ISO/IEC 14476-2:2003
(Main)Information technology — Enhanced communications transport protocol: Specification of QoS management for simplex multicast transport — Part 2:
Information technology — Enhanced communications transport protocol: Specification of QoS management for simplex multicast transport — Part 2:
ISO/IEC 14476-2:2003 is an integral part of ITU-T Recommendation X.ectp | ISO/IEC 14476 having the main title of Enhanced communications transport protocol, which is a family of protocol specifications designed to support multicast transport services. ISO/IEC 14476-1 provides a specification of various protocol operations for simplex multicast transport. Those protocol operations include connection management such as connection creation/termination and connection pause/resume, membership management such as late join, user leave and membership tracking, and error control for multicast data transport such as error detection and recovery. ISO/IEC 14476-2:2003 provides a specification of QoS management for accomplishing desirable quality of service in simplex multicast transport connection. ISO/IEC 14476-2:2003 describes the following QoS management operations: a) QoS negotiation For QoS negotiation, this specification assumes that a desired QoS level for multicast application service can be expressed in terms of a set of QoS parameters. QoS negotiation is performed via exchange of control packets between sender and receivers. Sender proposes the target values of QoS parameters obtained from the application's requirements, and then each receiver can propose modified values based on its system and/or network capacity. Sender arbitrates the modified values proposed by receivers. Target values for QoS parameters can be used as input parameters for reservation of network resources. b) QoS monitoring QoS control in ECTP is based on feedback of control packets from receivers. The feedback messages from receivers enable the sender to keep track of the number of active receivers and also to monitor the connection status for multicast data transport. QoS monitoring is designed to allow the sender to diagnose the connection status in terms of QoS parameter values, and thus to take the necessary actions for maintaining the connection status at a desired QoS level. The monitored connection status will be reported to the application at the sender side. The information conveyed could provide statistics useful for billing purposes, for example. c) QoS maintenance Based on feedback information from receivers, the sender takes one or more actions so as to maintain the connection status at a desired QoS level. These QoS maintenance actions include adjustment of the data transmission rate, connection pause and resume, troublemaker ejection and connection termination operations. These QoS monitoring and maintenance functions, based on monitored parameter status, provide rate-based congestion control. ISO/IEC 14476-2:2003 is an integral part of ITU-T draft Recommendation X.ectp | ISO/IEC 14476, which has 6 parts. All the protocol components, including packet formats and protocol procedures specified in ITU-T draft Recommendation X.606 | ISO/IEC 14476-1, are also valid in ISO/IEC 14476-2:2003.
Technologies de l'information — Protocole de transport de communications amélioré: Spécification de la gestion de la qualité de service pour le transport simplex en multidiffusion — Partie 2:
L'ISO/CEI 14476-2:2003 fait partie intégrante des Recommandations UIT-T de la série X.606.x | ISO/CEI 14476 ayant le titre principal de protocole de transport de communications amélioré, qui constitue une famille de spécifications de protocole spécialement conçues pour prendre en charge les services de transport avec multidiffusion. L'ISO/CEI 14476-1 contient les spécifications de diverses opérations protocolaires pour le transport simplex en multidiffusion. Ces opérations portent sur la gestion des connexions telle la création/terminaison de connexion, la pause/reprise de connexion, la gestion des membres tels les participants tardifs, l'abandon par l'utilisateur et le suivi des participants, le contrôle d'erreur dans le transport de données multidiffusées telle la détection/correction d'erreur. L'ISO/CEI 14476-2:2003 contient une spécification de la gestion de la QS visant à obtenir la qualité de service souhaitée sur une connexion de transport simplex en multidiffusion. L'ISO/CEI 14476-2:2003 décrit les opérations de gestion de QS suivantes: a) Négociation de la QS En ce qui concerne la négociation de la QS, on suppose dans la présente Spécification que le niveau de QS souhaité pour un service d'application de multidiffusion peut être exprimé par un ensemble de paramètres de QS. La négociation de la QS est réalisée via l'échange de paquets de commande entre expéditeur et destinataires. L'expéditeur propose des valeurs cibles pour les paramètres de QS déterminés à partir des exigences associées à l'application, ensuite chaque destinataire peut proposer des valeurs modifiées fondées sur les capacités de son propre système et/ou du réseau. L'expéditeur procède à un choix en fonction des valeurs modifiées proposées par les destinataires. Les valeurs cibles des paramètres de QS peuvent être utilisées comme paramètres d'entrée pour la réservation des ressources de réseau. b) Surveillance de la QS La gestion de la QS dans le protocole ECTP se fonde sur la réaction des destinataires par paquets de gestion. Les messages de réaction provenant des destinataires permettent à l'expéditeur de connaître le nombre de destinataires actifs et également de surveiller l'état de la connexion utilisée pour le transport de données multidiffusées. La surveillance de la QS a pour but de permettre à l'expéditeur de faire des diagnostics sur l'état de la connexion en termes de valeurs de paramètres de QS et ainsi de prendre les mesures nécessaires pour maintenir la connexion au niveau de QS souhaité. L'état de la connexion surveillée sera signalé à l'application côté expéditeur. L'information acheminée doit permettre l'établissement de statistiques utiles pour la facturation par exemple. c) Maintien de la QS Sur la base des informations communiquées par réaction par les destinataires, l'expéditeur prend les mesures nécessaires pour maintenir la QS de la connexion au niveau souhaité. Parmi ces mesures figurent l'ajustement du débit de transmission de données, la pause et la reprise de la connexion, l'éjection de l'élément perturbateur et les opérations de terminaison de la connexion. Ces fonctions de surveillance et de maintien de la QS, basées sur l'état des paramètres observés, permettent une gestion des encombrements par le débit. L'ISO/CEI 14476-2:2003 fait partie intégrante des Recommandations UIT-T de la série X.606.x | ISO/CEI 14476, qui comporte 6 parties. Toutes les composantes du protocole, y compris les formats des paquets et les procédures protocolaires spécifiés dans la Rec. UIT-T X.606 | ISO/CEI 14476-1, sont également valables dans l'ISO/CEI 14476-2:2003.
