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Protocolos Multimídia
Alunos: Roberto SchemidRafael Mansano
Protocolos MultimídiaExemplos de Aplicações Multimídia
Mídia Armazenada: • conteúdo gravado e armazenado• play/pause/rewind/forward
Streaming :• vê o conteúdo enquanto baixa o arquivo• evita baixar o arquivo todo para ver o conteúdo
Mídia ao Vivo :• não se pode pausar/avançar• se perde-se um pacote, sem informação
Interativo em Tempo-Real : • como o ao vivo • vídeo-conferência/internet phone
Protocolos Multimídia
Problemas da Internet Hoje
Best effort
• há perda de pacotes
• atrasos
• não garantia de chegada dos pacotes
• packet jitter
Protocolos Multimídia
Compressão de Áudio e Vídeo
• Streaming multimídia têm crescido
• Compressão para fazer melhor uso da rede
• M-PEG, J-MPEG, GSM, PCM
Protocolos Multimídia
Media Players
• Executam as mídias
• Descomprimem a mídia
• Tratam o jitter
• Correção de erros
• Esquemas de bufferização
Protocolos Multimídia
Protocolos
• Empacotar os pedaços de mídia
• Controla as operações durante as sessões
• Otimiza o processo da transmissão da mídia
• Possibilita interação
• Reservar recursos
Protocolos MultimídiaProtocolos:
RTP – Real Time Protocol
RTCP – Real Time Control Protocol
RTSP – Real Time Streaming Protocol
SDP – Session Description Protocol
ST-II – Internet Stream Protocol II
SIP – Session Initiation Protocol
H.323
RSVP – Reservation Protocol
SRP – Selective Retransmission Protocol
Protocolos MultimídiaAcessando um a mídia por um web Server
• Por HTTP, browser usa conexão TCP para acessar a mídia• Ao receber, passa para o media player• Não há facilidades para pausar, avançar uma reprodução.
Acessando por streaming Server
• Media player usa UDP em vez de TCP• Servidor HTTP serve meta-arquivos• Browser no player contata webserver• Servidor de streaming serve o arquivo multimídia propriamente• Media player o contata
Protocolos MultimídiaRTSP (RFC 2326) – Real Time Streaming Protocol
• Protocolo que permite ao usuário interagir com a aplicação
• Play/pause/rewind/fast forward/slow
• RTSP não faz:� Definir compressão para as midias� Definir encapsulamento� Definir entre TCP ou UDP� Definir buferização
• É protocolo out of band – como ftp� Controles são mandados fora da banda (porta 544)� Mídia mandada em banda (TCP ou UDP)
• Escolha por diferentes qualidades de mídia disponíveis(lo-fi/hi-hi) para se transmitir
Protocolos MultimídiaRTP (RFC 1889) – Real Time Protocol
• Protocolo encapsulador
• Roda sobre UDP
• Não oferece qualidade de serviço
• Somente end-systems o percebem, não roteadores
• Unicast/multicast
• Implementações no nível de transporte ou de aplicação
Protocolos Multimídia
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Pacotes RTP
1: PayLoad Type – tipo de mídia (MPEG, GSM, PCM)
2: Sequence Number – 16 bits, inc de 1 para cada pacote enviado
3: Timestamp – 32 bits, para uso na remoção de jitter
4: Synchronization Source Identif – 32 bits, identifica a fonte do pacote
5: Outros campos
Protocolos Multimídia
Aplicação
RTP
UDP
IP
Enlace
Socket
Físico
Enlace
IP
UDP
RTP
Aplicação
Físico
Desenvolvendo aplicações com RTP
• Socket entre RTP e UDP – nível aplicação – código implementado à mão
• RTP no nível de transporte – bibliotecas C e Java
Protocolos MultimídiaRTCP (RFC 1889) – RTP Control Protocol
• Usado com RTP
• Pacotes se distinguem do RTP pelo número da porta (diferem de 1)
• Não encapsula
• Pacotes RTCP contém informações estatísticas:� Número de pacotes enviados� Número de pacotes perdidos� Jitter
•Todos os receptores e remetentes recebem pacotes RTCP periodicamente
Protocolos MultimídiaRTCP
• Cabeçalho RTCP contém:� SSRC do stream RTP do qual o relatório se refere� Fração dos pacotes perdidos dentro do pacote RTP emquestão� Número seqüencial do último pacote RTP recebido� Jitter precisamente estimado
• Pacotes RTCP são empilháveis: infos sobre receptor, remetente podem ser concatenados e encapsulados em UDP e transmitidos
Protocolos Multimídia
SRP – Selective Retransmission Protocol
• Desenhado para melhorar a performance de aplicações multimídia
• Balancear altas perdas do UDP e latência do TCP
• Usa algoritmo de decisão para retransmitir ou não um pacote
• Nível de aplicação
• Suas mensagens são em UDP
Protocolos Multimídia
SRP – funcionamento
Durante o streaming, se uma aplicação percebe falta de um pacote, o algoritmo de decisão decide se ela pedirá ou não o pacote novamente. O algoritmo leva em consideração o quanto de perda e latência a aplicação pode suportar e o quanto disso está acontecendo. Caso seja feito novo pedido pelo pacote perdido, quaisquer outras mensagens recebidas são buferizadase a aplicação aguardará a chegada do pedido. Se a resposta não chegar, novo pedido é feito.
Protocolos Multimídia
SRP – Porque UDP?
• Mensagens do UDP são bem parecidas com a do SRP
• UDP não implementa restrições, TCP sim
• Somente adicionadas funcionalidades, sem substituição
Protocolos MultimídiaSDP - Session Description Protocol
• Descreve sessões multimidia.• Não possui mecanismo próprio de
transporte (utiliza protocolos como SIP,SAP, RTSP, etc...).
• Informações contidas: tipo de mídia,protocolo de transporte, formato damídia, endereço de destino, porta derecepção e URIs (IdentificadoresUniversais de Recursos).
Protocolos MultimídiaST-II – Internet Stream Protocol
• Criado para substituir o IP (por issotambém é chamado de IPv5).
• Armazena características deperformance e alocação de recursos darede.
• Suporta protocolos como: PVP, NVP,TCP e outros.
• Pode ser encapsulado em IP.• Contém uma camada superior
destinada ao controle chamada deSCPM que permite o re-roteamento.
Protocolos MultimídiaSIP – Session Initiation Protocol
• Alta mobilidade.• Conexão de duas ou mais pessoas com
transmissão de áudio e vídeo queutilizando codecs diferentes.
• Mensagens se assemelham com as deHTTP.
• Utiliza pacotes UDP ou TCP.
Protocolos MultimídiaH.323
• Faz conferências entre end-points eentre end-points e telefonesconectados a redes de comutação.
• Especifica: codecs de áudio e vídeoentre end-points, como sãoencapsulados (normalmente usandoRTP),comunicação dos end-points comos gatekeepers
• Os end-points devem possuir nomínimo pelo menos G.711 para áudio eQCIF H.261 para vídeo (o de vídeo éopcional).
Pequeno e simples.Grande e complexo.
Vindo do IETF.Vindo do ITU.
Um protocolo apenas.Suíte completa de protocolos.
SIPH.323
Comparativo entre H.323 e SIP
Protocolos Multimídia
Protocolos MultimídiaRSVP – Reservation Protocol
• Faz alocação de banda para cada fluxo.• O roteador gerencia a quantidade de
banda de cada aplicação.• Clientes, servidores e roteadores
devem possui-lo.• Faz as reservas através de arvores
multicast.• Ideal para garantir QoS p/aplicações
multimídia na rede.
Protocolos MultimídiaAlém do melhor esforço
• Protocolos e técnicas utilizadas não suficientes para dar perfeição às aplicações. Performance conforme a rede
• Atrasos, perda de pacotes, jitter
• Classificação dos pacotes permite distinção entre eles
• Isolamento dos fluxos, afim de um não atrapalhar o outro
• Utilizar os recursos da maneira mais eficiente possível
• Fluxo declararia seus requerimentos e a rede aceitaria-o ou não
• Isso são bases para a Qualidade se Serviço (QoS)