第十四章:多媒体应用

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PacketCable多媒体客户

从逻辑上讲，多媒体客户机是使用多媒体服务的设备。一个例子是在个人计算机上提供流音频或视频的软件应用程序，例如Internet广播或电影。另一个例子是一个连接到互联网的游戏控制台，可以与全国各地的对手进行比赛。另一个例子是用于提供视频会议服务的摄像机和监视器。是的，另一个例子是用于提供电话服务的MTA。

通常，多媒体客户端设备不是由MSO提供的，而是位于客户的场所，因此它们是不受信任的设备。这些设备通过电缆调制解调器连接到MSO网络。这种连接可以是以太网、USB或无线。唯一的例外是嵌入电缆调制解调器本身的多媒体客户机，例如您现在肯定已经熟悉的嵌入式MTA。

PacketCable多媒体客户端分为三种类型:

• 客户端1型-客户端类型1是当今大多数多媒体客户端。这些客户端不知道或不知道PacketCable、DOCSIS甚至QoS。事实上，这种客户端类型通常被称为QoS-unaware。这些客户端是通用的IP网络应用程序，如PC应用程序和游戏控制台。

  这些设备取决于应用程序管理器来设置服务资源的质量。在本章后面，您将了解更多关于应用程序管理器的内容。

• 客户端2型-客户端类型2设备类似于包电缆电话中使用的嵌入式MTA设备。这些设备可以识别PacketCable、DOCSIS和QoS，但它们还需要一个应用程序管理器来进行QoS资源分配和部分授权。然而，这种类型的客户端仍然做很多QoS资源操作。这种类型的客户端通常被称为推模型。

• 客户类型3第三种类型的多媒体客户端也是PacketCable QoS-aware。它与类型2设备的区别在于，这些设备不需要应用程序管理器来设置QoS资源。这些设备使用资源保留协议(RSVP)直接与cmt通信以设置QoS。这种类型的客户端通常被称为拉模型。

目前，只有客户端类型1设备在PCMM规范中被完全定义。因此，他们是本章的重点。

应用服务器(如)

在许多情况下，让另一个设备代表客户机处理多媒体会话请求是有益的。此设备称为应用服务器(as)。您刚刚了解到，当今的大多数PCMM客户端属于类型1，它们对QoS或PacketCable一无所知。因此，对于这些客户端，通常使用AS来启动多媒体会话。AS可能由MSO管理，也可能不由MSO管理。会话请求从客户端通信到AS的方式由PCMM未指定。

应用程序管理器(AM)

处理来自客户端的PCMM请求(直接或通过AS)的设备是应用程序管理器(AM)。除了协调客户端应用程序请求之外，AM还维护应用程序级状态，并且是负责应用服务策略的设备。因为客户端和设备通常是不受信任的，所以AM也对传入的请求进行身份验证。

正如在PCMM中客户端和as之间的通信协议是未指定的一样，客户端和AM之间的通信协议也是未指定的。指定了在AS和AM之间使用的协议，该协议是PacketCable多媒体Web服务接口规范(PKT-SP-MM-WS)。该规范定义了使用基于SOAP/可扩展标记语言(SOAP/XML)的web服务接口进行AM通信。请参阅本规范以了解如何完成此通信的详细信息。

AM的一个例子是呼叫代理。呼叫代理使用信令协议(如媒体网关控制协议(MGCP)或SIP)与客户端(在本例中为网关)进行通信。请记住，在PCMM中，AM和客户端之间使用的协议是未定义的。当网关要进行电话呼叫时，它使用信令协议与呼叫代理联系。然后，呼叫代理确定网关是否被授权进行呼叫，并确定如何路由呼叫。调用代理还可以确定调用所需的QoS资源，并将此信息发送给另一个设备。回想一下，这是在PacketCable 1中完成的。将SDP信息转换为在cop消息中发送的RSVP流规范。在PCMM中，另一个设备是策略服务器，用于发送此策略信息的协议是COPS。

另一个示例AM是一个简单的web服务器。假设此服务器从客户机接收到流媒体等应用程序的HTML请求。在服务器确定客户端是否被授权接收媒体之后，它将计算出所需的QoS资源并将此信息发送到策略服务器。