General Information
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INTERNATIONAL ISO/IEC
STANDARD 14476-2
First edition
2003-12-15
Information technology — Enhanced
communications transport protocol:
Specification of QoS management for
simplex multicast transport
Technologies de l’information — Protocole de transport de
communications amélioré. Spécification de gestion QoS pour
le transport simplex en multidiffusion
Reference number
ISO/IEC 14476-2:2003(E)
©
ISO/IEC 2003
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ISO/IEC 14476-2:2003(E)
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ii © ISO/IEC 2003 – All rights reserved
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ISO/IEC 14476-2:2003(E)
CONTENTS
Page
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Definitions. 2
3.1 Terms defined in ITU-T Rec. X.605 | ISO/IEC 13252. 2
3.2 Terms defined in ITU-T Rec. X.606 | ISO/IEC 14476-1 . 2
3.3 Terms defined in this Recommendation | International Standard. 2
4 Abbreviations . 2
4.1 Packet types. 2
4.2 Miscellaneous. 3
5 Conventions. 3
6 Overview . 3
7 Components for QoS management. 6
7.1 Connection information element. 6
7.2 QoS parameters . 7
7.3 QoS extension element. 7
7.4 Acknowledgement element. 9
7.5 Packets used for QoS management . 10
8 Procedures for QoS management . 10
8.1 QoS negotiation. 10
8.1.1 Negotiation procedures . 11
8.1.2 QoS negotiation in the tree hierarchy. 12
8.1.3 MSS negotiation. 12
8.1.4 Resource reservation . 12
8.2 QoS monitoring. 13
8.2.1 Generation of ACK . 13
8.2.2 Measurement of QoS parameter values. 13
8.2.3 Mapping to a parameter status value. 14
8.2.4 Reporting toward the sender . 14
8.3 QoS maintenance . 15
8.3.1 Adjustment of data transmission rate. 16
8.3.2 Connection pause and resume. 16
8.3.3 Troublemaker ejection . 17
8.3.4 Connection termination. 17
9 Timers and variables . 17
9.1 Timers . 17
9.2 Operation variables . 17
Annex A – Interworking between ECTP and RSVP for resource reservation. 19
A.1 ECTP QoS parameters . 19
A.2 Overview of RSVP. 19
A.2.1 RSVP SENDER_TSPEC . 19
A.2.2 RSVP ADSPEC . 20
A.2.3 RSVP FLOWSPEC. 20
A.2.4 RSVP API . 20
A.3 An example of the parameter mapping between RSVP and ECTP. 21
A.4 A scenario of interworking between ECTP and RSVP . 21
Annex B – Application Programming Interfaces. 24
B.1 Overview. 24
B.1.1 API functions . 24
B.1.2 Use of ECTP API functions . 24
B.2 ECTP API functions. 25
B.2.1 msocket(). 25
B.2.2 mbind(). 26
B.2.3 maccept(). 27
B.2.4 mconnect() . 28
© ISO/IEC 2003 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/IEC 14476-2:2003(E)
Page
B.2.5 msend() . 28
B.2.6 mrecv(). 29
B.2.7 mclose(). 30
B.2.8 mgetsockopt() and msetsockopt() . 30
B.3 An example of the msocket.h header file . 32
Bibliography. 36
iv © ISO/IEC 2003 – All rights reserved
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ISO/IEC 14476-2:2003(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) and IEC (the International Electrotechnical
Commission) form the specialized system for worldwide standardization. National bodies that are members of
ISO or IEC participate in the development of International Standards through technical committees
established by the respective organization to deal with particular fields of technical activity. ISO and IEC
technical committees collaborate in fields of mutual interest. Other international organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO and IEC, also take part in the work. In the field of information
technology, ISO and IEC have established a joint technical committee, ISO/IEC JTC 1.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of the joint technical committee is to prepare International Standards. Draft International
Standards adopted by the technical committee are circulated to the member bodies for voting. Publication as
an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/IEC 14476-2 was prepared by Joint Technical Committee ISO/IEC JTC 1, Information technology,
Subcommittee SC 6, Telecommunications and information exchange between systems, in collaboration with
ITU-T. The identical text is published as ITU-T Rec. X.606.1.
ISO/IEC 14476 consists of the following parts, under the general title Information technology — Enhanced
communications transport protocol:
— Part 1: Specification of simplex multicast transport
— Part 2: Specification of QoS management for simplex multicast transport
— Part 3: Specification of duplex multicast transport
— Part 4: Specification of QoS management for duplex multicast transport
— Part 5: Specification of n-plex multicast transport
— Part 6: Specification of QoS management for n-plex multicast transport
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ISO/IEC 14476-2:2003(E)
Introduction
This Recommendation | International Standard specifies the Enhanced Communications Transport Protocol (ECTP),
which is a transport protocol designed to support Internet multicast applications running over multicast-capable
networks. ECTP operates over IPv4/IPv6 networks that have the IP multicast forwarding capability with the help of
IGMP and IP multicast routing protocols, as shown in Figure 1. ECTP could possibly be provisioned over UDP.
