進階網路系統 作業 題目: 組別:第二組 組員:935602 蘇俊吉 935604 盧柏崴 935625 黃明煜 935627 李德偉 4. 何謂VLAN? 5. 何謂Broadcasting、IP Multicasting? 並舉例說明IP化電信網路如何採 用IPMulticasting 技術提供 Live TV、NVOD服務. 6. 比較QoS與CoS(IEEE 802.1p / IEEE 802.1Q). 組別:第二組 組員:935602 蘇俊吉 935604 盧柏崴 935625 黃明煜 935627 李德偉 935645 簡孟修 935651 蔡曲望 935657 王友佐

4. 何謂VLAN?   VLAN  虛擬區域網路 虛擬區域網路（Virtual Bridged Local Area Networks），擴充傳統的區域網路的架構， 使實際上分屬在不同的網路區段的工作站，能夠經由虛擬區域網路的設定及管理成為邏輯性 區域網路（Logical LAN），讓工作站間的通訊行為就和傳統的區域網路一樣，這種新的架 構更增添了網路連結的彈性及方便性。並由對unicast、multicast、broadcast封包傳送限 制在所屬的區域網路內，達到節省網路頻寬和加強網路安全的目的。 採用網路管理軟體構 建的可跨越不同網段、不同網路的端到端的邏輯網路。一個VLAN組成一個邏輯子網， 即一 個邏輯廣播域，它可以覆蓋多個網路設備，允許處於不同地理位置的網路用戶加入到一個邏 輯子網中。 

5. 何謂Broadcasting、IP Multicasting? 並舉例說明IP 化電信網路 如何採用IP Multicasting 技術提供 Live TV、NVOD服務.   在網際網路上的資料傳輸方式有三種, 單一傳播 (unicast), 廣播 (broadcast), 及群體廣播 (multicast)。 現茲分述如下:   1 單一傳播 (unicast) 係指資料傳輸的目的節點 (destination node) 只有一個。就是一般所 說的一對一傳輸，這也 是傳統Internet的資料傳遞方式，資料只會送到指定的使用者端 ﹔但是如果有三個使用者，則資料就必須傳遞三次，對於網路通訊頻寬會造成相當大 的 壓力。Broadcast則是一對多，這種方式對於網路頻寬的消耗也是非常的可觀(圖一)。 現有一般的網路應用, 大部份採用此種方式來傳送其資料.

2. 廣播 (broadcast) 係將資料傳輸到指定的目的網路上, 而在目的網路上的所有節點皆為目的節點。 IP Multicasting的技術就是希望能解決這個問題。資料接收端必須指定要加入網路上任一的 Multicast Group，因此資料發送端只要送一次資料則不論資料接收端有多少，都能讓所有加入此 群組的使用者接收到資料(圖二)。網路交換器具備了CGMP的技術，Multicast封包就不會被當作 Broadcast封包處理，也因此就能達到有效運用網路頻寬的目的！

Multicasting是一種網際網路上傳遞資料封包的技術，它只需傳遞單一封包就可以將資料送給網路上許 多不同的電腦。它的基本方法是：當某一個人向一組人發送資料時，它不必向每一個人都發送，只需 將資料發送到一個特定預約的位址﹙IP﹚，所有加入該多址傳送群組﹙Multicast Group﹚ 的人均可以收 到這份資料。這樣對發送者而言， 資料只需發送一次就可以發送到所有接收者，大大減輕了網絡的負 載和發送者的負擔。   　 對群體路由器而言，在找尋路由路徑時，則可以採用距離向量群體廣播路由協定 (Distance Vector Multicast Routing Protocol, DVMRP)，或是採用群體廣播開放最短路徑協定 (Multicast Open Shortest Path First protocol, MOSPF)。 距離向量群體廣播路由協定 (DVMRP) 係在建立Mrouters間之通道 (tunnels)， 而群體廣播資料封包在跨越網際網路時，則是利用預先在各Mrouters之間所建立好的通道 (tunnel)。 通道 (tunnels) 是一條虛擬 (virtual) 的點對點 (point-to-point) 網路連線 (link)，負責傳送各個Island間的群 體廣播資料封包。在每一通道 (tunnel)上都有一個metric值以及一個基準值 (threshold value)。 Metric值在定義路由 (routing) 此通道 (tunnel) 時的花費 (cost)，用以反應此通道 (tunnel) 的資料流量 (traffic) 狀態。而基準值 (threshold value) 則用在當群體廣播資料封包上的生命週期值 (Time To Live, TTL) 大於Mrouter上的基準值時， 此封包方允許可以經由通道 (tunnel) 被送往另一個 Mrouter上，而且 每作一次Mrouter跳躍時，則生命週期值 (TTL) 就減一，此作法可以控制群體廣播資料封包的適度擴散 ，以節省網路頻寬 (bandwidth)。

