home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The Developer Connection…ice Driver Kit for OS/2 3 / DEV3-D1.ISO / docs / lsuwp.inf (.txt) < prev    next >
Encoding:
OS/2 Help File  |  1994-02-27  |  93.7 KB  |  1,142 lines

  1.  
  2. ΓòÉΓòÉΓòÉ 1. Abstract ΓòÉΓòÉΓòÉ
  3.  
  4. Digital multimedia weds sound and images to computer data processing. Computer 
  5. applications such as inventory, database and spreadsheet applications can be 
  6. extended with sound, voice and video to create hypermedia documents. Commercial 
  7. uses of sound and movies such as news reporting or video rental can be placed 
  8. under computer control and available on demand. Many of these new applications 
  9. fit into the conventional paradigm of "computer as personal information 
  10. manager". But other digital multimedia applications shift the paradigm by using 
  11. a computer as the very center of human communication and action. 
  12. Teleconferencing, groupware, and collaborative computing, for example, use 
  13. digital multimedia to improve human communication and to better integrate 
  14. personal computers into social interaction. 
  15.  
  16. Distributed multimedia applications - those that use a network for delivery of 
  17. digital multimedia - often require a multimedia file server that can stream 
  18. multimedia file elements at the rate which these elements are delivered to 
  19. client multimedia devices. Multimedia file servers can now be implemented on 
  20. relatively inexpensive computers. The main impediment to the widespread use of 
  21. multimedia servers, however, is the existing communications infrastructure 
  22. which has evolved for data processing applications in the office and for analog 
  23. voice and video delivery to the home. The existing stock of equipment must be 
  24. replaced gradually and existing service must be provided alongside new 
  25. multimedia services. There will be a limited investment in new infrastructure 
  26. until new applications are developed which can use it, and the rapid 
  27. development of multimedia applications will suffer so long as there is no 
  28. infrastructure to support them. OS/2 LAN Server Ultimedia 1.0 breaks this cycle 
  29. of dependency by supporting multimedia client/server applications today while 
  30. new multimedia networks are being developed. 
  31.  
  32. LAN Server Ultimedia 1.0 delivers hypermedia, movies on demand, and stored 
  33. multimedia documents to OS/2, Windows and DOS clients. Our solution permits the 
  34. smooth introduction of multimedia applications on 16Mbps and 10Mbps LAN's, 
  35. using 486 servers and 386 clients running applications such as ActionMedia 
  36. II(TM), Multimedia Presentation Manager/2(TM) and Video for Windows(TM). 
  37. Extensions have been made to the OS/2 LAN Server's High Performance File System 
  38. to ensure that sound, voice and video files are stored and retrieved from disk 
  39. in a way that supports the high-throughput and sequential nature of movies and 
  40. sound. Extensions have also been made to OS/2 LAN Server's NetBIOS 
  41. communications transport to allow bandwidth reservations on Token-Ring 
  42. networks; while on 10Mbps Ethernet networks, LAN Server Ultimedia 1.0 will 
  43. prevent more multimedia sessions from being established than the network can 
  44. support. There is a Resource Reservation System embedded in LAN Server 
  45. Ultimedia 1.0 that makes reservations on network, disk, and server computer 
  46. resources to ensure that there is adequate capacity for high-quality "playback" 
  47. of multimedia files. Also, utilities are provided to "calibrate" the resource 
  48. requirements of multimedia files with server hardware, to ensure that the 
  49. server does not attempt to establish more multimedia sessions than it can 
  50. support. This reservation strategy not only provides guarantees for 
  51. high-quality multimedia file access, but also permits the amount of resources 
  52. that are dedicated to both multimedia and existing applications to be 
  53. configured so that both may efficiently share the same server and network. 
  54.  
  55. LAN Server Ultimedia 1.0 can support up to forty video streams over four local 
  56. area network devices attached to a single server computer, in addition to 
  57. existing client/server applications. LAN Server Ultimedia 1.0 has a quality of 
  58. service and resource reservation design suitable for future, Synchronous FDDI, 
  59. B-ISDN ATM and 100Mbps Ethernet networks which have bandwidth reservation 
  60. standardized in their implementations. LAN Server Ultimedia 1.0 is the solution 
  61. for the personal computer tier in an evolving family of IBM multimedia servers 
  62. which also include RISC System/6000 servers, AS/400 minicomputers, and ESA/LFS 
  63. mainframes. 
  64.  
  65.  
  66. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2. Introduction to Digital Multimedia ΓòÉΓòÉΓòÉ
  67.  
  68. By bringing together sound, voice, video, graphics and animation into both 
  69. routine and new tasks, digital multimedia teleconferencing makes it possible 
  70. for people to work together from remote locations almost as well as when they 
  71. are in the same location. And digital multimedia servers make it possible to 
  72. access information of any sort at any time. Digital multimedia applications 
  73. harness the potential of high-speed communications and computing so that 
  74. information of practically any sort can be accessed and shared from practically 
  75. any location. 
  76.  
  77.  
  78. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.1. Multimedia Technology and Applications ΓòÉΓòÉΓòÉ
  79.  
  80. Sound, voice and video information today is largely analog rather than digital. 
  81. The storage mechanism is usually magnetic tape that is accessed sequentially 
  82. (you re-wind and hunt when trying to find recorded music or video). The 
  83. distribution networks are copper telephone wires, cable, and the airwaves which 
  84. are distinct from the data networks that service commercial businesses and 
  85. industry. In the case of video rental, the distribution and storage mechanism 
  86. is the same since you drive to the store and carry a tape cartridge home. 
  87.  
  88. Text files, spreadsheets, database information as well as the applications 
  89. which use these data, cannot be easily integrated into analog sound, voice and 
  90. video presentations. Digital information is usually stored in random-access 
  91. computer memories or disk, and distributed over digital, packet-switching 
  92. networks. There is a gulf between digital information which is used for 
  93. business, industry and education and the analog information which is used for 
  94. music, movies and television. The devices used to store, edit, and retrieve 
  95. information are different between digital and analog information. But a merger 
  96. between the two technologies is in the offing: New, fast computer processors, 
  97. high-density computer memories, high-capacity disk devices, and high-bandwidth 
  98. networks are becoming commercially available to support not only conventional 
  99. data processing information but digital sound, voice and video information 
  100. (with rates of millions of bytes per second) to the desk-top, lap-top, or home 
  101. set-top computing device. 
  102.  
  103. Networking technologies are emerging that promise to integrate communications 
  104. onto a single type of network, called Broadband Integrated Services Digital 
  105. Network Asynchronous Transfer Mode networks (B-ISDN ATM). Digital technologies 
  106. are finding their way into traditional media such as motion pictures and 
  107. television where graphics, animation and digital editing are now used. 
  108. Digitization of voice on private corporate networks has also become widespread. 
  109. So as digital sound, voice and video find commercial application, 
  110. high-bandwidth optical fiber and high-speed copper networking technologies are 
  111. emerging that have the capacity to integrate sound, voice and video with 
  112. traditional computer-based data such as text and graphics. Digital multimedia 
  113. can harness these computer technologies to produce unprecedented growth in the 
  114. variety of computer-based applications. 
  115.  
  116. When commonplace data processing applications such as inventory and spreadsheet 
  117. applications are augmented with sound, voice and video, the result is known as 
  118. hypermedia. Digital multimedia can be accessed randomly so there is no need to 
  119. re-wind a video or sound tape to find a desired location. Computer-based 
  120. multimedia can be arranged into "electronic books" so that text, animation, 
  121. graphics, video, voice and sound passages that are logically related can be 
  122. accessed as a unit using pointers or links into various multimedia files or 
  123. memory locations. Hypermedia is a new way to store and retrieve video, audio, 
  124. and other media as conveniently as we browse a book. 
  125.  
  126. Convenient access to various media has become essential since so much of 
  127. contemporary life is recorded in movies and sound or in digital documents 
  128. stored on personal computers and network file servers. Saving contemporary 
  129. film, video and broadcast archives on multimedia file servers has become an 
  130. undertaking of historic importance. And including digital multimedia documents 
  131. in ordinary conversations with our co-workers has become an important part of 
  132. daily life. Both applications require a digital multimedia server since 
  133. multimedia teleconferencing is more than an electronic voice and video 
  134. conversation, it can include a remote presentation of text, audio, graphics, 
  135. video and animation. More often than not, it is more important to see a 
  136. document or file than to see a face when talking to a co-worker in another part 
  137. of the building or another part of the globe. 
  138.  
