18. Мультимедиа в сети
В ответ на стремление корпоративных и домашних пользователей использовать компьютерные сети как среду передачи аудио- и видеоинформации разработчики приложений и операционных систем предлагают новые продукты и услуги, а производители микросхем и аппаратных средств выпускают все более совершенные и одновременно более дешевые технологии для аудиовизуального общения. В настоящее время можно констатировать, что на этом пути достигнуты значительные успехи. Частично они обусловлены параллельным быстрым развитием технологии асинхронной передачи данных ATM, которая как бы задавала стандарты и служила эталоном сети с высококачественной поддержкой мультимедийного трафика, являясь одним из основных претендентов на роль универсального средства передачи видеоинформации.
Видео представляет собой, грубо говоря, последовательность фотографических изображений, отображаемых одно за другим с высокой скоростью. Так как каждое изображение, с которым имеет дело компьютер, оцифровано, то поток с видеоизображением можно представить как последовательность больших файлов, передаваемых непрерывной чередой с большой скоростью. Как следствие, качество такой передачи очень зависит от полосы пропускания канала связи. Более того, видео чрезвычайно чувствительно к задержкам при передаче и к потерям информации. Если ориентироваться даже на минимально приемлемую скорость воспроизведения видео (10 кадров в секунду), то новое изображение должно выводиться на экран каждые 100 мс. Видеоинформация должна доставляться именно в тот момент, когда она нужна. Если этого не происходит, то можно сказать, что сеть, служащая для передачи видеоданных, не справляется со своей задачей.
Как уже отмечалось, одним очевидным достоинством технологии ATM является возможность поддерживать передачу видео, голоса и данных одновременно.
Однако до полного перехода к этой технологии пройдет немало времени, в течение которого ATM и существующие сети (такие как Ethernet, Token Ring и т. д.) будут сосуществовать вместе. Для того чтобы воспользоваться и преимуществами ATM, и распространенностью существующих сетей, видеоприложения должны поддерживать обе технологии, которые, в свою очередь, должны интегрироваться друг с другом.
Первым набором стандартов, относящимся к передаче мультимедийной информации, применительно к сетям ISDN был стандарт Н.320. С опорой на этот стандарт были созданы несколько систем видеоконференций. Однако довольно посредственные пользовательские качества этих систем не привели к их широкому распространению. Ориентация стандарта Н.320 на сети ISDN, обеспечивающие надежную и качественную передачу аудио- и видеоинформации, как это ни парадоксально, и стала источником всех бед этого стандарта. Основной причиной непопулярности Н.320 было отсутствие у большинства пользователей доступа к сетям ISDN. Но этот набор стандартов сыграл в свое время очень важную роль, предопределившую дальнейшее бурное развитие отрасли. Уже тогда стало ясно, какое значение в ближайшем будущем будут иметь системы аудио-и видеоконференций.
На смену стандарту Н.320 пришел стандарт Н.323, который описывает компоненты и оборудование, поддерживающие мультимедийный трафик в локальных сетях, таких как Ethernet, Token Ring и т. д. Стандарт Н.323, обладая преемственностью по отношению к Н.320, имеет несколько очень важных преимуществ. К ним можно отнести широкое использование существующей сетевой инфраструктуры и более дешевую реализацию. Кроме того, понятие видеоконференции расширяется возможностью совместной работы над документами и проведения аудиоконференций. Стандарт Н.323 определяет режим сжатия и передачи аудио- и видеоинформации в реальном масштабе времени и управляющие протоколы. Важной чертой этого стандарта является то, что в нем предусмотрены и описаны методы взаимодействия с оборудованием, его не поддерживающим. Связь с доминирующим сегодня протоколом IP открывает для этого стандарта достаточно широкие перспективы.
Однако можно отметить и недостатки этого стандарта. Его транспортный механизм реализован на протоколе UDP. А это значит, что Н.323 не обеспечивает целостности видеосигналов при передаче. Стандарт определяет механизм отправки информации, но не определены механизмы реагирования на ее «пропажу». То есть, сам стандарт Н.323 не предусматривает обеспечения качества обслуживания, а полагается на предоставление необходимого качества от сети.
Недостаток стандарта Н.323, касающийся качества обслуживания, восполняют новые протоколы. К ним можно отнести протокол RSVP и его прародителя протокол ST2 (Stream Protocol). Они работают в IP-сетях и обеспечивают резервирование ресурсов и предоставление требуемого качества обслуживания. Недостатком протокола ST2 является довольно высокая стоимость его реализации. В этой связи и был создан коммерческий вариант этого протокола – протокол RSVP.
Одновременно с разработкой и внедрением протоколов, реализующих технологию качества обслуживания, был разработан новый транспортный протокол, обеспечивающий передачу мультимедийного трафика. Этот протокол, называемый RTP, обеспечивает передачу данных между конечными станциями в сети. Протокол RTP применяется в стандарте Н.323 и работает поверх UDP. Такое совместное использование транспортных протоколов позволяет, в частности, обеспечить последовательное поступление данных. Протокол RTP пришел на смену известному протоколу TCP. При всех положительных качествах последнего (гарантия доставки и правильной последовательности поступления пакетов, а также ряда других) суммарные задержки трафика делают его непригодным для передачи видеоинформации. Важной особенностью протокола RTP является его способность распознавать содержимое пакетов (например, различать спецификации кодека) и обнаруживать их потерю. Кроме того, задержки, вносимые механизмами этого протокола, приемлемы для мультимедийного трафика. Совместное использование протоколов RTP и RSVP позволяет резко расширить круг пользователей сетевого видео в реальном масштабе времени.
