CN1325213A - 用于移动多媒体应用的通用服务质量适应构架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于一或多个通信网络的处理系统或程序段,它为应用提供和平台以及网络无关的构架,以便通过利用组件协调器单元(10)提供所述通信网络中的QoS管理的组件从而获得交互适应性。

Description

用于移动多媒体应用的通用服务质量适应构架
此处披露的发明一般涉及移动多媒体中间软件，计算机联网，分布式处理系统，服务质量(QoS)，便携式计算机，网络浏览器，QoS中介器，QoS适应结构，QoS谈判协议和无线通信领域。
特别是，本发明涉及用于一个或一个以上通信网络的处理系统，并且涉及用于一或一个以上通讯网络的软件段，所述软件段可以载入在所述一个以上的通信网络中的一个以上节点(notes)中的存储器装置中。
基于本发明的一个以上通信网络的处理系统表述在权利要求1中，它为各应用提供了与平台和网络无关的构架以便通过部件协调器单元10在通信网络中提供为QoS管理的组件而实现交叉适应能力。基于本发明的用于一个以上的通信网络的软件段叙述在权利要求21中，它可装入所述一个以上通信网络的一个以上节点的存储器装置中，并且为各应用提供了与平台和网络无关的构架以便通过部件协调器单元10在通信网络中提供为QoS管理的组件而实现交叉适应能力。
有利的各项特征叙述在各自的从属权利要求中。
有利地，通用构架使用中立于平台和网络的一组应用适应机制，包括QoS谈判和再谈判协议。
在这种情况下，协议可以有利地采用搭载机制，以便对QoS参数进行谈判和再谈判。进一步有利地是，通用构架基于一种应用模型，在该模型中每个应用都被分配给一组有不同的QoS水平的应用类之一。在这种情况下，可以为应用类之间的向下兼容性提供反馈机制。有利地是，所说的通用构架基于一种模块性的渐进的方案，从而寻址不同种类的应用，这些应用从现有的应用延伸到可以展望的依靠中间软件来实现交叉适应能力的更为完善的应用。进一步，通用构架可以基于带有不同功能通信等级的通信模式以便按协调的方式开拓各种资源，以便实现所希望的总体的QoS水平。在此，通信等级可以包括应用，会话，关联和流几种等级。
有利地是，QoS中介器单元被提供，它由部件协调器单元管理，并且使用所说的谈判和再谈判协议来协调本地和远程的资源管理。在这种情况下，可以提供网络资源预定单元，它由QoS预定单元直接协调，并且管理网络资源预约机制。进一步，可以提供会话管理器单元，它由QOS预定单元直接协调从而以与实施无关的方式建立并管理会话。
有利地，提供一个以上的链协调单元，它由QoS中介器单元管理，并且管理一个以上的组件链，每个链和一个流关联。在此，可以提供一个以上的中央处理器管理器单元，它由链协调单元协调，用于管理CPU资源的利用。可以提供中央处理器资源的控制器单元，它为CPU管理器单元装备了与平台无关的资源状态信息检索和控制。
进一步有利地是，一个以上的存储管理器单元可以由链协调单元协调，以便管理存储器资源利用情况。存储器控制器单元可以用与平台无关的资源状态信息检索和控制功能来装备存储管理器单元。更进一步，一个以上的网络协议管理器单元可以由链协调单元协调，从而管理网络协议资源使用情况。网络协议控制器单元可以用资源状态信息检索和控制功能装备网络协议管理单元。
一个以上的多媒体组件单元可以由链协调单元协调，用于管理多媒体资源。这里，多媒体控制器可以用与平台无关的资源状态信息检索和控制功能装备多媒体组件单元。
本发明提出了一种通用的构架，在该架构上可以发展端系统结构，为各种移动多媒体和(在一定限度内的)遗留应用提供QoS和移动性知识。
更具体地，在此结合用于端到端QoS谈判的元协议阐述了一种技术解决方案(中间软件)。
这些概念的设计目的在于对于给定的QoS合同而言赋予各种应用在QoS波动和违反方面的灵活性。
本发明更多的细节在下面的说明书中结合附图进行了阐述，其中
图1表示了根据本发明QoS适应构架的方案；
图2是根据本发明的协调适应与控制机制关系的图解，
图3是端系统基准结构的一个例子，
图4表示的是在根据本发明的OSI应用层的图解，
图5表示单一和多个关联的一个例子，
图6表示的是根据本发明所建议的QOS适应构架的形式描述；
图7是根据本发明的谈判信息的逻辑结构，
图8表示的是根据本发明在谈判期间里交换的降级通路信息，并且
图9是根据本发明的关联/流的建立和转移的情况说明的例子。
下列的表1给出了在本说明书中所采用的术语定义。
术语 定义
适应 基于一些指定数据传送和/或处理的质量的用户要求改变应用行为，以便对所述质量的任何波动和/或剧烈的变化作出补偿的机制。这些机制可以包括在该应用内，或者由一些外部的实体(例如中间软件)提供。
应用 具有用户界面的计算机程序。不过本发明也用此术语来表示扮演服务提供者的角色的计算机程序，例如视频点播服务器。这种应用通常不具有和用户进行本地交互的特征，除了系统管理接口之外。
关联 在两个应用之间的关系，提供用来允许所述应用进行协作的所需参考结构。
组件 可定制的预制软件单元，具有意义明确的接口。组件的例子有Java豆，DCOM对象或CORBA对象。
连接 网络的两个节点之间的半永久性的关系。在所述关系的意义下数据可以按排它且受控的方式交换。
最后期限 时限，用于完成一次任务指派(或者履行一次任务指派的限量)。
降级路径 一个选择性QoS提问文件的列表，每个提问文件和相对于用户原来指定的基准QoS要求的一组改变的特定条件相关联。该列表被QoS中介器使用，用于以受控方式降低(或者提高)QoS的等级。
设备驱动程序 能使计算机和外围设备通信的软件块。
细分服务DiffServ,DS 基于因特网流量类别的细分提供不同水平服务的结构。并非仅仅对所有的网络需要提供相同的“最佳”服务，细分服务希望通过在各种重新定义的服务的要求之间加以细分而实现更高质量的服务。
弹性应用 通过一些内置的功能或由于一些外部装置而具有适应特点的应用。能够处理变异的联网并且以受控制的方式计算状况的一种应用。
构架 一组相关的软件单元，体现了解决一些相关问题的抽象设计。
转移/跨区转接 当某一连接的相应节点之一跨过互连的网络基础结构移动的时候，使该连接保持有效的机制。
综合服务，IntServ 音频，视频和传统数据流在单一的网络基础设施内的传输。基于将在每个给定连接上进行的流量类型，通过预订并把适当数量的网络资源分配给所述连接来完成。
移动性，用户 用户从不同的终端和不同的网络访问电信服务的能力，以及网络识别和授权该用户的能力。
移动性，终端 终端从不同的地点以及在移动中访问电信服务的能力，以及网络识别和定位该终端的能力。
多媒体服务 一种服务，其中所交换的信息由一种以上的信息(视频，话音，数据和图形)构成。多媒体服务有使其和诸如话音或数据的传统电信服务相区别的多值属性。多媒体服务可以涉及在一次会话内的多方，多个连接，以及资源和用户的加入/删除。
谈判 旨在和另一方或多方达成协议的相互讨论。更具体地说，QoS谈判进行对共有的一组QoS特性的筛选，作为各方条件之间的折衷。
进程 完成单一任务的运行软件程序或其它计算操作的一部分
服务质量QoS 确定用户对服务的满意程度的服务性能集合效应。
QoS中介器 软件单元，它聚集本地、远程、以及网络资源，以便如所有合作方所要求的那样，提供并维持给定的QoS水平。更具体地，QoS中介器协调在系统范围内被使用的各种软件和硬件单元之间的资源管理。为此，QOS中介器管理着QoS参数翻译，接纳测试和谈判。因此，QoS中介器起中介的角色，使参与方不必了解和其它实体有关的操作细节。
QoS合同 用户和给定的服务提供者之间达成的协议，规定QoS要求和约束条件，以及需要在所说服务的各阶段保持对QoS跟踪的政策。
QoS合同类型 表示QoS种类：它捕获一类QoS合同的结构，办法是识别每个QoS合同如何在一组给定的QoS参数类型(也称之为维)上指定QoS性能。每个参数类型都由名字和数值域构成。QoS规范可以仅仅被看作所说域上的一组约束条件，每个参数类型一个。
QoS提问文件 将一或者多个QoS合同和给定接口的一组接口元素(方法)关联起来。
违反QoS 违反QoS合同，它可能由于资源短缺(比如网络堵塞)发生，甚至在有服务保证的情况下也是如此。
实时OS 具有实时能力的操作系统。实时是人而不是机器对时间的一种感知，它表明用户感觉为足够迅速或使计算机保持和一些外部重要进程同步的计算机反应的量度。
会话 多媒体会话是一组多媒体发送者和接收者，以及从发送者流向接收者的数据流。多媒体会议
是多媒体会话的一个例子。在本发明的范围内，会话是一种更为通用的名称，它不必局限于多媒体概念。
流/流程 从给定连接的源端点传输到目的地端点的信息序列
任务 操作系统控制的基本编程单元。根据操作系统在其设计中定义任务的方法，该编程单元可以整个程序或某程序的每次连续调用。
                                 表1：专门用语
                    下列表2是本说明书所采用的缩写的一览表。
AAA 认证，授权，记帐
ACSE 关联控制服务元素