  139. It is just as possible to recall a movie or recording file on demand as it is 
  140. to integrate digital multimedia into a hypermedia program or remote 
  141. presentation. Media on Demand permits access to movies and other recorded 
  142. multimedia to start, pause, resume or stop the presentation according to the 
  143. wishes of an individual viewer or listener. Media on demand, hypermedia and 
  144. remote presentation applications all use a multimedia server. Because of the 
  145. large size of most multimedia files, It is far more cost effective to keep 
  146. multimedia files on a central server having a large store of disk or memory 
  147. that can be efficiently shared by many, rather than storing these files on a 
  148. plethora of individual personal computers. Owing to the size of video and sound 
  149. files, it is often impossible to transfer digital multimedia files without the 
  150. aid of a very high-bandwidth computer network and very high-capacity disk 
  151. storage and memory devices. 
  152.  
  153.  
  154. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.2. Multimedia Rates, Compression and Files ΓòÉΓòÉΓòÉ
  155.  
  156. The capacity of the disks, computer memory and network devices needed for a 
  157. multimedia server is determined by the rates of digital multimedia files when 
  158. they are played. Since by definition, digital multimedia encompasses a wide 
  159. range of media, ranging from text to video, the rates vary considerably. 
  160. Traditional computer-based media such as text and binary computer files used by 
  161. computer programs have characteristically "bursty" transfer rates, meaning that 
  162. a lot of data is transferred in a short period of time and then the rate goes 
  163. to zero - until the next burst. The rate at which text must be delivered to a 
  164. workstation screen is determined either by the rate at which it is read or the 
  165. size of the page which must be displayed. Generally speaking, 1200 characters 
  166. per second will suffice. And text is not a continuous stream since the time it 
  167. takes for someone to read or scan a thousand characters is several orders of 
  168. magnitude longer than the time it takes to transfer these data from a disk, 
  169. either local to the computer or remotely stored on a server. 
  170.  
  171. Higher rates admittedly are needed when transferring files from, say, a server 
  172. disk to a client disk. These rates may exceed millions of bytes per second, but 
  173. this is usually sustained only for a matter of seconds. In both cases - textual 
  174. transfers and binary file transfers - there is no need to keep the transfer 
  175. within a given, minimum rate, such as 150 kilobytes per second (kBps),  or to 
  176. guarantee that maximum delay, such as 300 milliseconds. 
  177.  
  178. But movies and sound do have constraints on how much is sent and received over 
  179. an interval of time. These constraints are incurred when multimedia files are 
  180. "played back" from a disk device or server computer. During playback, the 
  181. multimedia file elements must be delivered to the multimedia presentation 
  182. devices, such as a video device or speaker, at roughly the rate that are 
  183. transferred from a disk or server computer. If multimedia video or audio 
  184. streams are sent too quickly, then the file elements will overflow the memory 
  185. which has been allocated to hold them. And if the multimedia video or audio 
  186. file elements are not sent quickly enough, there will be momentary, but 
  187. noticeable pauses in the multimedia presentation. The pause may result in a 
  188. crack, pop, or silence in a speaker or the video frame rate may drop to the 
  189. point where full-motion video is no longer perceived by the viewer. For this 
  190. reason, sound and movies are often referred to as continuous-time media since 
  191. the time between successive transfers of file elements effects the quality, 
  192. indeed the integrity, of the multimedia presentation. The key to multimedia 
  193. playback is control of the transfer rate of multimedia files. 
  194.  
  195. Digital multimedia rates vary greatly among and within various media. As shown 
  196. in "Table: Rates for audio files in bytes per second", audio files may vary 
  197. from 176,400 bytes per second, for hi-fidelity stereo sound, to 11,025 bytes 
  198. per second, which is more than adequate for good-quality voice. 
  199.  
  200. ΓöîΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÉ
  201. Γöé          Rates for audio files in bytes per second             Γöé
  202. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  203. Γöé   RECORDING   Γöé                  SAMPLING RATE                 Γöé
  204. Γöé      TYPE     Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  205. Γöé               Γöé  HIGH FIDELITY Γöé  HIGH QUALITY Γöé  LOW QUALITY  Γöé
  206. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  207. Γöé Voice-mono    Γöé         44,100 Γöé        22,050 Γöé        11,025 Γöé
  208. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  209. Γöé Voice-stereo  Γöé         88,200 Γöé        44,100 Γöé        22,050 Γöé
  210. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  211. Γöé Music-mono    Γöé         88,200 Γöé        44,100 Γöé        22,050 Γöé
  212. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  213. Γöé Music-stereo  Γöé        176,400 Γöé        88,200 Γöé        44,100 Γöé
  214. ΓööΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÿ
  215. "Table: Rates for audio files in bytes per second" distinguishes audio 
  216. recordings by their quality or fidelity. High Fidelity streams are sampled at 
  217. 44.1kHz; a sample is obtained from an analog audio stream 44,100 times per 
  218. second. If the sample is only a single byte, then the rate of the stream is 
  219. 44,100 bytes per second for monaural and 88,200 for stereo. If the sample is a 
  220. higher resolution two bytes, then the rate is 88,200 bytes per second for 
  221. monaural and 176,400 for stereo (the rate of a CD ROM). 
  222.  
  223. As shown in "Table: Rates for voice files in bytes per second", voice files can 
  224. have a lower rate than audio since the range of sounds produced by the human 
  225. voice in ordinary conversation is much less than the range which can be heard 
  226. by the human ear. 
  227.  
  228. ΓöîΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÉ
  229. Γöé Table 2. Rates for voice files in bytes per second             Γöé
  230. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  231. Γöé  RECORDING Γöé                   SAMPLING RATE                   Γöé
  232. Γöé    TYPE    Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  233. Γöé            Γöé    8KHZ    Γöé  11.025KHZ Γöé  22.05KHZ  Γöé   44.1KHZ  Γöé
  234. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  235. Γöé mono       Γöé      8,000 Γöé     11,025 Γöé     22,050 Γöé     44,100 Γöé
  236. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  237. Γöé stereo     Γöé     16,000 Γöé     22,050 Γöé     44,100 Γöé     88,200 Γöé
  238. ΓööΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÿ
  239. "Table: Rates for voice files in bytes per second", shows rates that correspond 
  240. to SoundBlaster(TM) and SoundBlaster Pro(TM) voice files. "Table: Rates for 
  241. audio files in bytes per second" gives the ranges found in IBM Multimedia 
  242. Presentation Manager/2 and Microsoft Video for Windows waveform files. The 
  243. voice and audio waveform files shown here are continuous bit rate (CBR) streams 
  244. which means that the rate is constant. It is often possible to change a CBR 
  245. stream into a variable bit rate (VBR) stream and reduce disk storage, computer 
  246. processor and network bandwidth requirements. One technique used for voice in 
  247. teleconferencing is silence suppression: In a two-way voice conversation, both 
  248. channels rarely are active at the same time since only one speaker speaks at 
  249. the same time. By using silence suppression, samples that do not carry sound 
  250. are suppressed, and this may reduce the rate by at least 50%. A more common 
  251. technique is to compress the sound or video stream prior to transmission and 
  252. then decompress it after delivery to a multimedia device. Voice streams can be 
  253. as low as 6,000 bytes per second (bps) or 4,000bps when compressed using, for 
  254. example, a technique called ADPCM. 
  255.  
  256. Compression is more widely used for visual information since there are usually 
  257. large amounts of spatial and temporal redundancy. Spatial redundancy may be 
  258. "white space" in a page that is faxed or a blank wall in a video frame which 
  259. represent a lot of information that does not change. This information can be 
  260. specially encoded at the time of compression and then restored at the time of 
  261. decompression. Temporal redundancy exists across multiple video frames where 
  262. elements of successive frames do not change. Once unchanging elements are 
  263. transmitted in one video frame, they can be reused in successive video frames. 
  264. In the Intel DVI (Digital Video Interactive) encoding standard, a complete 
  265. frame that is only spatially compressed is called a reference frame and a 
  266. temporally compressed frame is called a delta frame. 
  267.  
  268. ΓöîΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÉ
  269. Γöé Table 3. DVI Mean, Standard Deviation, and Peak Burst in KB    Γöé
  270. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  271. Γöé               FILE NAME              Γöé     FRAMES IN SAMPLE    Γöé
  272. Γöé                                      Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  273. Γöé                                      Γöé      1     Γöé     30     Γöé
  274. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  275. Γöé newhart.avs                          Γöé x bar = 153Γöé x bar = 153Γöé
  276. Γöé                                      Γöé s = 21     Γöé s = 6      Γöé
  277. Γöé                                      Γöé p hat = 385Γöé p hat = 171Γöé
  278. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  279. Γöé publish.avs                          Γöé x bar = 133Γöé x bar = 136Γöé
  280. Γöé                                      Γöé s = 59     Γöé s = 20     Γöé
  281. Γöé                                      Γöé p hat = 571Γöé p hat = 194Γöé
  282. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  283. Γöé auction.avs                          Γöé x bar = 176Γöé x bar = 176Γöé
  284. Γöé                                      Γöé s = 170    Γöé s = 33     Γöé
  285. Γöé                                      Γöé p hat = 799Γöé p hat = 288Γöé
  286. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  287. Γöé topgun.avs                           Γöé x bar = 297Γöé x bar = 298Γöé
  288. Γöé                                      Γöé s = 45     Γöé s = 21     Γöé
  289. Γöé                                      Γöé p hat = 467Γöé p hat = 378Γöé
  290. ΓööΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÿ
  291.  
