Adaptionsalgorithmen zur Erhöhung der Dienstgüte verteilter interaktiver Muldimedia-Anwendungen in IP-basierten Netzen = Adaptation algorithms for quality of service improvement of distributed interacitve multimedia applications in IP-based networks
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| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Institut für Kommunikationsnetze und Rechnersysteme
2004
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| Schriftenreihe: | Bericht über verkehrstheoretische Arbeiten
87 |
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UND RECHNERSYSTEME PROF. DR.-ING. HABIL. DR. H. C. MULT. P. J. KUEHN 87.
BERICHT UEBER VERKEHRSTHEORETISCHE ARBEITEN ADAPTIONSALGORITHMEN ZUR
ERHOEHUNG DER DIENSTGUETE VERTEILTER INTERAKTIVER MULTIMEDIA-ANWENDUNGEN
IN IP-BASIERTEN NETZEN VON THOMAS RUDOLF SCHMIDT 2004 INHALTSVERZEICHNIS
SUNUNARY I ZUSAMMENFASSUNG II INHALTSVERZEICHNIS UEI ABKUERZUNGEN IX 1
EINLEITUNG 1 2 GRUNDLAGEN UND BEKANNTE ANSAETZE 5 2.1
KOMMUNIKATIONSARCHITEKTUREN UND DIENSTGUETE 5 2.1.1
ISO/OSI-BASIS-REFERENZMODELL 5 2.1.2 NETZPROTOKOLL-ARCHITEKTUREN UND
UEBERTRAGUNGSTECHNOLOGIEN 6 2.1.2.1 TCP/IP 7 2.1.2.2 ETHERNET 8 2.1.2.3
ATM 8 2.1.3 DIENSTGUETE IN KOMMUNIKATIONSNETZEN 9 2.1.3.1 ALLGEMEIN 9
2.1.3.2 PRINZIPIEN 10 2.1.3.3 KOSTEN 11 2.1.3.4 DIENSTGUETE IN IP-NETZEN
11 2.1.4 DIENSTGUETE IN MULTIMEDIA-ANWENDUNGEN 11 2.2 VERTEILTE
MULTIMEDIA-ANWENDUNGEN 13 2.2.1 DATENSTROEME 13 2.2.2 RESSOURCEN IM
TERMINAL 14 2.2.3 RELEVANTE STANDARDS 15 2.2.3.1 ITU-T H.323 15 2.2.3.2
SIP 15 2.2.3.3 RTP/RTCP 16 2.2.3.4 AUDIO-KODIERUNG 16 2.2.3.5
VIDEO-KODIERUNG 18 2.2.4 ANWENDUNGSTYPEN 19 2.2.4.1 LOKALE,
VORPRODUZIERTE ANWENDUNGEN 19 2.2.4.2 LOKALE ANWENDUNGEN MIT DYNAMISCHEM
INHALT 19 2.2.4.3 VERTEILTE, VORPRODUZIERTE ANWENDUNGEN 20
INHALTSVERZEICHNIS 2.2.4.4 VERTEILTE ANWENDUNGEN MIT DYNAMISCHEM INHALT
20 2.2.4.5 ABGRENZUNG 21 2.2.5 CSCW 21 2.2.6 BEISPIEL-SZENARIEN 22
2.2.6.1 VIDEO-KONFERENZ 22 2.2.6.2 TELE-MANIPULATION 23 2.2.6.3 SPIELE
23 2.3 PRINZIPIELLER ABLAUF DER ANPASSUNG IN MULTIMEDIA-ANWENDUNGEN 24