ACTS 先进电信技术和服务
AE 应用实体
AEI 应用实体示例
AP 应用进程
ASE 应用服务元素
CASE 共用的ASE
COTS 商用现货(commercial off-the-shelf)
HW 硬件
GUI 图形用户界面
IP 因特网协议
MACF 多媒体关联控制功能
MMU 存储器管理单元
NRB 网络资源预定器(Booker)
PDA 个人数据助理
QoS 服务质量
SACF 单个关联控制功能
SAO 单个关联对象
SASE 特定ASE
SW 软件
UE 用户元素
UML 统一建模语言
                                 表2：缩写
           自此处起，下列技术是公知的，它们与本文讨论的话题紧密关联：
子话题 技术 IP拥有者组织和/或公司
QOS中介器QOS谈判 QOS中介器 已有许多学术著述发表
上下文谈判(ContextNegotiation) OSI表示层：上下文谈判协议 ISO，                ITU-T(Rec.X.216(07/94)INFORMATIONTECHNOLOGY…OPEN SYSTEMSINTERCONNECTION…PRESENTATIONSERVICE DEFINITION)
表3列出了本发明所致力解决的问题。每个问题由一个P_ID标识符标识，该标识符稍后用于方便地指向所给定的问题项目。此外，要点字段捕捉了所给定问题项目的最富有意义的方面。
P_ID 问题描述 要点
1 目前的结构不会考虑各种类型的应用是如何能在移动情境中管理端到端QoS的。 互用性
2 现有结构中有许多结构不是模块化的，而是完备的解决方案。 模块性
3 现有结构中有许多对网络资源预约和分配机制作了一定的假设 可配置性
4 在此之前所讨论的处理应用适应网络和计算机环境变异条件方面的机制并没有在应用和通信周期的各个阶段之间作出清楚的区别 适应性
5 迄今为止谈判协议已经被定义为专用协议 标准化
                       表3：本发明所解决问题的一览表
不同的服务接口可以在OSI传输层上识别。每个接口都服务于一种特定的应用。表4描述了对于QoS和移动性方面而言的每种可能的应用。在所说表的最后一列中表示的接口标识符在下文用于指向应用类型。
遗留 没有QoS认识 采用纯粹的传输服务。QoS可以采用通过配置工具操纵数据分组(DiffServ标记)和/或明确预订网络资源(例如RSVP)的方式外部执行，对于各应用而言是透明的。例子：网络浏览器  A.1
QoS认识 结合前文提及的配置工具，有限度地使用启用QoS的传输服务接口  A.2
 QoS认识 自我管理 ·采用现有(或即将定义)的OSI会话层协议(例如SIP,H.323，RTP/RTCP)和QoS信令协议(例如RSVP)·能够实行DifffServ记号·用于处理QoS违反情形的特征适应逻辑·直接处理多媒体资源(例如帧获取器，编译码器)。例子：IP客户机上的话音(Voice over IP clientsComponent)  B.1
基于组件的 ·使用抽象会话层组件，所述组件可以映射到任何现有或将来的标准会话层协议。·可以使用预制的多媒体组件。·可以采用一种构架(组件协调器CC)，该构架以动态方式管理组件是如何送入/出流，并且最终重新配置的。·可以包括所有权完备的QoS中介  B.2
器，该中介器(其多个功能之一)可以经所述的CC操作多媒体组件。不过，这一功能被限制在给定的应用。只要适当的低水平的资源监视和控制机制可以被利用(例如通过OS)，与其它应用的资源协调仅仅间接地进行。这是一种预想的应用，市场上尚未能得到。
中介器协助的 通过非过程性语言，使用外部的QoS中介器QoS中介器可以管理多个应用，这和B.2以及(最终)B.1的QoS中介器功能相反，后两种情况仅仅限制在一个应用。用户以入门级或者专家模式经一个单独的和应用无关的QoS中介器图形用户界面控制感知的QoS。用户提问文件模板可为用户使用，用户可以用它们来创建它们自己的提问文件，创建的过程可在程序的帮助下(入门模式)或者直接地(专家模式)完成。这是一种设想的应用，在市场上还不能获得。  B.3
                 表4：应用分类
本发明着眼于给所有前面提到类型的应用提供QoS和移动性认识(awareness)的结构。更具体地，在此针对应用类型B.2和B.3，以及所述应用和以上列出的其它应用的关系，阐述一种技术性的解决方案(中间软件)。表5概括了此处提议的对于表3各种问题的解决方案。
P_ID 要点 解决方案描述
1 互用性 关于(再)谈判进程，表4所描述各种应用需要具有一些采用退却机制的向下兼容的形式。本发明在表6中描述了这样的机制。
2 模块性 各种应用可以通过准确地利用完成其任务所需的支持数，从所述的提议结构中受益。加之，基于组件的模型允许应用再使用市面上卖的多媒体组件。另外，也可以基于变异的状况(QoS违反)和/或成本因素(较好的质量/价格比)，用其它的组件替换后者。见模块性一节。
3 可配置性 所提议的结构并非严格地和任何具体的网络模型相关联。仅仅是出于说明的目的，所给定的结构是针对边缘IP网络情境阐述的。用户的网络数据分组通过基于IntServ的无线电访问网络进入/退出该网络。可是，远程通信量以DiffServ基群的形式跨过核心IP网络(局域网，或者因特网)。不过，可以配置该结构，使之为QoS信令机制使用任何可以利用的装置。为此，此处定义网络资源预订器(NRB)组件。在表4中针对应用类型A.1和A.2的配置工具基本上是交互管理所说NRB组件的图形用户界面(它可以在任何情形下编程使用)。参见可配置性一节。
4 适应性 本发明展示了一种应用和通信模型，所述通信模型识别一个多媒体应用的生存周期的主要阶段；每个阶段和具体的适应机制有关联。这些机制组织在一个构架中。参看适应机制一节。
5 标准化 本发明建议使用中立于平台和网络的谈判和再谈判协议。如果SIP具有这两个特征，这里所提议的(再)谈判协议便类似所说的标准。参看标准QoS谈判协议的建议一节。同样，在此阐述SIP绑定(binding)。参见实例一节。
                           表5：所主张的技术方案的执行概要
作为一项选择，每个应用类可以和一组软件代理(agent)有关联，以便确保最大可能限度的端到端协调。每个代理软件将作适当的裁剪，以便如同表6所表示的那样，处理每种向下兼容的情况。
从  到 退守机制描述
B.3  B.2 B.3和B.2的QoS中介器也许是彼此不兼容的：在此情形下，在谈判尝试失败之后，同位体(peer)将仅仅本地运用资源。否则，通常完备的谈判进程会发生。在相反的方向，如果B.3应用不能运用B.2应用所启动的谈判过程，资源仅仅被本地管理。
 B.1 B.1应用可能一点也不具备谈判的特征，或者是其谈判形式和QoS中介器协助下的B.3应用不兼容。在这种情况下，在来自B.3的谈判尝试失败后，同位体将仅本地运用资源。在相反方向，B.1启动的应用可以开始一定形式的谈判：如果B.3应用不能运用它，资源仅仅被本地管理。
 A.2 本没有谈判发生。在B.3启动的应用的场合下，谈判尝试将失败。资源仅仅被本地管理。
 A.1 根本没有谈判发生。在B.3启动的应用的场合下，谈判尝试将失败。资源仅仅被本地管理。
B.2  B.1 B.1应用可能一点也不具备谈判的特征，或者是其谈判形式和引入B.2应用的QoS中介器不兼容。在这种情况下，在来自B.2的谈判尝试失败后，同位体将仅仅本地运用资源。在相反方向，B.1启动的应用可以开始一定形式的谈判：如果B.2应用不能运用它，资源仅仅被本地管理。
 A.2 根本没有谈判发生。在B.2启动的应用的场合下，谈判尝试将失败。资源仅仅被本地管理。
 A.1 根本没有谈判发生。在B.2启动的应用的场合下，谈判尝试将失败。资源仅仅被本地管理。
B.1  A.2 根本没有谈判发生。在B.1启动的应用的场合下，谈判尝试(如果有的话)将失败。资源仅仅被本地管理。
 A.1 根本没有谈判发生。在B.3启动的应用的场合下，谈判尝试将失败。资源仅仅被本地管理。
A.2  A.1 根本没有谈判发生。
               表6：向下兼容性机制Ⅰ．模块性
所建议的结构在两个方面具有模块性：
*该结构使可能兼容或者并不互相兼容的各种类型的应用协调。这种模块性方案允许开发者逐步地配置所给定的结构。
*这里建议的中间软件解决方案是组件模式API这一概念的核心。QoS中介器本身可以是一个组件。组件甚至可以在运行时配置(例如以Java豆形式开发的组件可以从远程的系统信息中心库下载)。为了处理(deal with)组件，此处所提议的中间软件定位于组件协调程序(CC)概念的核心。所述CC允许用户应用操纵组件，控制其存在周期(展开，配置，激活，使无效，以及处置)。更具体地，组件可以被“链接在一起”，从而以如此的方式组合其功能(functionality)，使信息以给定的所希望的方式得到处理。应用和/或QoS中介器即使是在运行期间也可以修改组件链，以便迅速地对给定的刺激(例如改变编译码器)作出应答。Ⅱ．可配置性