Internet Multicast Applications
Enhanced Communications Transport Protocol
UDP
IP Multicast
Figure 1 – ECTP model
ECTP is targeted to support tightly controlled multicast connections in simplex, duplex and N-plex applications. This
part of ECTP (part 2) specifies the QoS management functions for stable management of the QoS of connection users in
a simplex multicast connection. QoS management functionality consists of QoS negotiation, QoS monitoring, and QoS
maintenance operations. The protocol procedures for reliability control in simplex multicast transport are defined in
ECTP part 1 (ITU-T Rec. X.606 | ISO/IEC 14476-1), which forms an integral part of this Recommendation |
International Standard. Further parts of the standard will define control procedures and associated QoS management
functions respectively for the duplex case (X.ectp-3 | ISO/IEC 14476-3 and X.ectp-4 | ISO/IEC 14476-4) and for the
N-plex case (X.ectp-5 | ISO/IEC 14476-5 and X.ectp-6 | ISO/IEC 14476-6).
In ECTP, all prospective members are enrolled into a multicast group, before a connection or session is created. Those
members define an enrolled group. Each receiver in the enrolled group is referred to as an enrolled receiver. In the
enrolment process, each member will be authenticated. The group information, including group key and IP multicast
addresses and port numbers, will be distributed to the enrolled members during the enrolment process. An ECTP
connection is created for these enrolled group members.
The sender is at the heart of multicast group communications. A single sender in the simplex multicast connection is
assigned the role of the connection owner, designated top owner (TO) in this Specification. The connection owner is
responsible for overall connection management by governing the connection creation and termination, the connection
pause and resumption, and the late join and leave operations.
The sender triggers the connection creation process. Some or all of the enrolled receivers will participate in the
connection, becoming designated "active receivers”. Receivers active at this stage are able to participate in negotiating
the desired quality of service for the session. Any enrolled receiver that is not active at this stage may participate in the
connection as a late-joiner, but will have to accept the established QoS. An active receiver can leave the connection.
After the connection is created, the sender begins to transmit multicast data. While the connection is active, the sender
monitors the status of the session via feedback control packets from the active receivers.
The sender may take a range of actions if network problems (such as severe congestion) are indicated by the feedback
received from active receivers. These actions include adjusting the data transmission rate, suspending multicast data
transmission temporarily, or in the last resort, terminating the connection.
This QoS management specification can be used in the multicast applications that want to support various QoS
requirements and the corresponding billing/charging models.
vi © ISO/IEC 2003 – All rights reserved
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ISO/IEC 14476-2:2003 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
ITU-T RECOMMENDATION
Information technology – Enhanced Communications Transport Protocol:
Specification of QoS management for simplex multicast transport
1 Scope
This Recommendation | International Standard is an integral part of ITU-T Recs X.606.x | ISO/IEC 14476 "ECTP:
Enhanced Communications Transport Protocol", which is a family of Protocol Specifications designed to support
multicast transport services.
ITU-T Rec. X.606 | ISO/IEC 14476-1 provides a specification of various protocol operations for simplex multicast
transport. Those protocol operations include connection management such as connection creation/termination and
connection pause/resume, membership management such as late join, user leave and membership tracking, and error
control for multicast data transport such as error detection and recovery.
This part of the Recommendation | International Standard provides a specification of QoS management for
accomplishing desirable quality of service in simplex multicast transport connection.
This Specification describes the following QoS management operations:
a) QoS negotiation
For QoS negotiation, this Specification assumes that a desired QoS level for multicast application service
can be expressed in terms of a set of QoS parameters. QoS negotiation is performed via exchange of
control packets between sender and receivers. Sender proposes the target values of QoS parameters
obtained from the application's requirements, and then each receiver can propose modified values based
on its system and/or network capacity. Sender arbitrates the modified values proposed by receivers.
Target values for QoS parameters can be used as input parameters for reservation of network resources.
b) QoS monitoring
QoS control in ECTP is based on feedback of control packets from receivers. The feedback messages
from receivers enable the sender to keep track of the number of active receivers and also to monitor the
connection status for multicast data transport. QoS monitoring is designed to allow the sender to
diagnose the connection status in terms of QoS parameter values, and thus to take the necessary actions
for maintaining the connection status at a desired QoS level. The monitored connection status will be
reported to the application at the sender side. The information conveyed could provide statistics useful
for billing purposes, for example.
c) QoS maintenance
Based on feedback information from receivers, the sender takes one or more actions so as to maintain the
connection status at a desired QoS level. These QoS maintenance actions include adjustment of the data
transmission rate, connection pause and resume, troublemaker ejection and connection termination
operations. These QoS monitoring and maintenance functions, based on monitored parameter status,
provide rate-based congestion control.
This Recommendation | International Standard is an integral part of ITU-T Recs X.606.x | ISO/IEC 14476, which has
6 parts. All of the protocol components, including packet formats and protocol procedures specified in
ITU-T Rec. X.606 | ISO/IEC 14476-1, are also valid in this Recommendation | International Standard.
2 Normative references
The following Recommendations and International Standards contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this Recommendation | International Standard. At the time of publication, the editions indicated
were valid. All Recommendations and Standards are subject to revision, and parties to agreements based on this
Recommendation | International Standard are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent
edition of the Recommendations and Standards listed below. Members of IEC and ISO maintain registers of currently
valid International Standards. The Telecommunication Standardization Bureau of the ITU maintains a list of currently
valid ITU-T Recommendations.
– ITU-T Recommendation X.601 (2000), Multi-peer communications framework.
– ITU-T Recommendation X.605 (1998) | ISO/IEC 13252:1999, Information technology – Enhanced
Communications Transport Service definition.