  292. The success of the video compression is evident in the fact that the compressed 
  293. video recording is often one hundred times smaller than when it is 
  294. decompressed. Uncompressed video at thirty frames per second (fps) can exceed 
  295. 15,000kBps, but compressed video streams running at 150kBps are common. There 
  296. is often considerable variance, however, both within and among compressed video 
  297. files as shown in "Table: DVI Mean, Standard Deviation, and Peak Burst in KB". 
  298. The ActionMedia II file named newhart.avs has an average rate of 153kBps (or 
  299. 156,672 bytes per second), and the file topgun.avs which used the same 
  300. compression technology has an average rate of almost 300kBps, or twice the 
  301. newhart.avs file. The peak rate of the newhart.avs file is more than twice its 
  302. average rate, and this variability in rate is evident in all of the files. When 
  303. there are moments that have lots of motion and change in the video, less 
  304. compression is achieved which results in a temporarily high rate. Also shown in 
  305. "Table: DVI Mean, Standard Deviation, and Peak Burst in KB" are the same 
  306. statistics which are computed over thirty frames, roughly one second of video 
  307. play, instead of just among each individual frame. As can be seen from the 
  308. second column, the peak rate and variance drops when larger samples are used, 
  309. and this is due to the fact that the movement or change that occurs in movies 
  310. is temporary and alternates with quiescient scenes that achieve a higher rate 
  311. of compression. 
  312.  
  313. The rate at which the recording is played and the length of time of the 
  314. recording determine the size of the file that holds the recording. For example, 
  315. one hour of compressed video that has an average rate of 150kBps will be 
  316. approximately 552,960,000 bytes in length, approximate one half of a gigabyte 
  317. of disk space. Thus, a one gigabyte (billion byte) disk drive which sells for 
  318. at least 1,000 U.S. dollars will hold less than two hours of video. An hour of 
  319. hi-fidelity audio will require about 635,040,000 bytes. One hour of 
  320. uncompressed, monaural, 8kHz voice will require 28,800,000 bytes of storage. 
  321. Over 30 hours of recorded voice can be stored on a one gigabyte disk drive. 
  322.  
  323. In addition to sound or movie information, a multimedia file will contain 
  324. control information which varies according to the format. AVS and AVI video 
  325. files contain information about frame rate, encoding and the average rate of 
  326. the video recording contained in the file. Audio waveform file, the WAV file 
  327. type, contain information on the sampling rate, sample size, and the number of 
  328. channels (one for monaural or two for stereo). Some files, such as SoundBlaster 
  329. voice files, the VOC file type, are compound files meaning that there may be 
  330. multiple recordings contained in a single file which are organized into 
  331. "chunks". Interpreting the control information in a multimedia file is a task 
  332. performed by the multimedia application or multimedia system. OS/2 and Windows 
  333. are two operating systems which have been extended for multimedia to relieve 
  334. applications of much of the burden of multimedia file access. 
  335.  
  336.  
  337. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.3. Multimedia Operating System Extensions ΓòÉΓòÉΓòÉ
  338.  
  339. OS/2 Multimedia Presentation Manager/2 and Microsoft Video for Windows both 
  340. provide a common set of application programming interfaces (API's) for 
  341. multimedia devices, as well as synchronization and streaming subsystems. 
  342.  
  343.  
  344. Multimedia synchronization and streaming
  345.  
  346. "Figure: Multimedia synchronization and streaming" shows a simplified 
  347. multimedia system in which file elements are read by a file stream handler into 
  348. one or more buffers. The elements are copied from the buffers to the multimedia 
  349. devices such as CODEC's (encoders/decoders for sound, voice and video) after 
  350. they are synchronized and streamed. Streaming restores the temporal 
  351. relationship among file elements before delivery to a multimedia device. 
  352. Synchronization restores the temporal relationship among multiple streams. 
  353. Following bursty disk accesses, temporal relationships must be restored prior 
  354. to delivery of stream elements to multimedia devices so the sound, voice, or 
  355. video elements are delivered without disruption. 
  356.  
  357. Stream handlers, syncronization/streaming manager and multimedia devices offer 
  358. a generic Media Control Interface (MCI) for various digital and analog 
  359. multimedia devices and streams. The multimedia API's are similar in OS/2 and 
  360. Windows. There is a major difference, however, between the multimedia support 
  361. provided in the two operating systems. This difference stems from the 
  362. singletasking nature of Windows (or DOS) and the concurrent multi-tasking 
  363. provided in OS/2. Sound, voice, video, animation and other media used by 
  364. multimedia applications are often separate streams that must be processed at 
  365. the same time. singletasking operating systems such as Windows and DOS were not 
  366. designed for processing multiple tasks at the same time, and are unsuited for 
  367. processing more than a single media stream at one time. It is difficult or 
  368. impractical to use Windows and DOS for complicated multimedia authoring tasks 
  369. such as editing and mixing multiple streams, such as sound, voice and video. 
  370. Multitasking operating systems such as OS/2, AIX(TM), Unix(TM) and Windows 
  371. NT(TM) are better suited for multimedia applications. And multitasking 
  372. operating systems are especially useful for distributed multimedia applications 
  373. as is explained below. 
  374.  
  375.  
  376. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.4. Distributed Multimedia ΓòÉΓòÉΓòÉ
  377.  
  378. "Figure: Distributed multimedia playback" is a simple depiction of distributed 
  379. playback where the multimedia file is stored on a file server that is remote 
  380. from the workstation on which the file is played. The streaming subsystem is 
  381. located in the client workstation. There may be a streaming subsystem in the 
  382. server as well, but whenever packet networks are used, client streaming is 
  383. necessary. The client playout buffers shown in the figure perform additional 
  384. functions beyond those shown in "Figure: Multimedia synchronization and 
  385. streaming"since they remove variations in delay from the network and file 
  386. server in addition to those from the disk subsystem. In general, the buffer 
  387. needs to be large enough to sustain a playback during the maximum time it takes 
  388. to move a block of data between server disk and multimedia device. It is 
  389. crucial that the network, server and disk subsystems deliver media elements at 
  390. the rate at which they are displayed otherwise discontinuities occur in which a 
  391. media element does not correctly follow another media element within the 
  392. required amount of time. 
  393.  
  394.  
  395. Distributed multimedia playback
  396.  
  397. Multitasking operating systems such as OS/2 offer better multimedia 
  398. client/server and teleconferencing services. Singletasking operating systems 
  399. force multimedia applications to wait while I/O completes. When an application 
  400. issues a file system READ operation on a singletasking operating system, the 
  401. application must wait until the file system elements are copied from disk to 
  402. computer memory. This delay can cause degraded audio and video even for short 
  403. clips played from a disk that is directly connected to the personal computer. 
  404. The problem can get worse when the file is stored on a remote file server and 
  405. network delays add to the length of time that a Windows application must wait 
  406. for elements to be transferred from server disk to client memory. This 
  407. situation is worsened by DOS and Windows memory limitations - the precious low 
  408. memory multimedia buffers needed for disk and network I/O are difficult to 
  409. obtain. For many applications, the result is that small requests must be made 
  410. to the file system even when playing a high-rate multimedia file from disk 
  411. since there the largest buffer available for the transfer is 2 or 8 kilobytes 
  412. rather than a recommended 32 to 63.5 kilobytes. This overhead becomes a burden 
  413. even to fast 386 computers. 
  414.  
  415. Singletasking Windows applications are plagued by buffers that are too small, 
  416. file system requests that are too small, and applications that block until disk 
  417. transfers complete. Multitasking computers can use one thread to transfer file 
  418. elements from the file system, and other threads for decoding, synchronizing, 
  419. streaming, or copying multimedia elements to a CODEC. The ability to freely use 
  420. computer memory for multimedia permits larger buffers to be used for multimedia 
  421. streams. The large buffers help absorb the variation in delay that occurs when 
  422. multimedia is streamed across packet networks. Asynchronous I/O permits 
  423. multimedia processing to occur while file system requests are being satisfied 
  424. by a remote file server. 
  425.  
  426.  
  427. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.4.1. Multimedia Quality of Service ΓòÉΓòÉΓòÉ
  428.  