В дополнение к протоколу RTP разработан протокол RTCP (Real Time Transport Control Protocol, протокол управления транспортом в реальном времени), работающий совместно с TCP по управлению потоками данных. При этом протокол RTCP обеспечивает обратную связь, которая позволяет приложениям «узнавать» текущее состояние сети и учитывать его в своей работе.
Разработан ряд спецификаций Н.323, расширяющих сферу его применения. Спецификация Н.323 Gatekeeper позволяет устройствам Н.323 взаимодействовать с оборудованием, совместимым с Н.320. Благодаря этой спецификации администраторы информационных систем могут регулировать процесс доступа пользователей к ресурсам и управлять пропускной способностью, выделяемой для каждого мультимедийного трафика. При этом шлюз Н.323 становится узлом, дающим возможность различным сетям взаимодействовать на основе прозрачного соединения.
Спецификация Н.323 Multipoint Control Unit (MCU) описывает процесс объединения нескольких пользователей Н.323 в конференцию с несколькими конечными пунктами. Однако можно сказать, что на сегодняшний день внедрение стандарта Н.323 происходит достаточно медленными темпами. В глобальных сетях его нельзя использовать из-за больших задержек. С другой стороны, существуют серьезные технические сложности при его внедрении в корпоративные сети. Удешевление каналов связи ISDN приводит к тому, что стандарт Н.320 как бы рождается заново и получает шансы на совершенствование и дальнейшее развитие.
- Максим Кульгин Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия
- Часть I основы корпоративных сетей.
- 1. Базовые сетевые технологии
- Соединения и каналы
- Технологии b-isdn и atm
- Технология Frame Relay
- Технология isdn
- Плезиохронная и синхронная цифровые иерархии
- Технология sonet
- Технология smds
- Технология Ethernet
- Дальнейшее развитие технологии Ethernet
- Технология 100vg-AnyLan
- 2. Методология построения корпоративной сети
- Сравнение современных технологий передачи данных
- Требования к сети
- Архитектура сети
- Магистраль на базе коммутации ячеек
- Маршрутизация
- Коммутация
- Выделение маршрутов
- Сетевые шаблоны
- Сетевой шаблон глобальной сети
- Сетевой шаблон городской сети
- Шаблон городской сети с технологией sonet/sdh
- Шаблон городской сети с передачей atm поверх sonet/sdh
- Шаблон городской сети, как расширенной локальной сети
- Сетевой шаблон центрального офиса
- Реализация доступа и магистрали
- Критерии выбора технологии
- 3. Качество обслуживания в современных сетях
- Характеристики трафика
- Трафик разных приложений
- Качество обслуживания «на самоокупаемости»
- Обзор технологий качества обслуживания
- Обеспечение перекрывающей пропускной способности
- Приоритетные очереди в маршрутизаторах
- Протокол резервирования ресурсов
- Установление приоритетов в виртуальных сетях
- Качество обслуживания в сетях Frame Relay
- Качество обслуживания в сетях atm
- Рекомендации
- 4. Модель и уровни osi
- Эталонная модель osi
- Протоколы и интерфейсы
- Уровни модели osi Физический уровень
- Канальный уровень
- Сетевой уровень
- Транспортный уровень
- Сеансовый уровень
- Уровень представления
- Прикладной уровень
- Назначение уровней модели osi
- 5. Основные типы сетевых устройств
- Витая пара
- Коаксиальный кабель
- Оптоволоконный кабель
- Сетевые адаптеры
- Концентраторы
- Коммутаторы
- Коммутация «на лету»
- Коммутация с буферизацией
- Бесфрагментная коммутация
- Дополнительные функции коммутаторов
- Протокол stp
- Протокол stp и виртуальные сети
- Протокол stp: заключение
- Маршрутизаторы
- Брандмауэры
- Часть II стек протоколов тср/ip
- 6. Ip и другие протоколы нижнего уровня
- Протокол ip
- Протокол arp
- Протокол 1смр
- Протокол udp
- Протокол rtp
- Адресная схема протокола ip
- 7. Протокол tcp
- Формат заголовка
- Состояние системы
- Блок управления передачей
- Установление и закрытие соединений
- Плавающее окно
- Пропускная способность
- Контроль за перегрузками
- Управление потоком данных
- Политики отправки и приема сегментов
- Таймер повторной передачи
- Адаптивный таймер повторной передачи
- Узкие места в сети
- Протокол tcp в сетях atm
- 8. Маршрутицазия протокола ip
- Автономные системы
- Подсети
- Маска подсети
- Протокол rip
- Маска подсети переменной длины
- 9. Протоколы маршрутизации Протокол ospf
- Протоколы igrp и eigrp
- Протоколы политики маршрутизации egp и bgp
- Протокол igmp
