缓存与多媒体服务：消除时延抖动的代价

"缓存的影响-计算机网络（谢希任）第八章 音频视频的 PPT" 在计算机网络中，缓存作为一种重要的技术，对于音频和视频服务有着显著的影响。谢希仁教授的第8章讲解了在因特网上处理音频/视频服务时，如何利用缓存来优化传输性能和用户体验。 首先，缓存的存在导致所有到达的分组都要经历额外的延迟。早到的分组在缓存中等待的时间比晚到的分组长，这种现象被称为“先进先出”(FIFO)原则。缓存的设计目的是平滑数据流，特别是对于非恒定速率到达的分组，通过缓存它们，可以将不稳定的传输速率转化为恒定的读取速率，从而减轻时延抖动。然而，这种转换的代价是增加了总的传输时延，这对实时性要求高的多媒体数据如音频和视频流可能产生负面影响。 多媒体信息，尤其是音频和视频，有其独特的要求。它们的信息量大，对时延和时延抖动敏感，而且通常是实时数据，意味着发送和接收应几乎同步进行。在传统的非等时的因特网中，模拟信号通过采样和数字化变成分组，这些分组的发送速率恒定，但在传输过程中，由于因特网的特性，分组到达速率变得不一致。 为了解决这个问题，接收端通常会设置一个缓存或队列，当累积到一定数量的分组后，按照恒定速率顺序读取并播放。这种做法可以有效地平滑传输过程，但同时也可能导致播放时延（T），即从分组到达缓存到实际播放的时间间隔。 此外，缓存也存在潜在的风险，如分组丢失。如果缓存不足以存储所有的分组，或者分组到达的速度过快，可能会导致部分分组无法被正确处理，从而影响服务质量。因此，对缓存大小的合理设计和管理是保证音频/视频流传输质量的关键。 在本章中，还讨论了其他与音频/视频服务相关的话题，如流式存储、媒体服务器、实时流式协议RTSP、交互式音频/视频服务中的IP电话及其所需协议（如RTP、RTCP、H.323和SIP）、以及改进因特网服务质量的方法，如综合服务IntServ和资源预留协议RSVP，以及区分服务DiffServ。这些内容都是为了提供更加可靠和高效的服务，满足多媒体信息传输的需求。 缓存作为计算机网络中的一种关键技术，对于优化音频/视频服务的传输性能起着至关重要的作用，但也需要权衡其带来的延迟增加和潜在的丢包问题。理解和掌握缓存的工作原理及影响，对于构建高质量的多媒体通信系统至关重要。