ITU-T Rec. X.606.1 (02/2003) 1
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ISO/IEC 14476-2:2003 (E)
– ITU-T Recommendation X.606 (2001) | ISO/IEC 14476-1:2002, Information technology – Enhanced
Communications Transport Protocol: Specification of Simplex Multicast Transport.
3 Definitions
3.1 Terms defined in ITU-T Rec. X.605 | ISO/IEC 13252
This Recommendation | International Standard is based on the concepts developed in Enhanced Communications
Transport Service (ITU-T Rec. X.605 | ISO/IEC 13252).
a) QoS parameters;
b) QoS negotiation; and
c) QoS arbitration.
3.2 Terms defined in ITU-T Rec. X.606 | ISO/IEC 14476-1
This Recommendation | International Standard is described based on the concepts and terms developed in the
specification of simplex multicast transport on ECTP (ITU-T Rec. X.606 | ISO/IEC 14476-1).
a) application;
b) packet;
c) sender;
d) receiver;
e) tree;
f) parent; and
g) child.
3.3 Terms defined in this Recommendation | International Standard
For the purposes of this Recommendation | International Standard, the following definitions apply:
a) QoS monitoring: Is the protocol operation that is used to diagnose the current connection status. For
QoS monitoring, each receiver is required to measure the experienced parameter values and to report
them to sender. Sender aggregates the status information reported from receivers.
b) QoS maintenance: Is the protocol operation that is used to maintain the connection status at a desired
QoS level. Sender takes QoS maintenance actions based on the monitored status information.
4 Abbreviations
For the purposes of this Recommendation | International Standard, the following abbreviations apply.
4.1 Packet types
ACK Acknowledgment
CC Connection Creation Confirm
CR Connection Creation Request
CT Connection Termination
DT Data
HB Heartbeat
JC Late Join Confirm
JR Late Join Request
LR Leave Request
ND Null Data
RD Retransmission Data
2 ITU-T Rec. X.606.1 (02/2003)
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ISO/IEC 14476-2:2003 (E)
4.2 Miscellaneous
API Application Programming Interfaces
CHQ Controlled Highest Quality
Diffserv Differentiated Services
ECTP Enhanced Communications Transport Protocol
ECTS Enhanced Communications Transport Services
IP Internet Protocol
LQA Lowest Quality Allowed
MSS Maximum Segment Size
OT Operating Target
QoS Quality of Service
RSVP Resource Reservation Protocol
5 Conventions
In this Recommendation | International Standard, the key words "MUST", "REQUIRED”, "SHALL", "MUST NOT",
"SHALL NOT", "SHOULD", "SHOULD NOT", "MAY", and "OPTIONAL" indicate requirement levels for compliant
ECTP implementations.
6 Overview
This Recommendation | International Standard provides a specification of QoS management for one-to-many (simplex)
multicast transport connections. This Specification describes the following QoS management operations:
1) QoS negotiation, including reservation of network resources;
2) QoS monitoring; and
3) QoS maintenance.
In the connection creation phase, sender informs the receivers whether QoS management is enabled. When QoS
management is enabled, sender must also specify whether or not QoS negotiation will be performed in the connection.
QoS monitoring and maintenance operations are performed, only if QoS management is enabled.
Figure 2 illustrates these QoS management operations for the simplex multicast connection. In the figure, the protocol
operations marked as dotted lines are specified in ITU-T Rec. X.600 | ISO/IEC 14476-1.
ITU-T Rec. X.606.1 (02/2003) 3
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ISO/IEC 14476-2:2003 (E)
Connection Creation
Control tree creation
QoS negotiation
Multicast data transfer
ECTP
Tree-based reliability control
connection
lifetime
Tree membership maintenance
Late Join and Leave
QoS monitoring
QoS maintenance
Connection Termination
X.606.1_F02
Figure 2 – QoS management in ECTP
In general, QoS represents the quality of service required for satisfactory reception of application data at a receiver, to
achieve desirable audio/video display quality for example. In this Specification, it is assumed that the QoS requirements
of an application are expressed in terms of one or more QoS parameters such as throughput, transit delay, transit delay
jitter, and data loss rate. Depending on the application's requirements, some of these QoS parameters may not be used in
the connection. For example, a non-real time service might not impose the transit delay requirement.
From the requirements of applications, sender will determine the target values for each QoS parameter. How to map
from the application's requirements to those target parameter values is outside the scope of this Specification.
Application programs could be used to carry out such mappings.
QoS negotiation is performed in the connection creation phase. Sender proposes the desired target values for each QoS
parameter to all receivers by multicast. For throughput, three target values are specified: CHQ (controlled highest
quality), OT (operating target) and LQA (lowest quality allowed). For the other parameters such as transit delay, transit
delay jitter, and data loss rate, only two target values are specified: OT and LQA.
If QoS negotiation is enabled, each receiver can propose modifications to the sender's proposed parameter values. These
modified values will be determined by considering the system capacity at the receiver side and network environments.
The following restrictions are imposed for modification of parameter values by receivers:
1) OT values must not be modified by receivers;
2) the values modified by receivers must be within LQA and CHQ values proposed by sender.
The parameter values modified by receivers are delivered to sender via ACK messages. The sender arbitrates different
parameter values for various receivers by taking a commonly agreed range of values.
4 ITU-T Rec. X.606.1 (02/2003)
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/IEC 14476-2:2003 (E)
Figure 3 shows an abstract sketch of QoS negotiation that can occur in ECTP. From the application's requirements, a set
of target QoS parameter values will be configured at the sender. Sender informs the receivers about the target values
(step 1). Based on those target values, each receiver begins to make resource reservations with the help of RSVP or
Diffserv (step 2). If QoS negotiation is enabled in the connection, each receiver may propose modified values for QoS
parameters (step 3). From the modified parameter values, the sender determines the arbitrated values (step 4). These
arbitrated values are delivered to the receiver via subsequent HB or JC packets, and will be used for QoS monitoring
and maintenance.
