Реферати українською » Информатика, программирование » Потокове відео та відкриті системи


Реферат Потокове відео та відкриті системи

Страница 1 из 2 | Следующая страница

року міністерство освіти Російської Федерації

>Уфимский Державний Авіаційний Технічний Університет

Курсова робота

на уроках: Адміністрування інформаційних систем

на задану тему: >Потоковое відеота відкриті системи

Уфа, 2010


>Оглавление

1. Теоретична частина

1.1 Загальні інформацію про потоковому мультимедіа

1.2Потоковое мовлення зберігання інформації

1.3 Протоколи потокового мовлення

1.4 Переваги потокового мовлення

1.5 Огляд мультимедіа серверів      

2. Практична частина

2.1 Установка серверу

2.2 Організація потокового мовлення за протоколомUDPUnicast

2.3 Організація потокового мовлення за протоколомHTTP

2.4 Створення web-сторінкитранслирующеймедиапоток з серверу

2.5Удаленное управління серверомVideoLAN

Укладання


1. Теоретична частина

 

1.1 Загальні інформацію про потоковому мультимедіа

>Потоковое мультимедіа (від. анг.stream media) — це мультимедіа, яке безупинно виходить користувачем від провайдера потокового мовлення. Це застосовно як до інформації, розповсюджуваній через телекомунікації, і до інформації, яка від початку поширювалася у вигляді потокового мовлення (наприклад, радіо, телебачення) чинепотоковой (наприклад, книжки, відеокасети, аудіо CD).

Першим спробував відображення мультимедіа інформації за комп'ютерами почалися середині ХХ століття. Проте, прогрес у цій царині було дуже малим, внаслідок високу вартість і обмежені можливості комп'ютерів тих часів.

З кінця 80-х і по 1990-х комп'ютери, доступні споживачам, вже могли відображати різні види інформації. Основними технічними проблемами потокового мовлення були:

- наявність досить продуктивногоCPU і шини передачі мультимедіа необхідногобитрейта

- створення ОС, під час роботи яких гарантуєтьсявисоконадежная передача даних.

Проте, комп'ютери мережі залишалися обмеженими, а потокове мультимедіа поступалося традиційному (CD-ROM).

У період від 1990-го до 2000 користувачі Інтернету отримали:

- високу пропускну спроможність мереж, зокрема, в останній милі

- побільшало абонентів мереж, особливо Інтернету

- залучатисястандартизованние протоколи і формати, такі якTCP/IP,HTTP і HTML

- з'явилася комерція з Інтернету

Ці досягнення у галузі мереж разом із високопродуктивними домашніми комп'ютерами і сучасними операційними системами зробилипотоковую мультимедійну інформацію доступною широкого кола простих користувачів. Автономніприемникиинтернет-радио пропонували користувачам можливість прослуховування потокового звуку без наявності комп'ютера.

Здебільшого, мультимедіа інформація займає більше об'ємів, отже зберігання і передачу такої інформації завжди великі; тому, здебільшого, передана в потік інформація стискається під час передачі до мережі мовлення.

мультимедіа потоки бувають два види: на запит чи живими. Потоки інформації, спричиненої на запит користувача зберігаються на серверах тривалий час. Живі потоки доступні недовго, наприклад, під час передачі відео зі спортивних змагань.

1.2Потоковое мовлення зберігання інформації

Розмір, необхідний зберіганняпотоковой мультимедіа інформації (переважно файлових систем виявляється у мегабайтах,гигабайтах,терабайтах тощо. буд.) обчислюється залежно від швидкості переданої інформації та тривалості інформації з такої формули (на одне користувача і файла):

розмір сховища (в мегабайтах) = тривалість (в секундах) *битрейт (в кбіт/с) / (8 * 1024)

Приклад:

Година відео, закодованої зі швидкістю 300 кбіт/с (типове відео трансльований в інтернеті, має розмір320240 пікселів) займатиме:

(3,600 з * 300 кбіт/с) / (8*1024) порядку 130 МБ місця на диску

Якщо файл, бережене на сервері з режимом передачі на запит буде проглядатися 1000 людей одночасно за протоколомUnicast (1 клієнт — 1 з'єднання), то сервер повинен мати таку пропускну спроможність:

300 кбіт/с * 1,000 = 300,000 кбіт/с = 300 Мбіт/с мережного інтерфейсу

Це еквівалент порядку 125Гб інформацією годину. Зрозуміло, під час використання протоколуMulticast навантаження сервер набагато нижчі, оскільки передачі інформації всім клієнтам використовується єдиний потік. Отже, такий потік займатиме всього 300 кбіт/с мережного інтерфейсу серверу.