另外距離向量群體廣播路由協定利用各條通道上的metric值，計算出總合最小的路由路徑 (routing path) 出來，以利群體廣播資料封包的傳送。而群體廣播開放最短路徑協定 (MOSPF) 係利 用Dijkstra演算法並採即需求 (on-demand) 的方式來計算出傳輸的最短路徑，不 再使用通道 (tunnels) 裝置，因此Mrouter不用再需要複製想要傳送的群體廣播資料封包，以增加效能 (performance)。 近似隨選視訊 NVOD〔Near-Video-On-Demand〕 可稱其為近似隨選視訊電視。這種點播電視的方式是 ﹕多個視頻流依次間隔一定的時間啟動發送 同樣的內容。比如﹐十二個視頻流每隔十分鐘啟動一個發送同樣的兩小時的電視節目。如果用戶想看 這個電視節目可能需要等待 ﹐但最長不會超過十分鐘﹐他們會選擇距他們最近的某個時間起點進行收 看。在這種方式下﹐一個視頻流可能為許多用戶共享。 這種隨選視訊服務系統的服務方式是以多個視訊頻道輪流播放一個節目。視訊伺服器會依次間隔一定 的時間發送同樣的容的節目。如果用戶想看這個節目便須要等待一段時間。用戶須要選擇距他們最近 的某個時間起點進行收看。 以一套1.5小時的電影為例，若我們容許用戶等候3分鐘才給他們送上他們 預定的電影。我們便需要三十個視訊頻道去播放這電影。以每個用戶需要一個1Mbps 的視訊流為例， 現時只須要一個30Mbps頻寬的網絡便可提供服務給無限個用戶。在這種方式下，一個視頻流亦可為無 限用戶共同分享

提供互動式電視服務：數位化之後有線電視可以提供各種不同程度的互動電視資訊服務，依照客戶不 同需求在電視螢幕上呈現所需不同資訊，例如即時交通資訊，財經資訊，生活資訊，購物資訊，甚至 線上付費。當然互動程度如何需視網路雙向程度及回傳訊號之處理方式不同而有差異。這些新增資訊 服務項目有的是免費提供以增加競爭力，有的可另收費，增加營收。由於有線電視可使用頻寬遠超過 無線電視，且有訊號回傳管道，因此這項服務的內容及競爭力遠超過無線電視。   在數位資訊衛星廣播的發展與應用方面，分別針對衛星傳輸發展現況以及DTH、IP-Multicasting三者做說明： 　 在數位（Digital）衛星傳輸過程中，是由地面線的發射站將訊號打入衛星站，經接收處理後，在全 世界各地廣播。衛星下的涵蓋面不論在何地都是相同的，所接收的訊號若發生錯誤時，只會呈現出有 無畫面的狀態，並非如過去模糊或斷斷續續的情況。衛星發射站在發送過程中所需費用較接收昂貴甚 多，因此現在的衛星廣播發展以單向接收為主，再分別針對不同的教學型態，利用不同的方案解決其 需求。 　DTH（Direct-To-Home）即衛星直播電視，特色在於所接收的訊號為一手的，直接來自衛星不必經過 多數的節點，呈現出的是DVD的畫質音質、收視涵蓋面廣、接收無地域的限制、為定址鎖碼。因此受 限於地形因素的地區越適合DTH的方式。