另一个例子可能是游戏控制台，它向服务器发出信号，让服务器开始在另一个地理区域与对手进行游戏。在这种情况下，游戏控制台和服务器之间通常使用专有协议。游戏服务器对游戏控制台进行授权，确定所需的QoS资源，并将此信息发送到策略服务器。

在所有这些情况下，如果一切顺利，一个引用QoS资源的gate标识符最终会返回到AM。重要的是要记住，门标识符不是从AM发送到PCMM客户端类型1设备的。这些客户是“不了解qos的”，因此他们不知道如何处理这些信息。相反，AM代表客户端保留和提交资源。但是，客户端和应用程序管理器之间的信令协议可用于确定AM何时应该保留或提交资源。

AM可能不知道如何给应用程序的策略服务器发送QoS信号的全部细节。在这种情况下，它可能只是在对策略服务器(PS)的请求中使用一个服务名称，并让PS处理将服务名称转换为各种QoS参数的操作。显然，要实现这一点，需要在AM和PS组件上配置公共服务名称。

Policy Server (PS)

策略服务器是负责从AM获取服务请求并将其转换为资源策略请求的设备，用于在cmt上设置服务资源的质量。

PS还将策略规则应用于从AM接收的请求。示例策略包括对分配给订阅服务器的门数的限制、对订阅服务器可用的QoS类型的限制、对策略服务器接受的应用程序的限制以及对服务对特定cmt的影响的限制。假设所有检查都通过，PS会找出用户所在的位置，并将策略“推送”到用户的电缆调制解调器连接的CMTS中。因此，正如您所看到的，AM不需要知道用户的调制解调器连接到什么cmt;而PS却能解决这个问题。

PS还可以作为AM和cmt之间的代理，因为它可以看到进出这些设备的所有QoS消息。因此，MSO可能选择以分层方式部署PS设备，以满足可伸缩性和冗余问题。在这种情况下，可以使用一些策略服务器来为每个订阅者制定策略决策，使用其他策略服务器来为每个cmt制定策略决策，使用其他策略服务器来为每个区域制定策略决策，等等。

策略服务器也可以分为“有状态的”或“无状态的”，类似于第9章“呼叫管理服务器信令协议”中讨论的SIP代理服务器。A stateful PS keeps track of gates and resources and can be used to notify you when resources become scarce. Stateless policy servers do not have the ability to track resources, but as a tradeoff they are simpler to implement.

那么，什么组件与PacketCable 1.x中的策略服务器类似呢?答案是CMS的网关控制器(GC)组件。这是在cmt上控制gate创建的COPS服务器。控制电话呼叫状态的CMS的呼叫代理组件类似于AM。

电缆调制解调器终端系统

cmt是PacketCable多媒体中的高级DOCSIS资源的cop策略实施点(PEP)，就像在PacketCable电话中一样。它与一个或多个策略服务器通信策略信息，以授权资源。根据客户端类型，此信息可以由PS“推”到cmt，也可以从cmt“拉”到PS。目前，只支持客户端类型1设备，因此在PCMM中策略信息总是被“推送”到cmt。对于客户端类型1设备，DOCSIS DSX消息总是从cmt发起，因为这些消息是由PS“推送”的策略信息触发的，这是与PacketCable 1的关键区别。DSX消息从MTA发起。可以指示cmt根据时间需求和交通量需求跟踪DOCSIS的资源使用情况。

电缆调制解调器(CM)

有线电视多媒体对有线调制解调器的要求与有线电视电话相同;它必须在至少DOCSIS 1.1模式下运行。客户端通常被认为是非嵌入式的(与PacketCable 1中定义的嵌入式MTA相反)。直接与DOCSIS层接口的x)。因此，所有客户端通信都是通过CM通过普通IP上的协议完成的。

地基处理

RKS组件还具有与包电缆电话类似的功能。它使用事件消息传递来跟踪QoS资源。这里的区别是消息来自策略服务器和CMTSs。PCMM中的事件消息传递也得到了推广，因为以前定义的一些消息和参数仅对电话应用程序有意义。

服务和资源控制域

本章中的许多概念都与第12章“DQoS体系结构和框架”中介绍的概念相关。One of these concepts was the COPS terminology of Policy Decision Points (PDPs) and Policy Enforcement Points (PEPs).