建议的结构在两个方面是可配置的：
#采用QoS的传输接口可以如此配置，使得映射为特定的QoS信令协议。例如，基于插座的采用QoS的传输接口可以配置成使用RSVP和/或DS标记来作资源预约/分配的信令。这一配置能明显影响甚至是类型A.1的应用。
组件模型API里的每个组件都能个别地加以配置。应用类型B.2和QoS中介器通常通过CC管理组件配置。
-关于应用类型B.3,QoS中介器采用了用户提问文件信息来配置组件链和低等级的实体(例如QoS信令，网络和数据链路协议)。
-用户提问文件信息可以详细或者简单地加以指定。如果是前者，QoS中介器将实行QoS参数映射(即将用户的高要求翻译为用于每个较低层的一组配置参数)。如果是后者(专家模式)，仅需要部分的QoS参数映射，或甚至不需要任何的参数映射(依用户的专业知识水平而定)。
-用户也可以指定补充性的配置信息，它也被称以降级通路。每个降级通路都考虑了替代性的QoS参数配置，用于按预先计划的方式解决(address)一种给定类型的QoS违反情况。
-为了便于用户指定它们的提问文件，可以提供包括参考配置的模板。因此，QoS中介器依赖于用户提问文件数据库。
-用户提问文件描述语言的一个候选方案可以是QML SvendFrolund,Jari Koistinen,QML:Hewlett-Packard实验室(帕洛阿尔托)技术报告HPL-98-10 980210，服务质量规范语言(A Languagefor Quality of Service Specification)，这里QoS合同被定义为和接口相关。Ⅲ．适应机制
这里建议下列模型：应用模型和通信模型。对于每个模型将阐述各自的适应机制。集总的适应机制将在本段落的最后给出。Ⅲ.1应用模型
该模型着眼于相对本地资源的应用存在周期。对于以进程形式构成应用的每个任务来说，构成资源的例子是中央处理器，主存储器，网络协议，多媒体设备。使用和QoS担保。正如在该文献中经常指出的那样，在网络中提供QoS并不足以保证用户得到它们要求(并且支付)的质量水平。
本地资源在移动式计算设备比如PDA或移动电话中通常是缺乏的。一旦并发的应用和/或同时发生的连接开始争夺这一数量有限的资源，这一不足马上就会引起QoS降级。
基本上必须考虑这样一种情况，即一个应用的每次新的启动(下文，进入)都可能要求系统为了接纳这一新的进入重新配置资源。
每次应用运行对于系统乃至用户都有着特定的重要性。例如，对于属于给定应用的每个任务而言，这一概念在实时操作系统中都可以被映射为优先级和最后期限。因此，重新配置的进程将把新进入任务的重要性与已经分配的任务的重要性考虑进去。这一以及其它信息经应用QoS协议和应用关联起来。本发明不对QOS合同内容作详细描述。本发明的范畴实际上是提供其上可以建立特定解决方案的构架。
这一进程可以基于一组聚合重要性的类(aggregate importanceclass)。这些类从(廉价的)不保证实施QOS的类，直至(昂贵的)额外执行QoS的类。
每个应用都被分配一个给定的类，并将根据由类所指定的QOS等级试探性地指派资源。
如果在接纳试验没有资源可以利用，属于较低类的应用将被分配较少的资源，直到新进入可以被接纳为止。这一退守策略(这一进程所应用的术语退守不应和在表6中用于指明兼容性机制的向下兼容特性的类似术语混淆。)进程从紧靠给定应用的下一类开始，并最终持续到(其类和新进入一方相比较高或相同的其它应用可能已经降低到给定的较低类。在这种情况下，新进入一方不被给予夺取分配给那些应用的任何一个资源的资格。如果当前类没有备用的资源并且如果所有已分配的应用和新进入的应用相比都具有较高或者相等的类，退守进程必须进一步重复到下一类。)到较低类，直到新进入应用得到资源为止。
相同的进程适用于每个被降低到下一等级的应用。属于最低类的应用最终可以被具有更高类的应用抢先。因此，这一退守进程具有级联的特色。
另外，退守机制也可以由转移事件触发(更多细节参见下列段落)。
用户可能通过提供除应用QoS合同外的应用降级通路来控制前面提到的退守机制。如此的信息将操纵退守机制使之按用户所选择的方法运作。
给定类的应用不可能影响具有更高或者相等的类的其它应用。不过，应用的类提升(以及降级)是可行的，视用户的喜好而定。恰当的AAA机制将调节如此的用户请求。Ⅲ.2通信模型
让我们考虑一个想和一个以上的同位体(peer)建立通讯信道的给定应用。术语同位体这里取广义含义，甚至包括不对称的客户机-服务机情境。每个同位体都可以是运行在相同或远程的处理单元上的应用。两种情况比较类似，不过，后者涉及了关于网络基础设施资源的使用情况的补充性制约条件。
一般说来，应用可以和其它的同位体在会话的高层次范围内通信。作为例证，视频会议应用将在会话中的每个会议分开管理。
然后，会话可以被分解为较细粒度的通信抽象概念，关联。继续先前的例子，关联将代表一个会议引线(leg)，即参与所说会议的同位体的任意两方之间的关联。
最终，每个关联都可以被映射到一个物理连接，或者进一步被分解在一组信息流或流中。这一抽象概念通常适用于多媒体应用。
会话，关联和流可以各自被指派一个QoS合同。然后，用户可以选取在QoS合同模板中表示的各参数的特定配置，并将它们实现为一组对应的QoS用户提问文件(更多的细节，参看适应构架一节)。Ⅲ.2.1会话的设立
假如有足够的本地和远程的资源(会话资源的例子也许是会话优先级，有关联的窗数，会话控制机制所预算的存储器消耗。)，那么应用可以建立一次会话。作为例证，小型计算设备可能在未用尽存储器空间，或者不阻塞共享资源比如显示器的情况下不支持数量没有限制的会话。
和应用模型一节所描述的相似的适应机制同样也适用于这一阶段。
此外，为了检查是否两个同位体能够处理所给定的会话，谈判进程应该发生。不过，本发明建议了一个迟缓(lazy)的方案：会话谈判阶段被延期到第一次关联设立(参看关联设立一节)。这一方案旨在减少准备时间和网络流量。请注意在会话等级，每个参与所说会话的同位体将被要求一个谈判进程。此外，所说的同位体的身份在会话设立阶段可能不为人所知。
无论如何，会话必须处理源于多次关联设立的会话谈判结果的关联性：例如某同位体可能不能管理具有所要求QoS的给定会话。要点是每个关联都可能是和其它关联成独立关系或存在紧密联系的。例如，对于前者，视频会议，而对于后者在线游戏或者分布式应用。如果是后者，因应用而定的政策将主导整个谈判进程(例如延缓，或者甚至结束会话，或者仅仅降低每个关联到共同的QoS等级)。Ⅲ.2.2关联设立
这一进程转换为一个以上的物理连接的建立。在一次会话的范围内，应用可以建立关联，假如存在足够的本地和远程的资源以及网络资源的话(这不适用于同位体驻留在相同计算单元上的情况。)。
1．接纳试验(中央处理器，多媒体装置，和主存储器)：检查本地是否有足够的资源可以利用。类似地
2．退守机制：和在适应机制一节所描述的相似，该机制是基于类的。
3．谈判：包括预算的协议(以及，仅仅适用于和远程的同位体的通信，网络)资源的使用和有待同意的降级通路。如同在会话设立一节中表示的那样，会话谈判同样包括在这一阶段内(在到第一物理连接的设立期间里)。另外，这一谈判进程考虑了任何偶然发生的流(流被分配一个QoS合同，以及应用，会话和关联)，它可能是在给定的连接内建立的。如果知道是先验性的，例如，给定的关联可以用音频，视频和数据流建立。这一信息一般在关联设立时间为人所知。
4．QoS信令(仅仅用于与远程同位体的通信)：如果两个同位体谈判达成协议，通过使用可行的无论哪种QoS信令机制来最终请求网络资源(例如RSVP和/或DS标记)。
可以考虑将关联的设立细分为两个阶段：起初，采用最好努力的连接来建立关联，以及进行谈判。其后，一旦参与方就一组共同的QoS上达成协议，马上就根据所希望的QoS水平将资源作相应的分配。类似的机制适用于对QoS违反情况作出的反应。Ⅲ.2.3流设立
流可以在关联的存在周期期间，应用户要求，或者作为从暂时性服务中断的恢复的结果而产生(参见运行期和转移一节)。在这种情况下，在关联设立一节中描述的接纳试验，谈判和QoS信令机制将适用。例外是会话谈判将不被要求。Ⅲ.2.4运行期和转移事件
接下来是将在会话的上下文的范围内用来管理QoS和移动性方面的机制。
1．QoS监视
2．QoS实施
2.1．流管理(管辖，成形，成形，同步，等等)
2.2．资源控制(例如，作用在网络/cpu调度程序)
2.3．应用重新配置(例如，修改组件链)
2.4．再谈判(例如，作为转移事件的结果)
至此，本发明引入下列区别：协调了的适应对控制的关系。Ⅲ.2.4.1协调的适应
协调的适应是一种允许同位体以协调的方法从能注意到的变异状况(QoS违反和/或资源使用的变化)回复原状的机制。更具体地，这意味着有必要进行再谈判。这样，协调的适应可以被看作水平进程。
本发明引入了基于降级通路的再谈判策略(RS)的概念，这一再谈判策略将由同位体在连接设立时达成一致。RS指定当发生再谈判的条件的时候，两个同位体将遵循的政策。两个政策可以被识别：
-预先计划的序列：根据描述变异条件(例如，QoS违反)的信息，两个同位体知道如何按类似的方式降低到QoS的较低类。再谈判进程因此是隐含的。从而，不需要发起网络流量来管理这一进程。