IP-Multicasting為群播，用於多數人需要相同資訊時，針對個人需求分別選取資料的加值服務。在衛星 廣播應用上，由於e-learning內容的需求包含了Audio、Video、Data（文字、圖片、檔案），可避免教材 豐富檔案過大的問題。教學類型可採單一對單一、單一對多數、多數對多數三者；互動模式則包括即 時發問即時討論、隨選資訊隨選視訊，且e-learning頻寬的解決方式，針對現場課程採寬頻群播加上窄 頻課輔；非現場課程則為cashing，只要學習者的個人電腦不關就可以不斷的接收資訊。   　因此數位資訊衛星廣播在實際的運用上，如：美國古蹟博物館、賣場型錄、百科全書等的應用。吸 收者可透過衛星廣播的各種型態，有效率、反覆的瀏覽，達到[如臨其境的感受。 為節省頻寬，免除多點控制器的成本，還井最新Interactive IP Multicasting互動式網路廣播軟體，在有限 頻寬情況下進行多點會議或遠距教學，適合教育訓練／遠距教學使用，亦可使用IP/TV Viewer成為遠端 列席參與會議或上課。

我們就以中華電信Hi-Video的產品為說明如下 (文章內容擷取自中華電信網站)   Hi-Video服務係以中華電信數據分公司之超高速數據交換網路做為骨幹網路，用戶以雙向512K ADSL連 接（或其他連線方式），建構用戶的視訊會議環境。由於採用ATM為骨幹網路，具有Quality of Service （QoS）的特性，且中華電信已架構好全島光纖網路，能提供用戶高品質、高效能、低延遲及穩定的視 訊會議效果。簡單易用的操作介面及功能穩定強大的硬體建置，加上中華電信機房服務人員專業服務， 讓客戶不用投資昂貴的軟、硬體設備，即可輕鬆的享受寬頻視訊的無限魅力。

網路應用： 應用系統說明 視訊會議 (Video Conference)： 由於採用ATM為通訊骨幹網路，具有Quality of Service(QoS)的特性，能滿足客戶對「面對面」的會議 需求，提供用戶高品質、高效能、低延遲及穩定的視訊會議效果，企業內外溝通暢行無阻。   隨選視訊系統 (Video On Demand)： 將影片放置於視訊伺服器(Video Server)中，客戶端(Client)可透過網路連接到伺服器端，點選合適的影 片進行播放。 視訊廣播系統 (Multicast)： 在視訊伺服器中設定節目，進行現場(Live)或定時(Schedule)的影片播放，將影片傳送到網路上，網路 上的使用者即可接收節目。

應用範圍: 1. 遠距教學 2. 遠距醫療 3. 遠距維修 4. 緊急事故通報系統 5. 視訊廣播服務 6. 視訊會議

產品描述： (一)視訊會議 本服務為充分發揮視訊服務無遠弗屆、天涯若比鄰的特性，採用超高速數據網路HiLink   (一)視訊會議 本服務為充分發揮視訊服務無遠弗屆、天涯若比鄰的特性，採用超高速數據網路HiLink （ATM）系統作為通信骨幹，運用其Quality of Service特性，提供企業即時快速的影音高 品質傳輸及顯像服務。可應用於隨選視訊、視訊廣播、視訊會議…等多種先進功能，真 正拉近人與人之間的距離。 本服務並整合了H.320(ISDN)/H.321(ATM)/H.323(IP)等多種網路環境，提供多重控制選擇、 多群組用戶服務、多種用戶接取方式及速率、多種分割畫面選擇、多項轉碼功能、預訂排 程及資訊會議等服務，客戶可依其需求調整設定，讓溝通更容易！提供企業客戶整合性的 視訊會議環境，可運用於不同的網路環境，提供多元化視訊會議服務。

(二)影音互動式遠距教學 「教」與「學」多樣化且即時互動的網路溝通，低成本之系統建置、作業維護、頻寬架設需求影像、 聲音、網頁、文字同步化的多媒體呈現，使用者導向、親和力強的教學介面與管理工具，高品質影音 資訊傳輸，彈性系統解決方案，配合各企業不同網路架構。 (三)視訊影音群播 可依不同影音品質需求，調整影音頻寬自30Kbps到3Mbps；配合群播模式，單一頻寬(512Kbps)可多點同步 接收，同時支援現場拍攝之影音或預錄影片，現場及網路同步，所有線上使用者(client)可同步、即時接收 遠端資訊源的影像、聲音。例如應用在遠距教學時，現場學員及網路學員可同步與老師進行互動。

(四)隨選視訊(VOD) VOD可與群播結合，將現場Live互動過程完整錄製成為錄影片，可支援隨選視訊服務。除此之外， 也可以將其他content作為VOD之片源。