PDP是请求或拒绝策略创建的COPS服务器，PEP是应用策略的COPS客户机。记住在PacketCable 1中。CMTS是PEP, CMS的门控制器功能是PDP。在PCMM中，COPS用于两个地方;因此，您有两组PDP/PEP关系。cmt是与PS通信的PEP, PDP中的PS是与cmt通信的PS。但是PS在与AM的通信中是PEP，而AM是PDP。

由于策略服务器同时执行这两种cop功能，因此多媒体规范将策略域划分为资源控制域(RCD)和服务控制域(SCD)。图赔率说明这些不同的域如何应用于PCMM。

RCD是提供连接(即cmt、CM、混合光纤同轴[HFC]网络)和网络资源级策略管理(即策略服务器)的元素的逻辑分组，这些元素沿着数据包转发路径与客户机进行交换。在RCD中，cmt是PEP, PS是PDP。

SCD是向服务订阅者(客户机)提供应用程序和内容(即应用程序服务器和应用程序管理器)的元素的逻辑分组。与物理DOCSIS资源相比，SCD更多地与更高层次的服务概念相关联。在SCD中，PS是PEP, AM是PDP。多个SCD可以在一个RCD中运行，而单个SCD可以在多个RCD中运行。例如，在一个特定的有线电视部门，游戏应用程序和视频会议应用程序可能都是可用的。同样，游戏应用程序可能在多个有线电视部门可用。

例如，假设您有一个类型1的多媒体客户端想要使用一个特定的应用程序。它将此信号发送给AM(直接或通过AS)。然后，AM根据SCD策略决定客户端是否被授权使用应用程序。如果是，AM会计算出应用程序所需的QoS资源，并向PS发出请求，然后PS根据RCD策略决定客户端是否有权使用建议的QoS资源。如果是，则将请求发送到客户端连接的cmt。然后，如果cmt有物理资源来授予请求，它就会这样做，并将gate标识符发送给PS，然后PS再将此信息转发回AM。因此，在AM和cmt之间的PS代理QoS请求。事实上，PS将SCD参数转换为RCD参数，反之亦然。

PCMM DOCSIS使用注意事项

在PCMM中使用DOCSIS 1.1协议实际上与在PacketCable电话中使用相同。您已经授权、保留和提交了资源信封，并且使用了门来将DOCSIS服务流请求与这些资源信封关联起来。

主要区别在于，除了前面讨论的非请求授予服务(UGS)和带有活动检测(UGS- ad)类型的非请求授予服务外，上游调度类型也可以使用。具体来说，使用实时投票服务(RTPS)和非实时投票服务(nRTPS)。还要注意的是，通过使用DOCSIS参数(如流量优先级和最低保留速率)，可以使用Best Effort (BE)上游调度类型来提供优质的QoS服务。换句话说，您可以使用QoS来保证、限制或优化BE流上的带宽。

请记住，所有下游服务流都是最佳效果，但是可以使用这些相同的DOCSIS参数来提供QoS。因此，请参阅第12章或DOCSIS规范了解这些参数的详细信息。

RTPS服务是为实时应用程序设计的，这些应用程序定期生成可变大小的数据。它通过提供定期的专用请求机会来工作。然后调制解调器使用这些请求机会来指定它所需要的数据授予的大小。这种服务类型非常适合于MPEG视频等应用程序。nRTPS服务是为非实时应用而设计的，需要定期提供可变大小的数据支持。即使在拥塞期间，也可以确保这些应用程序有请求机会。nRTPS和RTPS之间的一个区别是，连续请求之间的抖动对nRTPS并不重要，因为它的应用程序对延迟变化不敏感。在nRTPS流中使用的轮询间隔通常比在RTPS中使用的轮询间隔大得多(也就是说，频率更低)。

用于定义RTPS、nRTPS和BE服务的服务流参数包括

• 服务标识符- 14位服务标识符由cmt分配，以引用上游服务流。它在带宽分配消息中用于识别数据或请求机会的用户。在DOCSIS扩展头中也使用它来引用发送数据包的设备。