Application's requirements
Target values for QoS parameters
Sender 4
1 1
1
3
3 3
Receiver 2 Receiver 2 Receiver 2
X.606.1_F03
1 Target values proposed by sender
2 Reservation of network resources by receiver
3 Values modified by receiver
4 Arbitration of the modified values by sender
Figure 3 – QoS negotiation
After an ECTP connection is created, and if QoS management is enabled, the QoS monitoring and maintenance
operations are performed for the multicast data transmission. For QoS monitoring, each receiver is required to measure
the parameter values experienced. Based on the measured values and the negotiated values, a receiver determines a
parameter status value for each parameter as an integer: normal (0), reasonable (1), possibly abnormal (2), or abnormal
(3). These status values will be delivered to the sender via ACK packets.
Sender aggregates the parameter status values reported from the receivers. If a control tree is employed, each parent LO
node aggregates the measured values reported from its children, and forwards the aggregated value(s) to its own parent
using ACK packets.
Figure 4 illustrates the QoS monitoring and maintenance operations described in this Specification.
ITU-T Rec. X.606.1 (02/2003) 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/IEC 14476-2:2003 (E)
Adjustment of Connection Troublemaker Connection
Data transmission rate Pause and Resume Ejection Termination
QoS maintenance
QoS monitoring
Receiver
Sender Receiver
Receiver
X.606.1_F04
Multicast data transmission
Figure 4 – Conceptual sketch of QoS monitoring and maintenance
Sender takes QoS maintenance actions necessary to maintain the connection status at a desired QoS level, based on the
monitored status values. Specific rules are pre-configured to trigger QoS maintenance actions such as data transmission
rate adjustment, connection pause and resume
...
NORME ISO/CEI
INTERNATIONALE 14476-2
Première édition
2003-12-15
Technologies de l'information —
Protocole de transport de
communications amélioré: Spécification
de la gestion de la qualité de service pour
le transport simplex en multidiffusion
Information technology — Enhanced communications transport
protocol: Specification of QoS management for simplex multicast
transport
Numéro de référence
ISO/CEI 14476-2:2003(F)
©
ISO/CEI 2003
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ISO/CEI 14476-2:2003(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO/CEI 2003 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/CEI 14476-2:2003(F)
TABLE DES MATIÈRES
Page
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 2
3 Définitions. 2
3.1 Termes définis dans la Rec. UIT-T X.605 | ISO/CEI 13252. 2
3.2 Termes définis dans la Rec. UIT-T X.606 | ISO/CEI 14476-1. 2
3.3 Termes définis dans la présente Recommandation | Norme internationale. 2
4 Abréviations . 3
4.1 Types de paquet. 3
4.2 Divers. 3
5 Conventions. 3
6 Aperçu général . 3
7 Composantes de la gestion de QS. 6
7.1 Elément d'information de connexion. 6
7.2 Paramètres de QS . 7
7.3 Elément d'extension de QS. 8
7.4 Elément accusé de réception . 9
7.5 Paquets utilisés pour la gestion de la QS. 10
8 Procédures de gestion de la QS . 10
8.1 Négociation de la QS . 11
8.1.1 Procédures de négociation. 11
8.1.2 Négociation de la QS dans une hiérarchie arborescente. 12
8.1.3 Négociation MSS . 12
8.1.4 Réservation des ressources. 13
8.2 Surveillance de la QS. 13
8.2.1 Génération de l'ACK. 14
8.2.2 Mesure des valeurs des paramètres de QS . 14
8.2.3 Mappage en une valeur d'état d'un paramètre . 15
8.2.4 Rapport à l'expéditeur . 15
8.3 Maintien de la QS. 16
8.3.1 Ajustement du débit de transmission de données. 17
8.3.2 Pause et reprise de la connexion . 17
8.3.3 Elimination de l'élément perturbateur . 18
8.3.4 Terminaison d'une connexion . 18
9 Temporisations et variables. 18
9.1 Temporisations. 18
9.2 Variables opérationnelles . 19
Annexe A – Interfonctionnement entre les protocoles ECTP et RSVP pour la réservation des ressources. 20
A.1 Paramètres de QS ECTP . 20
A.2 Aperçu général du protocole RSVP . 20
A.2.1 Objet RSVP SENDER_TSPEC . 20
A.2.2 Objet RSVP ADSPEC . 21
A.2.3 Objet RSVP FLOWSPEC. 21
A.2.4 Interface API RSVP . 21
A.3 Exemple de mappage des paramètres entre protocoles RSVP et ECTP. 22
A.4 Scénario d'interfonctionnement entre protocoles ECTP et RSVP. 22
Annexe B – Interfaces de programmation d'application. 25
B.1 Aperçu général . 25
B.1.1 Fonctions de l'interface API. 25
B.1.2 Utilisation des fonctions API ECTP. 25
B.2 Fonctions API ECTP. 26
B.2.1 Fonction msocket() . 26
B.2.2 Fonction mbind(). 27
B.2.3 Fonction maccept() . 29
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ISO/CEI 14476-2:2003(F)
Page
B.2.4 Fonction mconnect() . 29
B.2.5 Fonction msend() . 30
B.2.6 Fonction mrecv(). 31
B.2.7 Fonction mclose() . 31
B.2.8 Fonctions mgetsockopt() et msetsockopt(). 32
B.3 Exemple d'un fichier d'en-tête msocket.h. 34
Bibliographie. 37
iv © ISO/CEI 2003 – Tous droits réservés
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ISO/CEI 14476-2:2003(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) et la CEI (Commission électrotechnique internationale) forment le
système spécialisé de la normalisation mondiale. Les organismes nationaux membres de l'ISO ou de la CEI participent au
développement de Normes internationales par l'intermédiaire des comités techniques créés par l'organisation concernée
afin de s'occuper des domaines particuliers de l'activité technique. Les comités techniques de l'ISO et de la CEI
collaborent dans des domaines d'intérêt commun. D'autres organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO et la CEI participent également aux travaux. Dans le domaine des technologies
de l'information, l'ISO et la CEI ont créé un comité technique mixte, l'ISO/CEI JTC 1.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale du comité technique mixte est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par le comité technique mixte sont soumis aux organismes nationaux pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des organismes nationaux votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de droits de
propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO et la CEI ne sauraient être tenues pour responsables de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO/CEI 14476-2 a été élaborée par le comité technique mixte ISO/CEI JTC 1, Technologie de l’information
sous-comité SC 6, Téléinformatique, en collaboration avec l’UIT-T. Le texte identique est publié en tant que
Rec. UIT-T X.606.1.