產品特性：   本視訊會議服務提供之產品特性如下： 1. 多群組用戶服務 2. 預定排程服務 3. 多種用戶接取方式及速率 4. 提供資訊會議功能(T.120) 5. 多種分割畫面，最多可九分割畫面 6. 轉碼(Transcoding)功能 7. 提供客戶具有ATM QoS特性之高品質視訊影音服務。 8. 整合H.320/H.321/H.323視訊環境，提供多元化服務。 9. 提供G.711/G.722/G.728等聲音壓縮功能。 10. 提供主席控制(Chair Control)、專人控制、(Director Mode) 聲音啟動控制 (Voice Activated Control) 等 三種會議控制方式。

(一) 多群組用戶服務 本系統可同時提供多個群組會議一起進行，也就是說，本系統可在同一時間服務不同的公司會議， (一) 多群組用戶服務 本系統可同時提供多個群組會議一起進行，也就是說，本系統可在同一時間服務不同的公司會議， 每一家公司的會議為一獨立群組會議，並且不會互相干擾。 (二)預定排程服務 客戶可自行於RMS會議排程系統預約會議，您只要在前一分鐘前進入系統訂好會議室，下一分鐘即可 開會，非常方便。 (三) 多種用戶接取方式及速率 本服務可接受下列不同的接取方式及速率，若您的成員擁有不同的設備，您不必擔心連線上的問題，一 律由本公司幫您作視訊協定的轉換，而不需再行添購相同的視訊設備。

(四) 提供資訊會議功能(T. 120) (五) 多種分割畫面，最多可九分割畫面 (六) 轉碼(Transcoding)功能如下所述： 1 符合H.261、H.263影像壓縮規範(CIF及QCIF皆可達到30fps)。 2. 每秒不同像框轉碼 每秒7.5個像框至30個像框 (7.5fps~30fps)。 3. 不同解析度轉碼 可轉換不同的解析度：CIF、QCIF兩種規格。 4. 不同語音壓縮演譯法則轉碼 提供之語音壓縮演譯法則為：G.711、G.722、G.728，本系統可自動轉換上述不同的壓縮格式。

(Voice Activated Control) 等三種會議控制方式。 主席控制 ：由會議主席來控制會議的進行。 專人控制：由專人來控制。 (七) 提供客戶具有ATM QoS特性之高品質視訊影音服務。 本服務架構在HiLink超高速網路之上，而HiLink採用ATM傳輸技術，具有QoS(Quality of Service)特性， 能確保傳輸頻寬、延遲 ... 等等，使視訊影音品質有所保障。 (八) 整合H.320/H.321/H.323視訊環境，提供多元化服務。 (九) 提供G.711/G.722/G.728等聲音壓縮功能。 (十) 提供主席控制(Chair Control)、專人控制、(Director Mode) 聲音啟動控制 (Voice Activated Control) 等三種會議控制方式。 主席控制 ：由會議主席來控制會議的進行。 專人控制：由專人來控制。 聲音啟動：系統自動偵測聲音，一偵測到發音者，即設定為主講者。

產品優點：   節省時間及差旅費用 在老舊的商業模式時代 ，您需大費周章地派遣人員、訂機票、安排住宿等相關事項，才能完成一場會議，您可曾經統計過，這樣需花費多少時間、金錢。有了hiVideo視訊會議，這些都不再煩惱你了！ 提昇效率 中華電信hiVideo視訊會議系統，讓您非常容易地安排會議，能讓您與想要洽談的人員開會，不至於影響公司的運作，使公司更有生產效率。且中華電信擁有專業訓練的機房服務人員，有他們的專業服務，讓您的會議進行的更為順暢，更有效率！ 高品質的視訊畫面 hiVideo視訊會議式架構在中華電信hiLink超高速交換網路之上，採用最先進的ATM傳輸技術，並已建好全島高速光纖，且擁有高頻寬之國際網路，如此可確保您的會議畫面擁有絕佳的品質！ 視訊無界線 有了中華電信hiVideo視訊會議，您不用擔心會議對象在哪裡，甚至國外用戶也可利用ISDN專線與您見面，真正達到天涯若比鄰！並且您不需考慮到用戶端的設備，hiVideo視訊會議系統，會自動幫您轉換、轉接不同的視訊設備。

