internet videoLPNB

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internet videoLPNB

Internet et la vidéo numérique
Dominique PRESENT
I.U.T. de Marne la Vallée
Flux asynchrones, synchrones et isochrones
• Un flux est l ’ensemble des trames échangées entre 2
applications
• Un flux est asynchrone s ’il n ’y a pas de relation de temps
entre les trames
• Un flux est synchrone s ’il existe une relation de temps
définie par une période « T » et une gigue « d »
d
T
Un flux est isochrone si la gigue est nulle
La transmission de la vidéo nécessiterait un flux isochrone
IUT de Marne la Vallée
Qualité de Services sur Internet
© D. PRESENT
1
Vidéo en ligne : matériel et protocoles
• Diffuser de la vidéo sur les réseaux nécessite :
– des équipements informatiques (serveurs et postes clients)
– des logiciels (production de vidéo, connexion des clients, lecteur de
vidéo)
– des protocoles de transmission assurant les performances nécessaires
• La chaîne de production/diffusion doit être cohérente :
– les réseaux doivent présenter des performances connues (bande
passante, taux de pertes de données, délais de transmission)
– les normes de codage des vidéos dépendront des performances des
réseaux utilisés pour la diffusion (format, compression, fréquence)
– les protocoles doivent permettre le contrôle de la qualité de la diffusion
© D. PRESENT
Connexion Professionnel- Particulier
routeur
Internet
routeur
Prestataire
de service
RTC
Serveur
http
routeur
Débit garanti
Débit non garanti
Débit garanti
Sur Internet :
• le débit n’est pas garanti
• l’isochronisme n’est pas possible
© D. PRESENT
2
Connexion Professionnel- Professionnel
Réseau local
routeur
routeur
Internet
routeur
Serveur
http
Débit non garanti
Débit garanti
Débit non garanti
• Sur Internet, le débit n’est pas garanti
• Sur le réseau local :
• le débit n’est pas garanti
• la transmission n’est pas isochrone
© D. PRESENT
Le trajet des données
Routeur
Routeur
Les informations traversent
successivement plusieurs
réseaux d ’opérateurs Internet
Routeur
serveur http
Routeur
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3
L’opérateur de streaming : une garantie de débit
Réseau de GlobeCast
Routeur
serveur http
Routeur
Les opérateurs de streaming
transportent les données sur
leur réseau jusqu’au réseau
Internet du client
© D. PRESENT
Gérer les variations de débits
3
2,5
2
Lien de
2Mb/s
1,5
1
1Mb/s
0,5Mb/s
0,4 à 1,2Mb/s
0,5
0
Routeur 2
Routeur 4
Réseau B
Réseau A Routeur 1
Routeur 3
Routeur 5
Réseau C
Variation des débits :
• les rafales dépassent la bande passante de 2Mb/s du lien ;
• des paquets sont retardés (gigue) ou détruits ;
Solutions :
• définir des paramètres de débit (débit minimum, débit crête, durée
des rafales ;
• définir un délai de traversée, un taux de perte de paquets.
© D. PRESENT
4
Règles de gestion du trafic
Paquets détruits15
10
5
15
0
10
Ecrêtage (policing) :
• les paquets sont détruits par ordre
de priorité croissante
• le taux de perte augmente
5
0
Trafic composite
Paquets retardés
15
10
5
Régulation
du trafic
0
Lissage (shaping) :
• les paquets sont stockés et
transmis dès que le débit diminue
• la latence augmente
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Session multimédia « temps réel »
des
Serveur « temps réel » 1-réservation
ressources dans les
routeurs à l ’établissement
Application
de la session
«temps réel»
2-transmission des données
dans des paquets RTP
RTP
RTCP
3-contrôle de la qualité de
la session (débit, gigue,
UDP
perte) par des paquets
RTCP
Routeur
RSVP
Client
Application
«temps réel»
RTP
RTCP RSVP
UDP
Routeur
RSVP
Routeur
RSVP
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5
Les outils de streaming : 3 éditeurs
• Real Networks :
– RealProducer Plus pour le codage audio/vidéo
– RealServer pour le service de streaming
– RealPlayer pour la lecture des vidéo
• Microsoft :
– Windows Media Encoder pour le codage audio/vidéo
– Windows Media Services pour le streaming
– Windows Media Player pour la lecture
• Quick Time :
© D. PRESENT
Diffusion en flux continu de Quick ’Time
• Fonctionnalités du serveur d ’enchaînement :
– diffusion de données en continu et en temps réel sur Internet
– « skip protection » évite les interruptions et encombrements de flux
sur Internet
– authentification de l ’accès aux données par 2 procédés (Digest et
Basic)
– diffusion à des groupes par des listes de lecture
– contrôle et administration du serveur d ’enchaînement à distance
– augmentation du nombre de clients par l ’utilisation de relais
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6
Architecture d ’une diffusion vidéo directe
Ordinateur de capture
et codage de la vidéo
Serveur d ’enchainement
• Les données sont envoyées au serveur d ’enchainement par le réseau IP
• le serveur d ’enchainement connecte les clients et leur envoie les données
par le réseau IP
© D. PRESENT
Vidéo directe : utilisation de relais
Ordinateur de capture
et codage de la vidéo
Ordinateurs
relais
Serveur
d ’enchainement