L'ISO/CEI 14476 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Technologies de l’information —
Protocole de transport de communications amélioré:
— Partie 1: Spécification pour le transport simplex en multidiffusion
— Partie 2: Spécification de la gestion de la qualité de service pour le transport simplex en multidiffusion
— Partie 3: Spécification pour le transport duplex en multidiffusion
— Partie 4: Spécification de la gestion de la qualité de service pour le transport duplex en multidiffusion
— Partie 5: Spécification pour le transport n-plex en multidiffusion
— Partie 6: Spécification de la gestion de la qualité de service pour le transport n-plex en multidiffusion
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ISO/CEI 14476-2:2003(F)
Introduction
La présente Recommandation | Norme internationale définit le protocole de transport de communications amélioré
(ECTP, enhanced communications transport protocol), qui est un protocole de transport visant à prendre en charge les
applications multidiffusion Internet fonctionnant sur les réseaux pouvant assurer la multidiffusion. Le protocole ECTP
fonctionne sur les réseaux IPv4/IPv6 ayant une capacité de transmission multidiffusion IP au moyen de protocoles de
routage multidiffusion IP et IGMP, comme indiqué à la Figure 1. Le protocole ECTP peut être configuré en mode UDP.
Applications multidiffusion Internet
Protocole de transport de communications amélioré
Protocole UDP
Multidiffusion IP
Figure 1 – Modèle ECTP
Le protocole ECTP est destiné à prendre en charge des connexions de multidiffusion étroitement gérées dans les
applications simplex, duplex et N-plex. Cette partie du protocole (partie 2) définit les fonctions de gestion de la QS en
vue d'une gestion stable de la qualité de service pour les utilisateurs de la connexion en mode simplex à multidiffusion.
Cette fonction de gestion de la QS peut être assurée au moyen d'opérations de négociation, de surveillance et de
maintien de la qualité de service. Les procédures protocolaires de la gestion de la fiabilité pour le transport simplex en
multidiffusion sont définies dans la partie 1 de l'ECTP (Rec. UIT-T X.606 | ISO/CEI 14476-1) qui fait partie intégrante
de la présente Recommandation | Norme internationale. D'autres parties de la norme définiront les procédures de
commande et les fonctions associées de gestion de la QS pour le mode duplex (X.ectp-3 | ISO/CEI 14476-3 et X.ectp-4 |
ISO/CEI 14476-4) et le mode N-plex (X.ectp-5 | ISO/CEI 14476-5 et X.ectp-6 | ISO/CEI 14476-6).
En mode ECTP, tous les membres potentiels sont enrôlés dans un groupe de multidiffusion avant la création d'une
connexion ou d'une session. Ces membres définissent un groupe enrôlé. Chaque destinataire du groupe enrôlé est
dénommé destinataire enrôlé. Pendant le processus d'enrôlement, chaque membre sera authentifié. Les informations de
groupe, y compris la clé de groupe, les adresses multidiffusion IP et les numéros de ports, seront distribuées aux
membres enrôlés pendant le processus d'enrôlement. Une connexion ECTP est créée pour ces membres du groupe
enrôlé.
L'expéditeur est au centre des communications du groupe multidiffusé. Dans la connexion multidiffusion simplex, le
rôle de propriétaire de la connexion est attribué à un seul expéditeur appelé propriétaire principal (TO, top owner) dans
la présente Spécification. Le propriétaire de la connexion est responsable de la gestion globale de la connexion en ce
sens qu'il gère les opérations de création et de fin de connexion, de pause et de reprise de connexion, de participation à
une connexion et de sortie.
L'expéditeur déclenche le processus de création de connexion. Une partie ou la totalité des destinataires enrôlés
participeront à la connexion et seront appelés "destinataires actifs". Les destinataires actifs à ce stade peuvent participer
à la négociation de la qualité de service souhaitée pour la session. Tout destinataire enrôlé qui n'est pas alors actif peut
participer à la connexion en tant que participant tardif, mais il devra accepter la QS établie. Un destinataire actif peut
quitter la connexion.
Après création de la connexion, l'expéditeur commence à émettre des données multidiffusées. Pendant que la connexion
est active, l'expéditeur observe l'état de la session via des paquets de réaction provenant des destinataires actifs.
L'expéditeur peut prendre un certain nombre de mesures si les problèmes dans le réseau (encombrement sévère par
exemple) sont signalés par les destinataires actifs. Parmi ces mesures, citons l'ajustement du débit de transmission de
données, la suspension temporaire de la transmission de données multidiffusées ou en dernier ressort, la terminaison de
la connexion.