-基于索引的再谈判：这两个同位体可以独立地评价给定会话应该被降低到的较低QoS类。然后，再谈判消息将被交换，仅仅将被选中的一组参考信息携带给最初的降级通路项目。这个再谈判进程因此是显式的(即，要求一定的网络流量)，但是在另一方面同位体在选择给定场合的最好降级通路方面有更多的自由。例如，模糊逻辑算法已经被证明在响应变异的状况而重新配置和QOS有关的参数方面是有效的。Ⅲ.2.4.2控制
每个同位体都将本地采取任何可能的行动，以便在依靠任何特定的适应机制之前，实际并富有成效地对在本地计算单元里和/或网络中的任何变异条件作出反应。这样，控制可以看成是垂直的进程。
假定一组QoS参数可以全局性地描述成在给定N维空间中的一个元素，同位体可以使用任何一个基于控制理论的机制，迫使所说元素停留在以所述元素为中心的给定区域内。
例如，这可以变换为在应用模型一节所描述的退守机制，和/或再配置组件链(参看运行期和转移事件一节)。Ⅲ.3适应构架
全面的适应构架描写在图1中，依次为提问文件5a-5d，合同6a-6d，和合同类型7a-7d概念，以及扩展的UML图形符号。
QoS提问文件5a-5d用给定接口指定一个给定QoS合同6a-6d的绑定(binding)(它是问题领域特有的，但是与实现独立的)。在这种情况下，接口是由应用自身和/或中间软件支持的QoS关联接口。
如同在先前段落中部分表示的那样，应用1也许被要求进行会话2关联，会话2也许被要求协调关联3，并且关联3也许需要使流4同步。
这一递归性依赖方案反映到各种QoS提问文件5a-5d上。更具体地说，将需要测量标准(metric)和政策：前者用于指定同步约束条件(例如，可允许的最大lip-sync延迟)，后者用于指示同步失去的时候应该采取哪种行动(例如自动恢复，或者请求用户干预)。
图2用更有机的方法概括了此前阐述的各种机制，使协调的适应和控制机制之间的区别显而易见。
更具体地说，该图指明在应用模型一节中描述的退守机制不仅仅适用于应用1，而且也适用于会话2，关联3和流4的抽象概念(abstraction)。理由是前面提到的抽象概念每个都以各种(依赖于实现)的方式使用本地的资源：例如会话2也许和某些任务相关联，每个任务要求一些中央处理器和存储器资源。
为了使之有效，接纳试验和退守机制因此可以按分级(hierarchical)的方式实施，在步骤n估计(或缺省)数量的n+1抽象实例被考虑进去。这一分布式方案保证了仅仅在最小、富有意义的功能可以向用户提供的时候，资源有效地得到调配。
例如，如果至少有一个连接得不到资源，那么在被资源有所约束的移动式设备中启动视频会议是毫无意义的。另外，这种预订机制的形式也意味着加速了连接的建立。Ⅳ．端系统基准结构
图3提供了针对目前的协议和此处所提议的中间软件(见表7)，在表4出现的应用分类(taxonomy)的图解表示。
单元名称 单元描述
QoS中介器8 为应用提供最高QoS认识水平的组件。QoS中介器8作为一类OS扩展，基本上管理任何本地和远程的资源。为此，在端系统上运行的所有应用然后都将使用和/或被如此的组件影响(要么间接地-如应用类型A.1直至B.1的情况中-，要么直接地)。QoS中介器8映射贯穿中间软件，协议层，OS和任何可能使用的多媒体组件的QoS参数。映射是双向的，即从用户QoS提问文件到低等级的可调谐固件，或相反。此外，QoS中介器8实现前面提到的适应机制，不过是
把低水平的任务委托给其它的特定组件。QoS中介器8为应用提供高水平的QoS接口，这样可以使它们请求从更低的层提供服务，以及给定高水平的QoS用户提问文件。特别是，QoS中介器8管理在标准QoS谈判协议的建议一节中叙述的谈判协议。为了做到与实现独立的，QoS中介器8使用会话管理器组件11，组件11对会话等级细节作了抽象(例如使用H.323协议，或者SIP)。为了处理QoS信令，QoS中介器8使用网络资源预订组件9，组件9将资源预约和分配机制抽象化(例如在基于IP的解决方案里使用RSVP和/或DS)。QoS中介器8配置组件链，从而管理多媒体组件(参照下述内容)。如果要求作适应，那么QoS中介器将重新配置所说链和/或甚至替换在给定链范围内的一些组件。
组件协调程序10 该软件单元用管理组件的通用构架来装备应用。更具体地，该单元10处理组件和组件链的存在周期(展开，激活，管理，解除，以及处置。组件链可以由链协调器组件从整体上加以管理。在展开阶段期间，单元10可以甚至从远程的系统信息中心下载组件(例如CORBA，或Java豆协调程序)。为此，该单元将所有的平台专用的机制抽象化，以定位和下载所述组件。
链协调器12 该组件12管理一或许多组件链，以便在用户所请求的允差范围内保证流的同步。此外，这一实体集中了由和每个组件有关联的监控器产生的QOS事件，以便为QoS中介器提供精炼而且简明的信息。
会话管理器11 该组件11协调会话，将任何一个会话等级细节(例如使用H.323协议，或SIP)抽象化。会话管理器11负责会话(见通信模式一节)的设立和管理。特别是，这一组件11将向QoS中介器8汇报由较低的协议层产生的任何QoS违反信号，所述信号可能在会话的存在期期
间出现(例如，转移事件)。
网络资源预订器9 该组件9抽象网络资源预约和分配机制(例如，在基于IP的解决方案，RSVP守护程序(daemon)和/或DS标记)。这一组件9可以被单独使用于应用类型A.1，A.2(办法是利用对该应用透明的QoS信令)，以及B.1.
CPU管理器13 这一组件13的每个例子管理中央处理器的(本地)资源13供给定流的使用情况。更具体地，这一组件实施基于流的QoS控制机制，例如流管辖，成形，监控，等等。监控器由图3可见。
存储器管理器14 这一组件14的每个例子都管理主存储器资源供给定流的利用情况。更具体地，这一组件实施基于基于流的QoS控制机制，比如流政策，成形，监控等等。监控器由图3可见。
多媒体组件16 每个组件16由完全独立的软件实体(类似于QoS过滤器)或适用于特定装置的软件驱动器(例如，帧获取器)构成。监控器由图3可见。
网络协议管理器15 这一组件15的每个例子都管理网络协议(本地)的资源供给定流的使用情况。更具体地，这一组件15实施基于流的QoS控制机制，比如，流管辖，成形，监控等等。监控器由图3可见。
CPU资源控制器17 一个以每一计算单元为中心的软件单元17，为前面提到的中央处理器管理器提供精细的中央处理器控制和监视。这一单元17是随平台而定的，但是和所说的管理器通过与平台无关的接口通信。更具体地说，该单元允许CPU调度程序管理(例如，改变数量和/或为每个任务指派的绝限)。
存储器控制器18 一个以每一计算单元为中心的软件单元18，为前面提到的存储器管理器14提供精细的中央处理器控制和监视。这一单元18是随平台而定的，但是和所说的管理器通过与平台无关的接口通信。更具体地说，该单元允许精细的主存储器管理(例如，MMU管理)。
多媒体控 一个以每一计算单元为中心的软件单元17，为处理特
制器20 定硬件多媒体设备的多媒体组件16提供精细的设备控制和监视。这一单元是随平台而定的，但是和所说的管理器通过与平台无关的接口通信。
网络协议控制器19 一个以每一计算单元为中心的软件单元19，为前面提到的网络协议管理器提供对协议堆的精细控制和监视机制。这一单元19是随平台而定的，但是和所说的管理器通过与平台无关的接口通信。更具体地说，该单元允许精细的本地网络资源管理(例如，数据分组缓冲器大小或数据分组调度管理)。这一单元可以和数据链路/物理协议层管理单元接口，以便允许从QoS管理平面范围内对所说协议层作精细的参数调谐和控制。为此，表示在图3中的启用QoS和移动性的转移接口然后将把和QoS有关的信息/操作重新导向到QoS管理平面，并且通过网络协议控制器，导向到数据链路/物理协议层管理单元。这单元未在图3中清楚表示。可以预想，在网络协议控制器和数据链接/物理协议层管理器单元之间的接口将在将来被标准化。
             表7：软件单元和组件说明Ⅴ．来自OSI透视的建议QoS适应构架
本段落的目的不是为了此处展现的构架严格地映射为成熟的OSI结构，而是要指出迄今为止所提出的概念的相似性和OSI模型的一些要点。
OSI标准的目的是定义在开放式系统中的信息交换。那些可以自由地协作以实现共同目标的系统。开放式系统的关键方面是互用性和应用可移植性。为此，开放式系统协商一组共同的功能，这样，它们可以彼此共享共同的观点，而把每个系统特有的任何内部特性藏起来。
作为背景信息，下文简单概述了一些和应用，表示和会话层有关的OSI概念，重点仅仅是那些发明人认为在使本发明定型方面较重要的方面。Ⅴ.1在OSI模型中的应用层-背景信息
图4是OSI应用层的高级视图。该层是一个七层OSI结构中的最上面的一个。同样，该层直接向最终用户提供服务，即应用进程(AP)。应用进程20实际上是在OSI的范围之外：在OSI模型的范围内，应用进程由应用实体21表示(AE)。AE21被定义为一组：
#用户单元(UE)22，它代表AP20到AE21，因此是实际系统和其作为开放式系统的表示之间的连接单元。
