Cap

1
Capítulo 7Multimedia en Redes de Computadores
Computer Networking A Top Down Approach
Featuring the Internet, 3rd edition. Jim
Kurose, Keith RossAddison-Wesley, July 2004.
2
Capítulo 7 Contenidos

• 7.1 Aplicaciones Multimedia en Red
• 7.2 Streaming de Audio y video almacenado
• 7.3 Real-time Multimedia Estudio de telefonía en
  Internet
• 7.4 protocolos para aplicaciones Interactivas de
  Tiempo Real
• RTP, RTCP, SIP
• 7.5 Distribución de Multimedia Redes de
  distribución de Contenidos

• 7.6 Más allá de Best Effort
• 7.7 Mecanismos de itineración y políticas
• 7.8 Servicios Integrados y Servicios
  Diferenciados
• 7.9 RSVP

3
Señalización en Internet

• No protocolo de señalización en diseño inicial de
  IP

Re-envío sin conexión (sin estado) por routers IP
Servicio mejor esfuerzo

• Nuevo requerimiento reservar recursos a lo largo
  del camino extremo a extremo (hosts y routers)
  para QoS para aplicaciones multimedia
• RSVP Resource Reservation Protocol RFC 2205
• permite comunicar requerimientos a la red en
  forma robusta y eficiente. i.e., señalización !
• Protocolo inicial de señalización en ST-II RFC
  1819

4
RSVP Objetivos de diseño

1. Acomodar receptores heterogéneos (diferentes BW a
   lo largo del camino)
2. Acomodar diferentes aplicaciones con diferentes
   requerimientos de recursos
3. Hacer de multicast un servicio de primera clase,
   con adaptación a membresía de grupos multicast
4. Impulsar ruteo multicast/unicast existente, con
   adaptación a cambios en rutas unicast y multicast
   subyacentes
5. Controlar el overhead del protocolo para crecer
   (en peor caso) linealmente con el de receptores
6. Diseño modular para tecnologías subyacentes o
   bases heterogéneas

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RSVP no hace

• Especificar cómo los recursos debe ser reservados
• En su lugar un mecanismo para comunicar
  necesidades
• Determinar rutas que tomará un paquete
• Ese es el trabajo de protocolos de ruteo
• Señalización es desacoplada de ruteo
• Interactuar con re-envío de paquetes
• Separación de control (señalización) y planos de
  datos (re-envío)

6
RSVP operaciones generales

• Transmisor y receptor se incorporan a un grupo
  multicast
• Hecho fuera de RSVP
• Transmisor no necesita incorporarse al grupo
• Señalización del transmisor a la red
• Mensaje de ruta (path message) hace que la
  presencia del transmisor sea conocida para
  routers
• Rompimiento de ruta (path teardown) elimina la
  ruta del transmisor del estado de routers
• Señalización del receptor a la red
• Mensaje de reservación (reservation message)
  reserva recursos desde transmisor(es) a receptor
• Rompimiento de reserva remueve reservación
• Señalización de la red a los sistemas terminales
  (hosts)
• Error de ruta
• Error de reservación

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Mensaje de ruta RSVP señalización de transmisor
a red

• Mensaje de ruta contiene, entre otros
• dirección destino unicast, o prupo multicast
• Especificación de flujo especificación de BW
• Hop previo ID del host o router del flujo de
  subida
• Tiempo de refresco time hasta expirar la info
• Mensaje de ruta comunica la info del Tx, e
  información de ruteo inverso al Tx
• Para luego re-envío de la reservación del
  receptor

8
RSVP audio conferencia simple

• H1, H2, H3, H4, H5 son tanto Txs como Rxs
• Grupo multicast m1
• No habrá filtrado paquetes de cada Tx es
  re-enviado
• Tasa audio b
• Sólo un árbol multicast es posible

