基于RSVP的QoS分级过滤机制研究及实现

摘要

随着多媒体技术在IP网络的大量应用，网络必须能识别和区分具有不同服务质量需求的数据、语音以及视频等新业务的通信，进而为之提供相应的服务。服务质量（QualityofService,QoS）技术的出现便致力于解决这个问题。而资源预留协议（ResourceReservationProtocol,RSVP）则用于在网络节点之间传递QoS请求，动态地建立端到端的QoS。网络拥塞是实现QoS技术的最大障碍，本文探讨使用合理的丢包策略降低网络拥塞对端到端QoS的影响。在不考虑优先级服务的前提下，从保障解码质量的角度来说，丢失携带关键信息的数据包比丢失其它数据包造成的损失更大，因此本文研究如何有效地滤除通信中高于服务质量需求的冗余信息，以缓解网络拥塞，保障关键信息顺利到达目的地。压缩编码的音频和视频数据流日益成为互联网数据传输的主体，其中，实时视频传输所占用的带宽资源通常最多，是本文研究的重点。本文首先从对视频数据压缩技术的分析中，得到压缩编码视频流的特点，并编程实现MPEG-4视频压缩编解码；然后基于RSVP和QoS理论，提出一种分级过滤机制，阐述其原理、特点和应用；最后设计一个模型，通过模拟实验，验证这一过滤机制的效果和适用范围。本文提出的分级过滤机制，是针对同一会话中的数据包，依据其所携带信息的重要性进行分级；并通过扩展RSVP信令，定义相应的服务等级，使得路由节点可过滤数据流中高于预约服务等级的非必要数据，保障重要信息的传输，以满足异质多播网络中不同等级的端到端QoS要求。经模拟验证，该机制在带宽资源不足的网络环境中，能有效缓解网络拥塞，更好的保证端到端的QoS。本文的创新之处在于：对同一会话中的数据，利用压缩编码视频流的特点进行分级；扩展RSVP信令传递QoS等级信息；在路由节点上建立机制滤除冗余数据；利用MPEG-4的纠错功能，减少非必要信息的缺失对接收端解码质量的影响。