- Алгоритмы построения дерева доставки
- Магистраль mbone
- Протоколы групповой маршрутизации Протокол dvmrp
- Протокол mospf
- Протокол рiм
- Бесклассовая междоменная маршрутизация
- Часть III Технология atm
- 10. Введение в технологию атм
- Появление atm
- Форум atm
- Основные компоненты atm
- Уровни atm
- Уровень адаптации atm
- Уровень atm
- Физический уровень
- Прямая передача ячеек
- Использование транспортных кадров
- Использование plcp
- Интерфейсы atm
- Мультиплексирование в сетях atm
- Инверсное мультиплексирование
- Безопасность в сетях atm
- Сигнализация atm
- 11. Основы технологии атм Соединения atm
- Сети без установления соединения
- Сети с установлением соединения
- Виртуальные соединения в сетях atm
- Типы виртуальных соединений
- Виртуальные пути и виртуальные каналы
- Установление соединений atm
- Ячейки atm
- Сети с передачей ячеек
- Формат ячеек atm
- Ячейки формата uni
- Ячейки формата nn1
- Подготовка ячеек к передаче
- Уровень адаптации aal1
- Уровень адаптации aal3/4
- Уровень адаптации aal5
- Адресация atm
- Адрес dcc aesa
- Адреса icd и е.164 aesa
- Управление адресами
- 12. Коммутация и маршрутизация в атм Коммутаторы atm
- Архитектура коммутаторов atm
- Интеграционные функции коммутаторов
- Управляемость
- Маршрутизация в atm
- Протокол маршрутизации запросов pnni
- Протокол сигнализации pnni
- Качество обслуживания
- Протокол tcp
- Протокол udp
- Резервирование ресурсов и протоколы управления потоком данных
- Организация очередей в маршрутизаторе
- Метод явного контроля скорости
- 14. Интегрированные и дифференцированные услуги Качество обслуживания
- Интегрированные услуги
- Сервисные уровни обслуживания
- Сервисное управление нагрузкой
- Гарантируемое обслуживание
- Протокол резервирования ресурсов rsvp
- Стили резервирования
- Развитие сетей с is
- Дифференцированные услуги
- Архитектура системы с предоставлением ds
- Граничные устройства домена ds
- Внутренние устройства домена ds
- Выходные домены
- Использование протокола rsvp в сетях с ds
- 15. Управление трафиком в атм
- Трафик-контракт
- Параметры трафика
- Категории сервиса
- Связь механизмов управления трафиком
- Контроль за установлением соединения
- Контроль за использованием полосы пропускания
- Формирование трафика
- Контроль потока abr
- Контроль приоритетов
- Организация очередей в коммутаторах
- Реализация очередей для службы ubr
- Реализация очередей для службы abr
- Методы отбрасывания пакетов
- Адаптивное управление буферами в коммутаторах
- 16. Интеграция с атм
- Протокол ip поверх atm
- Передача ip-Дейтаграмм по сети atm
- Взаимодействие устройств в одной логической подсети
- Групповая доставка информации в сети atm
- Взаимодействие устройств в разных логических подсетях
- Протокол nhrp
- Оценка потерь при работе протокола ip поверх atm
- Передача ip-дейтаграмм в кадрах sonet
- Технология эмуляции локальной сети — lane
- Концепция lane
- Технология мроа
- Клиент мроа
- Сервер мроа
- Взаимодействие технологий мроа и nhrp
- Масштабируемость в глобальных сетях
- Технология Tag Switching фирмы Cisco
- Технология aris фирмы ibm
- Технология mpls комитета ietf
- Перспективные разработки. Рекомендации
- Взаимодействие технологий atm и Frame Relay
- 17. Интеграция маршрутизации и коммуникации
- Общие вопросы выбора технологий
- Коммутирующие маршрутизаторы
- Коммутация третьего уровня в atm
- Технологии фирм Ipsilon и Toshiba
- Технология FastIp фирмы 3Com
- Технология NetFlow фирмы Cisco
- Технология SecureFast фирмы Cabletron
- Технология Multiprotocol Switched Services фирмы ibm
- 18. Мультимедиа в сети
- Передача видеоинформации
- Технические требования к передаче видеоинформации в сетях atm
- Некоторые рекомендации по созданию сетей atm с видео
- Передача голоса
- Часть V Приложения
- 1. Стандарты стека протоколов tcp/ip
- 2. Порты протоколов tcp и udp
- 3. Выделение ip - подсетей
- 4. Теория очередей и расчет параметров сети
- 5. Организации по стандартизации
- 6 Список фирм - членов Форума атм
- 7. Спецификации Форума атм
- 8. Список терминов
- 9. Список литературы Основная литература
- Дополнительная литература Технология atm и протокол ip поверх atm
- Технология качества обслуживания
- Система ip-адресаиии
- Некоторые ресурсы Internet
- Алфавитный указатель
- Оглавление
- Часть I 3
- Часть II 109
- Часть III Технология atm 207
- Часть IV 269
- Часть V Приложения 402