  429. In addition to buffering and multitasking, a multimedia application needs the 
  430. client/server system to sustain the rates of multimedia streams. The system of 
  431. delivery and management that includes server computers, disks, client computers 
  432. and networks is often called a network operating system, or NOS. In order for 
  433. the NOS to sustain the rates of multimedia streams, to meet the delivery 
  434. deadlines for multimedia, the NOS must have sufficient resources available. If 
  435. too much traffic is going to the disk, or if the computer bus is congested, or 
  436. if the server has insufficient memory, or if the network is overloaded, then 
  437. multimedia transfers will be late, and this may result in audio and video 
  438. disruption. 
  439.  
  440. Multimedia quality of service (QoS) is a statement about the resources which a 
  441. multimedia stream requires so that the NOS can ensure that needed resources are 
  442. allocated to the multimedia stream. QoS specifications appear in practically 
  443. every communications standard from the Open Systems Interconnect model to the 
  444. ISDN family of standards. The QoS parameters generally include average 
  445. throughput, measured in bytes per second over some time interval, and maximum 
  446. delay. B-ISDN ATM has a highly-evolved (and still evolving) QoS specification 
  447. that includes delay variation and additional statistical parameters to help the 
  448. NOS determine how many streams can be permitted to access a particular resource 
  449. without jeopardizing the quality of service of any stream. 
  450.  
  451.  
  452. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.4.2. Multimedia Stream Controls ΓòÉΓòÉΓòÉ
  453.  
  454. A multimedia stream must get admitted to use system resources such as a disk, 
  455. server computer, system bus, computer memory, or network links. This implies 
  456. that some requests will be refused. What refusal means depends on the 
  457. particular system and application. In a desktop news application, for example, 
  458. refusal could mean a temporary delay measured in seconds until some other user 
  459. finishes watching a news clip and releases his or her resources for another to 
  460. use them. In a movies on demand application, refusal on one resource could mean 
  461. that another resource is used such as a mirrored disk or an alternative network 
  462. path. 
  463.  
  464. A stream is admitted based upon its quality of service requirements. The system 
  465. determines, for example, that admitting a stream with a certain rate can be 
  466. supported and will not cause some other stream to lose its quality of service. 
  467. This is called an admission control, and it is enough of a control to provide 
  468. QoS guarantees when the admission control algorithm used in the NOS works 
  469. properly, and the QoS adequately describes the stream. In the case that the QoS 
  470. does not describe the stream accurately, it might happen that the actual rate 
  471. of a stream may exceed the QoS rate that the NOS is expecting. In this 
  472. situation, the quality of service of all streams is in jeopardy. If the NOS, 
  473. for example admitted two 150 kilobyte per second streams to a device that can 
  474. run no faster than 300 kilobytes per second, it will cause a problem if one of 
  475. the streams runs at 200 or 250 kilobytes per second. One or both of the streams 
  476. may experience degraded audio and video. Moreover, the cause of the problem 
  477. will not be apparent: Both streams are affected so it is not clear which stream 
  478. caused the problem. In a network operating system, furthermore, the problem 
  479. could occur on any number of devices including the client computer, network 
  480. links, network bridges, network routers, server computer or disk. 
  481. Trouble-shooting QoS problems can be complex, and will require new systems 
  482. management services that can recognize the end-to-end resource reservation 
  483. requirements of multimedia streams. The systems management functions must be 
  484. able to track streams through multiple layers of the systems architecture. In 
  485. present-day systems management, the system view is often one of independent 
  486. layers. Multimedia systems management will encompass all of present-day systems 
  487. management facilities and will also support the management of streams and their 
  488. quality of service attributes. 
  489.  
  490.  
  491. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.4.3. Scaling ΓòÉΓòÉΓòÉ
  492.  
  493. A stream can often run at alternative levels of QoS: It's possible that an 
  494. audio stream can run at monaural or stereo, and it's possible that a video 
  495. stream can run at different frame rates or at different levels of resolution. 
  496. The ability of single stream to have a variety of bandwidth requirements is 
  497. called scaling. This term has a number of different meanings. 
  498.  
  499. In the p*64 teleconferencing standards, there is a protocol between 
  500. teleconferencing CODEC's to negotiate the compression used for the audio and 
  501. video. At session initialization time, the protocol is used to match the 
  502. capabilities of the source CODEC to the capabilities of a destination CODEC. It 
  503. may be that both source, destination, and network can support 384kBps video, 
  504. for example, or that one component can only support 64kBps. Thus, the encoding 
  505. and rate of the stream is matched to that which all devices can accept. But 
  506. once the encoding and rate are determined, they are not dynamically changed for 
  507. the duration of the session (renegotiation using the protocol is needed to 
  508. change the stream rate in p*64). This session-level scaling is similar to that 
  509. found in video software decode products such as Microsoft's Indeo(TM). The 
  510. software that controls the decoding will scale the Indeo frame rate depending 
  511. upon whether the decompression is performed in hardware or software. 
  512.  
  513. It is also possible to scale a stream dynamically based upon the current 
  514. capabilities of the network: Dynamic scaling will vary the rate of the stream 
  515. during the session causing the frame rate to drop, stereo sound to become 
  516. monaural, high-fidelity to become low fidelity, or for some other degradation 
  517. in service that will reduce the overall bandwidth requirements of the stream 
  518. without causing the stream to degrade beyond some minimal level. 
  519.  
  520. There are a few problems, however, with dynamic scaling. First, congestion on 
  521. the network may be very brief and by the time the multimedia server responds to 
  522. it, the congestion may have subsided. Oscillating congestion has been observed 
  523. in the Internet by researchers at MIT, and this suggests the possibility that 
  524. the server's scaling may end up oscillating as the server attempts to respond 
  525. to temporary congestion, which subsides at about the same time that the server 
  526. scales back the flow; when the server scales up, then oscillating congestion 
  527. may occur again and cause the server to respond. In each case, the server's 
  528. response could result in scaling back the flow after the congestion condition 
  529. subsides. On most LAN's, moreover, there is no fairness mechanism:  The station 
  530. with the most to send gets the most bandwidth.  For this reason, scaling on 
  531. Ethernet LAN's in response to congestion may have the result of simply giving 
  532. other traffic more bandwidth and the multimedia stream less. 
  533.  
  534. A second problem with dynamic scaling is a human factors issue: People 
  535. accustomed to television, radio, telephone and CD players are not accustomed to 
  536. the quality suddenly changing during the playback. We may expect that dynamic 
  537. alteration in the quality of playback will prove unacceptable to people even in 
  538. the short-run. Moreover, it will be more difficult to troubleshoot problems 
  539. experienced by multimedia streams that are dynamically changing when it is hard 
  540. to determine when the system is working properly. 
  541.  
  542. The third problem with dynamic scaling is a more general distributed multimedia 
  543. problem: Multimedia playback and teleconferencing will increase the utilization 
  544. of present-day LAN's above and beyond what these LAN's were configured to 
  545. support. Network administrators configure LAN's to have very low utilization so 
  546. the system response will be good at times of peak load. Use of dynamic scaling 
  547. to run multimedia streams over existing backbone networks will adversely affect 
  548. existing applications by increasing the utilization of the backbone networks 
  549. thus causing more congestion and increased delays. 
  550.  
  551. In order to run multimedia streams across a campus or enterprise network, the 
  552. backbone network must be upgraded. For reasons of economics and to minimize 
  553. disruption, network backbones need to be upgraded gradually. And the solution 
  554. that permits the existing infrastructure to be reused to the greatest degree 
  555. will have the greatest probability of acceptance. 
  556.  
  557.  
  558. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.4.4. LAN's, Virtual LAN's, IsoLAN's and B-ISDN ATM ΓòÉΓòÉΓòÉ
  559.  
  560. There are a number of strategies for upgrading existing networks for 
  561. high-bandwidth, multimedia applications. Many solutions use a device called a 
  562. hub which serves as an interface to high-speed local area or wide area network 
  563. backbone. The hub performs conventional bridging and routing functions in 
  564. addition to providing high-bandwidth services. Some hubs, for example, perform 
  565. a switching function to support direct Ethernet attachment to a single 
  566. workstation so the workstation may get guaranteed service of up to 10Mbps. Hubs 
  567. are being developed to use 100Mbps FDDI or ATM on the backbone and Token Ring 
  568. or Ethernet to the end-stations. Using the hub as the interface to the 
  569. high-speed network backbone protects the customer's investment in Ethernet, 
  570. Token Ring, and other network adapters while providing new services. 
  571.  
