Skype視頻帶寬變化的響應-----吳文刊、尹玉輝、孫海強目錄引言相關工作及介紹skype視頻及實驗實驗總結與結論引言TCP/IP協議棧在可靠傳輸和時間不敏感數據類型傳輸上已非常成熟。如今，互聯網正迅速發展成為一個完全高效的多媒體內容傳輸平臺。這種變革的主要例子如：YouTube，Skype的音頻/視頻，IPTV，P2P視頻布局（如Coolstreaming或Joost的。）

盡管YouTube流視頻基于TCP傳輸控制協議，諸如SkypeVoIP或vedioconferencing等時間敏感型應用則是采用UDP協議，因為他們可以允許小的損失百分比，而不是通過TCP恢復延遲重傳。

由于UDP沒有實現擁塞化控制，這些應用程序必須在應用層實現這些功能，以避免擁塞化，維護網絡的穩定性。相關工作及介紹時間不敏感的數據傳輸和時間敏感傳輸之間一個關鍵的不同點。如VoIP或實時視頻，雖然數據發送速率可以被調制，以匹配該網絡可用的帶寬，而一個實時的音頻/視頻發送速率必須遵循源速率。

因為這些子數據傳輸是在TCP下進行的彈性的，它實現擁塞控制，而實時傳輸是無彈性，并且在UDP上的執行。通過沿使用擁塞控制算法具有可擴展的視頻編解器，能夠適應視頻質量，幀率和圖像尺寸匹配兩者的要求和網絡可用帶寬。流的吞吐量發起的裝置的可伸縮視頻編解碼器是始終由最大和最小比特率實現的范圍內的由特定編解碼器。YouTube與Skype的區別YouTube視頻分發系統采用TCP產生彈性傳輸。特別是，在播放開始之前該視頻流被寄存在接收機。

以這種方式，持續時間短的源視頻速率和網絡可用的頻帶寬度不匹配被平均并且由輸出寄存器標記。Skype的音頻/視頻是一個封閉源代碼的應用化。Skype的音頻采用了多種音頻編解碼器，如G729，SVOPC，ISAC，iLBC，而Skype的視頻應用由On2公司提供的VP7編解碼器。對Skype的其他有關研究：P2P網絡特性;Skype的網絡電話流的質量Skype流的認證SKYPE使用的視頻編解碼器Skype使用ON2公司所提供的專有視頻編解碼器——TrueMotionVP7，該編解碼器用一個數據速率控制以支持實時視頻編碼和解碼，調節幀質量，視頻分解，每秒幀的數目，并能適應頻帶寬度的變化，提供數據傳輸比特率最低是20kbps;不確定最大比特率。skype視頻的實驗：為了探討當網絡帶寬隨時間的變化Skype的音頻/視頻連接如何變化，我們已經開發了一種測量工具，它允許真正的網絡實驗被部署在一個或多個主機。吞吐量定義為Δsent/ΔT，損失率Δloss/ΔT和實際吞吐量為（Δsent-Δloss）/ΔT，其中Δsent是在時間段ΔT內傳送的比特，Δloss發送的比特數是在同一時期丟失的比特數，考慮的測量時間間隔ΔT=0.4秒Skype視頻響應的第一步變化我們開始通過調查一個Skype的行為流訪問瓶頸鏈路的帶寬容量更改后階梯函數的最小值Am=160kbps,最大值點AM=2000kbps。沒有并發流量注入。圖3顯示了吞吐量,幀速率和抖動動力學，通過重復四個試驗運行。視頻流量開始發送在一個非常低利率和達到穩定狀態發送大約80kbps,遠低于160kbps的可用帶寬。當t=50s的可用帶寬增加,發送速率達到平均比特率,這是略低于450kbps,經過相當長的過渡時間約100s?，F在,讓我們集中我們的注意力在三個變量(t),問(t)和s(t)進行節流的視頻編解碼器[15]匹配網絡可用帶寬。首先,在四個實驗視頻的分辨率s(t)Skype是設定在320240像素保持不變在所有的實驗。幀率的行為,f的初始值(t)總是發現15:2fps,那么f(t)減少到10幀/秒不到10s。增量步后可用帶寬,f(t)開始增加在t=85s和左右然后在振蕩15fps的價值。此外,發送速度rs(t)開始在t=50s而增加f(t)的價值仍大致恒定的時間間隔50個;85s。這可以通過查看圖來解釋4,顯示了四個數據包大小和累積的損失實驗運行:數據包大小增加的時間間隔(50,85)而f(t)是幾乎不變,這意味著發送速率的增加是由于一個改進質量q(t)。此外,圖4顯示一個有趣的聯系數據包大小和包丟失:每一次大的損失事件發生時(累積行發生了很大一步圖4所示)數據包大小雙打,因此意義Skype使用了一個選舉委員會機制來抵消包的損失。另一方面,Skype不觸發一個包大小增加時,實體的損失被認為是可以忽略的因為它可以推斷通過查看S3情節時t=177s,表明增加邁出的一小步累計損失曲線不翻包的大小。總而言之,這第一個調查的主要結果是Skype視頻流量產生的發送速率達到最大值約為450kbps,使用了選舉委員會的機制來應對巨大的包損失