#一系列逻辑上关联的应用服务单元23,24(ASE)，各自定义为功能模块。
OSI应用层因此提供给所说的AE支持在应用进程级通信的功能。该功能经为特定的应用和/或一般目的例程而设计的协议执行。
AE的本性由对被使用的ASE的选择决定。这些单元不能单独存在。因此，应用实体由一个以上的ASE组成，每个代表用户应用完成一件特定的任务。结果是，应用服务的结构和其它的OSI层的结构相当不同；实际上，后者可以由提供具体服务的实体表示，而应用层可以通过ASE组和可谈判的可选项表示。
更具体地，每个应用都由一组特定的ASE(SASE)表征，该组ASE被专门定义并提供它们被设计用于的应用所特有的功能(例如FTAM管理文件传送功能)。
此外，为多种类型应用所共有的任何功能都已经被摘出。对应的ASE被叫做公用ASE(CASE)。特别是，任何向另一个ASE提供服务的ASE都可以被看成CASE。
从程序的角度看，应用进程之间的合作发生在被称为应用关联的在每对驻留在不同处理单元之间建立的充分逻辑的界限。引起关联的AE被叫做创始关联者，而其它的同位体被叫做关联响应者。因此，应用关联是两个AE之间的关系，提供允许它们合作所需要的基准结构。
建立关联的过程包括使用OSI表示层提供的服务，进行适当的应用协议数据单元的(APDU)交换。所说的APDU也传递控制信息，AE利用这些控制信息来管理应用关联，并协调它们的功能。
对于每个应用关联，需要定义信息被交换的方式：为此，在AE之间所使用的过程组合被叫做给定应用关联的应用上下文。应用上下文是AE在给定应用关联上合作所要求的信息类型。特别是，所说的上下文将总是包括所说关联中所牵涉的每个AE所使用的ASE组合的描述。
为此，为便于定义建立AE之间的通信时同时发生的进程，已经确定了一些抽象模型，每个模型逻辑上对已经为给定应用上下文定义的功能编组。单一的关联对象(SAO)是对应于特定应用关联的功能的抽象模型。它由属于给定AE的ASE中一个以上的ASE组成。
由于属于SAO的ASE是由SAO表示的应用关联的一部分，它们之中的一个必须是应用控制服务单元(ACSE)。该ASE处理应用关联的设立，释放和中止。
在每个SAO内，可以识别在ASE之中控制交互的那些过程，以及控制在所说ASE和OSI表示层中的交互的那些过程。单一的关联控制功能(SACF)是识别一组所说进程的抽象模型；它表示对在应用上下文内定义的规则的实行，因而，它的描述隐性包括在应用上下文内，并且特别是，包括在ASE的描述中。
如果应用实体打开了更多的关联，多个SAO可以相应地被识别。这些SAO可以具有ASE的不同组合。如果在给定AE的一些或全部应用关联中需要有一些形式的关联，那么可以采用一个多关联控制功能(MACF)。基本上，MACF支配给定AE内的一群SAO之中在一些关联之上的交互。也就是说，各种关联内的事件的时间序列，它们之间的关系和可能对一个多关联的管理有用的一切。
图5描绘了AE的使用(即，应用实体的调用)；它给出了两个应用关联，一个在SAO1的两个示例之间，另一个是在SAO2的两个示例之间。在两个情况下，MACF控制由SAO1和SAO2提供的服务在AEI2内的使用。尽管未在图中指出，直接的关联而不需任何MACF的参与，也是可行的。
ASE的例子有：
ACSE(关联控制服务单元)：处理应用关联的设立，释放和中止。
FTAM(文件传送存取和管理)：处理OSI上下文内的文件传送功能。历史上它曾经是所开发的第一代ASE之一，它现在是最有趣的应用之一。
RTSE(可靠传送服务元素)：提供程序性元素用于对信息的可靠传送。这一功能是OSI会话层1的镜象，但提供了利用ASN.1而不是字节格式的可能性，由此简化了会话层的复杂度。
ROSE(远程操作服务元素)：允许对那些分布式应用的事件的支持，所述分布式应用不严格地基于客户机-服务器模型。
CCR(托付并发和恢复控制)：设计用于管理分布式应用，解决在此类情况中可能发生的一致性和并发问题。
CMSE(共同管理信息服务单元)和SMASE(系统管理应用服务单元)：它们处理OSI上下文内的网络管理。两者都依赖于ROSE。Ⅴ.2OSI模型中的表示层-背景信息
OSI表示层设立，管理，终止OSI应用层实体之间的通信会话。OSI表示层的主要目的是使得任何语法上的差异虚化(virtual)(而OSI应用层的主要目的是使得在开放式系统中任何应用之间的语义上的差异虚化。这意味着要保证所说应用共享共同的对话上下文，即要讨论的内容以及怎样去做。共同的语义意味着共同句法的使用。)，这可能存在于协作在开放式系统上下文中的各种应用之中。这一层的另一关键特征是不在本申请范围之中的数据加密。加密理论上可以在七个OSI层的任何一个中完成，但是实际上仅仅物理，会话和表示层被一些作者看成最适宜采用的地方。这一目标可以通过采用共同的传送句法(transfer syntax)或数据的共同外部表示来完成。
本地句法里具体的数据结构被映射成以抽象句法描述它们的数据类型。抽象句法的例子是ASN.1标准。然后，将传送句法加到抽象句法上，以得到对应于给定抽象数据类型(串行化)的数值。
这一对(抽象句法，传送句法)被叫做表示上下文，它由表示层为实现其功能而定义。实际上，该层支持两种类型的上下文：
定义上下文，它由两个用户和表示层通过谈判进程而达成协议。
缺省上下文，它总可以在表示层获得。该上下文在未能就定义的上下文达成一致的情况下使用。
为了促进谈判进程，每个表示上下文都被分配一个表示上下文标识符(PCI)，这是一个能用于定位特定的上下文的整数值。
例如，AE可以由两个ASE组成。每个ASE都可以定义它自己的用于和同位体ASE通信的抽象句法。一般地，这些抽象句法可以有所不同。为了避免混乱，两个不同的表示上下文，每个ASE对一个，在表示连接设立期间建立。这一区别通过用特定的PCI对每个上下文作记号完成。
表示层委任一组服务和协议，以其它的功能处理表示上下文谈判(在表示连接设立时间)和再谈判(在连接存在周期里)。
在连接设立时，对定义的上下文组(DCS)进行谈判。发起者首先在所说的DCS中指定它能处理的全部表示上下文的一览表。对于每个上下文，指定PCI和抽象句法。发起者不就和传送句法有关的任何信息作出指定。被发起者采用的OSI表示层实际上提供了这一信息。表示实体追加与列表在DCS中的给定抽象句法兼容的所有可能的传送句法。如果某个给定的抽象句法没有传送句法可以利用，则对该应用进程提出异议，并且对应的项目从DCS中被去除。
然后，完整的DCS信息传送给同位体OSI表示层，后者检查所指定的传送句法是否得到支持，并且然后给本地的用户(响应者)移送DCS中所列出的每个表示上下文的下列信息：
#PCI
#抽象句法
#标记，它指示某个表示上下文是否已经被接受(接受，或者供应者拒绝)。
如果给定上下文被拒绝，指定下列理由之一：
#未指明的原因
#未得到支持的抽象句法
#所建议的传送句法均未被接受
#达到了DCS的本地限度
然后，响应者答复其表示服务提供者，响应者能支持哪个表示上下文。表示层将该信息送回发起同位体，依据：
#PCI
#抽象句法
#标记：接受/供应者拒绝指示器
#被选中(独特)传送句法
该信息被转交到发起者，并且谈判结束。现在DCS仅仅包括两个同位体均能支持的那些表示上下文(每个具有它自己独特的传送句法)。
这一进程在表示连接的存在周期里能随时被重复。Ⅴ.3在OSI模型中的会话层-背景信息
OSI会话层设立、管理、终止OSI表示层实体之间的通信会话。更具体地，会话层的主要目的是将用户之间的数据流结构化并加以控制，管理可能发生的任何失败和/或异议的事件。为了处理后一方面，会话服务依靠校验点(checkpoint)的概念。校验点是在两个用户之间连接的存在周期期间被插入的逻辑性记号。当发生失败/异议(exception)的时候，制定了一些规定，用于通过返回标记有校验点的连接状态之一而从给定的事件回复原状。
OSI会话层可以用不同的方法将会话连接映射到传输连接(由下方的OSI传输层提供)：一对一的对应关系，多个传输连接上的一个会话连接，一个传输连接上的多个会话连接。传输连接可以被重新用于多个会话连接，或者可以为给定会话连接设立新的传输连接。该传输连接的分配基于用户的QoS要求。Ⅴ.4所建议的OoS适应构架的形式描述
图6是在适应构架一节中描述的QoS适应构架，它遵循在“OSI模型中的应用层-背景信息”，“在OSI模型里的表示层-背景信息”，以及“OSI模型中的会话层-背景信息”所指明的OSI概念。下列的形式说明针对的是完备的支持中间软件的应用类型B.3。相同的概念可以适用于，mutanda mutandis，应用类型B.1和B.2。
QOS中介器30(ⅰ)实现主要的QoS适应逻辑，(ⅱ)协调各种实体(例如，应用的管理；关联，会话和流的协调。QoS中介器本身是一种组件，因此一个中央组件协调程序SW单元管理它。另外，该单元也管理安放到结构上的全部其它组件。更具体地，QoS中介器30依靠一个外部组件，即NRB31，不过用户可以通过特定图形用户界面以别的方式直接访问它(这适用于任何种类的应用，仅仅对应用类型A.1和A.2有一些限制，对于这两种应用类型QoS信令是不可行的，但是QoS配置是允许的)。