  572. Virtual LAN hubs and bridges can provide point-to-point services through an 
  573. enterprise or public wide area network. The virtual LAN creates a LAN out of 
  574. workstations that are physically attached to different LAN's or directly 
  575. attached to the wide area network. Virtual LAN products, such as IBM LAN 
  576. Distance, can use T1, ISDN, and T3 links to support wide area service to 
  577. LAN-attached workstations. Increasingly, virtual LAN and hub products are 
  578. supporting the quality of service and resource reservation features needed for 
  579. multimedia services. We can expect that we will see more devices and products 
  580. capable of accepting and using a QoS specification for multimedia so that 
  581. service guarantees can be provided across the campus, enterprise and even 
  582. public networks. 
  583.  
  584. Integrated Services Digital Networks (ISDN's) have QoS specifications as part 
  585. of their standard. Q.931 specifies the Basic Rate Interface (BRI) of 64 
  586. kilobits per second, and Primary Rate Interface (PRI) of up to 1.5 megabits per 
  587. second. Q.933 is the frame relay standard that is suitable for wide area packet 
  588. services up to PRI speeds. And Q.93b is the Broadband ISDN (B-ISDN) 
  589. specification for Asynchronous Transfer Mode (ATM) networks. Q.93b has the most 
  590. complete proposal to date for quality of service. The current ATM proposal is 
  591. from an industry-based organization called the ATM Forum though the standards 
  592. body that approves all of the ISDN standards is the CCITT. The ATM Forum has 
  593. draft standards proposals for B-ISDN ATM implementations, and ATM networks are 
  594. now becoming commercially-available. In the long-run, ATM is the most promising 
  595. solution for digital multimedia delivery throughout a campus, an enterprise, or 
  596. public networks. 
  597.  
  598. There are interim solutions that are also being proposed for multimedia 
  599. networking, such as Isochronous LAN's or IsoLAN's. Isochronous literally means 
  600. equal time. An isochronous network has a master clock that can be used for 
  601. multimedia devices for synchronization and streaming. Isochronous networks, 
  602. such as ISDN, and local area networks such as FDDI-II and IsoEthernet, can 
  603. guarantee effectively zero delay variation for multimedia. IsoLAN's are hybrid 
  604. circuit-switching/packet-switching networks which use variations of the ISDN 
  605. Q.931 standard for multimedia, but also provide packet services as well. 
  606. FDDI-II has a packet channel and circuit channels. The packet channel can be 
  607. used for conventional data communications; circuit channels are suitable for 
  608. multimedia flows that do not require fault detection and recovery. The Motion 
  609. Picture Experts Group standard, MPEG, and the CCITT (International Consultative 
  610. Committee on Telegraph and Telephone) teleconferencing standard, p*64, are 
  611. well-suited for circuits. DVI, Ultimotion and Indeo are not. A circuit is 
  612. unlike a Token Ring or Ethernet link in that bits are sent and not 
  613. communications frames. The use of frames permit a checksum to be included to 
  614. detect when errors occur in transmission and when retransmission is to be 
  615. requested. Given the high-bandwidth available through FDDI-II and IsoEthernet, 
  616. it is not economical to provide framing on any collection of 64 kilobit per 
  617. second channels that can be dynamically assigned to a stream. Thus, use of 
  618. IsoLAN's for multimedia servers is restricted to more highly-evolved multimedia 
  619. encodings such as MPEG, where the decoder itself detects and recovers from 
  620. errors. 
  621.  
  622. There are a variety of emerging technologies that may provide both near-term 
  623. and long-term multimedia networking solutions. Many new types of multimedia 
  624. networks are becoming commercially-available, and some will undoubtedly gain 
  625. wide acceptance over the next few years. It's important that a multimedia 
  626. client/server solution provide a bridge between existing and future networks in 
  627. order to encourage distributed multimedia application development. OS/2 LAN 
  628. Server Ultimedia 1.0 provides features to provide quality of service guarantees 
  629. for multimedia over both existing and new networks. This support includes a 
  630. resource reservation infrastructure that can be implemented on Token-Ring 
  631. adapters today as well as B-ISDN ATM networks tomorrow. The network, disk, 
  632. systems management and other features provided in LAN Server Ultimedia 1.0 are 
  633. described below. 
  634.  
  635.  
  636. ΓòÉΓòÉΓòÉ 3. LAN Server Ultimedia 1.0 ΓòÉΓòÉΓòÉ
  637.  
  638. Most networks today are not multimedia networks. The use of multimedia hubs, 
  639. routers and bridges is rare. Multimedia client/server applications, moreover, 
  640. are just becoming available. LAN Server Ultimedia 1.0 offers support for 
  641. multimedia client/server applications, and helps standalone applications use 
  642. files stored on a server over existing Token-Ring and Ethernets. "Figure: LAN 
  643. Server Ultimedia Configuration" uses the server computer as a network backbone, 
  644. so there may be no need for a fully-developed multimedia network as a 
  645. precondition for introducing multimedia client/server applications. The number 
  646. of multimedia streams is limited to the number of local area networks that are 
  647. attached to the server. LAN Server Ultimedia has been tested to support up to 
  648. forty video streams with quality of service. Forty is the maximum number of 
  649. 1.2Mbps streams that can be run over four 16Mbps LAN's that are attached to the 
  650. server. Fewer streams can be delivered over 10Mbps and 4Mpbs LAN's. 
  651.  
  652.  
  653. LAN Server Ultimedia Configuration
  654. During LAN Server Ultimedia 1.0 testing, client computers running the 
  655. ActionMedia II video product were instrumented to ensure that they were getting 
  656. quality multimedia delivery: A counter was installed in client computers to 
  657. count the number of times that each multimedia stream had a discontinuity 
  658. during the presentation. A discontinuity is the result of one or more missed 
  659. deadlines in the transfer of multimedia file elements from the server to the 
  660. client. Discontinuities cause disruption to the audio and video presentation. 
  661. Our clients run for hours with few, if any, discontinuities. During the tests, 
  662. routine file server operations were performed while multimedia streams were 
  663. running. These operations included file transfers, small record reads, and 
  664. server commands such as directory requests. On the Token-Ring, the delivery of 
  665. multimedia streams occurred while other servers were transferring data on the 
  666. Token-Ring LAN. In both cases, LAN Server Ultimedia's priority services were 
  667. tested to ensure that this product was a server that could serve all sorts of 
  668. file serving functions while playing sound, voice, and video as well. 
  669.  
  670. ΓöîΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÉ
  671. Γöé Table 4. Zero Priority 16 Mbps Token Ring Server Discontinuity Γöé
  672. Γöé          Counts over 5 Minutes                                 Γöé
  673. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  674. Γöé  MM CLIENT Γöé             UNRESERVED DATA FRAME SIZE            Γöé
  675. Γöé            Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  676. Γöé            Γöé    2 KB    Γöé    4 KB    Γöé    8 KB    Γöé    16 KB   Γöé
  677. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  678. Γöé 1          Γöé      1,169 Γöé      3,333 Γöé      5,679 Γöé      6,586 Γöé
  679. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  680. Γöé 2          Γöé      1,397 Γöé      3,308 Γöé      5,074 Γöé      6,727 Γöé
  681. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  682. Γöé 3          Γöé      1,373 Γöé      3,480 Γöé      5,096 Γöé      6,742 Γöé
  683. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  684. Γöé 4          Γöé      1,052 Γöé      2,969 Γöé      4,863 Γöé      6,458 Γöé
  685. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  686. Γöé 5          Γöé      1,288 Γöé      2,935 Γöé      4,820 Γöé      6,555 Γöé
  687. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  688. Γöé 6          Γöé      1,278 Γöé      3,268 Γöé      4,946 Γöé      6,546 Γöé
  689. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  690. Γöé 7          Γöé        927 Γöé      3,373 Γöé      5,094 Γöé      6,777 Γöé
  691. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  692. Γöé 8          Γöé      1,063 Γöé      3,026 Γöé      4,914 Γöé      6,468 Γöé
  693. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  694. Γöé 9          Γöé      1,002 Γöé      2,834 Γöé      4,823 Γöé      6,417 Γöé
  695. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  696. Γöé 10         Γöé      1,263 Γöé      2,684 Γöé      4,704 Γöé      6,399 Γöé
  697. ΓööΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÿ
  698. "Table: Zero Priority 16 Mbps Token Ring Server Discontinuity Counts over 5 
  699. Minutes" shows what happens when multimedia streams share a LAN with ordinary 
  700. traffic. In this table, the effects of streaming multimedia to ten clients 
  701. without bandwidth guarantees is evident. The counts in the table are 
  702. discontinuities that result in a loss of audio or video as a result of missed 
  703. delivery deadlines in the client computers. Thousands of discontinuities occur 
  704. when data frames were transmitted on the Token-Ring concurrently with the 
  705. multimedia streams. As shown in "Table: Zero Priority 16 Mbps Token Ring Server 
  706. Discontinuity Counts over 5 Minutes", the effects are worsened as the size of 
  707. the data frames are increased:  Unreserved file transfers interfere with 
  708. multimedia streams, and larger frame sizes of the unreserved traffic make 
  709. matters worse because the proportion of ring bandwidth claimed by the 
  710. multimedia server is reduced. Priority service can improve this situation by 
  711. increasing the amount of bandwidth that is available to the multimedia server. 