La présente spécification de gestion de la QS peut être utilisée dans les applications de multidiffusion pour lesquelles on
souhaite la prise en charge de diverses exigences en matière de QS et les différents modèles de facturation/taxation
associés.
vi © ISO/CEI 2003 – Tous droits réservés
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ISO/CEI 14476-2:2003 (F)
NORME INTERNATIONALE
RECOMMANDATION UIT-T
Technologies de l'information – Protocole de transport de communications
amélioré: spécification de la gestion de la qualité de service pour
le transport simplex en multidiffusion
1 Domaine d'application
La présente Recommandation | Norme internationale fait partie intégrante des Recommandations UIT-T de la série
X.606.x | ISO/CEI 14476 "Protocole ECTP: protocole de transport de communications amélioré", qui constitue une
famille de spécifications de protocole spécialement conçues pour prendre en charge les services de transport avec
multidiffusion.
La Rec. UIT-T X.606 | ISO/CEI 14476-1 contient les spécifications de diverses opérations protocolaires pour le
transport simplex en multidiffusion. Ces opérations portent sur la gestion des connexions telle la création/terminaison
de connexion, la pause/reprise de connexion, la gestion des membres tels les participants tardifs, l'abandon par
l'utilisateur et le suivi des participants, le contrôle d'erreur dans le transport de données multidiffusées telle la
détection/correction d'erreur.
Cette partie de la Recommandation | Norme internationale contient une spécification de la gestion de la QS visant à
obtenir la qualité de service souhaitée sur une connexion de transport simplex en multidiffusion.
La présente Spécification décrit les opérations de gestion de QS suivantes:
a) Négociation de la QS
En ce qui concerne la négociation de la QS, on suppose dans la présente Spécification que le niveau
de QS souhaité pour un service d'application de multidiffusion peut être exprimé par un ensemble de
paramètres de QS. La négociation de la QS est réalisée via l'échange de paquets de commande entre
expéditeur et destinataires. L'expéditeur propose des valeurs cibles pour les paramètres de QS déterminés
à partir des exigences associées à l'application, ensuite chaque destinataire peut proposer des valeurs
modifiées fondées sur les capacités de son propre système et/ou du réseau. L'expéditeur procède à un
choix en fonction des valeurs modifiées proposées par les destinataires. Les valeurs cibles des paramètres
de QS peuvent être utilisées comme paramètres d'entrée pour la réservation des ressources de réseau.
b) Surveillance de la QS
La gestion de la QS dans le protocole ECTP se fonde sur la réaction des destinataires par paquets de
gestion. Les messages de réaction provenant des destinataires permettent à l'expéditeur de connaître le
nombre de destinataires actifs et également de surveiller l'état de la connexion utilisée pour le transport
de données multidiffusées. La surveillance de la QS a pour but de permettre à l'expéditeur de faire des
diagnostics sur l'état de la connexion en termes de valeurs de paramètres de QS et ainsi de prendre les
mesures nécessaires pour maintenir la connexion au niveau de QS souhaité. L'état de la connexion
surveillée sera signalé à l'application côté expéditeur. L'information acheminée doit permettre
l'établissement de statistiques utiles pour la facturation par exemple.
c) Maintien de la QS
Sur la base des informations communiquées par réaction par les destinataires, l'expéditeur prend les
mesures nécessaires pour maintenir la QS de la connexion au niveau souhaité. Parmi ces mesures
figurent l'ajustement du débit de transmission de données, la pause et la reprise de la connexion,
l'éjection de l'élément perturbateur et les opérations de terminaison de la connexion. Ces fonctions de
surveillance et de maintien de la QS, basées sur l'état des paramètres observés, permettent une gestion
des encombrements par le débit.
La présente Recommandation | Norme internationale fait partie intégrante des Recommandations UIT-T de la série
X.606.x | ISO/CEI 14476, qui comporte 6 parties. Toutes les composantes du protocole, y compris les formats des
paquets et les procédures protocolaires spécifiés dans la Rec. UIT-T X.606 | ISO/CEI 14476-1, sont également valables
dans la présente Recommandation | Norme internationale.
Rec. UIT-T X.606.1 (02/2003) 1
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ISO/CEI 14476-2:2003 (F)
2 Références normatives
Les Recommandations et Normes internationales suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Recommandation | Norme internationale. Au
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Toutes Recommandations et Normes sont sujettes à
révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente Recommandation | Norme internationale sont
invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des Recommandations et Normes indiquées
ci-après. Les membres de la C.E.I et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur. Le Bureau de
la normalisation des télécommunications de l'UIT tient à jour une liste des Recommandations de l'UIT-T en vigueur.
− Recommandation UIT-T X.601 (2000), Cadre général des communications entre homologues multiples.
− Recommandation UIT-T X.605 (1998) | ISO/CEI 13252:1999, Technologies de l'information –
Définition du service de transport de communications amélioré.
– Recommandation UIT-T X.606 (2001) | ISO/CEI 14476-1:2002, Technologies de l'information –
Protocole de transport de communications amélioré: spécification du transport simplex en
multidiffusion.
3 Définitions
3.1 Termes définis dans la Rec. UIT-T X.605 | ISO/CEI 13252
La présente Recommandation | Norme internationale est fondée sur les concepts développés pour le service de transport
de communications amélioré (Rec. UIT-T X.605 | ISO/CEI 13252).
a) paramètres de QS;
b) négociation de QS;
c) arbitrage de QS.