应用进程32(AP)表示用户应用。AP32可以使用中间软件，但是，中间软件仅仅间接地影响它。中间软件实际上是通过如同在应用模型一节所描述的那样调节AP资源的使用，而实行QoS适应的。为此，AP32和一个AE示例33(AEI)有关联。这一关联实际上通过UE34实现，UE34表示在中间软件内的AP32。UE34包括关于AP32的信息，比如优先级，类(见应用模型一节)和(如果有的话)可能对实行接纳试验和退守机制有用的配置信息(例如一些存储器要求)。UE34还在QoS中介器30的直接控制下，协调一系列的开放会话(为简单起见，图中仅仅表示了一个会话)。
如同在通信模型一节所描述的那样，每个会话都能被分割成几个关联。所说的关联组由会话管理器35在QoS中介器的直接控制下协调，因此会话管理器起MACF的作用。
每个关联由SAO36,37表示：链协调器38(见适应构架一节)在QoS中介器的直接控制下起SACF的作用，协调ASE(如同多媒体组件和资源管理器，参看端系统基准结构一节)。更具体地，链协调器38处理多个链，每个链最终都和一个给定流相关联。为此，对于每一流而言ASE被例示。此外，某些组件可以按桩模块(stub)的形式实现，桩模块表示给定组件的高级接口。这一间接性在结构中引入了多态特性：实际的组件实现(骨架)通常是在OSI表示层范围内以一种组件骨架库的形式处理的。在大部分情形下，实际上，多媒体组件处理典型的OSI表示问题，例如编码，压缩，并且加密功能。另一方面，不能按如此方式建模的多媒体组件例如是处理多媒体设备驱动程序的那些组件。哪个骨架将被实际使用，取决于扩展的表示上下文谈判进程的结果，下文对此将有说明。
为此，本发明和OSI模型略有不同：QoS信息是预先在最高层被协商的，然后才根据需要建立的物理连接所特有的商定QoS要求，传送给OSI传送层和更低层。
由于被隐式包括在OS上下文内，因此，为简单起见资源控制器未在图6中表示。Ⅴ.4.1扩展的表示上下文谈判进程
这一想法是为了在同位体之间交换补充性的上下文信息而平衡目前的表示上下文谈判进程。更具体地，除了抽象句法(它在某些情况下甚至并不适用-OSI模型在此处仅仅作为基准模型使用，并且并非其概念的全部都被实施)以外，现在同位体将根据下列情况，交换QOS信息：
#一系列被使用的组件桩模块
#应用QoS提问文件
#会话QoS提问文件(如果有会话拟被使用，假定一个会话将被缺省使用)
#关联QoS提问文件(假定一个关联将被缺省使用)
#流QoS提问文件(如果有流拟被使用，则假定一个流将被缺省使用)
关联和流QoS提问文件包括关于协议栈资源使用的预算信息。这些估计通过被专用于每个流和资源类型的资源管理器，结合资源控制器所提供的集中式服务加以计算。然后，QoS中介器将在运行期间使用在适应机制一节所描述的适应机制，调准这些估计。
ASE信息被组织在DCS中：给每个需要设立与同位ASE的通信的ASE分配一个PCI，一个抽象句法(如果要求的话)和一个组件桩模块(如果需要的话)。例如，发起者可以选择具有给定压缩率的数据压缩器：如果两个同位体可能有不同品牌/特点的压缩器。这些压缩器甚至可能彼此不兼容。因此，同位体需要就它们将实际使用哪个压缩器(即骨架)达成一致(即协商)。由于简单地被QoS表示层协议数据单元搭载，QoS提问文件被设置在DCS前面。为了使会话，关联和流相互关联，如同在图7中被表示的那样，每个提问文件都用标识符进行关联。
为了简化说明，该图表示了一个会话，一个关联，一个流和一个ASE描述的特定情况。更一般地，这些描述的每一个都能根据有效的实体加以复制，以便把谈判信息组合在一个数据结构中。这典型适用于ASE，但是同样能扩展到其它的抽象概念。
为发起者服务的表示层将通过从库中选择传送句法和分别符合指定的抽象句法和组件桩模块的组件骨架，完成把谈判信息送往该同位体的工作(参看在OSI模型中的表示层-背景信息)
在同位体侧，OSI表示层将确认传送句法(如果有的话)和组件骨架(如果有的话)，并把产生的信息送给响应者。响应者由同位体QoS中介器看管：接纳试验和退守机制(参看应用模型一节)在各层(包括较低的层)进行，并且因此将响应送回发起者。这一方案基于在OSI模型中的表示层-背景信息一节所描述的相同机制。
在发起者对响应者反馈不满意的情况下，谈判进程可以重复。在每一步，资源沿着通路分配，如图9所示(该图的详细描述参见标准QoS谈判协议的建议一节)。
相同的机制可以适用于再谈判进程，主要的差异是在同位体之间已经设立有通信链路。
目前为止所介绍的内容反映的是理想情况，在其中一组规定的QoS要求可以一次性地永远指定，而QoS中介器能够通过以协调的方法调谐总体系统来满足所说的要求。
不过，在现实世界突然的QoS违反能如此显著地驱动QoS中介器使之出现偏移。在这种情况下，适当的降级通路信息(参看适应机制一节)将包括在谈判信息内。这一补充性的信息可以构设成额外的信息集合，所采用的方式和图7所示(表示基准上下文)相同。为了区分属于降级通路的项目和属于基准上下文的项目，每个项目(图7的说明)应分配一个数学上和基准上下文中对应的项目相关的ID。所述数学关系可能是适当的分级式比特映射方案或任何别的解决方案。本发明并不要求任何特定的关系，因为可以看出这是和实现相关的问题。图8给出降级信息被施加到谈判信息上的例子。
如同在适应机制一节所表示的那样，再谈判可以因此被限制为简单的项目ID交换，并且仅仅在两个QoS中介器需要同步的时候。作为缺省，实际上，假定QoS中介器能够协调地使用降级通路信息。只有在可配置的定时器期满之后，如果被监视的QoS还违反(降低了的)QOS要求，QoS中介器启动再谈判进程，这里，仅仅被选中的一组项目ID被谈判(假定对应的信息已经在连接设立之时已经过协商)。
只有在同位体之一已经破坏了以前协商的信息的情况下，或者当用户修改了她/他的配置信息的时候，将会进行明晰的再谈判进程(和针对基准谈判情况阐述的相似)。接收如此明晰要求的QoS中介器将自动被迫使丢弃先前的信息，而完成再谈判进程，犹如它是新的谈判进程似的。Ⅴ.4.2关于OSI表示层的最终注解
迄今为止已经针对OSI表示层描述了建议的QoS适应构架，其谈判能力有所增强。依据(在一定程度上)OSI模型，对这一概念用于使所说的构架格式化的情况作了介绍。
不过，从实现的角度来看，OSI表示层功能部分地包括在COTS会话协议实现中(类于SIP)，而有部分包含在QoS中介器组件中。更具体地，QoS中介器组件可以被看作是由一组四个主要的组件组成：
#QoS提问文件数据库管理系统
#QoS参数映射程序
#QoS控制/协调适应有限状态机
#QoS(再)谈判引擎
后一组件处理在谈判进程后边的全部逻辑，而类似SIP的会话协议可以用于实现谈判协议。Ⅴ.4.3用户交互
谈判进程在此前被描述为完全自动的机制。实际上，QoS中介器提供了高度的自动化。然而，假如人的控制在一定的程度上施加，响应者就可以和发起者在设立任何一个给定会话，关联和流方面达成一致。
实际上，响应者可以是在经过配置的自动控制(即视频点播服务器)或人接到呼叫(视频会议应用)的一个示例。然而即使是后一情况，用户也可以对QOS中介器编程以考虑各种细节(例如和QoS有关的问题)，这样能够作出较高级的决定(接受/拒绝/修改呼叫请要)。Ⅵ．标准QOS谈判协议提议
本发明提议了通用的QOS谈判协议的标准化：该协议不拘泥于任何具体的网络技术。实际上，与其是提议一项新的完全成熟的协议，不如说本发明描述了一个元协议，该元协议能通过映射下边描述的过程和信息单元到现有的协议例如SIP而实现。
为此，一般的逻辑性的消息(以下看作方法)，比如关联设立，流设立，应答和再谈判得到了广泛的使用，以便表示在同位体之间的谈判信令，该谈判信令因此在内部实行。
这些通用消息将被映射为协议特有的类似消息。前提是所选定的协议规范允许可扩充性特征。否则，为了清楚地支持此处描述的信息单元，将在适当的标准化主体范围内采取适当的行动。本发明的重要方面是真实协议消息搭载了谈判信息(包括降级通路)以及一般的信息。这一迟缓方案意味着无论什么也不要求明晰的谈判消息，这样减少了协议和建立(或者就再谈判来说，恢复)延迟的复杂性。
此外，这里所描述的是简单的端到端的场景：中间网络实体(类似于代理服务器，网关等等)的使用是实现特有的，而不改变元协议的范围。实际上，同位体之一最终能够是嵌入在网络内(有源网络情况)的QoS中介器。Ⅵ.1例子场景(scenario)
图9给出三个最重要的场景：关联设立，流设立，和再谈判(在这种情况下，由于转移事件)。
该图中结合同位体B图解了会话设立场景(在这些场景中它扮演被呼叫者的角色)。至于同位体A(呼叫者)所关注的是，会话可能已经在与先前的另一个同位体的关联设立期间被设立。然而，如同在会话设立一节所描述的那样，在每个关联设立期间里通过搭载会话QoS提问文件信息，对会话的新参加者实行会话谈判。
此外，在关联设立阶段里，会话层次的降级通路信息被搭载。
无论如何，应答消息会指出从被呼叫者角度的谈判进程的结果。如果呼叫者认同如此结果，资源最终被分配，否则，可以采取纠正行动(可能包括和用户的交互在内)，以便利用在再谈判情形中被交换的相同消息重新规范一个新的投标。出于简化理由，后一情况未在所说的图中表示。
下列的表格详细描述方法和构成它们所用的位。所使用的计数法是根据将方法分解成为信息元素的过程，每个信息元素描述谈判信息的一个特别方面。信息单元然后进一步被分解成为记号，每个记号描述最低等级的信息。记号可以由多个信息元素使用，后者也同样可以被映射到多个方法。“m”符号表示强制性的元素。“0”符号表示可选择的元素。特别是，降级通路信息被模拟成加到基准信息元素上的补充性信息元素，并链接到对应的基准信息元素上，如同在扩展的表示上下文谈判进程一节所描述以及在图8中所描写的那样。
名字 描述
长度 信息元素的长度，单位为字节数，该记号是唯一的
会话ID 全局性识别同位体之间的会话
关联ID 识别给定会话内的关联(参照SIP呼叫ID)
流ID 识别给定关联内的流
PCI 识别(和ASB有关)的表示上下文
抽象句法名字 识别抽象句法
传送句法名字 识别传送句法
组件桩模块名字 识别多媒体组件桩模块
组件骨架名字 识别多媒体组件实现(骨架)
流QoS提问文件 流层次的QoS提问文件，以QML计数法(QML
 notation)描述
关联QoS提问文件 关联层次的QoS提问文件，以QML计数法(QMLnotation)描述
会话QoS提问文件 会话层次的QoS提问文件，以QML计数法(QMLnotation)描述
应用QoS提问文件 应用层次的QoS提问文件，以QML计数法(QMLnotation)描述
结果 位图表示谈判的结果：一组接受/提供者拒绝指示标记
                                    表8：记号
名字 描述
ASE描述 描述表示上下文，增加有关于可能为同位体所用的任何多媒体组件的信息
流描述 描述和流有关的QoS信息
关联描述 描述和关联有关的QoS信息
会话描述 描述和会话有关的QoS信息
应用描述 描述和应用有关的QoS信息
谈判结果 描述谈判进程的结果
                                 表9：信息元素描述
ASE描述 流描述 关联描述 会话描述 应用描述 结果
长度  m  m  m  m  m  m
会话ID  m
关联ID  m
流ID  m
PCI m
抽象句法名字 o
传送句法名字 o
组件桩模块名字 o
组件骨架名字 o
流QoS提问文件 m
关联QoS提问文件 m
会话QoS提问文件 m
应用QoS提问文件 m
结果 m
                              表10：信息元素结构
方法名字 描述
关联设立 发起者用来和响应者协商的具有给定QoS的给定关联的设立(并且暗示地，底层的会话)。
流设立 任一同位体用于在给定关联内设立新信息流
再谈判 发起者用来和响应者协商在QoS违反的情况下给定关联(以及隐含的底层会话)的降级通路
应答 向发起者报告从响应者返回的(再)谈判结果
                                   表11：方法描述
关联设立 流设立 再谈判 应答
ASE描述 m  m  m  m
流描述 o  m  o  m
关联描述 m m  m  m
会话描述 m  m  m  m
应用描述 m  m  m  m
结果  m
                            表12：方法结构本发明和现有技术的主要的有利差异
P_ID 关键方面 描述
1 互用性 ·向下兼容性机制(见表6)·可以用以树拓扑形式散布在网络内的QoS代理进行操作
2 模块性 ·QoS中介器，NRB，会话管理器，组件链协调器和资源管理器自身都是组件。
3 可配置性 ·NRB可以用于配置协议栈并使用任何种类的QoS信令机制·多媒体组件骨架提供给定合同的多个实现(多媒体组件桩模块)，可以就所述多个实现进行谈判以及传送句法和其它的和OSI表示层相关的问题。
4 适应性 ·聚合的资源类概念：和DiffServ聚合流量相似，但施加于计算单元资源。·退守机制·谈判信息的搭载·降级通路的搭载和预先谈判·具有记帐机制的分布式退守机制
5 标准化 ·格式化成类似OSI的模型(差异是本发明所作的增强)：更具体地，此处提议的构架着眼于功能级别(应用，会话，关联，和流)的QoS管理，而不是结构层次的QoS管理(贯穿协议堆栈层的QoS管理)。前者由QOS中介器映射到后者，但那是实现的细节。因此提议构架的通用性应充分考虑了任何一种要求QoS保证的应用(例如，该构架也能处理独立式应用，或使用操作系统所提供的处理机间的通信设施进行本地通信的应用)。·一般的标准解决方案(元协议)·独立于实现
例子
建议的谈判协议可以在IP世界实现，投射于国际网工作交流协会指定的会话开始协议上。根据基于SIP文本的消息句法，在先前各章节所描述的过程、方法、信息元素和记号在这种情况下可以被映射成过程和方法。
例如，可能的实现可以基于下列映射：
方法 SIP方法 注解
关联设立 邀请 谈判在邀请时完成
流设立 INFO 在本申请的撰写之时，SIP INFO方法仍然处于IETF草案状态。在其它的使用中，该方法用在HMPP中光滑地管理转移事件。
再谈判 INFO 在本申请的撰写之时，SIP INFO方法仍然处于IETF草案状态。在其它的使用中，该方法用在HMPP中光滑地管理转移事件。
应答 200 OK，INFO 作为邀请的结果，将谈判结果返回给发起者。响应INFO方法，另一个INFO方法将被使用。
本发明在应用QoS适应领域，为实现特有的未来发明，尤其是为移动式和多媒体应用提供构架。
表13捕捉了本发明的最富有意义的方面，使得在此要求的最初想法显而易见。
P_ID 关键方面 所要求的初始特征
1 互用性 ·在表6所描述的退守机制用于提供表4所描述的各种应用之间的向下兼容性机制。
2 模块性 ·模块性解决方案用于访问各种应用(如表4所描述)：阶梯式的图2。·基于组件的模型适用于高水平的QoS API和组件模型API。参看模块性一节。
3 可配置性 ·建议的构架的通用性足以使其被接纳到任何给定的网络模型和QoS信令协议上。·更具体地，如同在可配置性一节所描述的那样，将下列SW单元的整合在一起，使实现细节掩蔽起来而不为Qos中间软件和应用所见：
-网络资源预订器(Booker)(NRB)：摘出资源预约机制。它能被人(通过适当的图形用户界面)直接使用或由QoS中介器使用(见图3)。-会话管理器：协调会话中的同位体与同位体的多个关联，并摘出(abstract out)会话协议。-网络协议资源控制器：摘出网络协议栈管理(例如对队列调度程序和/或数据链路/物理协议层资源的控制-通过特定的数据链接/物理协议层管理单元)-存储器资源控制器：摘出主和次存储器管理-中央处理器资源控制器：摘出中央处理器管理(例如对任务调度程序的控制)-多媒体设备驱动程序：摘出多媒体设备细节-见可配置性一节
4 适应性 ·应用和通信模型以及它们特定的适应机制，组织在一个构架中。-这些模型严格地按国际标准化组织OSI结构描述，并构成以最一般的方式模制(molding)QoS(再)谈判进程的逻辑构架。·高水平的QoS API和组件模型APL。·参见适应机制一节。
5 标准化 ·广泛使用搭载机制和预先商定的降级通路，实现中立于平台和网络的谈判和再谈判协议的方法。·这些结果是通过将(再)谈判进程的概念作为国际标准化组织OSI表示谈判协议的扩展引入而得到的。参见标准QoS谈判协议的提议一节。·SIP绑定作为一个例子提供。该绑定拟通过IETF标准化组织标准化。参见例子一节。
           表13：本发明最初特征的详细列表更具体地，对于图3，本发明建议了一个终端QoS中间软件结构。表14表示了在构成所说中间软件的各SW单元之间的依赖关系。关于这些单元每一个的更详细描述，请参看表14中对应的项目。
SW单元名称 关系
QoS中介器 组件的存在周期经过组件协调程序管理直接协调下列单元：-网络资源预订器-会话管理器通过链协调器协调下列单元：-中央处理器管理器，-存储器管理器，-多媒体组件，-网络协议管理器，以及它们的对应监视器。
组件协调程序 管理下列单元的存在周期：-QOS中介器，-链协调器，-会话管理器，-网络资源预订器，-中央处理器管理器，-存储器管理器，-多媒体组件，-网络协议管理器
链协调器 组件存在周期通过组件协调程序和QoS中介器管理。协调下列单元：-中央处理器管理器，-存储器管理器，-多媒体组件，-网络协议管理器
会话管理器 组件存在周期通过组件协调程序和QoS中介器管理。该单元对目前的会话层协议，例如SIP或H.323，提供统一的API。
网络资源预订器 组件存在周期通过组件协调程序和QoS中介器管理。此外，该单元可以和图形用户界面结合，提供人对其
核心功能的直接访问。该单元提供对目前资源预约协议/机制(例如IntServ和/或DiffServ)的统一的API。
CPU管理器 组件存在周期通过组件协调器和链协调器管理。和一个监视器子单元关联，后者向所说链协调器汇报经过过滤的事件。该单元的一个示例(以及对应的监视器子单元)和每个流关联。该单元使用中央处理器资源控制器来获得/改变资源全局状态信息。
