Din perspectiva retelelor, toate tipurile de trafic pot fi clasificate fie ca Real-Time (RT) sau Non Real-Time (NRT)
Traficul in timp real impune limite soft sau hard pe livrarea capat-la-capat din punctul de vedere al intarzierilor sau a jitter-ului, în timp ce tipurile mass-media NRT, cum ar fi text şi imagini, nu au nici o constrângere stricta legata de intarziere, dar pot avea constrângeri rigide in ceea ce priveste erorile
Tipurile RT de mass-media sunt în continuare clasificate ca fluxuri media discrete (DM) sau fluxuri media continue (CM), în funcţie de felul in care sunt datele transmise: în cuante discrete cum ar fi un fişier sau un mesaj, sau continuu ca un flux de date cu dependenţă inter-mesaj
Tipul media Audio este reprezentat de sunet / discurs convertite în format digital prin eşantionare şi cuantizare.
Tipul media Audio este reprezentat de sunet / discurs convertite în format digital prin eşantionare şi cuantizare.
Mass-media audio digitala este transmisă ca un flux de pachete discrete, prin reţea
Pentru codarea vocii se folosesc diverse codecuri (scheme de compresie) pentru reducerea benzii utilizate (pastrand in continuare o calitate bune
Ex: G.711 PCM: vocea este esantionata cu 8000 de esantioane pe secunda, fiecare esantion este codat pe 8 biti. Asadar, banda necesara unei convorbiri este de 8000es/s * 8 biti = 64 kbps pentru acest codec
Cerintele pentru multimedia de tip audio in ceea ce priveste pierderile de pachete/ erori sunt destul de lejere, în sensul că se poate tolera până la 1- 2% pierderi / erori fără o degradare prea mare a serviciului
Cerinţele de timp-real ale aplicatiilor multimedia audio depind strict de gradul de interactivitate aşteptat între părţile implicate
Aceasta include tipuri de mass-media statice cum ar fi imagini digitale şi tipuri dinamice cum ar fi prezentări flash
Aceasta include tipuri de mass-media statice cum ar fi imagini digitale şi tipuri dinamice cum ar fi prezentări flash
O imagine necompresata, in format digital, constă dintr-o matrice de pixeli, cu fiecare pixel codificat într-o serie de biţi pentru a reprezenta luminanţa şi culoarea
Tind sa aiba dimensiuni mai mari
Se folosesc diverse scheme de compresia si codare
Cele mai multe imagini moderne folosesc scheme de compresie progresive: atunci când o astfel de imagine este primită şi decomprimata, receptorul poate afişa imaginea într-un format de calitate joasă şi apoi poate îmbunătăţi afişarea dupa ce primeste si decomprima informatii ulterioare despre imagine
Imaginile au toleranta la erori şi pot suporta pierderi de pachete, cu condiţia ca aplicatia utilizata sa fie capabila sa se ocupe corespunzator de aceste pierderi
La fel ca audio digital, este transmis, de asemenea, ca un flux de pachete discrete, prin reţea
Cerinţele de bandă pentru video digitizat depind de prezenta redundantei spaţiale din fiecarei cadru, precum şi de redundanta temporala din cadre succesive
Ambele tipuri de redundanta pot fi exploatate pentru a realiza eficient o compresie a datelor video
Cerintele de eroare si de timp real ale fluxurilor video sunt similare cu cele de tip audio.
