A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Redes de Computadores I Prof. Mateus Raeder Universidade do Vale do Rio dos Sinos - São Leopoldo -

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Redes de Computadores I Prof. Mateus Raeder Universidade do Vale do Rio dos Sinos - São Leopoldo -"— Transcrição da apresentação:

1 Redes de Computadores I Prof. Mateus Raeder Universidade do Vale do Rio dos Sinos - São Leopoldo -

2 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Crescimento de aplicações que recebem e transferem áudio e vídeo pela internet •Aplicações Multimídia também são conhecidas como “aplicações de mídia de taxa constante” –Vídeos de entretenimento –Telefonia IP –Rádio pela Internet –Teleconferências –Aprendizado a distância –Etc...

3 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia Aplicações Multimídia: áudio e vídeo na rede (“mídia contínua”)

4 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Este tipo de aplicação se difere muito das aplicações vistas anteriormente – –Imagens –FTP –DNS •Aplicações Multimídias são sensíveis a atrasos, mas podem tolerar perdas de dados ocasionais –Modelos de comunicação tradicionais não são uma boa escolha para estes fins –Overhead em excesso, ocasionando atrasos

5 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Sensíveis ao atraso –Atraso fim a fim •Acúmulo de atrasos de processamento, fila, propagação, transmissão ao longo do trajeto entre origem e destino •Para aplicações de áudio altamente interativas (telefone por Internet, por exemplo): –Atrasos de menores do que 150 milissegundos não são percebidos pelo ouvido humano –Atrasos entre 150 e 400 milissegundos são aceitáveis (mas não ideal) –Atrasos maiores que 400 milissegundos podem atrapalhar consideravelmente a conversação

6 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Sensíveis ao atraso –Jitter •Variação do atraso dos pacotes dentro de um mesmo fluxo •Causados por atrasos aleatórios nas filas dos roteadores •Assim, o tempo entre o momento que o pacote é gerado na fonte e chega no destino pode variar de pacote para pacote •Isto chama-se variação do atraso •Exemplo –2 pacotes consecutivos em uma rajada de voz com 20 milissegundos de diferença entre um e outro »No receptor, este tempo pode ser maior ou menor –Analogia da rodovia

7 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Sensíveis ao atraso –Jitter •Se for ignorada, esta variação pode resultar em níveis inteligíveis de áudio •A variação do atraso pode ser removida com a utilização de alguns mecanismos –Números de sequência »Remetente aumenta em 1 o número de sequência para cada pacote que gera –Marcas de tempo »Remetente marca cada porção com o tempo em que foi gerada –Atraso de reprodução »Atrasar a reprodução das porções de áudio no receptor

8 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Variação do atraso (jitter) transmissão de áudio a uma taxa constante Dados acumulados tempo atraso variável da rede (jitter) recepção do áudio no cliente reprodução do áudio a taxa constante no cliente atraso de reprodução • Armazenamento no lado do cliente, o atraso de reprodução compensa a variação do atraso (jitter) provocados pela rede

9 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia Classes de aplicações de Multimídia: 1) Áudio e vídeo de fluxo contínuo (Streams) armazenados 2) Áudio e vídeo de fluxo contínuo ao vivo 3) Áudio e vídeo interativos em tempo real

10 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Fluxo contínuo, áudio e vídeo armazenados –O cliente solicita a qualquer momento arquivos de áudio e vídeos comprimidos que estão armazenados no servidor –3 características importantes: • Mídia armazenada: o conteúdo foi pré-gravado e armazenado no servidor –Pode pausar, voltar, avançar, etc • Fluxo contínuo: o cliente inicia a reprodução alguns segundos após começar a receber os arquivos do servidor

11 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Fluxo Contínuo Multimídia Armazenada: Como funciona? 1. vídeo gravado 2. vídeo transmitido 3. vídeo recebido, reproduzido no cliente Dados acumulados Fluxo contínuo: neste instante, o cliente está reproduzindo uma parte anterior do vídeo, enquanto o servidor ainda está transmitindo as partes seguintes atraso da rede tempo

12 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Fluxo contínuo, áudio e vídeo armazenados –O cliente solicita a qualquer momento arquivos de áudio e vídeos comprimidos que estão armazenados no servidor –3 características importantes: • Mídia armazenada: o conteúdo foi pré-gravado e armazenado no servidor –Pode pausar, voltar, avançar, etc • Fluxo contínuo: o cliente inicia a reprodução alguns segundos após começar a receber os arquivos do servidor. –Evita a necessidade de armazenar todo a mídia antes • Reprodução contínua: quando começa a reprodução, deve prosseguir normalmente, com sérias restrições aos atrasos –Devem ser recebidos a tempo de serem reproduzidos