Skype回應的梯度變化在這種情況下我們的目標是在調查一個Skype視頻流量適應小梯狀遞增/遞減減少可用的帶寬。我們開始的目的通過允許可用帶寬變化的范圍160--1000kbps。通過使用知識過渡時期我們聚集在前面的場景中,我們設置的帶寬變化發生每100s為了讓發送利率撲滅他們的瞬變。特別是,在上半年的實驗中,可用的帶寬增加每100s的168kbps,然而,在下半年的實驗,它每100s相同數量的減少圖5顯示了Skype視頻流量有所放緩自最大發送速率達到穩定狀態實現只有在時間t=700s下半年實驗已經開始了。此外,在一半的實驗中,損失可以忽略不計,平均吞吐量約為300kbps,遠低于一個值1000kbps的可用帶寬。對于幀速率,在初始值f(t)=15:2fps則減,直到t=tA時突然increasesits價值再次15:2fps。突然增加的框架率發生在通信的視頻分辨率的變化s(t)從320*240至240*160。的幀率這個值保持不變,直到時間t=tB時分辨率切換回320*240和幀速率再次設置15:2fps。我們運行一個類似的實驗,可用帶寬變化從160kbps到20kbps為了研究Skypeows能夠匹配一個薄的鏈接能力。圖6顯示了發送利率是可以的按照帶寬減少直到能力下降40kbps。在這種情況下最小的幀速率5fps是測量。當可用的帶寬不足在20kbps,最低的比特Skype視頻編解碼器[15],視頻通話將被在t=375年代可能是因為Skype檢測到一個很大的包損失的百分比。這個測試的總體結論是,Skype視頻帶寬增加反應有點慢,意味著Skype不是有效的采取一切可用的帶寬因此失去的可能性提供視頻在盡可能高的質量。在這個測試可用500s帶寬達到500kbps的價值超過這個值,但Skype視頻發送速率保持平均發送的速度只有300kbps。另一方面一方面,測試表明,Skype視頻能夠縮小發送速率匹配一個可用帶寬低于40kbps。兩個skype視頻流占用的方波帶寬。在前面的測試中，我們已經說明了如何將一個單一的skype視頻流反應為可變的網絡狀況，如突然上升/下降的可用帶寬。在這種測試中，我們的目標是調查多個視頻的OWS電子ECT在網絡上的穩定性。為了完成以上目標，我們設定了一個場景：第一個視頻流S1開始于t=0s第二個視頻流S2開始于t=50s該可用帶寬改變方波的周期T=400s在周期內存在最大比特率M=384kbps和最小比特率S=160kbps我們選取了M=384kbps的比特率，因為這是一個UMTS鏈路的下行鏈路容量，并且比我們已經測定的最大平均發送skype率=450稍微小一點，這樣我們選取的兩個skyps的視頻流便可以造成擁塞的瓶頸。同樣當我們選取最小比特率S=160kbps時，如第7圖所顯示的那樣，在開始時，第一個視頻流增加其發送速率，就像我們之前的實驗中顯示的那樣，不同的是第一個視頻流的速度在在第二個視頻流達到阻塞瓶頸時（t=50s）仍然在保持增長，當t>90s時S1開始離開原有帶寬趨向于S2，并且增加S1的發送率，直到t=200s，S1的帶寬開始下降?？梢钥闯鯯2產生了一個非常高和持久的損失速率，持續約30秒平均速率為80kbps。圖7還展示出了連接的平均通過時間間隔，帶寬被保持連續。，具體的，t=[0,200]s時信道鏈路利用率為68%，t=[200,400]s時利用率為83%，t=[400，600]s時利用率為46%，t=[600.800]s時利用率為61%。更要注意的是，當t=400s時可用帶寬再次達到384kbps，這兩個skype視頻流沒有增加他們的發送速率，因此不會達到發送最好質量視頻的效果。根據視頻分辨率，S1在t=tA時由320*240降到160*120，這是之前的帶寬下降。S2在t=tB是發生帶寬下降。通過以上分析，得出結論，skype獲得寬帶利用率的效率很低，因此失去了較高速傳遞高質量視頻的可能性。skype視頻流的并發TCP流。在前面的小節中，我們已經調查了skype視頻流在隨時間帶寬變化的視頻行為。在這一小節中，我們專注于skype的視頻行為在網絡與共享TCP流量。我們考慮384kbps比特率下的恒定容量鏈接。一個Skype的視頻通話開始在t=0時，第一個TCP流開始在t=200秒，而第二個開始在t=400秒。當TCP1進入瓶頸，Skype的視頻流釋放帶寬以降低其發送速率。S1與S2共享帶寬相當，直到t=250s時，skype的流量開始減少他的發送速率，留下頻帶寬度為TCP1.實驗中顯示，在沒有達到穩定狀態時，TCP2流開始加入瓶頸鏈路，我們可以觀察到，在時間間隔[400，1000]s帶寬在某處共享，除了時間間隔[550,700]，隨著skype流量增大，帶寬獲得更大的帶寬份額。結果表明：skype花費較大的帶寬份額來保證信道容量，而TCP流共享同樣帶寬，skype視頻流比tcp更具侵略性。實驗結果這個調查的主要目的是展示Skype視頻流量節流，發送率狀態變化可用的帶寬和Skype流動的行為方式，當并發TCP流共享瓶頸時。值得注意，我們認為梯狀的帶寬,因為這在控制理論是一個簡單和有效的實踐測試一個系統的動態行為。事實上,階躍響應系統的顯示系統的有趣的特性等同于動力學瞬態時間和穩定度特別是我們感興趣的揭示了瞬態Skype流動的動力學響應帶寬增加/TCP流的減少或加入/離開。這是合理的假設Skype視頻編碼器[15]油門發送速率r(t)通過改變畫面質量問(t),視頻分辨率(t)和數量的幀/秒(幀率)f(t)基于接收方發送的反饋報告因為它是如圖2所示。此外,它是合理的猜想,反饋變量用于節流問(t),s(t)和f(t)可用帶寬,損失率l(t)和抖動j(t)。整個實驗結果的討論我們將說明變量的除網絡條件這三個控制變量通過Skype進行節