Некоторые рекомендации по созданию сетей atm с видео
Существует несколько вопросов, которые требуют своего рассмотрения при разработке инфраструктуры для видеоприложений. Дело в том, что нельзя просто взять работающую сеть с передачей видео и слепо ее скопировать. Если так поступить, то вовсе не обязательно, что в получившейся копии сети видео будет передаваться с таким же качеством. Из-за множества нюансов работы видеоприложений в сетях любые две сети отличаются с этой точки зрения, что делает простое копирование невозможным. Кроме того, на процесс передачи видеоинформации влияют отличия в реализации локальных и глобальных сетей. Однако можно привести некоторые общие рекомендации по созданию сети с поддержкой передачи видеоинформации.
С точки зрения сети, видеоприложения можно разделить по следующим категориям:
Пакетное видео, которое работает поверх традиционных сетей на канальном или сетевом уровнях, и которое может передаваться через сеть ATM с помощью технологий эмуляции локальных сетей или МРОА;
Видео с постоянной скоростью, которое работает поверх каналов со скоростью N464 Кбит/с или в каналах ISDN и будет передаваться поверх ATM с использованием технологии эмуляции каналов. Такие приложения задействуют коммутаторы ATM, мультиплексоры и существующее оборудование выделенных каналов связи;
Пакетное видео, которое передается поверх ATM, используя уровень схождения «MPEG-2 поверх ATM». Стандарты, которые позволят осуществлять такую передачу, находятся в стадии разработки и не будут широко распространены еще несколько лет.
Когда видеоприложения наберут достаточный вес и «обрастут» стандартами, а на конечных станциях будет установлена полная совокупность поддерживающих их приложений, сетевая инфраструктура станет определяющей для широкого внедрения видео. Организации в этом случае могут полностью полагаться на свою сетевую инфраструктуру при выборе различных видеоприложений для внедрения. Главенство сетевой инфраструктуры позволит очень долго обновлять видеоприложения без кардинальной замены оборудования. В табл. 18.9 перечислены рекомендации, которым можно следовать при внедрении видеоприложений.
Видеоприложения могут использовать метод пакетной передачи (что означает взрывную или переменную скорость) или передавать видеоинформацию с постоянной скоростью. Такие приложения разрабатываются для работы поверх традиционных локальных сетей. Приложения используют определенные алгоритмы, которые сжимают традиционные пакеты, будь то дейтаграммы протокола IP (или их эквиваленты) или кадры сети Ethernet.
Так как пакетное видео функционирует поверх инфраструктуры локальной сети, то оно будет работать еще лучше, если сеть поддерживает качество обслуживания. Кроме того, когда видеоприложение, изначально ориентированное для работы поверх локальных сетей, будет функционировать поверх сети ATM, то необходимо использовать технологии LANE и МРОА.
Когда пакетное видео работает напрямую через сеть ATM, между видеопотоком и уровнем адаптации ATM должен существовать уровень схождения. В качестве уровня адаптации вероятнее всего использование AAL5, что определено последними разработками Форума ATM. Эта работа находится в своей ранней стадии, так же, как и разработка стандартного алгоритма сжатия двунаправленного высококачественного видео в сети с узкой полосой пропускания (формат MPEG-4). Форум ATM не рассматривает возможность работы MPEG-4 поверх ATM. Вместо этого он сосредоточил свои усилия на укреплении позиций стандарта MPEG-2, который хорошо подходит для таких приложений, как широковещательное видео.
Передача сжатой видеоинформации может носить взрывной характер. В том случае, когда видео передается через каналы N 64 Кбит/с глобальных сетей, «взрывной» поток сжатого видео должен преобразовываться в поток с постоянной скоростью. Это необходимо для удовлетворения требований по передаче через цифровые каналы. Традиционное оборудование для проведения видеоконференций, например, выпускаемое фирмой PictureTel, использует некоторые варианты набора протоколов Н.320/Н.261. Последний предусматривает использование буферов для гарантии того, что информация будут всегда посылаться с определенной периодичностью, вне зависимости от исходной структуры трафика.
Такой видеотрафик с постоянной скоростью при передаче через сеть ATM требует эмуляции каналов, при которой ATM эмулирует традиционные каналы N 64 Кбит/с или каналы ISDN таким образом, чтобы это устраивало оборудование, поддерживающее стандарт Н.320.
Так как в эталонной модели OSI сетевой уровень скрывает транспортные протоколы и приложения от протоколов канального уровня, то видеоприложения, которые будут взаимодействовать через гетерогенные сети, могут использовать либо сетевой уровень, например IP, либо МАС-подуровень канального уровня. Хотя стоит отметить, что использование МАС-подуровня без сетевого уровня приводит к традиционным проблемам, а именно – к плоской сети.
Видео может передаваться через различные уровни в стеках протоколов. Как показано на рис. 18.3, различные кодеки могут использовать различные методы для взаимодействия между собой. Ясно, что выбор приложения будет определять тип сети и наоборот.
Если кодек при своей работе регламентирует использование сетевого уровня, он может передавать информацию группе через протокол IP, а его трафик может коммутироваться с помощью технологии МРОА. Если кодек пропускает сетевой уровень, а вместо этого упаковывает видеоинформацию в кадры Ethernet или Token Ring, то возможности маршрутизации будут утрачены, хотя средства групповой доставки по-прежнему останутся (на уровне Ethernet в локальной сети или через технологию LANE в ATM).
Аналогично, видео, соответствующее стандарту Н.320, которое должно передаваться через цифровые каналы, может использовать эмуляцию таких каналов в сети ATM. При этом маршрутизация будет недоступна. Такое соединение с передачей видео при проведении конференций типа точка-точка будет обычно заканчиваться на другом устройстве, поддерживающем Н.320.
Для пакетного видео в локальной сети высокопроизводительные коммутаторы и маршрутизаторы являются хорошим выбором для построения сетевой инфраструктуры. С точки зрения производительности, большая сегментированность локальной сети (то есть меньшее число доменов коллизий) повышает эффективность работы видеоприложений. Желательно, чтобы маршрутизаторы поддерживали протоколы групповой маршрутизации и протокол резервирования ресурсов.
Когда сеть передает большой объем видеоинформации, требуется большая пропускная способность в каналах до серверов и в магистрали сети. Поэтому для повышения эффективности видеоприложений эти каналы можно построить с использованием технологии ATM (рис. ,18.4).
В промежуточном варианте можно использовать коммутацию в локальной сети и технологию LANE, в которых каждый конечный пользователь получает как бы выделенный канал Ethernet для гарантированной доставки видеоинформации от сервера. При внедрении все большего числа разнообразного оборудования для проведения видеоконференций большинство пользователей будет подключаться к локальным сетям, особенно с учетом того, что коммутаторы становятся все более доступными. По данным некоторых исследователей, порядка 75 % оборудования для проведения видеоконференций будет поддерживать пакетное видео и будет иметь возможность подключаться к локальным сетям.