1.3 Протоколи потокового мовлення

Розробка мережевих протоколів потокового мовлення викликає такі:

-Датаграмние протоколи, такі якUserDatagramProtocol (>UDP), відправляють потікмедиаинформации як потік окремих маленьких пакетів. Він простий і ефективний; до того ж час, в специфікації протоколу немає гарантії доставки даних одержувачу. Це дуже утрудняє пошук і освоєння виправлення одержуваних даних які вживають інформацію додатком. Під час втрати даних потік то, можливо відключений.

- ПротоколиRTSP,RTP іRTCP спеціально розроблялися передачі мультимедійної інформації з мережі. Останні два побудовано з урахуваннямUDP.

- Надійні протоколи, такі якTCP, гарантують коректність одержуваних даних клієнтів потокового мовлення. Проте за велику кількість помилок присоединении/подтверждении одержуваної інформації передана інформація може бути неактуальною. Це може викликати значні затримки під час передачі інформації тимчасово, витрачене на пересилку пошкодженій інформації. Однією з варіантів розв'язання проблеми єбуферизация інформації за клієнта.

- ПротоколиUnicast відправляють окрему копію даних кожному клієнту.Unicast адресований більшості користувачів Інтернету, але дуже утрудняємасштабирование серверу длябомльшего кількості клієнтів.

- При широкомовної передачі одна копія даних передається всім клієнтам серверу.

 ПротоколиMulticast розроблено зниження навантаження з серверів наподключения/ширину каналу і при отриманні потокового мультимедіа велику кількість клієнтів. Ці протоколи відсилають одну порцію даних цілу групу клієнтів. Залежно від типу мережевий інфраструктури, групова передача даних то, можливо доступна, і може і не. Однією з потенційних недоліків груповий передачі є можливості реалізувати функцію відео на запит. Безупинне мовленняпотоковой інформації також унеможливлює керування відтворенням користувачем. Проте, цю проблему може бути розв'язана впровадженням у мережу передачікеширующих серверів ібуферизирующего який приймає потік програмного забезпечення.

-Multicast дозволяє передавати один потік інформації групі клієнтів через мережу. Однією проблеми при реалізації такої схеми потокового мовлення є коректна настроювання маршрутизаторів передачі широкомовних пакетів вже з сегмента мережі на другий. Якщо організація, що дає потокове мовлення, має контроль над мережею між сервером і клієнтами (наприклад, в освітньої, урядової чи корпоративної мережі), то протоколи маршрутизації, такі якIGMP іPIM, можна використовувати для доставки мультимедіа кільком клієнтів із різних сегментівLAN.

- ПротоколиP2P можна використовувати для розповсюдження попередньо записаній мультимедіа між комп'ютерами. Це знімає навантаження з серверу, проте мережу передачі між сервером одним із клієнтів стає вузьким місцем цього варіанту реалізації потокового мовлення інформації.

1.4 Переваги потокового мовлення

Оскільки пропускну здатність каналів обмежена і всі великі серверу, які роздаютьмедиаконтент звичайним способом дуже перевантажені.Распределенние файлообмінні мережі неабияк знижують навантаження, проте реальна швидкість передачі вони надзвичайно низька.

Компромісним технологією роздачімедиаконтента є онлайнове мовлення технологіїMulticast, які забезпечують одночасну доставку ідентичної контенту всімзапросившим його користувачам, що дуже розвантажує канали передачі. І це обмежує свободу користувачів у виборі контенту, бо якщо до сервера підключилися 100 тис користувачів і з них обирає свій файл, то ніякого виграшу власник серверу не отримає. З іншого боку, може мати кілька незалежнихMulticast-каналов, передавальних різні файли, яких може підключатися хто завгодно. Різниця між звичайнимскачиванием файла з серверу у цьому, що трансляція Демшевського не дозволяєслушателем/зрителям управляти потоком, і змушеніслушать/смотреть файл з підключення до сервера, який на той час міг програти половину файла. У окремих випадках це прийнятно, у деяких - немає. Практика показує, досить великий аудиторії користувачів дрібниці, що став саме грає у цей час - головне, щоб їх взагалі відігравало.

До того ж у потоковеаудио/видео набагато легше "врізати" рекламу або інші вставки типу ">breaking news", та й кваліфікація середньостатистичного користувача Демшевського не дозволяє зберігати потоковий контент на диск, що не дуже подобається власникам авторських правий і іншиммедиамагнатам.