Suportul oferit de Internet pentru traficul in timp real
Caracteristici Real-time Limite pentru intirziere si Jitter)
Intarzierea datorata procesarii pachetelor
Intarzierea de transmisie
Intarzierea de propagare
Intarzierea datorata rutarii si a asteptarilor in cozi
Latimea de banda necesara
Se folosesc doua tipuri de compresie: “lossy” si fara pierderi
Necesitati de banda larga
cele mai multe aplicaţii multimedia utilizeaza UDP pentru a transmite fluxuri de mass-media, care nu are nici un mecanism pentru a controla congestia şi au capacitatea de a crea un colaps al retelei
Se utilizeaza controlul de admitere, rezervări de bandă şi mecanisme de „traffic policing”- (disciplinare a traficului)
Suport multidifuziune (multicast)
Suport multidifuziune (multicast)
Utilizat in multe aplicatii de timp real (ex: audio/video conferinte)
Usor de realizat pentru o sesiune intr-un singur sens de comunicare decât pentru una in ambele sensuri
Solutie: trimiterea pachetelor la o adresă IP multicast (adresele IP de clasa D sunt adrese de multicast)
Gestionarea sesiunilor
Necesara pentru descrierea media, identificarea, anuntul si controlul sesiunii
Solutie: se folosesc protocoale specifice (SIP, SAP, SDP, RTP/RTCP)
Securitate
permite înfiinţarea, modificarea, transferul si terminarea unei sesiuni unicast sau multicast, ultimele fiind destinate apelurilor tip conferinţă
permite înfiinţarea, modificarea, transferul si terminarea unei sesiuni unicast sau multicast, ultimele fiind destinate apelurilor tip conferinţă
oferă posibilităţi de negociere a parametrilor de de funcţionare, acţionând în acest sens, prin intermediul protocolului SDP (Session Description Protocol)
permite înregistrarea utilizatorilor şi a localizărilor curente ale acestora pe anumite servere; un utilizator poate foarte bine să se înregistreze cu mai multe locaţii, caz în care în momentul apelării acestuia căutarea se face distribuit în toate locaţiile până apelatul va răspunde
localizează utilizatorii indiferent de poziţia lor în reţea, deci suportă mobilitatea
specifica o modalitate prin care sa fie transportat traficul multimedia peste servicii Internet unicast sau multicast
specifica o modalitate prin care sa fie transportat traficul multimedia peste servicii Internet unicast sau multicast
nu garanteaza in sine livrarea in timp real a datelor multimedia (intrucat acest lucru e dependent de caracteristicile retelei), insa permite gestionarea cat mai buna a fluxurilor media
RTP opereaza la nivelul transport al stivei OSI, peste UDP
Se prefera UDP in locul TCP din cauza intarzerilor pe care le-ar putea provoca acest protocol prin asteptarea confirmarilor
UDP ridica cateva probleme: nu e orientat pe conexiune, nu are numar de secventa al pacheteleor (nu se poate reface ordinea initiala) si nu detecteaza pierderile – asigura doar porturile (adica multiplexarea sesiunilor) si verificarea antetelor (se face o suma de control)
Solutie: RTP adauga marci temporale si numere de secventa in antetul informativ
Structura:
Structura:
Componentele RTP includ:
Identificarea tipului de flux media (Payload type) – specifica tipul de codare al fluxului pentru a putea fi schimbat in cazul in care trebuie sa se adapteze la o variatie a benzii;
Marca temporala (Timestamp) – pentru reconstructia in timp (controlul playback) si sincronizarea inter-media, a diferitelor tipuri de media (ex: audio + video), compensarea jitterului dintr-un flux (sincronizarea intramedia)
Numarul de secventa (Sequence Number)- pentru reconstructia ordonata, detectia pierderilor si adaptarea ratei;
Identificator de sursa (Source Identification) – identifica orifinatorul cadrului;
Alte functii RTP:
Mixer : presupune mixarea mai multor fluxuri media intr-unul singur (o noua codare)- apare ca o noua sursa cu un nou identificator; avantajul e reducerea benzii
Translator (numit si Media gateway): converteste un format media in altul
Principalul scop al acestui protocol este de raportare a statisticilor
Principalul scop al acestui protocol este de raportare a statisticilor