13 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Áudio e vídeo de fluxo contínuo ao vivo –Semelhante à transmissão de rádio e televisão –Permite que sejam recebidas transmissões de qualquer parte do mundo –Como o fluxo não é armazenado, não se pode adiantar o programa que está sendo recebido –Entretanto, os dados são armazenados localmente •Pausa, retrocesso podem ser realizadas em algumas aplicações –Mesma idéia da reprodução contínua –Atrasos causam danos “mais severos” do que em mídia armazenada

14 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Vídeo e áudio interativos em tempo real –Permite comunicação entre as pessoas em tempo real •Telefonia pela Internet •Videoconferências –Usuários podem se mover ou falar a qualquer instante –Os atrasos devem ser menores do que algumas centenas de segundos

15 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Multimídia Sobre a Internet Atual TCP/UDP/IP: “serviço de melhor esforço” • sem garantias sobre atrasos, perdas • Enviar áudio e vídeo por UDP • Retardar a reprodução no receptor • Marcas de tempo para saber quando devem ser reproduzidos • Enviar informações redundantes para diminuir efeitos de perda As aplicações MM na Internet atual usam técnicas da camada de aplicação para minimizar (da melhor forma) efeitos de atrasos e perdas

16 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Aplicações de áudio e vídeo de fluxo contínuo tornaram-se popular –Custo de armazenamento em disco muito baixo •Mais multimídia armazenada na Internet –Melhorias na infra-estrutura na Internet •Acesso doméstico de alta velocidade, por exemplo •Clientes solicitam arquivos de áudio e vídeo residentes no servidor –Podem ser servidores Web “comuns” –Podem ser servidores de fluxo contínuo especiais para fluxo contínuo

17 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Servidor, então, envia o arquivo desejado •Antes de enviar o arquivo de áudio/vídeo –Arquivo é segmentado –Os segmentos são encapsulados em cabeçalhos especiais para tráfego de áudio e vídeo •RTP é um protocolo padrão para este encapsulamento –Quando começa a receber o arquivo, o cliente começa a reprodução •Com interatividade (pausa, avanço, retrocesso, etc) •Esta interatividade necessita um protocolo específico –RTSP é responsável pela interatividade com o usuário

18 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Geralmente, é solicitado através de um cliente Web –Ou seja, um browser •A reprodução não está integrada com estes clientes Web –Necessidade de uma aplicação auxiliar separada para reproduzir •Comumente chamada de transdutor –Real Player, Windows Media Player, etc •Desempenham algumas funções: –Descompressão –Remoção da variação do atraso –Correção de erros –Interface gráfica de usuário com botões de controle •Podem ser utilizados programas especiais para inserir a interface do transdutor dentro da janela do browser –Plug-ins

19 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Acesso a áudio e vídeo a partir de um servidor Web –Quando um áudio está no servidor Web, ele é um objeto normal dentro do sistema de arquivos (como HTML e JPEG) –Usuário quer um arquivo de áudio •Conexão TCP é criada •Envia requisição HTTP para o objeto •Servidor anexa o arquivo e responde •Cabeçalho indica a codificação específica •Browser analisa o tipo e chama o transdutor correspondente •Transdutor reproduz o arquivo –Objeto inteiro deve ser armazenado •Atraso inaceitável

20 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Assim, o servidor deve enviar o arquivo de áudio/vídeo diretamente para o transdutor –Uma conexão direta entre o servidor e transdutor –Utilização de um metarquivo •Contém informações sobre o arquivo a ser entregue

21 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Aplicações Multimídia •Usuário sobre o hiperlink do arquivo de áudio/vídeo –Este link não aponta para o objeto, mas sim para um metarquivo •Contém a URL do arquivo •Mensagem de resposta HTTP contém um tipo que identifica a aplicação específica (transdutor) •Browser examina o tipo e passa o metarquivo para o transdutor •Transdutor estabelece uma conexão TCP com o servidor HTTP –Solicitando o arquivo •Arquivo é enviado dentro de uma resposta HTTP Comunicação realizada via HTTP, logo, TCP

22 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Fluxos a partir de um servidor de fluxo contínuo • Esta arquitetura permite o uso de protocolos não-HTTP entre o servidor e o reprodutor de mídia (transdutor) • Também pode usar UDP ao invés do TCP