  712.  
  713. ΓöîΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÉ
  714. Γöé Table 5. High Priority Token Ring 16 Mbps Server Discontinuity Γöé
  715. Γöé          Counts over 40 Minutes                                Γöé
  716. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  717. Γöé  MM CLIENT Γöé             UNRESERVED DATA FRAME SIZE            Γöé
  718. Γöé            Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö¼ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  719. Γöé            Γöé    2 KB    Γöé    4 KB    Γöé    8 KB    Γöé    16 KB   Γöé
  720. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  721. Γöé 1          Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé
  722. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  723. Γöé 2          Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé
  724. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  725. Γöé 3          Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé
  726. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  727. Γöé 4          Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé
  728. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  729. Γöé 5          Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé
  730. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  731. Γöé 6          Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé
  732. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  733. Γöé 7          Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé
  734. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  735. Γöé 8          Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé
  736. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  737. Γöé 9          Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé
  738. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö╝ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  739. Γöé 10         Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé          0 Γöé
  740. Γö£ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓö┤ΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöñ
  741. Γöé NOTE:  Change to IEEE 802.2 protocol used (see Communications  Γöé
  742. Γöé Transport System Extensions))                                  Γöé
  743. ΓööΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÇΓöÿ
  744.  
  745. "Table: High Priority Token Ring 16 Mbps Server Discontinuity Counts over 40 
  746. Minutes" shows how priority service can provide guaranteed service to 
  747. multimedia clients. The discontinuity counts are all zero in the table, 
  748. indicating that service guarantees ensured the best possible delivery 
  749. regardless of the amount of data traffic that was introduced onto the ring 
  750. while up to ten video streams were being delivered. "Table: High Priority Token 
  751. Ring 16 Mbps Server Discontinuity Counts over 40 Minutes" also shows that 
  752. varying the frame sizes of the unreserved data frames had no appreciable effect 
  753. on multimedia stream delivery. 
  754.  
  755. OS/2 LAN Server Ultimedia is designed to provide the highest-quality multimedia 
  756. delivery on Token-Rings even when the ring is used for conventional 
  757. applications. Ethernets should be dedicated to the multimedia streams. In all 
  758. cases, priority service is implemented in the server computer and the server 
  759. disk subsystem to ensure quality of service for multimedia streams in addition 
  760. to ordinary file access operations such as file tranfers, small record reads 
  761. and file system commands such as directory requests. Each of the OS/2 LAN 
  762. Server Ultimedia features are discussed below. 
  763.  
  764.  
  765. ΓòÉΓòÉΓòÉ 3.1. File System Extensions ΓòÉΓòÉΓòÉ
  766.  
  767.  
  768. Quality of Service Extended Attributes Program
  769.  
  770. The LAN Server Ultimedia product provides more than a multimedia file server 
  771. because it extends the IBM OS/2 LAN Server, one of the best performing file 
  772. servers in the industry. OS/2 LAN Server has been demonstrated running forty 
  773. video streams for years, and OS/2 LAN Server Ultimedia now demonstrates that 
  774. this multimedia-serving function can be provided while routine file-serving 
  775. requests are also handled by the server. OS/2 LAN Server Ultimedia is designed 
  776. to be a file server that can meet any and all file access needs including 
  777. multimedia file streaming, small record reads, and file system commands - all 
  778. happening at the same time. 
  779.  
  780. Quality of Service (QoS), has been designed into LAN Server Ultimedia's file 
  781. system. In order to ensure the QoS of multimedia file playback, resources are 
  782. reserved at the time that the file is opened. These resources are released at 
  783. the time that the file is closed. A QoS resource specification is associated 
  784. with each multimedia file using OS/2 file system Extended Attributes (EA's) 
  785. which are name/value pairs that can be defined on any file. Our name/value 
  786. pairs are QoS attributes and their associated values: LAN Server Ultimedia 1.0 
  787. has two QoS values, Read Throughput and Read Size. These values can be computed 
  788. automatically for AVS, AVI, VOC and WAV files, and stored as file system QoS 
  789. EA's. "Figure: Quality of Service Extended Attributes Program" shows the 
  790. graphical interface to the QOSEA program which can be used to compute and to 
  791. update the QoS EA's for a single file or an entire directory of files. 
  792.  
  793. File system reservation is configured by file type extension, such as AVI or 
  794. VOC, and it is triggered when the file is opened. The client application which 
  795. opens the file may be unaware that reservation is occurring. All of the 
  796. configuration and reservation takes place on the server computer. In many 
  797. cases, there is no need to change the software configuration on the client at 
  798. all. Fast 386 and 486 computers usually have adequate resources to playback 
  799. multimedia files so there is no need to put a resource reservation system on 
  800. client computers. Because servers and networks are shared by many users, it is 
  801. necessary to ensure that applications which require quality of service 
  802. guarantees can get them. Otherwise, there is no assurance that quality sound, 
  803. voice or video service can be provided by the system. In the file system, there 
  804. must be assurances that transfers from disk to memory and memory to network can 
  805. be made within a given deadline. LAN Server Ultimedia's High Performance File 
  806. System (HPFS) reserves dedicated memory for multimedia files that are opened 
  807. with a reservation. Large READ operations to disk are performed for multimedia 
  808. files to reduce the time it takes to transfer multimedia file elements. HPFS 
  809. uses the multipriority feature of OS/2 file systems to ensure that multimedia 
  810. transfers get priority over ordinary file transfers that do not have a file 
  811. system reservation. This priority feature is the key to LAN Server Ultimedia's 
  812. ability to support sound, voice, video, and other real-time services in 
  813. addition to existing file server applications that do not require quality of 
  814. service. LAN Server Ultimedia's HPFS provides special disk formatting and 
  815. access services so that the amount of time that it takes to transfer multimedia 
  816. file elements is always within a known deadline: HPFS multimedia disks are 
  817. formatted to have large contiguous extent sizes that minimize disk seek 
  818. operations. Utilities and maintenance programs are provided for multimedia 
  819. disks. HPFS disk and file access technology offers not only performance 
  820. guarantees, but an improvement in the number of multimedia sessions which can 
  821. be supported on today's disk drives and controllers. HPFS can support up to 
  822. forty 1.2Mbps video sessions from four 2GB disks and two 20MBps SCSI2 disk 
  823. controllers (Small Computer Systems Interface 2 is a high-performance extension 
  824. to the widely-used SCSI standard). 
  825.  
  826.  
  827. ΓòÉΓòÉΓòÉ 3.2. Communications Transport System Extensions ΓòÉΓòÉΓòÉ
  828.  
  829. In "Figure: LAN Server Ultimedia Configuration", there are up to four slots in 
  830. the server computer that can be used for LAN attachment. The networking 
  831. challenge is to deliver up to forty 1.2Mbps video streams over four LAN 
  832. adapters. When 10Mbps Ethernet is used, no more than eight 1.2Mbps streams can 
  833. be supported on each Ethernet LAN; no more than thirty two 1.2Mbps streams can 
  834. be supported over four Ethernet LAN's. Up to ten 1.2Mbps streams can be 
  835. supported over a 16Mbps Token-Ring, putting the ring utilization at 
  836. approximately 80%.  Token-Ring adapter manufacturers generally recommend that 
  837. Token-Ring utilization not exceed 80% for a sustained period of time, since 
  838. some bandwidth is needed for messages exchanged between network adapters. LAN 
  839. Server Ultimedia 1.0 implements resource reservation on the Token-Ring by using 
  840. priority service for the multimedia sessions. In order to maximize the 
  841. reservable bandwidth for the single, high priority server, a change was 
  842. implemented in the IEEE 802.2 protocol. Simple use of priority on the 
  843. Token-Ring is not enough to guarantee more than 50% of the bandwidth for a 
  844. single multimedia server. This limitation results from the fact that most 
  845. Token-Ring adapters release the token after each frame is transmitted rather 
  846. than transmitting as many frames as possible up to the expiration of the token 
  847. holding timer (THT), as defined in the IEEE 802.5 Token-Ring standard. LAN 
  848. Server Ultimedia 1.0 is designed to run with a variety of Token-Ring adapters, 
  849. and to permit up to 80% of ring bandwidth to be reserved for multimedia, when 
  850. the Token-Ring adapter that is used can support such rates. 
  851.  
  852.  
  853. Reserved Bandwidth Acknowledgement
  854.  
  855. "Figure: Reserved Bandwidth Acknowledgement" shows the effect of using a 
  856. Reserved Bandwidth Acknowledgement (RBA) procedure to improve the amount of 
  857. bandwidth that can be reserved by a server on the Token-Ring. The RBA is a 
  858. small, low priority frame that is transmitted by the LAN Server Ultimedia 
  859. client when a high-priority frame is received from the multimedia server. The 
  860. RBA has the effect of increasing the amount of bandwidth available on the ring 
  861. for high-priority traffic from the server. As shown in "Figure: Reserved 
  862. Bandwidth Acknowledgement", the RBA procedure that is featured in OS/2 LAN 
  863. Server Ultimedia clients provides bandwidth guarantees for multimedia streams 
  864. even when additional traffic is introduced onto the ring with arbitrarily large 
  865. frame sizes. 
  866.  
  867. The bandwidth reservation features are provided by LAN Server Ultimedia's 
  868. NetBIOS communications transport which has been extended to use priority 
  869. queueing and to take advantage of priority service on the Token-Ring. Our 
  870. design is well-suited to future Synchronous FDDI, 100Mbps Ethernet priority 
  871. channels, and B-ISDN ATM QoS virtual channels. 
  872.  
  873.  
  874. ΓòÉΓòÉΓòÉ 3.3. Resource Reservation System ΓòÉΓòÉΓòÉ
  875.  
  876. The Resource Reservation System of OS/2 LAN Server Ultimedia controls use of 
  877. server and network resources to ensure the quality of service of multimedia 
  878. streams. Server and network resources are structured as shown in "Table: OS/2 
  879. Reservation System Model" using an object framework. 
  880.  
  881. CLASS NAME                         PARENTS
  882. Reservation                        SOMObject
  883. User                               Reservation
  884. Session                            Reservation
  885. Resource                           Reservation
  886. Disk                               Resource
  887. File                               Resource
  888. Machine                            Resource
  889. Network                            Resource
  890. Table 6. OS/2 Reservation System Model
  891.  
  892. "Table: OS/2 Reservation System Model" shows four resources at the bottom of 
  893. the table. These are disk, network, machine and file resources. These resources 
  894. are used in reserved sessions, which are accessed by users of the OS/2 Resource 
  895. Reservations System, namely, HPFS and NetBIOS. In order for a file to be opened 
  896. for multimedia playback, the disk, network, and server computer resources that 
  897. are needed to guarantee smooth playback must have adequate capacity for the 
  898. reservation. This implies that some requests may not be granted and this 
  899. situation is inevitable: The OS/2 LAN Server can provide file access to up to 
  900. one thousand concurrent users, but no more than forty 1.2Mbps video streams can 
  901. be supported on the same server configuration. The capacity of our multimedia 
  902. servers can be expected to rise in the future, but any system that provides QoS 
  903. for multimedia streams will reach a limit beyond which admission of more 
  904. streams will degrade the quality of some or all of the streams. It may be 
  905. possible to degrade gracefully, but at some point, system capacity will be 
  906. reached and there is no alternative but to refuse access to some. 
  907.  
  908. Configuration is the solution to ensuring that there are adequate resources 
  909. available for multimedia streams: If fifty concurrent streams are to be 
  910. supported, then more than one forty stream server is needed. Some means is 
  911. needed in the multimedia server, however, to determine when the system has 
  912. reached its capacity. Poor multimedia playback can result from a number of 
  913. causes with lack of server capacity being one of them. A key function provided 
  914. by a multimedia server is to track resource capacity and use so that resource 
  915. problems can be reported and diagnosed. The RRS.LOG file is used by OS/2 LAN 
  916. Server Ultimedia 1.0 to report system configuration and resource reservation 
  917. information to the network administrator. 
  918.  
  919. 10-11-1993 16:25:00 RRS added subsystem NETBEUI_5B04.
  920. 10-11-1993 16:25:00 RRS configured a 33 MHz 486 MCA server.
  921.                     Reservable capacity: 4055040
  922.                     Currently in use:    0
  923. 10-11-1993 16:25:01 RRS configured 4 Mbps 802.5 network adapter #0.
  924.                     Reservable capacity: 400000
  925.                     Currently in use:    0
  926. 10-11-1993 16:25:01 RRS configured 794.75 kBps SCSI disk #1.
  927.                     Reservable capacity: 406911
  928.                     Currently in use:    0
  929. 10-11-1993 16:25:01 RRS configured AVI files for automatic reservation.
  930.                     QoS is <175000 64050>.
  931. 10-11-1993 16:25:01 RRS configured AVS files for automatic reservation.
  932.                     QoS is <150000 64060>.
  933.                     < 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0>.
  934. 10-11-1993 16:25:40 RRS added subsystem HPFS386_5B4A.
  935. 10-11-1993 16:41:18 RRS added session CLIENT1_5B90
  936.                     on Disk #1.
  937.                     Throughput: 150881
  938.                     Read size : 65024
  939. 10-11-1993 16:41:18 RRS modified session CLIENT1_5B90
  940.                     on Network Adapter #0.
  941.                     Throughput: 150881
  942.                     Read size : 64024
  943. 10-11-1993 16:41:44 RRS deleted session CLIENT1_5B90.
  944.  
  945. OS/2 Resource Reservation System Log File 
  946.  
  947. "Figure: OS/2 Resource Reservation System Log File" shows the log file report 
  948. on a multimedia server configuration, capacity and current use. The first line 
  949. of the log file reports that the NetBIOS subsystem, NETBEUI_5B04, had 
  950. registered with the Resource Reservation System, or RRS. The next entry reports 
  951. that the server is a 33 MHz 486 computer with a microchannel (MCA) bus. The 
  952. following two log entries report that a Token-Ring adapter and SCSI disk are 
  953. configured. The server computer, network adapter, and SCSI disk all have a 
  954. field named Reservable Capacity which in each case is a number of bytes per 
  955. second that the particular device can support. Since these log file entries 
  956. occur at system start-up, the Currently in use field values are all zero. When 
  957. multimedia files are opened, these values are increased by the amount of the 
  958. reservation. The sixth and seventh entries in "Figure: OS/2 Resource 
  959. Reservation System Log File"report that two file types have been configured for 
  960. automatic reservation, AVS and AVI files. In each case, a default read 
  961. throughput and read size is given: AVI files default to 175,000 bytes per 
  962. second and have a default read size of 65,040 bytes (the size of application 
  963. reads to the file system default to the recommended value of 65,040). AVS file 
  964. have a default reservation of 150,000 bytes per second and a default read size 
  965. of 65,040 bytes. 
  966.  
  967. The last three entries in "Figure: OS/2 Resource Reservation System Log File" 
  968. show what happens when a file is opened: A reservation of 150,881 bytes per 
  969. second is made on Disk #1, and a similar reservation is made on Network Adapter 
  970. #0. After a matter of seconds, the reservation ended when session CLIENT1_5B90 
  971. closed the multimedia file. The actual reservation for this session did not use 
  972. the defaults, we know this because 150,881 does not match the configured 
  973. defaults for the AVS or AVI files as reported in the previous log entries. This 
  974. value was automatically computed using the QOSEA utility described above. 
  975.  
  976. The Reservable Capacity values shown in "Figure: OS/2 Resource Reservation 
  977. System Log File" were all derived automatically by the Resource Reservation 
  978. System. OS/2 LAN Server Ultimedia runs a special program to check how the disks 
  979. are configured and how fast they are - this process is called calibration. 
  980. Similar values are obtained for network adapters. It is possible for the 
  981. network administrator to alter the configuration values used by the Resource 
  982. Reservation System in the system initialization file shown in "Figure: OS/2 
  983. Resource Reservation Initialization File". 
  984.  
  985. [FILE]
  986.    readtput = 175000
  987.    fileext = AVI
  988.    readburst = 64000
  989.    writeburst = 0
  990.    writetput = 0
  991.  
  992. [MACHINE]
  993.    CPUTYPE = i486
  994.    CPUSPEED = 50
  995.    Bustype = MCA
  996.    reserved = 80
  997.  
  998. [FILE]
  999.    READTPUT = 150000
  1000.    FILEEXT = AVS
  1001.  
  1002. [NETWORK]
  1003.    ADAPTER = 0
  1004.    Reserved = 80
  1005.  
  1006. OS/2 Resource Reservation Initialization File 
  1007.  
