1 Потоковое мультимедиа

Статистика 2

Потоковое мультимедиа Виды: записанное потоковое аудио и видео потоковое аудио и видео реального времени (телерадиовещание через Интернет, IP-камеры) интерактивное аудио и видео реального времени (IP-телефония, видеоконференции) Характеристики передачи мультимедиа: чувствительность к задержкам пакетов устойчивость к потерям пакетов 3

Проблемы при передаче мультимедиа 4 IP предоставляет best-effort service

Простейшая реализация 5 1. Установка TCP-соединения 2. Клиент посылает HTTP-запрос GET 3. Сервер находит файл на диске 4. и посылает его клиенту 5. Браузер записывает его во временный файл 6. и вызывает проигрыватель

Последовательное потоковое видео (progressive streaming) Обычные http-серверы могут передавать файлы по частям. Дорогостоящие видео серверы – не нужны! Проигрыватели начинают показ видео, не дожидаясь полной загрузки файла Минусы: видео сохраняется у пользователя на компьютере используется протокол TCP 6

HTML5 Ваш браузер не поддерживает HTML5 video 7

Потоковое видео реального времени (со спецсерверов) дополнительное серверное ПО: Flash Media Server Windows Media Services QuickTime Streaming Server - Apple VLC media player Преимущества: возможность трансляции потокового видео обработка небольших потерь пакетов защищенность видео данных 8

Обработка потерь 9 Потеря пакетов приводит к ухудшению качества, а не к промежуткам тишины

Real-Time Protocol (RTP) Служит для передачи медиаданных реального времени Работает поверх UDP Поля заголовка RTP-пакета: Payload Type: 7 бит, один из 128 типов кодирования PCM, MPEG2, и т.д. Sequence Number: порядковый номер – для определения потерь пакетов 10

Real-Time Protocol (RTP) Timestamp: Метка времени первого байта медиаданных, используется для устранения джиттера Synchronization Source identifier (SSRC): источник синхронизации (для синхронизации нескольких медиапотоков) 11

RTP Control Protocol (RTCP) Используется для контроля потока данных и диагностики Типы сообщений: Sender report (SR) – статистика посланных пакетов, джиттер, временные метки для синхронизации медиапотоков Receiver report (RR) – информация о джиттере, о % потерянных пакетов, … Source description (SDES) – содержит идентификатор сессии, описание источника медиапотока End of participation (BYE) 12

Удаленное управление потоком данных: RTSP 13

Adaptive bitrate streaming Background Отсутствие глобального QoS UDP – потери групп пакетов TCP – задержки Bandwidth Internet Проблемы при просмотре

Adaptive bitrate streaming 15

Домашнее задание послушайте интернет радио retro-retro.ru (SHOUTcast server) посмотрите последовательное потоковое флэш-видео (flv) на каком-нибудь сайте (например, посмотрите флеш-видео, транслируемое видео сервером, например лекции из раздела Computer Science посмотрите записанное HTML5 видео на 1tv.ru (отключите Flash Player, чтобы быть уверенным, что это именно HTML5) не записанное видео на 1tv.ru (прямой эфир) транслируется Flash Media Server Выясните, работает ли Flash-видео и HTML5-видео на 1tv.ru на вашем телефоне/коммуникаторе/планшете 16

Домашнее задание (20 баллов) Организуйте на своем компьютере RTSP- трансляцию (например, видео с веб- камеры, звук с микрофона (своя радиостанция), видео/аудио файла) с помощью VLC Инструкции можно взять например отсюда: setting-up-vod-server-with-vlc.html 17

IP - телефония 18

IP DSP Аналоговый сигнал Оцифровка Сжатие Упаковка в IP-пакет Что такое IP-телефония? IP-телефония или VoIP (Voice over IP) – технология, позволяющая использовать Интернет в качестве средства ведения телефонных разговоров и передачи факсов

Терминология H.323 – набор стандартов для передачи интерактивного аудио и видео реального времени SIP - Session Initiation Protocol протокол установления сеанса PSTN – ТфОП - Телефонная сеть общего пользования PBX – устройство/программа, реализующая функции АТС в VoIP FXO/FXS – устройства приема/передачи питания и сигнала звонка Gatekeeper (контроллер зоны) – в H.323 обеспечивает трансляцию номеров телефонов в IP- адреса и обратно 20