1.5 Огляд мультимедіа серверів

З розвитком інтернет технологій, потокове мовлення мультимедіа вийшло нового рівня. Сьогодні легко можна знайти тисячі посилань провідних на безлічі потоків музики чи відео. Для організації серверів, із яким ведеться потокове мовлення розроблено безліч програмного забезпечення. Більша частина з якого варта мовлення аудіо даних в форматах mp3 чиogg. Для відео даних набір програмного забезпечення нітрохи незгірш від, але серверів, які б повністю покрити потребимедиасервисов досить трохи часу і переважна більшість є комерційними проектами. Найпопулярнішими на момент серверами для потокового відео може бутиTVersity,QuickTimeBroadcaster,VideoLAN, Windows MediaServices,FFserver (>FFmpeg) тощо. У тому числі, лише сервериVideoLAN іFFserver (>FFmpeg) безплатні й поширюються з відкритою вихідним кодом.

>FFmpeg — набір вільних бібліотек з відкритою вихідним кодом, що дозволяють записувати, конвертувати і передавати цифрове аудіо й відео у різних форматах. Він охоплюєlibavcodec — бібліотеку кодування і декодування аудіо й відео іlibavformat — бібліотеку мультиплексування ідемультиплексирования вмедиаконтейнер. Назва походить від назви експертної групиMPEG іFF, що означаєfastforward.

>FFmpeg розроблений під ОС з урахуванням Linux, проте то, можливо скомпільований під багатьох інших операційні системи. Розробники не випускають релізів і рекомендують використовувати останню версію зSubversion. Поширюється під ліцензіямиGNULGPL чиGNUGPL.

>Сервери з урахуваннямFFmpeg часто організують навебхостинге, створюючи різні відео портали. Але найчастіше цю бібліотеку використовують лише як конвертер длямедиафайлов за мінімального завантаження їх у сервер.

>VideoLAN - багатофункціональний комплекс,портированний практично під все операційні системи, підтримуючий безліч протоколів, форматів і контейнерів, яке можна використовувати як і локальнийаудио/видеоплеер, як і сервер трансляції (рис. 1).

>VideoLAN - це некомерційний проект, безплатну версію якого (разом із вихідними текстами і готовими бінарними зборки) можна скачати з офіційногоcервера >http://www.>videolan.>org/.

Клієнтська і серверні частини справно працюють під Linux, Windows,MacOS X,BeOS,xBSD, Solaris,Familiar Linux,Yopy/Linupy іQNX, проте їх функціональність різна і залежно від обраної платформи варіюється на вельми межах (рис. 2).

Малюнок 2. Можливості програмиVideoLAN з кожної з підтримувані нею платформ.


>Поддерживаются такі вхідні формати даних: MPEG-1, MPEG-2,MPEG-4/DivX (зчитувальні з локального жорсткого диска чиCD/DVD); "справжні" DVD іVCD; супутникові карти, які працюють за стандарту (>DVB-S); потокове відео, "упаковане" в MPEG-1, MPEG-2 і MPEG-4 (тобто,VideoLAN може працювати як як мережевий транслятор, а й як ретранслятор чужого контенту із можливістю збереження останнього на жорсткий диск).

Нині реалізовані дві основні протоколу трансляції:Unicast ("вузькоспрямовану" мовлення із доставкою контенту лише цільовому вузлу) іMulticast (групова трансляція із доставкою однієї й тієї ж контенту безлічі вузлів). Також (формально) є можливість широкомовної розсилки контенту всім вузлам локальної мережі (на те дуже вказати й у ролі цільового IP-адреси 255.255.255.255), але з високим рівнем ймовірності вона задавленабрандмауерами імаршрузитаторами, отже і їх радикальної перебудови сеанс мовлення не відбудеться навіть у межах локальної мережі.

Ще є обмежена підтримкавидео-по-требованию (>Video-on-Demand чи, скорочено,VoD) із можливістю вибору контенту поHTTP чиTELNET інтерфейсам, однак це можливість зазвичай використовуються виключно адміністраторами для віддаленого управління сервером трансляції.

Контейнери, у яких поміщається трансльований потік, залежить від типу трансляції, допустимі комбінації яких перераховані в таблиці на рис. 5. Природно, усе це господарство працює і зIPv4, і зIPv6.


Малюнок 5. >Допустимие комбінації протоколів трансляції з контейнерами, у яких упаковується трансльованиймедиа-поток.