2.3.1 AUFBAU DER MULTIMEDIA-UEBERTRAGUNG 24 2.3.2 ADAPTIONSALGORITHMEN 24
2.3.3 BEZUG ZUR REGELUNGSTECHNIK 26 2.4 MULTIMEDIA-ANWENDUNGEN
UND-FRAMEWORKS 27 2.4.1 KLASSIFIZIERUNG 27 2.4.2 EINFACHE
ANWENDUNGSERSTELLUNG 28 2.4.2.1 CINEMA 28 2.4.2.2 DACAPO++ 28 2.4.3
DIENSTGUETEN-VERARBEITUNG 28 2.4.3.1 QOS-BROKER 28 2.4.4
PROGRAMMIERKONZEPTE 28 2.4.4.1 PERFORMANCE-ORIENTIERTER ENTWURF 28
2.4.4.2 ANSATZ MIT MOBILEN AGENTEN 29 2.4.4.3 ANSATZ MIT REFLEXION 29
2.4.5 NETZ-UEBERWACHUNG 29 2.4.5.1 CONGESTION MANAGER 29 2.4.6 ADAPTIVE
ANWENDUNGEN 30 2.4.6.1 ODYSSEY 30 2.4.6.2 CORBA-MIDDLEWARE 30 2.4.6.3
MODELL MIT MEHRDIMENSIONALER RAEUMLICHER DARSTELLUNG 30 2.4.6.4
MULTICAST-SYSTEM 31 2.4.6.5 NUTZER-BEEINFLUSSBARE ANPASSUNG 31 2.4.6.6
QOS-AGENTEN ZUR RESERVATIONS-ANPASSUNG 31 2.4.6.7 PROXY-SERVER UND
UMKODIERUNG 32 2.4.6.8 SYSTEM MIT VERZOEGERUNGSKOMPENSATION UND
GLAE TTUNGSMECHA- NISMUS 32 2.4.6.9 AUSWAHL AUF INHALTSEBENE 32 2.4.7
FAZIT 33 ANPASSUNG IN MULTIMEDIA-ANWENDUNGEN 35 3.1 EINFUEHRUNG 35 3.2
ADAPTIONSALGORITHMEN 36 3.2.1 ERMITTLUNG DES UEBERTRAGUNGSZUSTANDS 37
3.2.2 ADAPTIONS-ENTSCHEIDUNG 38 3.2.3 AUSWAHL DER ANPASSUNG 39 3.2.4
DURCHFUEHRUNG DER ADAPTION 39 3.2.5 KRITERIEN DER LEISTUNGSBEWERTUNG 39
3.2.6 DURCHFUEHRUNG DER LEISTUNGSBEWERTUNG 40 3.3 SCHICHTENBEZOGENE
FUNKTIONSWEISE DER MECHANISMEN 40 INHALTSVERZEICHNIS 3.3.1
NUTZER-SCHICHT 40 3.3.2 ANWENDUNGS-SCHICHT 42 3.3.3
KOMMUNIKATIONS-SCHICHT 42 3.3.4 NETZ-SCHICHT 43 3.3.5
SCHICHTENUEBERGREIFENDE MECHANISMEN 44 3.4 KLASSIFIZIERUNG DER
MECHANISMEN 45 3.4.1 KRITERIUM: MEDIENABHAENGIGKEIT 45 3.4.2 KRITERIUM:
SCHICHT 45 3.4.3 KRITERIUM: DIENSTGUETE 45 3.4.4 KRITERIUM: UEBERTRAGENER
VERKEHR 45 3.5 MECHANISMEN 46 3.5.1 MECHANISMEN DER NUTZER-SCHICHT 46
3.5.1.1 META-POLICY 46 3.5.1.2 AUSWAHL AUF INHALTSEBENE 47 3.5.2
MECHANISMEN DER ANWENDUNGS-SCHICHT 48 3.5.2.1 SYNCHRONISIERUNG VON
DATENSTROEMEN 48 3.5.2.2 VERZOEGERUNGSANPASSUNG FUER UEBERTRAGUNGEN VON
AUDIO-PAKETEN . 49 3.5.2.3 GEGLAETTETE, ADAPTIVE VIDEO-UEBERTRAGUNG 50
3.5.2.4 REGELUNG DER VIDEOKODIERUNGSPARAMETER 51 3.5.2.5 REDUNDANTE
AUDIO-UEBERTRAGUNG 52 3.5.2.6 MEHRLAGIGE VIDEO-UEBERTRAGUNG 54 3.5.3
MECHANISMEN DER KOMMUNIKATIONS-SCHICHT 55 3.5.3.1 PAKET-SCHEDULING 55
3.5.3.2 VERLUSTLOSE KOMPRIMIERUNG 56 3.5.3.3 SELEKTIVE WIEDERHOLTE
UEBERTRAGUNG 57 3.5.3.4 VORWAERTS-FEHLERKORREKTUR 59 3.5.3.5
MEDIENSYNCHRONISIERUNG DURCH AENDERUNG DES ABFRAGEZEITPUNKTS 60 3.5.3.6
MEDIENSYNCHRONISIERUNG DURCH AUSLASSUNG 61 3.5.4 TABELLARISCHE
KLASSIFIKATION DER MECHANISMEN 62 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG 63 4.1
EINFUEHRUNG 63 4.2 EXPERIMENTIERPLATTFORM 64 4.2.1 GRUNDSTRUKTUR 64 4.2.2
DIENSTGUETENKONZEPT 66 4.2.3 DATENFLUSSKONZEPT 68 4.2.4 EINSCHRAENKUNGEN
69 4.3 BESCHREIBUNG DES AUDIO-MEDIUMS 70 4.3.1 IMPLEMENTIERUNG 71 4.3.2
STEUER- UND ZUSTANDSPARAMETER 73 4.3.3 AUDIO-ANPASSUNGSMECHANISMEN 73
4.3.3.1 ANPASSUNG DER PUFFER-VERZOEGERUNG 74 4.3.3.2 ANPASSUNG AN
ERHOEHUNG DER VERFUEGBAREN NETZ-BITRATE 75 4.3.3.3 ANPASSUNG AN GERINGE
VERFUEGBARE NETZ-BITRATE 75 4.3.3.4 AUSWAHL DES BESTEN FEC-AUDIO-TYPS 75
4.3.3.5 STEUERUNG DES PUFFERFUELLSTANDS DER SOUND-KARTE 76 4.3.4
AUDIO-ADAPTIONSALGORITHMEN 76 INHALTSVERZEICHNIS 4.4 , BESCHREIBUNG DES
VIDEO-MEDIUMS 79 4.4.1 IMPLEMENTIERUNG 79 4.4.2 STEUER- UND
ZUSTANDSPARAMETER 83 4.4.3 VIDEO-ANPASSUNGSMECHANISMEN 83 4.4.3.1
GERINGE VERFUEGBARE NETZ-BITRATE 85 4.4.3.2 ERHOEHUNG DER VERFUEGBAREN
NETZ-BITRATE 85 4.4.3.3 NIEDRIGE BILDRATE 85 4.4.3.4 HOHE BILDRATE 85
4.4.3.5 VERZOEGERUNGSANPASSUNG 86 4.4.4 VIDEO-ADAPTIONSALGORITHMUS 86 4.5
UNTERSUCHTE SZENARIEN 87 4.5.1 NETZ-EMULATION 88 4.5.1.1 THECLOUD 89
4.5.1.2 NISTNET 91 4.5.2 NETZ-SZENARIEN 92 4.5.2.1 KONSTANTES
NETZVERHALTEN 93 4.5.2.2 VERZOEGERUNGSAENDERUNG 94 4.5.2.3 AENDERUNG DER
BITRATE 95 4.5.2.4 VERLUST-PHASEN 96 4.5.3 ANWENDUNGS-SZENARIEN 97
4.5.3.1 AUDIO-KOMMUNIKATION 98 4.5.3.2 VIDEO-KOMMUNIKATION 98 4.6
MEDIENUEBERGREIFENDE ADAPTIONSALGORITHMEN 98 4.6.1 ANPASSUNGSMECHANISMEN
98 4.6.1.1 AENDERUNG DER GEWICHTUNG DER MEDIENSTROEME 99 4.6.1.2
SYNCHRONISATION DES AUSSPIELENS DER MEDIENSTROEME 99 4.6.2
ADAPTIONSALGORITHMEN 99 4.6.3 EINDRUCK VON DER LEISTUNG DES ALGORITHMUS