H3
H2
R1
R2
R3
H4
H1
H5
9
RSVP construcción del estado del camino de subida

• H1, , H5 todos envían mensajes de ruta sobre m1
• (addressm1, Tspecb, filter-specno-filter,
  refresh100)
• Supongamos H1 envía primer mensaje de ruta

m1
m1
m1
H3
H2
L3
L2
L7
L6
R1
R2
R3
L4
H4
L1
L5
H1
H5
10
RSVP construcción del estado del camino de subida

• ahora, H5 envía mensaje de ruta, creando más
  estado en routers

L6
m1
m1
L1
L5
m1
L6
H3
H2
L3
L2
L7
L6
R1
R2
R3
L4
H4
L1
L5
H1
H5
11
RSVP construcción del estado del camino de subida

• H2, H3, H5 envían msg de rutas, completando la
  tabla de estados

L4
L3
L6
L2
m1
m1
L7
L1
L7
L5
m1
L6
H3
H2
L3
L2
L7
L6
R1
R2
R3
L4
H4
L1
L5
H1
H5
12
Msgs de reservación señalización de receptores a
la red

• Mensaje de reservación contiene
• Ancho de banda deseado
• Especificación de filtro
• Tipos de filtros
• Sin filtro cualquier paquete dirigido a grupo
  mutlicast puede usar reservación
• Filtro fijo sólo paquetes de conjuntos
  específico de Tx puede usar reservación
• Filtrado dinámico Tx cuyos paquetes pueden ser
  re-enviados cambiará en el tiempo (según elección
  de Rx).
• Reservación fluye hacia arriba desde Rx a Tx,
  reservando recursos, creando adicionalmente
  estado relacionado con Rx en routers

13
RSVP Ejemplo 1 Reservación de receptor

• H1 quiere recibir audio de todos los otros Tx
• H1 msg de reservación sube por el árbol hacia la
  fuente
• H1 sólo reserva suficiente BW para un flujo de
  audio
• Reserva es el tipo sin filtro cualquier Tx
  puede usar el BW reservado

H3
H2
L3
L2
L7
L6
R1
R2
R3
L4
H4
L1
L5
H1
H5
14
RSVP Ejemplo 1 reservación de receptor

• Msgs de reservación de H1 fluyen árbol arriba
  hasta fuentes
• Routers y hosts reservan BW b necesario en enlace
  de bajada hacia H1

in out
L3
L7
L4
L6
in out
L1
L2
m1
m1
(b)
L7
L3
L4
(b)
L2
L6
L1
in out
L5
L7
L6
m1
(b)
L6
L7
L5
H3
H2
L3
L2
L7
L6
R1
R2
R3
L4
H4
L1
L5
H1
H5
15
RSVP Ejemplo 1 reservación de receptor (más)

• ahora, H2 hace reservación sin filtro por BW b
• H2 envía a R1, R1 envía a H1 y R2 (?)
• R2 no toma acción debido a reserva previa de b en
  L6

in out
L3
L7
L4
L6
in out
L1
L2
m1
m1
(b)
L7
L3
L4
(b)
(b)
L2
L6
L1
in out
L5
L7
L6
m1
(b)
L6
L7
L5
H3
H2
L3
L2
L7
L6
R1
R2
R3
L4
H4
L1
L5
H1
H5
16
RSVP reservación del receptor problemas

• Qué si hay múltiples Tx (e.g., H3, H4, H5) sobre
  enlace (e.g., L6)?
• Entrelazar arbitrariamente los paquetes
• Flujo de L6 con política leaky bucket si
  H3H4H5 tasa de envío supera b, pérdidas de
  paquetes ocurrirán

in out
L3
L7
L4
L6
in out
L1
L2
m1
m1
(b)
L7
L3
L4
(b)
(b)
L2
L6
L1
in out
L5
L7
L6
m1
(b)
L6
L7
L5
H3
H2
L3
L2
L7
L6
R1
R2
R3
L4
H4
L1
L5
H1
H5
17
RSVP Ejemplo 2

• H1, H4 son sólo transmisores
• enviar mensaje de ruta como antes, indicando
  reservación filtrada
• Routers almacenan Tx de subida por cada enlace de
  subida
• H2 quiere recibir sólo de H4

H3
H3
H2
H2
L3
L3
L2
L2
L7
L6
R1
R2
R3
L4
H4
L1
H1
18
RSVP ejemplo 2

• H1, H4 son sólo Txs
• Enviar mensaje de ruta como antes, indicando
  reservación filtrada

in out
L1, L6
L2(H1-via-H1 H4-via-R2 ) L6(H1-via-H1
) L1(H4-via-R2 )
H3
H3
H2
H2
R2
L3
L3
L2
L2
L7
L6
R1
R3
L4
H4
L1
H1
in out
L6, L7
L6(H4-via-R3 ) L7(H1-via-R1 )
19
RSVP ejemplo 2

• Receptor H2 envía mensaje de reservación para
  fuente H4 a BW b
• Se propaga hacia H4, reservando b

in out
L1, L6
(b)
L2(H1-via-H1 H4-via-R2 ) L6(H1-via-H1
) L1(H4-via-R2 )
(b)
H3
H3
H2
H2
R2
L3
L3
L2
L2
L7
L6
R1
R3
L4
H4
L1
L1
H1
in out
L6, L7
(b)
L6(H4-via-R3 ) L7(H1-via-R1 )
20
RSVP estado soft

• Transmisores re-envían periódicamente msgs de
  ruta para refrescar el estado (mantener)
• Receptores periódicamente re-envían msgs de
  reserv para refrescar estado (mantener)
• Msgs de ruta y reserv tienen campo TTL,
  especificando intervalo de refresco

in out
L1, L6
(b)
L2(H1-via-H1 H4-via-R2 ) L6(H1-via-H1
) L1(H4-via-R2 )
(b)
H3
H3
H2
H2
R2
L3
L3
L2
L2
L7
L6
R1
R3
L4
H4
L1
L1
H1
in out
L6, L7
(b)
L6(H4-via-R3 ) L7(H1-via-R1 )
21
RSVP estado soft

• supongamos H4 (Tx) se retira sin avisar

• Eventualmente el estado en routers expirará y
  desaparecerá!

in out
L1, L6
(b)
L2(H1-via-H1 H4-via-R2 ) L6(H1-via-H1
) L1(H4-via-R2 )
(b)
H3
H3
H2
H2
R2
L3
L3
L2
L2
L7
gone fishing!
L6
R1
R3
L4
H4
L1
L1
H1
in out
L6, L7
(b)
L6(H4-via-R3 ) L7(H1-via-R1 )
22
Los muchos usos de refresco de reservación/ruta

• Recuperarse de una pérdida del mensaje de
  refresco previo
• Tiempo de espera de refresco debe ser mayor que
  el timeout de envío! (deseamos corto intervalo de
  envío de refresh)
• Maneja Rx/Tx que se van sin avisar
• Estado de Tx/Rx expirará y desaparecerá
• Refrescos de reservación causará nuevas reservas
  para Rx desde un Tx que se incorporan desde el
  último refresco de receptores
• E.g., en ejemplo previo, H1 es sólo Rx, H3 sólo
  Tx. Mensajes de ruta/reservación terminan y los
  datos fluyen.
• H4 ingresa como Tx, nada pasa hasta H3 refresca
  reservación, causando R3 re-envíe reservación a
  H4, lo cual reserva BW

23
RSVP reflexiones

• multicast como un servicio de primera clase
• Reservación orientada a receptores
• use de estado soft

24
Redes Multimedia Resumen

• Aplicaciones multimedia y sus requerimientos
• Haciendo lo posible con los servicios actuales de
  mejor esfuerzo
• Mecanismos de itineración y políticas
• Internet de próxima generación Intserv, RSVP,
  Diffserv