• 业务流程调度类型-此字段标识上游数据和请求传输的调度服务。这是将服务流标识为Best Effort(2)、非实时轮询(3)、实时轮询(4)、UGS- ad(5)或UGS(6)服务的地方。

• 请求/传播策略-该字段是位图，控制服务流何时以及如何传输数据和数据请求。位值1表示真，位值0表示假。下9位位置的定义如表14-1所示。

表14-1请求/传输策略位

• 名义上的轮询间隔-专用请求机会的间隔(微秒);在RTPS和nRTPS服务中使用，为CM提供无争议的向CMTS发出信号的机会。

• 容忍调查抖动-允许轮询间隔与名义轮询间隔之间的时间量(以微秒为单位)不同。此参数用于RTPS服务类型。

• 最低预留交通量-可用于be、RTPS、nRTPS业务流程;保留给服务流的最小速率(以比特/秒为单位)。数据包大小从DOCSIS报头检查序列之后到数据包末尾的循环冗余检查(CRC)。换句话说，包括DOCSIS开销的“以太网”部分，但不包括一般的6字节DOCSIS报头和任何DOCSIS扩展报头。

• 最大持续交通量-可用于be、RTPS和nRTPS服务流程。限制速率包的令牌桶(R)参数以每秒比特表示。包大小的计算与前面的参数相同。

• 流量优先级-用于nRTPS和BE服务流程;定义服务流优先级。如果存在除优先级外所有QoS参数都相同的多个服务流，则优先级较高的服务流优先。如果不包括，则使用默认的优先级0。例如，如果您有10个住宅用户配置了优先级为0的Best Effort服务，而10个商业服务用户配置了优先级为3的Best Effort服务，那么CMTS服务的数据将由商业服务用户先于住宅用户授予。

在PCMM中，还允许使用服务类名来定义动态流。在本章后面，您将看到更多关于如何实现这一点的内容。服务类名称的概念和使用在DOCSIS RFI规范中定义。服务类名可以在DOCSIS调制解调器配置文件中定义，而不是在所有的服务类或服务流QoS参数中定义。调制解调器然后在DOCSIS注册请求中将此名称发送到cmt。在cmt上，还定义了此服务类名称及其相应的QoS参数。在CMTS接收到注册请求之后，它查找服务类名，并在注册响应消息中将其参数返回给调制解调器。因此，有线电视运营商可以通过在配置文件中使用与客户服务级别相对应的服务类名称来简化调制解调器配置;例如，您可能拥有“青铜”、“白银”和“黄金”服务。这些服务级别的详细信息在每个cmt上定义，如果需要，还可以在不同的CMTSs上定义。

静态流不仅可以使用服务类名，动态流也可以。在这种情况下，服务类名包含在DOCSIS动态服务流消息中。

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注意:当使用服务类名定义流时，还可以定义其他QoS参数。如果在cmt上定义了相同的参数并使用服务类名，则使用该名称定义的参数优先。例如,如果一个马克斯持续率512 kbps的调制解调器配置文件中定义和服务类的名字“青铜”,和在cmt定义服务类的名字“青铜”马克斯持续率被定义为256 kbps,现代的Max持续率是512 kbps。

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PCMM cop的使用注意事项

在PCMM中有两个地方使用cop协议:

• 在应用程序管理器和策略服务器之间

• 在策略服务器和cmt之间

PCMM中cop协议的使用与PacketCable电话中的使用稍有不同。首先，要记住一个小包装电缆。x门是指共享同一门标识符的两个门——一个上游门和一个下游门。在PCMM中，门确实是单向的，而门ID指的是上游门或下游门。以前也使用gate来定义嵌入式MTA的授权资源信封;在PCMM中，可以使用gates定义保留的和提交的资源信封，以及授权的信封。请记住，提交的信封或活动的信封总是小于或等于保留的信封或已允许的信封，而保留的信封又总是小于或等于已授权的信封。