101 5 BEWERTUNG 103 5.1 KRITERIEN ZUR BEWERTUNG DER ALGORITHMEN 103 5.2
AUDIO-UEBERTRAGUNG 104 5.3 VIDEO-UEBERTRAGUNG 106 5.4 FAZIT 108 6
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 109 ANHANG GLOSSAR 111 A EXPERIMENTE 115
A.1 EINFUEHRUNG 115 A.2 AUDIO-UEBERTRAGUNG 115 A.2.1 KONSTANTES
NETZVERHALTEN 115 A.2.2 VERZOEGERUNGSAENDERUNG 121 INHALTSVERZEICHNIS
A.2.2.1 EMULATION MIT NISTNET 121 A.2.2.2 EMULATION MIT THE CLOUD 122
A.2.3 AENDERUNG DER IM NETZ VERFUEGBAREN BITRATE 125 A.2.4 VERLUST-PHASEN
128 A.2.5 TABELLARISCHE UEBERSICHT 129 A.3 VIDEO-UEBERTRAGUNG 131 A.3.1
KONSTANTES NETZVERHALTEN 131 A.3.2 VERZOEGERUNGSAENDERUNG 136 A.3.2.1
EMULATION MIT NISTNET 136 A.3.2.2 EMULATION MIT THE CLOUD 137 A.3.3
AENDERUNG DER IM NETZ VERFUEGBAREN BITRATE 140 A.3.4 VERLUST-PHASEN 143
A.3.5 TABELLARISCHE UEBERSICHT 144 A.4 MESSAUFBAU 146 B IMPLEMENTIERUNG
DER EXPERIMENTATION PLATFORM 147 B.L ALLGEMEINES 147 B.2 KLASSEN DER
UEBERGABE-OBJEKTE 147 B.3 MODULE DER DATENFLUSS-EBENE 148 B.4 ZEITSTEMPEL
149 B.5 ERFASSUNG VON EREIGNISSEN UND MESSWERTEN 149 B.6 UEBERGABE VON
STEUER- UND ZUSTANDSPARAMETERN 150 B.7 ZUGANG ZUR VERWALTUNGS-EBENE 150
B.8 PARAMETER-TABELLEN FUER MEDIEN 151 B.8.1 DIENSTGUETENPARAMETER FUER
ALLE MEDIEN 151 B.8.2 DIENSTGUETE DER AUDIO-UEBERTRAGUNG 151 B.8.3
DIENSTGUETE DER VIDEO-UEBERTRAGUNG 154 C ENTWURF
SIMULATIONS-UNTERSUCHUNGEN 157 LITERATURVERZEICHNIS 158
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| series2 | Bericht über verkehrstheoretische Arbeiten / Inst. für Nachrichtenvermittlung u. Datenverarbeitung, Univ. Stuttgart |
| spellingShingle | Schmidt, Thomas Rudolf Adaptionsalgorithmen zur Erhöhung der Dienstgüte verteilter interaktiver Muldimedia-Anwendungen in IP-basierten Netzen = Adaptation algorithms for quality of service improvement of distributed interacitve multimedia applications in IP-based networks Bericht über verkehrstheoretische Arbeiten TCP/IP (DE-588)4197538-8 gnd Adaptives Verfahren (DE-588)4310560-9 gnd Dienstgüte (DE-588)4496068-2 gnd Multimedia (DE-588)4192358-3 gnd |
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