVP)❍ declaração do tráfego, QoS❍ controlo de admissão por elemento
❍ serviço sensível àQoS (e.g., WFQ)
pedido/resposta
Redes Multimédia 6-83
Admissão de Chamada
Uma sessão que chegue deve:❒ declarar os seus requisitos de QoS
❍ R-spec (Reservation): define a QoS que é pedida❒ caracterizar o tráfego que vai enviar para a rede
❍ T-spec (Traffic): define as características dotráfego
❒ protocolo de sinalização: necessário para levar oR-spec e T-spec para os routers (onde as reservassão necessárias)❍ RSVP
Redes Multimédia 6-84
Admissão de Chamada
❒ Admissão de Chamada: os routers aceitam aschamadas com base nas suas R-spec e T-spec ecom base nos recursos correntemente atribuídosnos routers para outras chamadas.
1. Pedido: especifica - tráfego (Tspec) - requisitos de QoS (Rspec)
2. Elemento considera - recursos não reservados - recursos solicitados
3. Resposta: o pedido pode ou não ser aceite
Redes Multimédia 6-85
WFQ
ritmo de tokens, r
tamanho do balde, britmo porfluxo, R
D = b/Rmax
tráfegoque chega
QoS IntServ : Modelos de Serviço [RFC 2211, RFC 2212]
Serviço Garantido:❒ chegada de tráfego no pior caso:
fonte policiada por balde furado❒ limite simples (demonstrado
matematicamente) para o atraso[Parekh 1992, Cruz 1988]
Serviço de Carga Controlada:❒ �uma qualidade de serviço
próxima da QoS que o mesmofluxo receberia de um elementoda rede não carregado."
Redes Multimédia 6-86
Capítulo 6: Sumário
❒ 6.1 Aplicações de RedeMultimédia
❒ 6.2 Fluxos de áudio evídeo armazenados
❍ RTSP
❒ 6.3 Multimédia de TempoReal: Estudo do caso doInternet Phone
❒ 6.4 Protocolos paraAplicações Interactivasde Tempo Real
❍ RTP, RTCP❍ SIP
❒ 6.5 Para além do MelhorEsforço
❒ 6.6 Mecanismos deServiço e Policiamento
❒ 6.7 Serviços Integrados❒ 6.8 RSVP❒ 6.9 Serviços
Diferenciados
Redes Multimédia 6-87
Resource ReSerVation Protocol - RSVP❒ Permite fazer reservas de recursos (e.g. largura de banda)❒ Tem de estar presente nos receptores, emissores e
routers❒ Permite reservas em árvores multicast (o unicast é tratado
como um caso particular do multicast)❒ Orientado para o receptor: o receptor inicia e mantém as
reservas de recursosfluxo de dados
mensagemde reserva
reservasfundidas
reservasfundidas
Redes Multimédia 6-88
RSVP: Exemplo
❒ Suporta codificaçãodos fluxos emcamadas.Eg. ritmo base:20 Kbps, resoluçãomelhorada: 100 Kbps
❒ Reservas fundidas nocaminho para oemissor
❒ Teste de admissão dechamada: se não forpossível, é enviado umerro para o receptor
fonte
Reserva:100 Kbps
Reserva:3 Mbps
Reserva:3 Mbps
Redes Multimédia 6-89
RSVP: Segundo Exemplo
❒ Videoconferência com canais de 3 Mbps❒ Cada pessoa quer ver as outras 3❒ Reservas de 9 Mbps numa direcção, 3 Mbps na
outra
emissor/receptor emissor/receptor
emissor/receptor
emissor/receptor
Redes Multimédia 6-90
RSVP: usa �Soft State�
❒ Os routers mantêm estado sobre as reservas❒ Têm de haver mensagens periódicas de refrescamento❒ Sem refrescamento, o estado é limpo após um certo
tempo❒ Alternativa: �hard state�
❍ Sem mensagens de refrescamento periódicas❍ Garante-se que o estado está lá❍ O estado é mantido até ser explicitamente removido❍ Porque pode haver problemas?