每个cop包的公共报头类似于PacketCable电话中使用的格式;唯一的区别是客户端类型设置为不同的值，如图比分。

图比分

PCMM COPS头格式

在这个头后面是表单中显示的一些对象图14。

图14

PCMM COPS对象格式

警察的初始化

PCMM中的初始化过程几乎与PacketCable电话中的相同。一个区别是PEP (cmt或PS)在TCP端口3918上监听，而在电话中监听端口2126。

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注意:这使得cmt可以同时支持分组电缆电话和PCMM，而不会相互干扰。

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TCP会话建立后，PEP向PDP发送一个COPS Client-Open (OPN)消息;在此消息中，PEP标识自身并包含版本信息对象。然后PDP用一个包含Keep-Alive计时器值的客户端-接受(CAT)消息进行响应。PEP然后用一条到PDP的请求(REQ)消息响应此消息。

与PacketCable电话一样，PDP必须配置PEP的位置;但是，对于要建立的cop连接，PEP不需要配置PDP的位置。这是假设IP安全(IPsec)没有用于COPS连接。如果使用IPsec，则需要显式地配置PDP和PEP，使它们之间具有安全关联。

PDP心跳的PEP

就像PacketCable一样。keepalive消息(消息类型9-KA)定期从PEP发送到PDP。PDP通过将keepalive消息发送回PEP来响应这些keepalive消息。如果PDP无法通过keepalive计时器值从PEP接收到keepalive消息，则它假定连接已经丢失。然后尝试重新建立TCP连接，如果成功，将导致PEP重新初始化COPS连接。类似地，如果PEP无法从PDP接收keepalive回显，它就假定连接已经丢失，并侦听新的TCP连接。

PacketCable中的多媒体对象

记住在PacketCable 1中。从CMS发送到CMS的封包门消息以COPS Decision (DEC)消息的形式发送，从CMS发送到CMS的封包门消息以COPS Report State (RPT)消息的形式发送。在本例中，CMS是PDP, CMTS是PEP。同样的规则也适用于PCMM—即从PDP发送到PEP的PCMM门消息以COPS DEC消息的形式发送，而从PEP发送到PDP的PCMM门消息则以COPS RPT消息的形式发送。

所示图14,PacketCable对象发送消息都包含在客户端特定决定12月数据对象(C-Num 6 -型4)和PacketCable对象发送RPT消息包含在表示客户端如果对象(C-Num 9 -型1)。在这两种情况下,这些对象从一个2字节长度字段后面跟着另一个字节对象数量和字节亚型的定义。它们分别被称为S-Num和S-Type。

PacketCable多媒体cop对象如下:

• 事务标识符(S-Num = 1, S-Type = 1)

• 应用程序管理器标识符(in) (S-Num = 2, S-Type = 1)

• 用户标识符(S-Num = 3, S-Type = 1)

• 门标识符(S-Num = 4, S-Type = 1)

• 门规范(S-Num = 5, S-Type = 1)

• 分类器/扩展分类器(S-Num = 6, S-Type = 1,2)

• 流量配置文件(S-Num = 7, S-Type = 1、2、3、4、5、6、7、8)

• 事件生成信息(S-Num = 8, S-Type = 1)

• 基于容量的使用限制(S-Num = 9, S-Type = 1)

• 基于时间的使用限制(S-Num = 10, S-Type = 1)

• 不透明数据(S-Num = 11, S-Type = 1)

• 门时间信息(S-Num = 12, S-Type = 1)

• 门禁使用信息(S-Num = 13, S-Type = 1)

• PacketCable错误(S-Num = 14, S-Type = 1)

• 门状态(S-Num = 15, S-Type = 1)

• 版本信息(S-Num = 16, S-Type = 1)

• 策略服务器标识符(PSID) (S-Num = 17, S-Type = 1)

• 同步选项(S-Num = 18, S-Type = 1)

• Msg接收密钥(S-Num = 19, S-Type = 1)

下面几节将更详细地描述这些PacketCable多媒体COPS对象。

事务ID

此对象关联对命令的响应。它由一个2字节事务标识符和一个2字节gate命令类型组成。gate命令类型标识DQoS消息类型。表14-2显示了可能的值。

表14-2 PCMM DQoS消息类型