3.2 Termes définis dans la Rec. UIT-T X.606 | ISO/CEI 14476-1
La présente Recommandation | Norme internationale s'appuie sur les concepts et les termes définis dans la spécification
du transport simplex en multidiffusion utilisant le protocole ECTP (Rec. UIT-T X.606 | ISO/CEI 14476-1):
a) application;
b) paquet;
c) expéditeur;
d) destinataire;
e) arborescence;
f) parent;
g) enfant.
3.3 Termes définis dans la présente Recommandation | Norme internationale
Pour les besoins de la présente Recommandation | Norme internationale, les définitions suivantes s'appliquent:
a) surveillance de la QS: opération protocolaire qui est utilisée pour établir un diagnostic de l'état actuel de
la connexion. Pour la surveillance de la QS, chaque destinataire doit mesurer les valeurs observées des
paramètres et les communiquer à l'expéditeur. L'expéditeur compile des informations d'état
communiquées par les destinataires.
b) maintien de la QS: opération protocolaire qui est utilisée pour maintenir l'état de la connexion avec le
niveau de QS souhaité. L'expéditeur prend les mesures de maintien de la QS sur la base des informations
d'état résultant des observations.
2 Rec. UIT-T X.606.1 (02/2003)
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ISO/CEI 14476-2:2003 (F)
4 Abréviations
Pour les besoins de la présente Recommandation | Norme internationale les abréviations suivantes s'appliquent.
4.1 Types de paquet
ACK Accusé de réception (acknowledgment)
CC Confirmation de création de connexion
CR Demande de création de connexion (connection creation request)
CT Fin de connexion (connection termination)
DT Données (data)
HB Pulsation (heartbeat)
JC Confirmation de participation tardive (late join confirm)
JR Demande de participation tardive (late join request)
LR Demande de sortie (leave request)
ND Données nulles (null data)
RD Données de retransmission (retransmission data)
4.2 Divers
API Interface de programmation d'application (application programming interface)
CHQ Qualité la plus élevée gérée (controlled highest quality)
Diffserv Services différenciés (differentiated services)
ECTP Protocole de transport de communications amélioré (enhanced communications transport protocol)
ECTS Services de transport de communications améliorés (enhanced communications transport services)
IP Protocole Internet (Internet protocol)
LQA Qualité la plus faible autorisée (lowest quality allowed)
MSS Taille maximale de segment (maximum segment size)
OT Cible opérante (operating target)
QS Qualité de service
RSVP Protocole de réservation de ressources (resource reservation protocol)
5 Conventions
Dans la présente Recommandation | Norme internationale, les mots clés "DOIT", "REQUIS", "DEVRA", "NE DOIT
PAS", "DEVRAIT", "NE DEVRAIT PAS", "PEUT" et "FACULTATIF" indiquent le degré de contrainte d'une
prescription pour les implémentations de protocole ECTP conformes.
6 Aperçu général
La présente Recommandation | Norme internationale spécifie la gestion de QS pour des connexions de transport
(simplex) en multidiffusion un-plusieurs. La présente Spécification décrit les opérations de gestion de QS suivantes:
1) négociation de QS, y compris la réservation des ressources de réseau;
2) surveillance de la QS;
3) maintien de la QS.
Dans la phase de création d'une connexion, l'expéditeur indique au destinataire si la gestion de QS est activée. Si tel est
le cas, l'expéditeur doit également spécifier s'il y aura négociation de QS pour la connexion considérée. Les opérations
de surveillance et de maintien de la QS sont exécutées seulement si la gestion de QS est activée.
La Figure 2 illustre ces opérations de gestion de QS pour une connexion simplex en multidiffusion. Dans cette figure,
les opérations protocolaires marquées par des pointillés sont spécifiées dans la Rec. UIT-T X.600 | ISO/CEI 14476-1.
Rec. UIT-T X.606.1 (02/2003) 3
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ISO/CEI 14476-2:2003 (F)
Création de la connexion
Création de l'arborescence de gestion
Négociation de la QS
Transfert de données en
multidiffusion
Gestion de la fiabilité de
Durée de la
type arborescent
connexion
ECTP
Mise à jour de la composition
de l'arborescence
Participation tardive et sortie
Surveillance de la QS
Maintien de la QS
Fin de la connexion
X.606.1_F02
Figure 2 – Gestion de la QS dans le cadre du protocole ECTP
En général, la QS représente la qualité de service nécessaire à une réception satisfaisante des données d'application par
un destinataire; par exemple, celle qui permet une présentation audio/vidéo avec la qualité souhaitée. Dans la présente
Spécification, on suppose que les exigences de QS associées à une application sont exprimées en termes de paramètres
de QS tels le débit, le temps de transit, la gigue de temps de transit et le taux de perte de données. En fonction des
exigences propres à une application, certains de ces paramètres de QS peuvent ne pas être utilisés dans la connexion.
Ainsi, un service en temps non réel peut ne pas imposer des exigences en matière de temps de transit.
A partir des exigences associées aux applications, l'expéditeur déterminera les valeurs cibles de chaque paramètre de
QS. La façon de faire correspondre ces exigences avec les valeurs cibles des paramètres est hors du domaine
d'application de la présente Spécification. Des programmes d'application pourraient être utilisés pour établir cette
correspondance.
La négociation de QS est effectuée pendant la phase de création de la connexion. L'expéditeur propose par
multidiffusion des valeurs cibles désirées pour chaque paramètre de QS à tous les destinataires. Pour ce qui est du débit,
trois valeurs cibles sont spécifiées: CHQ (controlled highest quality: qualité maximale contrôlée), OT (operating target:
cible opérationnelle) et LQA (lowest quality allowed: qualité minimale autorisée). Pour les autre
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.