IP Network PSTN … xx FXO Gateway FXOPBX Gatekeeper LAN Router Центральный офис (3xxx) (1xxx) FXO Gateway PBX Офис N Router Схемы реализации IP-телефонии

IP телефония – устаревшая H.323 от ITU Модель архитектуры H.323 для интернет-телефонии 22

Семейство протоколов H

H.323 Логические соединения между абонентами 24 Ваня звонит Кате Ваня Катя

IP телефония – SIP от IETF Протокол SIP- Session Initiation Protocol описывает порядок установления соединения с удалённым клиентом согласовывает открытие дополнительных каналов обмена на основе других протоколов (например, RTP) допускает добавление/удаление каналов в течение сеанса (конференц-связь) использует адреса похожие на sip: sip: 25

Пример сети на базе протокола SIP 26

Запросы INVITE Приглашает пользователя к сеансу связи. Обычно содержит SDP-описание сеанса. АСК Подтверждает приём ответа на запрос INVITE. BYE Завершает сеанс связи. Может быть передан любой из сторон, участвующих в сеансе. CANCEL Отменяет обработку ранее переданных запросов, но не влияет на запросы, которые уже закончили обрабатываться. REGISTER Переносит адресную информацию для регистрации пользователя на сервере определения местоположения. OPTIONS Запрашивает информацию о функциональных возможностях терминала. 27

Ответы 1ХХ запрос находится в стадии обработки: 100 Trying, 180 Ringing, 183 Session Progress. 2ХХ запрос был успешно обработан: 200 OK и 202 Accepted. 3ХХ информирует вызывающего пользователя о новом местоположении вызываемого, например, 302 Moved Temporary 4ХХ ошибки: 403 Forbidden, 404 Not Found. 5ХХ 500 Server Internal Error. 6ХХ соединение установить невозможно, например, 603 Decline 28

Алгоритм установления соединения 29

ENUM – преобразование SIP и PSTN номеров 30 возьмем PSTN номер преобразуем его e164.arpa. получим ответ отправим DNS запрос типа NAPTR ENUM - Electronic Number Mapping System

Как это работает 31

Сервис SIP Broker Предоставляет номера, по которым можно дозвониться до SIP-абонентов, используя стационарные телефоны Пример – звонок на находим номер, соответствующий регистратору sipnet.ru: *419, значит цифровой номер будет таким: * находим ближайшую PSTN точку доступа – в Москве: Звоним * Аналог – цифровой номер Skype (стоит 18$ за 3 месяца) и для России не работает 32

Программы VoIP Серверное ПО: Asterisk ( Cisco Unified Communications Manager Клиенты: X-Lite (proprietary, windows) SipDroid (GPL, android) Sippoint Ekiga (GPL, *nix/windows) Twinkle (Qt-based) 33

Серверное ПО Asterisk ( 34

Оборудование. USB VoIP телефоны Можно принимать и совершать звонки через Skype или SIPNET Поддержка протоколов Skype, SIP, H.323, MGCP 35

Оборудование. VoIP телефоны Оснащен двумя интерфейсами Ethernet (внешний и внутренний) Поддерживает SIP Имеет множество функций обычного телефона 36

Оборудование. VoIP шлюзы Имеет порт Ethernet для подключения к внешней сети Порт FXS для подключения обычного телефона Порт FXO для подключения к PSTN/PBX 37

Skype компания Skype основана Никласом Ценнштрём и Янусом Фриисом в 2003 программа обеспечивает бесплатную голосовую связь через Интернет между компьютерами платные услуги для связи с абонентами обычной телефонной сети видео конференции, обмен сообщениями и файлами основана на P2P технологиях 38

Skype 39

Архитектура сети Skype 40

Расположение супер-узлов Skype 41

Домашнее задание Установите у себя софтфон (например, x-lite) или купите USB-VoIP-телефон Зарегистрируйтесь у провайдера IP-телефонии (например, sipnet.ru) и получите номер – это бесплатно (укажите ваш номер телефона, тогда вам подарят 1$) Введите в x-lite полученные при регистрации данные и позвоните, например - последние новости Эха Москвы - курс доллара и евро, Россия - говорящие часы Звонки на VoIP-телефоны бесплатны, на Skype – тоже, тарифы в другие страны – не хуже, чем у Skype Установите у себя Skype Попытайтесь связаться с другом, используя голосовую или видео-связь 42