  1008. The network administrator declares the type of computer that is being used in 
  1009. the [MACHINE] section. In both the [MACHINE] and [NETWORK] sections, there is a 
  1010. parameter keyword named Reserved which is used to tune the Resource Reservation 
  1011. System. Setting reserved to 80 permits up to 80% of the resource capacity to be 
  1012. used for multimedia, for example. In this way, the amount of resources that are 
  1013. set aside for multimedia streams can be restricted. It may be, for example, 
  1014. that the network administrator will not want to use 100% of network bandwidth 
  1015. for high-priority multimedia streams. Or the network administrator may want to 
  1016. set aside, say, no more than 80% of disk bandwidth for multimedia streams and 
  1017. leave 20% for ordinary file transfers. The RRS initialization file is also the 
  1018. place where files are configured for automatic reservation with their file type 
  1019. and default reservation parameters declared. 
  1020.  
  1021.  
  1022. ΓòÉΓòÉΓòÉ 4. The Multimedia Servers of the Future ΓòÉΓòÉΓòÉ
  1023.  
  1024.  
  1025. Multimedia Servers for Campus and Enterprise
  1026.  
  1027. The simplest multimedia server implementation is shown in "Figure: LAN Server 
  1028. Ultimedia Configuration" where the multimedia streams do not traverse 
  1029. multimedia hubs, routers or bridges; the clients are directly attached to the 
  1030. multimedia server by Ethernet or Token Ring links. There are few 
  1031. commercially-available hubs that perform a multimedia bridging and routing 
  1032. function, so this limitation is a practical necessity: The multimedia LAN 
  1033. server is the network backbone. The Multimedia LAN Server configuration is 
  1034. suitable for a small community of users in a workplace, classroom, kiosk or 
  1035. museum. The Multimedia LAN Server is a network-constrained configuration: The 
  1036. maximum capacity is determined by the bandwidth available through the four or 
  1037. five LAN attachment slots that are provided on most high-end PC servers 
  1038. (additional slots are needed for the disk controllers). Approximately ten 1.2 
  1039. Mbps multimedia streams can be supported through a Token Ring card and seven or 
  1040. eight can be supported on Ethernet cards. More streams can of course be 
  1041. supported when the rate of each stream is less than 1.2Mbps, and fewer streams 
  1042. of rates that exceed 1.2Mbps can be reserved. 
  1043.  
  1044. Our experience with OS/2 LAN Server Ultimedia suggests that considerably more 
  1045. than forty 1.2Mbps streams can be supported from a 486 PC server when the 
  1046. processor speed is at least 50MHz and a 40MBps system bus is used. It is 
  1047. possible that seventy to eighty 1.2Mbps video streams can be supported on such 
  1048. a server configuration, if the network capacity is be extended by using 100Mpbs 
  1049. or faster links from the server to a hub that performs multimedia routing and 
  1050. bridging functions to Ethernet and Token Ring clients. This is the 
  1051. configuration shown in "Figure: Multimedia Servers for Campus and Enterprise" 
  1052. (a): The clients remain attached to Ethernet and Token Ring LAN's, but a 
  1053. multimedia hub that is capable of performing resource reservation for 
  1054. multimedia streams is used by the server for switching or bridging 100Mbps 
  1055. traffic onto the slower, 10Mbps and 16Mbps LAN's. The Multimedia Campus Server 
  1056. is constrained by the speed of the system bus since transfers must occur twice 
  1057. - from disk to memory and from memory to network. 
  1058.  
  1059. To get more than forty 1.2Mbps video streams, or streams of comparable rates, 
  1060. from the disk subsystem, a RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) is used 
  1061. to provide both higher speed and more efficient storage. The use of 1GB and 2GB 
  1062. disk drives are satisfactory for small video clips, but movies on demand will 
  1063. require higher-capacity disk configurations since a typical movie may use 
  1064. almost two gigabytes of disk storage. 
  1065.  
  1066. As disk arrays that contain as much as 60GB of disk storage are connected to PC 
  1067. servers, the relative cost of the server is diminished relative to the cost of 
  1068. the disk storage. To maximize the utility of the investment in disk arrays, it 
  1069. is necessary to maximize the number of concurrent streams which can use them. 
  1070. Moreover, larger volumes of stored multimedia will have larger communities of 
  1071. user wanting access. Blocking, refusing or delaying access to multimedia 
  1072. servers is an annoyance which is foreign to people accustomed to CD players, 
  1073. telephones, and televisions. Server clusters can greatly expand the 
  1074. availability and accessibility of digital multimedia files. The configuration 
  1075. shown in "Figure: Multimedia Servers for Campus and Enterprise" (b) uses a 
  1076. B-ISDN ATM backbone to connect a file server cluster (RISC or Intel-based) or a 
  1077. multimedia file serving mainframe (or fast minicomputer) to Ethernet and Token 
  1078. Ring clients. B-ISDN quality of service (QoS) virtual channels (VC's) are used 
  1079. for the reserved multimedia streams, but unreserved streams for ordinary file 
  1080. transfers, small record reads, and file server commands must also be supported. 
  1081. The B-ISDN ATM QoS VC's provide bounded throughput, delay and delay variation 
  1082. for multimedia streams, and the infrastructure developed in "Figure: LAN Server 
  1083. Ultimedia Configuration" and "Figure: Multimedia Servers for Campus and 
  1084. Enterprise" (a) for requesting and using these services are applicable to this 
  1085. highly-developed multimedia network. OS/2 LAN Server Ultimedia which has been 
  1086. tested and developed for today's Multimedia LAN server environment shown in 
  1087. "Figure: LAN Server Ultimedia Configuration"uses a Q.933 Frame Relay QoS 
  1088. specification, at the network layer, which should be downwardly compatible with 
  1089. the B-ISDN ATM Q.93b QoS specification. Moreover, the multimedia hub shown in 
  1090. "Figure: Multimedia Servers for Campus and Enterprise"should be upgradable from 
  1091. a FDDI backbone to an ATM backbone to protect the customer's investment in 
  1092. these devices. And the Ethernet and Token Ring multimedia clients from the 
  1093. Multimedia LAN Server and Multimedia Campus Server configurations should work 
  1094. transparently with the Multimedia Enterprise Server as well. 
  1095.  
  1096.  
  1097. ΓòÉΓòÉΓòÉ 5. Conclusion ΓòÉΓòÉΓòÉ
  1098.  
  1099. IBM's OS/2 LAN Server Ultimedia provides a multimedia LAN Server that can 
  1100. deliver up to forty video streams to LAN-attached workstations. The client 
  1101. workstations can run popular multimedia file formats such as ActionMedia II AVS 
  1102. files, SoundBlaster VOC files, Microsoft Video for Windows and IBM's Multimedia 
  1103. Presentation Manager/2 files. 
  1104.  
  1105. The key feature of OS/2 LAN Server Ultimedia is quality of service (QoS) 
  1106. resource reservation to provide the highest-quality delivery of multimedia file 
  1107. elements from a high-performance server to LAN-attached client workstations. 
  1108. Quality of service support begins with individual files, and LAN Server 
  1109. Ultimedia provides utility programs that compute the resource reservation 
  1110. needed for each individual file that is played. LAN Server Ultimedia has 
  1111. configuration utilities to determine the capacity of the server disk subsystem 
  1112. for multimedia files and to determine the speed of LAN adapters installed on 
  1113. the server. Files that are "played" from an OS/2 LAN Server Ultimedia server 
  1114. have reservations made automatically, at the time the file is opened, on the 
  1115. server's disk, file system and network subsystems. The quality of multimedia 
  1116. delivery of OS/2 LAN Server Ultimedia has been tested under a variety of server 
  1117. and network loads. On the Token-Ring, priority is used to ensure that adequate 
  1118. bandwidth is available for the playback of each multimedia file having a 
  1119. reservation. Ethernet networks should be dedicated to the multimedia flows from 
  1120. the server. In all cases, server quality of service is protected using priority 
  1121. control on disks, server computer hardware and server network adapters. 
  1122.  
  1123. OS/2 LAN Server Ultimedia 1.0 is a multimedia client/server product that can 
  1124. run today's multimedia applications over today's networks. The design of OS/2 
  1125. LAN Server Ultimedia, moreover, is one that will provide the QoS resource 
  1126. reservation infrastructure needed for future environments that include 
  1127. high-speed FDDI, 100Mbps Ethernet with priority channels and B-ISDN ATM local 
  1128. area networks. 
  1129.  
  1130. --------------------------------------------------------------------------------
  1131.  
  1132. OS/2 LAN Server, Multimedia Presentation Manager/2, OS/2, AIX, OS/2 LAN Server 
  1133. Ultimedia, and ActionMedia II are trademarks of IBM Corporation. 
  1134.  
  1135. Windows, Windows NT, Video for Windows, and Indeo are trademarks of Microsoft 
  1136. Corporation. 
  1137.  
  1138. SoundBlaster and SoundBlaster Pro are trademarks of Creative Labs Incorporated. 
  1139.  
  1140. Unix is a trademark of Unix System Laboratories. 
  1141.  
  1142.