23 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder RTSP (Protocolo de fluxo contínuo em tempo real) •Usuários querem controlar a reprodução da mídia –Avançar, pausar, reposicionar em outro ponto, etc •RTSP (real-time streaming protocol) permite este interação –Controle da transmissão pelo transdutor •Funciona fora da banda –Mensagens RTSP são enviadas fora da banda –Corrente de mídia dentro da banda –Usa a porta 544 (roda sobre TCP ou UDP)

24 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Exemplo RTSP Cenário: • metarquivo enviado para o browser web • browser inicia o tocador/transdutor • Tocador/transdutor estabelece uma conexão de controle RTSP e uma conexão de dados para o servidor de mídia contínua

25 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Operação do RTSP

26 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Exemplo de Metarquivo Twister

27 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Perda de Pacotes •FEC (Correção de erros e repasse) Perda Corrente Original Redundância Corrente Recebida Corrente Reconstituída

28 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Perda de Pacotes •Intercalamento Perda Corrente Original Corrente Intercalada Corrente Recebida Corrente Reconstituída

29 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Protocolo de Tempo Real (RTP) • RTP = Real Time Protocol • RTP especifica uma estrutura de pacote para pacotes que transportam dados de áudio e de vídeo • RFC • Pacote RTP provê – Identificação do tipo da carga – Numeração da seqüência de pacotes – Marca de tempo • RTP roda nos sistemas terminais. • Pacotes RTP são encapsulados em segmentos UDP • Interoperabilidade: Se duas aplicações de telefone Internet rodarem RTP então elas poderão trabalhar em conjunto

30 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder RTP roda sobre UDP Bibliotecas RTP provêm uma interface da camada de transporte que estende o UDP: • números de portas, endereços IP • verificação de erro através de segmentos • identificação do tipo da carga • numeração da seqüência de pacotes • marca de tempo

31 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder RTP e QoS • RTP não provê nenhum mecanismo para garantir a entrega em tempo dos dados nem nenhuma outra garantia de qualidade de serviço. • O encapsulamento RTP é visto apenas nos sistemas finais – não é visto por roteadores intermediários. – Roteadores provendo o serviço tradicional Internet de melhor esforço não fazem nenhum esforço adicional para garantir que os pacotes RTP cheguem ao destino em tempo.

32 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Cabeçalho RTP Tipo da carga útil (7 bits): Usado para indicar o tipo de codificação que está sendo usada. Se o transmissor modificar a codificação no meio de uma conferência, o transmissor informará o receptor através do campo do tipo de carga útil. Número de Seqüência (16 bits): O número de seqüência é incrementado de um para cada pacote RTP enviado; pode ser usado para detectar a perda de pacotes e para restaurar a sequência de pacotes. Cabeçalho RTP

33 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Cabeçalho RTP (2) • Campo de marca de tempo (32 bits). Reflete o instante de amostragem do primeiro byte no pacote de dados RTP. • Campo de identificador de sincronização da fonte (SSRC) (32 bits). Identifica a fonte de um fluxo RTP. Cada fluxo numa sessão RTP deve possuir um SSRC distinto. Cabeçalho RTP

34 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Protocolo de Controle de Tempo Real (RTCP) • Real-Time Control Protocol • Trabalha em conjunto com o RTP. • Cada participante numa sessão RTP periodicamente transmite pacotes de controle RTCP para todos os demais participantes. • Cada pacote RTCP contém relatórios do transmissor e/ou receptor – relatam estatísticas úteis para as aplicações. • Estas estatísticas incluem o número de pacotes enviados, o número de pacotes perdidos, jitter entre chegadas, etc. • Esta realimentação de informação para as aplicações pode ser usada para controlar o desempenho – O transmissor pode modificar as suas taxas de transmissão baseadas na realimentação.

35 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder RTCP - Continuação • Para uma sessão RTP há tipicamente um único endereço multicast; todos os pacotes RTP e RTCP pertencentes à sessão usam o endereço multicast. • Pacotes RTP e RTCP são diferenciados uns dos outros através do uso de números de portas distintos. • Para limitar o tráfego, cada participante reduz o seu tráfego RTCP à medida que cresce o número de participantes da conferência.

36 Redes de Computadores I – Prof. Mateus Raeder Exercícios •As figuras a seguir apresentam três esquemas para fluxo contínuo de mídia armazenada. Quais as vantagens e as desvantagens de cada esquema?


Carregar ppt "Redes de Computadores I Prof. Mateus Raeder Universidade do Vale do Rio dos Sinos - São Leopoldo -"

Apresentações semelhantes


Anúncios Google