Linux下多媒体业务差分IPv6测试平台的设计与实现

实时多媒体业务服务质量保证机制  

基于SIP协议的多媒体业务  

会话初始协议SIP ( Session Initiation Protocol)是一个基于应用层的控制协议,用来建立、控制维护和终止多媒体会话或呼叫。SIP协议为大范围应用的多媒体通信提供了高级的信令和控制功能,通过少量基于文本的消息包在两个实体之间传递消息, 还在网络中提供代理服务器和重定位服务器来中继和传送消息, 支持多媒体会议、远程学习、Internet会话和多媒体发布等一系列服务。在SIP协议应用中包含两个部分:用户端和网络服务器。用户端可以产生SIP消息包并通过一个或多个网络服务器传送到其他用户端, 用户端之间也可以直接通信。这里使用IPv6下的SIP服务器为用户端建立连接。这样,在进行多媒体通信时,就构成了两类数据包,一类用于管理多媒体业务的信令数据包,一类为用于不同的SIP客户端之间通信时的图像、语音数据。为了保证在网络中多媒体业务的实时传输,给多媒体业务以高优先级进行传输;同时,为了保证多媒体会话可以随时建立,特别给予用于建立连接的信令数据以更高的优先级。这样就形成了三级服务差分的概念,信令、多媒体业务、数据传输,其中SIP服务器的数据为信令数据,具有绝对高优先级,多媒体业务和数据传输分别具有高优先级和低优先级。  

差分QoS调度  

先入先出( FIFO)排队法是指先到达的分组先被发送,这和处理机任务调度的F IFO算法思想是一致的。系统每次发送位于等待队列头部的分组,新到的分组则加到队列的尾部。当一个新的分组到达而缓存已满时,就需要一个丢弃策略来决定丢弃分组。这里,使用队尾丢弃(Drop Tail)策略, 丢弃最新到达的分组。根据使用SIP服务器在IP网络中进行多媒体通信时的三种数据包划分三种不同的优先级,设置三个不同队列,如图2所示。   


  
其中,用于建立实时业务连接的信令数据包,具有绝对高优先级,对应接入队列0,系统检测到之后,直接转发,以保证实时通信业务可以随时建立。SIP客户端进行多媒体通信的数据具有高优先级,对应接入队列1;普通数据具有地优先级,对应接入队列2。接入队列1和2中的数据包都将等待系统转发。系统每次进入时间中断进行数据包发送时,都先检查高优先级的接入队列1,如果队列中有数据包等待则转发、退出;如果队列为空,则检查接入队列2执行相同的操作。这样,多媒体业务会话就可以随时建立,并进行有服务质量保证的实时传输。  

测试平台的设计与实现  

测试平台拓扑结构  

测试平台由六台计算机、一个AP和一个Hub组成,拓扑结构如图3所示。测试网络由一个无线局域网和一个有线局域网组成,两个子网间的数据通过路由器(计算机F)来转发。数据通过路由器时,路由器将其截获,然后根据不同的优先级确定数据转发的顺序等,实现差分QoS调度。  

  
  
图3中计算机F装有双网卡,配置为路由器,同时运行差分QoS调度算法,是测试平台的核心部件。无线局域网由AP来组成,有两个无线终端A和B。有线局域网中有两台计算机C和D。在A和C之间建立VoIP传输会话( Session) 1, 被赋予高优先级。在B和D之间建立数据传输会话2,被赋予低优先级。计算机E为SIP服务器,用于在两个计算机终端上创建视频会话。  

测试平台网络配置  

所有实现都在IPv6 下进行,路由器和SIP服务器运行Red Hat L inux 9操作系统,其他计算机终端运行Windows XP操作系统。无线局域网网络前缀为3ffe: 327d: 8: 810: : /64,有线局域网网络前缀为3ffe: 327d: 8: 811: : /64。  

计算机F为路由器,无线和有线网络中IPv6地址分别为3ffe: 327d: 8: 810: : 1 /64和3ffe: 327d: 8: 811: : 1 /64,并且开启路由功能,实现无线网络和有线网络的连接。网络配置方法为:  

ifconfig eth0 add 3ffe: 327d: 8: 810: : 1 /64  
#添加IPv6地址  
ifconfig eth1 add 3ffe: 327d: 8: 811: : 1 /64  
echo 1 > /p roc / sys/ net/ ipv6 / conf / all/ forwarding  
#开启IPv6路由功能  

计算机E作为SIP服务器,除设定IPv6地址之外,还需要为其配置默认路由,以便不仅可以为本子网内的主机提供服务,而且可以为其他子网的主机提供服务。SIP服务器的IPv6地址为3ffe: 327d: 8: 811: : 111 /64, 默认路由为3ffe:  

327d: 8: 811: : 1 /64。设置方法如下:  
ifconfig eth0 add 3ffe: 327d: 8: 811: : 1 /64  
#添加IPv6地址  
route - A inet6 add : : /0 gw 3ffe: 327d: 8: 811: : 1 /64  
#添加默认路由  

计算机A和C的IP地址分别为3ffe: 327d: 8: 810: : 5 /64和3ffe: 327d: 8: 810: : 7 /64,默认路由为3ffe: 327d: 8: 810: : 1 /64。计算机B和D的IP地址分别为3ffe: 327d: 8: 811: : 4 /64和3ffe: 327d: 8: 811: : 8 /64,默认路由为3ffe: 327d: 8: 811: : 1 /64。计算机A～D运行Windows XP操作系统, IPv6配置方法与在Linux下有所不同。计算机A的配置方法为在命令行下使用命令:  

ipv6 adu 4 /3ffe: 327d: 8: 810: : 5  
#设定IPv6地址  
ipv6 rtu 3ffe: 327d: 8: 810: : /64  
#指定网络前缀  
ipv6 rtu : : /0 4 /3ffe: 327d: 8: 810: : 1  
#设置默认路由  

计算机B～D配置方法同上,只是将相应的IPv6地址和默认路由作些改动即可。