❒ Propriedades do �soft state�:❍ Adapta-se a mudanças nos caminhos, fontes e receptores.❍ Recupera de falhas❍ Limpa o estado se um receptor sair
Redes Multimédia 6-91
Capítulo 6: Sumário
❒ 6.1 Aplicações de RedeMultimédia
❒ 6.2 Fluxos de áudio evídeo armazenados
❍ RTSP
❒ 6.3 Multimédia de TempoReal: Estudo do caso doInternet Phone
❒ 6.4 Protocolos paraAplicações Interactivasde Tempo Real
❍ RTP, RTCP❍ SIP
❒ 6.5 Para além do MelhorEsforço
❒ 6.6 Mecanismos deServiço e Policiamento
❒ 6.7 Serviços Integrados❒ 6.8 RSVP❒ 6.9 Serviços
Diferenciados
Redes Multimédia 6-92
Serviços Diferenciados do IETFPreocupações com IntServ:❒ Escalabilidade: sinalização, manter estado nos routers
por cada fluxo difícil com grande número de fluxos❒ Modelos de Serviço Flexíveis: IntServ tem apenas duas
classes. Também se quer classes de serviço �qualitativas�❍ �comporta-se como um cabo�❍ distinção de serviço relativa: Platina, Ouro, Prata
Aproximação DiffServ:❒ funções simples no núcleo da rede, funções
relativamente complexas nos routers da periferia (ousistemas terminais)
❒ Não definir classes de serviço, oferecer componentesfuncionais para construir classes de serviço
Redes Multimédia 6-93
Arquitectura DiffServ
Router na periferia:- gestão do tráfego por fluxo
- marca pacotes como dentro deperfil e fora de perfil
Router no núcleo:- gestão do tráfego por classe
- espera em filas e serviço baseadona marcação feita na periferia
- dada preferência a pacotesdentro de perfil
- classe de envio assegurado(Assured Forwarding)
scheduling
...
r
b
marcação
Redes Multimédia 6-94
Marcação de Pacotes num Router da Periferia
❒ marcação baseada na classe: pacotes de diferentes classes marcados deforma diferente
❒ marcação dentro da classe: parte do fluxo conforme com o perfilmarcada de forma diferente da parte não conforme
❒ perfil: ritmo A, tamanho de balde B pré-negociados❒ marcação de pacotes na periferia com base num perfil por fluxo
Utilizações possíveis da marcação:
Pacotes do utilizador
Ritmo A
B
Redes Multimédia 6-95
Classificação e Condicionamento
❒ O pacote é marcado no campo �Type of Service�(TOS) em IPv4, e �Traffic Class� em IPv6
❒ 6 bits são utilizados para o código de serviçodiferenciado (Differentiated Service Code Point,DSCP) e determinam o PHB (Per-Hop Behaviour)que o pacote vai receber
❒ 2 bits estão actualmente não utilizados (CurrentlyUnused)
Redes Multimédia 6-96
Classificação e Condicionamento
Pode ser desejável limitar o ritmo de injecção de tráfegode alguma classe:
❒ o utilizador declara o perfil de tráfego (eg, ritmo,tamanho de rajada)
❒ o tráfego é medido, suavizado se não estiver conforme
pacotesclassificador marcador suavizador/
descartador
enviar
descartar
medidor
Redes Multimédia 6-97
Mecanismo de Envio (PHB)
❒ Cada PHB resulta num comportamento comdesempenho de envio observável (que pode sermedido) diferente
❒ Um PHB não especifica que mecanismos utilizarpara assegurar o comportamento com odesempenho requerido
❒ Exemplos:❍ Classe A obtém x% da largura de banda de saída da linha,
medida em intervalos de tempo de duração especificada❍ Os pacotes da classe A partem em primeiro lugar, antes
dos pacotes da classe B
Redes Multimédia 6-98
Mecanismo de Envio (PHB)
PHBs em desenvolvimento:❒ Envio Expedito (Expedited Forwarding): taxa de
partidas de pacotes é igual, ou excede, o ritmoespecificado
❍ ligação lógica com ritmo mínimo garantido, semelhante aum cabo
❒ Envio Assegurado (Assured Forwarding): 4 classesde tráfego
❍ cada uma tem uma fracção mínima da largura de banda❍ cada uma com três prioridades para controlar o descarte
Redes Multimédia 6-99
Redes Multimédia : Sumário❒ aplicações multimédia e requisitos❒ obtendo o melhor do serviço melhor
esforço actual❒ mecanismos de serviço e policiamento❒ Internet da próxima geração: IntServ,
RSVP, DiffServ