存储器管理器 组件存在周期通过组件协调器和链协调器管理。和一个监视器子单元关联，后者向所说链协调器汇报经过过滤的事件。该单元的一个示例(以及对应的监视器子单元)和每个流关联。该单元使用存储器控制器来获得/改变资源全局状态信息。
多媒体组件 组件存在周期通过组件协调器和链协调器管理。和一个监视器子单元关联，后者向所说链协调器汇报经过过滤的事件。该单元的一或多个示例(以及对应的监视器子单元)和每个流关联。该单元使用多媒体控制器来获得/改变资源全局状态信息。
网络协议管理器 组件存在周期通过组件协调器和链协调器管理。和一个监视器子单元关联，后者向所说链协调器汇报经过过滤的事件。该单元的一个示例(以及对应的监视器子单元)和每个流关联。该单元使用网络协议控制器来获得/改变资源全局状态信息。
CPU资源控制器 提供到CPU资源全局状态的细化访问/控制的单元，该单元可以嵌入到OS中。由CPU管理器使用。
存储器控制器 提供到存储器资源全局状态的细化访问/控制的单元，该单元可以嵌入到OS中。由存储器管理器使用。
多媒体控制 提供到多媒体资源全局状态的细化访问/控制的单
器 元，该单元可以嵌入到OS中。由多媒体组件使用。
网络协议控制器 提供到网络资源全局状态的细化访问/控制的单元，该单元可以嵌入到OS中。由网络协议管理器使用。该单元可以被接口到数据链接/物理协议层管理单元，以便允许从在QoS管理平面内对所述协议层进行细微的参数调谐和控制。为此，表示在图3中的启用QoS和移动性的转移接口然后将把和QoS有关的信息/操作重新导向到QoS管理平面，并且通过网络协议控制器，导向到数据链路/物理协议层管理单元。该单元未在图3中清楚表示。可以预想，在网络协议控制器和数据链接/物理协议层管理器单元之间的接口将于未来被标准化。
                     表14：SW单元一览表

Claims (40)

1．用于一或多个通信网络的处理系统，它为应用提供和平台以及网络无关的构架，以便通过利用组件协调器单元(10)提供所述通信网络中的QoS管理的组件从而获得交互适应性。
2．根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述通用构架使用一组和平台和网络保持中立的应用适应机制，包括QoS谈判和再谈判协议。
3．根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，所述协议使用搭载机制来进行QoS谈判和再谈判。
4．根据权利要求1、2或3所述的处理系统，其特征在于，所述通用构架基于一种模块性渐进方案，来寻址不同类型的应用，所述应用的范围包括从现有的应用到构想的更为完善的依赖于中间软件来实现交互适应性的应用。
5．根据权利要求1至4之一所述的处理系统，其特征在于，所述通用构架基于一种应用模型，其中每个应用被归于在资源利用方面有不同QoS等级的一组应用类之一。
6．根据权利要求5所述的处理系统，其特征在于，提供了退守机制用于应用类之间的向下兼容性。
7．根据权利要求5或6所述的处理系统，其特征在于，所述通用构架基于一种通信模型，该模型具有不同的功能通信等级，用于以协调方式开发各种资源，从而获得所需要的总体QoS水平。
8．根据权利要求7所述的处理系统，其特征在于，所述通信等级包括应用(1)，会话(2)，关联(3)，和流(4)等级。
9．根据权利要求1-8之一所述的处理系统，其特征在于，一个QoS中介器单元(8)由组件协调器单元(10)管理，通过利用所述谈判和再谈判协议协调本地和远程资源管理。
10．根据权利要求9所述的处理系统，其特征在于，网络资源预订器单元(9)直接由QoS中介器单元(8)协调，并且按和实施无关的方式管理网络资源预约机制。
11．根据权利要求9-10之一所述的处理系统，其特征在于，会话管理单元(11)由QoS中介器单元(8)直接协调，用于按和实施无关的方式设立和管理会话。
12．根据权利要求11所述的处理系统，其特征在于，一或多个链协调器单元(12)由QoS中介器单元(8)通过会话管理单元(11)管理，并且管理一或多个组件链，每个链和一个流关联。
13．根据权利要求12所述的处理系统，其特征在于，一或多个CPU管理器单元(13)由链协调器单元(12)协调来管理CPU资源的利用。
14．根据权利要求13所述的处理系统，其特征在于，CPU资源控制器单元(17)为所述CPU管理器单元(13)提供和平台无关的资源状态信息检索和控制。
15．根据权利要求12-14之一所述的处理系统，其特征在于，一或多个存储器管理器单元(14)由链协调器单元(12)协调来管理存储器资源的利用。
16．根据权利要求15所述的处理系统，其特征在于，存储器控制器单元(18)为所述存储器管理器单元(14)提供和平台无关的资源状态信息检索和控制。
17．根据权利要求12-16之一所述的处理系统，其特征在于，一或多个网络协议管理器单元(15)由链协调器单元(12)协调来管理网络协议资源的利用。
18．根据权利要求17所述的处理系统，其特征在于，网络协议控制器单元(19)为所述网络协议管理器单元(15)提供资源状态信息检索和控制。
19．根据权利要求12-18之一所述的处理系统，其特征在于，一或多个多媒体组件(16)由链协调器单元(12)协调来管理多媒体资源。
20．根据权利要求19所述的处理系统，其特征在于，多媒体控制器(20)为所述多媒体组件单元(16)提供和平台无关的资源状态信息检索和控制。
21．用于一或多个通信网络的软件段，它可以装载在一或多个通信网络的一或多个节点的存储器装置中，为应用提供和平台以及网络无关的构架，以便通过利用组件协调器单元(10)提供所述通信网络中的QoS管理的组件从而获得交互适应性。
22．根据权利要求21所述的软件段，其特征在于，所述通用构架使用一组和平台以及网络保持中立的应用适应机制，包括QoS谈判和再谈判协议。
23．根据权利要求22所述的软件段，其特征在于，所述协议使用搭载机制来进行QoS谈判和再谈判。
24．根据权利要求21、22或23所述的软件段，其特征在于，所述通用构架基于一种模块性渐进方案，来寻址不同类型的应用，所述应用的范围包括从现有的应用到构想的更为完善的依赖于中间软件来实现交互适应性的应用。
25．根据权利要求21至24之一所述的软件段，其特征在于，所述通用构架基于一种应用模型，其中每个应用被归于在资源利用方面有不同QoS等级的一组应用类之一。
26．根据权利要求25所述的软件段，其特征在于，提供了退守机制用于应用类之间的向下兼容性。
27．根据权利要求25或26所述的软件段，其特征在于，所述通用构架基于一种通信模型，该模型具有不同的功能通信等级，用于以协调方式开发各种资源，从而获得所需要的总体QoS水平。
28．根据权利要求27所述的软件段，其特征在于，所述通信等级包括应用(1)，会话(2)，关联(3)，和流(4)等级。
29．根据权利要求21-28之一所述的软件段，其特征在于，一个QoS中介器单元(8)由组件协调器单元(10)管理，通过利用所述谈判和再谈判协议协调本地和远程资源管理。
30．根据权利要求29所述的软件段，其特征在于，网络资源预订器单元(9)直接由QoS中介器单元(8)协调，并且按和实施无关的方式管理网络资源预约机制。
31．根据权利要求29-30之一所述的软件段，其特征在于，会话管理单元(11)由QoS中介器单元(8)直接协调，用于按和实施无关的方式设立和管理会话。
32．根据权利要求31所述的软件段，其特征在于，一或多个链协调器单元(12)由QoS中介器单元(8)通过会话管理单元(11)管理，并且管理一或多个组件链，每个链和一个流关联。
33．根据权利要求32所述的软件段，其特征在于，一或多个CPU管理器单元(13)由链协调器单元(12)协调来管理CPU资源的利用。
34．根据权利要求33所述的软件段，其特征在于，CPU资源控制器单元(17)为所述CPU管理器单元(13)提供和平台无关的资源状态信息检索和控制。
35．根据权利要求32-34之一所述的软件段，其特征在于，一或多个存储器管理器单元(14)由链协调器单元(12)协调来管理存储器资源的利用。
36．根据权利要求35所述的软件段，其特征在于，存储器控制器单元(18)为所述存储器管理器单元(14)提供和平台无关的资源状态信息检索和控制。
37．根据权利要求32-36之一所述的软件段，其特征在于，一或多个网络协议管理器单元(15)由链协调器单元(12)协调来管理网络协议资源的利用。
38．根据权利要求37所述的软件段，其特征在于，网络协议控制器单元(19)为所述网络协议管理器单元(15)提供资源状态信息检索和控制。
39．根据权利要求32-38之一所述的软件段，其特征在于，一或多个多媒体组件(16)由链协调器单元(12)协调来管理多媒体资源。
40．根据权利要求39所述的软件段，其特征在于，多媒体控制器(20)为所述多媒体组件单元(16)提供和平台无关的资源状态信息检索和控制。
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