6. 比較QoS與CoS (IEEE 802.1p / IEEE 802.1Q). Quality of Service 頻寬保證(QoS)乃是提供穩定、可預測的資料傳送服務，來滿足使用程式的需求。 QoS並不能產生新的頻寬，而是依據應用程式的需求以及網路管理的設定來有效的管理網路頻寬。 IP(Internet Protocol)的資料傳送規格中，只針對傳送端及接收端的位址及服務等做出規範，並利用 OSI第四層以上，如TCP等協定來確認資料封包的傳送無誤。但並沒有提供及保護傳輸的頻寬，而 是以所謂盡力而為“Best Effort”的方式來提供頻寬服務。 這樣的方式對於以往如E-mail、FTP等服務倒還可以被接受。但面對ERP、電子商務、VoIP及VoD等 多媒體資訊傳輸服務，則無法滿足這些應用的頻寬，以及低延遲的要求。

網際網路的資料流量隨著電子商務、多媒體資訊傳輸、大量檔案下載等應用呈現大幅的成長。 瞬間大量的資料傳輸更影響了企業網路的使用效能。加大頻寬不但非常昂貴，並且不能保證能夠 解決網路效能不足的問題。 一般的Traffic Shaping，Queuing，Policy Management 或是Caching 的產品，或許能夠增加網路的效能， 但卻不能保證重要網路應用的穩定運作及反應速度(Consistent response time)。QoS則能夠將既有的頻寬 資源作最佳化的調整，相關機制的完整應用，對網路上的交通做到真正完全的控管。 QoS頻寬/封包管理機制，共有TCP Rate Shaping、Class-based Queuing、Fail Allocation of Bandwidth及 Packet-size Optimization等四種，架構出最佳化的頻寬控管功能，能對網路上的交通做到真正完全的控管。 根據使用者設定的策略做資料的分類，及時的將資料傳送出去，來滿足對於網路頻寬管理的精確需求。 重要的QoS參數包括Latency(延遲)、Jitter(不穩定性)、Throughput(頻寬效能)、Packet Loss(封包遺失)以及 Availability(高可用性)等。藉由這些參數便可以表現出QoS的效果如何。

網路上有許多與QoS服務息息相關的通訊協定，藉由這些協定，能夠幫助網路相關設備對不同的封包 提供不同等級的服務，這些協定包括：Int-Serv、DiffServ、MPLS、RSVP等。 如果QoS設備因任何原因而當機時，系統應該能夠自動變成如同一條網路線，雖然頻寬管理的功能喪 失了，但不會影響總體網路的運作效能。此外，QoS設備的架設應能不需更改路由器、使用者電腦或 是交換器的設定，以減少網路管理的負擔。 Web Caching功能能夠有效的降低HTTP交通的高頻寬需求，以提供更多的頻寬資源給予”Mission-Critical” 及”Latency-Sensitive”的應用，藉以在有限的頻寬中提供使用者最快的服務。 簡易的設定/管理/監視系統，透過標準的瀏覽器(Browser)，管理者可以相當容易的設定相關策略，以及 監控/了解即時的頻寬/服務使用狀況。

CoS(Class of Service)，是用來管理封包優先度方法的政策，較新的政策則包含 QoS (Quality of Service)，是用來安排頻寬和控制傳播延遲的方法。QoS和 CoS政策不僅意指能夠使用 新的多媒體運用，諸如：區域網路電話系統技術，而且也能確保重大應用系統的網路回應時間， 諸如：電子醫療(telemedicine)。政策是由聰明的網路設備提供，諸如：第三層交換器，能夠整合 聲音，影像，和資料於同樣的基礎架構上。以軟體為基礎的結構無法緊密地提供管理政策甚至管理 10 Mbps頻寬的速度。第三層交換器解決這問題，能夠使政策應用在第二層和第三層，而達到相同 等級的效能。更進一步的革新則允許第三層交換器應用基於第四層資訊的政策，諸如：TCP和 UDP 輸出入埠資訊。從傳送的角度來看，這是所謂的第四層交換技術。當大量的容量計畫導入許多網路時 ，運用第三層交換技術執行有效的政策管理，是保護與確保重要的資源確實可用的關鍵。

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