Componentele RTCP includ: QoS feedback, controlul sesiunii (pachetul RTCP BYE – care anunta parasirea sesiunii a unui participant), identificarea – include numele, e-mailul si telefonul unui participant - si sincronizare intermedia care permite sincronizarea fluxurilor audio si video transmise separat
RTCP se ocupa cu raportarea calitatii intre capetele unei sesiuni cu date despre conexiune:
cRTP e un mecanism prin care se face compresia antetelor IP/UDP/RTP
dimensiunea acestor antete este de 40 bytes, prin utilizarea cRTP ele sunt reduse la 2-4 bytes
Mecanismul constă în eliminarea antetelor “redundante” de la nivelul reţea şi transport, prin păstrarea acestor informaţii în memoria cache a routerelor
Cu alte cuvinte, odată stabilită conexiunea pentru o convorbire VoIP de exemplu, este redundantă trimiterea adresei IP sau a numărului de port de la nivelul transport în fiecare pachet de voce trimis pentru ca aceasta informaţie rămâne aceeaşi pe tot parcursul convorbirii
aceste informaţii se transmit numai în primul pachet, restul de pachete se trimit cu compresie de header cRTP, adică fără informaţia redundantă
RTSP este un protocol de control dezvotat pentru folosirea in sistemele de comunicatii si massmedia pentru a controla serverele media de streaming
RTSP este un protocol de control dezvotat pentru folosirea in sistemele de comunicatii si massmedia pentru a controla serverele media de streaming
Protocolul e utilizat pentru a stabili si controla sesiuni media intre puncte finale
Clientii sesiunilor media pot face uz de comenzi gen play si pause pentru a facilita controlul in timp real al reluarii fluxului media din fisierele de pe server
RTSP mentine starea (e stateful): un identificator de sesiune mentine mereu starea sesiunilor stabilite atunci cand e nevoie si de aceea nu e necesara o conexiune TCP permanenta
RTSP livreaza catre client (la cerere) un flux media continuu dupa ce, in prealabil se primeste descrierea sesiunii (metoda get). Prin multicast clientul isi alege adresa de la care sa primeasca fluxul. Apoi, tot prin multicast si serverul isi alege adresa
RTSP suporta si conferinta
Avantaje RTSP:
Avantaje RTSP:
Este extensibil
Usor de parsat: RTSP poate fi parsat de parseri HTTP sau MIME standard
Securizat: RTSP foloseste mecanisme de securizare in web (specifice HTTP)
Independent de protocolul de transport
Suporta o arhitectura multi-server
Controlul dispozitivelor de inregistrare
Separarea controlului fluxurilor si initiere de sesiune
Descrierea neutra a prezentarii: protocolul nu impune o descriere a prezentarii particulara
Control adecvat al serverului: clientul poate opri oricand un flux initiat de el
Permite negocierea transportului
Permite negocierea capabilitatilor
Interes ridicat in transmiterea traficului in timp real peste retele IP
Interes ridicat in transmiterea traficului in timp real peste retele IP
Acest interes in a transporta trafic in timp real peste retele IP se datoreaza in principal costurilor: este mult mai ieftin sa folosesti o infrastructura gata existenta pentru a trimite date decat sa construiesti una de la zero
Toate protocoalele implicate in acest tip de trafic (de semnalizare si de transport) au o structura modulara pentru a suporta viitoare extensii pentru dezvoltarile ulterioare in aceasta directie
[1] Lucian Ioan, Grazziela Niculescu, „Calitatea servirii în reţele cu comutaţie de pachete”, Ed. Matrix Rom, Bucureşti, 2008
[1] Lucian Ioan, Grazziela Niculescu, „Calitatea servirii în reţele cu comutaţie de pachete”, Ed. Matrix Rom, Bucureşti, 2008
[2] Jonathan Davidson, James Peters, “Voice over IP Fundamentals, Second Edition”, Cisco Press, 2006
[3] Eugen Borcoci, Note de Curs „Arhitecturi si protocoale de comunicatii”, Universitatea Politehnica Bucuresti, Facultatea de Electronica, Telecomunicatii si Tehnologia Informatiei
[4] Shashank Khanvilkar, Faisal Bashir, Dan Schonfeld, „Multimedia Networks and Communication”, University of Illinois at Chicago
[5] Edward Oguejiofor, Philippe Bazot, „Developing SIP and IP Multimedia Subsystem (IMS) Applications”, IBM, 2007