2. Практична частина

Розглянемо докладніше організаціюпотоковой трансляцію відео з урахуванням серверуVideoLan встановленого на системуUbuntu 10.10.

2.1 Установка серверу

Для установки серверу, скористаємося стандартним менеджером пакетівSynaptic і встановимо необхідні пакети згідно з інструкцією установки на системуUbuntu 10.10. Також можливе встановлення, використовуючи термінал. Що знадобиться для віддаленій установки.

Для нормальної роботи серверуVideoLAN неодмінною умовою є налаштованість і програвача з бібліотеками. Отож спочатку встановлюємомедиапроигриватель, який за установці автоматично завантажить пов'язані пакети.

Щоб з'явилася можливість потокового мовлення замінюємо встановлені бібліотекиlibavcodec наlibavcodec-extra.

Розмірзагружаемих пакетів досить скромний за сьогоднішніми мірками і як близько 6 мегабайт.

Після завантаження та настановиVideoLAN можна відразу братися до організації потокового мовлення.

2.2 Організація потокового мовлення за протоколомUDPUnicast

Найпростіше - це потокове мовлення звичайногоAVI/MPEG файла на сусідній комп'ютер. У меню програми вибираємо пункт Медіа -Потоковое мовлення або ж скориставшись гарячими клавішами можна натиснути <>CTRL-S> (див. рис. 6) і крізь "Огляд" вибираємо чи кілька файлів (необов'язково однієї й тієї типу).

Для підключення субтитрів (якщо ми хочемо їх підключати) зводимо однойменну галочку і указуємо шлях до файлу з субтитрами, ситуацію і колір яких визначається кнопкою ">Расширенние настройки".VideoLAN підтримує безліч субтитрів різних типів (включаючи .>srt і .>sub), що дозволяє нам, зокрема, накладати рекламу навидеопоток або різні відомості суто інформаційного характеру. Після всіх установок що з вибором вхідного відеота субтитрів можна натискати на кнопку «Потік». УVideoLAN мовлення можна проводити відразу у кількох «напрямах», але ми досить вибрати протоколUDP. У центрі адресу введемо адресу комп'ютера який здійснюватиметься мовлення порт (>по-умолчанию 1234). На цьому етапі можна включити перекодування вхідного потоку, що, зокрема знадобиться для мовлення за протоколомHTTP. У разі, використання протоколуUDPUnicast передбачає як середовище передачі локальну мережу, що зумовлює високу швидкість передачі. Тож у перекодуванні не спостерігається сенсу.

Час життя пакетів (>TTL) залежить кількості вузлів, якими проходить трансльований контент, і що він не пішов надто далеко, це значення можна встановити рівному трьом і навіть одному. Про рядку ">MRL вихідного потоку" годі й піклуватися, програма сформує за нас автоматично. Після натискання кнопки «Потік» автоматично розпочнеться мовлення вказаний у параметрах адресу.

Перевіримо трансляцію, запустивши будь-який програвач, підтримуючийпотоковую передачу, за комп'ютером з адресою, зазначених у параметрах, і зазначимо номерudp порту. ЗапустимоVCL програвач на операційній системіwindows 7 і побачимо здійснювану трансляцію.

У цьому нам зовсім необов'язково знати адресу серверу, варто лише вказати порт який ведеться трансляція.


2.3 Організація потокового мовлення за протоколомHTTP

Головним недолікомunicast-трансляции є неможливість мовлення на довільні вузлилокальной/глобальной мережі. Сервер повинен мати списокIP-узлов для розсилки пакетів.Получателям знати жIP-адрес транслятора нічого. Їм досить "пам'ятати" призначенийUDP-порт, щоб ловити трафік. У звичайному житті усе навпаки.Передатчик не знає про приймальнику (приймачах), а кожен із приймачів будь-якої миті часу може налаштуватися на хвилю кожного з численних передавачів, і відключитися, якщо передача йому нецікава.

Спеціально для іноземних реалізації подібного способу спілкування,VideoLAN підтримує трансляцію через Web поTCP/IP-протоколу. Повертаючись до серверної боці, змінюємо протокол зUDP наHTTP, на полі адресу можна щось вказувати, якщо транслюватися буде лише одневидео-поток.

Також рекомендується збільшити і значенняTTL, особливо якщо ми збираємося віщати до Інтернету на далекі відстані.

Зазначимо, що у цього разу трансляція здійснюється через web й важливо вибрати

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація