關于計算機大規模交互式應用的特點(一)

關于計算機大規模交互式應用的特點

本文的應用背景是大規模交互式應用，比如遠程教育中的實時課堂[Tan1999]、Internet上的大型視頻會議等，其主要特點包括：

1.大規模

可能有成百上千的用戶同時參加會話。當會話規模很小（比如只有三五個用戶）時，網絡和終端的負載比較輕，可供選擇實現系統的技術方案很多；而當用戶數很大時，就必須采取有效的技術手段防止系統性能隨著用戶數的增加而線性下降。沒有高可伸縮性傳輸協議的支持，會話的規模就不可能很大。

2.多媒體

多種類型的數據同時在網絡上傳輸，比如在實時課堂上，用戶接收到的是包含現場音頻和視頻、文字、圖象、事先錄制好的媒體片斷、白板操作等多種類型數據的混合媒體流，不同類型數據有各自的可靠性要求，比如文字、圖像、白板操作要求完全可靠，而現場音頻和視頻為了滿足實時性的要求可以容忍一定程度的丟失。

3.實時性

對數據傳遞的實時性要求比較高，比如人對現場音頻、視頻的延遲和抖動很敏感，有時候為了降低延遲可以在一定程度上犧牲可靠性；而對白板、Web瀏覽這樣要求完全可靠傳輸的應用可以容忍一定的延遲，但延遲也是越小越好，特別在播放流式文件時應該避免先下載后播放。

4.交互式

這里特指用戶之間的交互（而不是人機交互），即允許多個用戶同時發言和操作，比如共享白板中允許多個用戶同時發出操作、修改共享狀態。和只允許一個數據源的應用（如視頻點播）相比，首先需要傳輸協議支持多數據源，其次要處理并發控制問題，當有多個用戶同時修改共享狀態時，必須對這些修改操作加以協調，否則會導致各個用戶狀態不一致。5.異構性（heterogeneity）：Internet是一個異常復雜的異構網絡，帶寬可以是撥號上網的56K，也可以是局域網的100M或更多。用戶終端也相差很大，可以是高性能工作站，也可以是處理能力、屏幕大小、內存大小都很有限的手持或嵌入式設備。當擁有不同帶寬和處理能力的終端同時參加一個會話時，如何同時滿足它們的要求是一個十分困難的問題。如果為了遷就低端用戶就給所有用戶都發送低品質的數據，高端用戶的帶寬和處理能力就白白浪費了，而發送高品質的數據又會讓低速網絡和終端無法承受，因此必須提供自適應的機制，讓不同能力的用戶享受不同品質的數據。從以上分析可以看出，大規模交互式應用和傳輸協議密切相關，要求協議在支持多數據源的前提下保持高可伸縮性，滿足傳輸的實時性要求，并且能夠處理網絡和終端的異構性，而現有的可靠多播協議并不能完全滿足這類應用的特殊要求。