• le serveur d ’enchainement envoie les données vers les ordinateurs relais
en utilisant leurs adresses IP
• les ordinateurs relais renvoient les données vers les clients
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7
Video en ligne : le streaming
1 - test de performance de la liaison
2 - création d ’un buffer pouvant stocker
Versions du fichier
28Kb/s 56Kb/s 512Kb/s « n secondes » de vidéo
Buffer 7Ko
3 - transmission des paquets
4 - visualisation « n secondes » après
l ’arrivée du premier paquet
3
Routeur
serveur
"streaming"
Internet
Routeur
4
2
client
RTC
Modem 56Kb/s
• Les outils :
– un logiciel de production audio/vidéo permettant le codage en
fonction du débit du réseau emprunté
– un serveur pour stocker les fichiers, établir et paramétrer la
connexion avec le client
– un logiciel de lecture sur le poste client
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fichier audio/vidéo avec Real Producer
• A partir de fichiers : les fichiers doivent être aux formats audio
(.au ou .wav) ou vidéo (.avi). Les fichiers mpeg-1 et quickTime
nécessitent DirectX 6.0
• A partir de sources : microphones, caméra vidéo
• Convertir le fichier en fichier RealMedia : avec RealProducer
Plus en choisissant les paramètres de codage (débit, qualité,…)
• Transférer le fichier RealMedia sur un serveur RealServer
• insérer les liens avec vos fichiers vidéo dans une page Web
Enregistrement « SureStream » : permet avec un seul fichier une
lecture à des débits différents (ex.: 28Kb/s et 56Kb/s). Le fichier est
ainsi lisible par d ’anciennes versions de RealPlayer.
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8
Le codage audio/vidéo : paramètrage
Type de
codage
Choix des
débits
Format du
fichier
© D. PRESENT
Statistiques d ’enregistrement
Durée de codage
par rapport à la
durée du clip
Caractéristiques
des flux
audio/vidéo
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9
Session de codage : paramètrage
Nom du
serveur
Nom du
fichier
Port utilisé
utilisateur
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RealServer : le serveur de streaming
• 2 versions logicielles : windows NT et Unix
• Le serveur utilise 2 canaux par client : un canal pour le
contrôle et les commandes, un canal pour les données
• pour chaque client, le serveur crée une tâche et réserve une
zone RAM (12Kb par Kb/s de débit)
• le serveur utilise 2 protocoles avec les applications de
lecture vidéo : Real Time Streaming Protocole (RTSP) et
Progressive Networks Audio (PNA)
Connexion TCP de contrôle
Flux UDP de données
RealPlayer
RealServer
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10
Les différentes méthodes de streaming
• Vidéo à la demande : les vidéo sont stockées sur le serveur. Le
fichier est lu à partir du début. Le client dispose des commandes pour
demander au serveur l ’arrêt, la pause, le retour arrière, le ralenti…
• Vidéo en direct : les vidéo sont transmises en continu. Le serveur
reçoit les données du codeur et les transmet en temps réel. Le client se
connecte à la vidéo en cours de transmission. Il ne dispose pas de
commande exécutable par le serveur. En mode différé, la vidéo est
stockée sur le serveur.
codeur
RealServer
RealPlayer
Vidéo en direct
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Dialogue avec un serveur Web
Serveur
Web
Fichier RAM
1
2
Vidéo disponibles :
• astérix
• obélix
• idéfix
3
Fichier SMIL
4
navigateur
RealPlayer
5
6
Fichiers vidéo
RealServer
1 un click sur le lien envoie une requête au serveur
2 le serveur Web télécharge le fichier RAM ( .ram)
3 le lecteur vidéo est chargé
4 le lecteur interroge le fichier SMIL ( .smil) et
évalue le fichier vidéo adapté
5 le lecteur demande la lecture du fichier
6 la lecture de la vidéo commence
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Les fichiers RAM
• listent les fichiers vidéo stockés sur le serveur
• listent les fichiers SMIL du serveur
• un fichier vidéo ne doit être éfini qu ’une seule fois
Exemple de fichier : videos.ram
http://www.compagnie.com/media/video128k.rm
http://www.compagnie.com/media/video156k.rm
http://www.compagnie.com/mediaserver/videos.smil
La page web pointera sur ce fichier :
<a href=« http://www.compagnie.com/ramfiles/videos.ram »>cliquer pour
choisir une vidéo</a>
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Les fichiers SMIL
• Utilisent le langage au standard internationnal
Synchronized Multimedia Integration Language
• permettent la sélection de la bande passante
• ces fichiers sont optionnels
Exemple de fichier : videos.smil
<smil>
<body>
<switch>
<ref src="LPsticm.rm" system-bitrate="220000 "/>
<ref src="LPsticl.rm" system-bitrate="150000"/>
<ref src="LPsticd.rm" system-bitrate="64000"/>
</switch>
</body>
</smil>
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Interprétation du fichier SMIL
• Les fichiers sont listés dans l ’ordre décroissant des débits
• si le fichier .smil est sur un serveur différent, indiquer
l ’URL complète
nom
LPsticm.rm
LPsticl.rm
LPstici.rm
connexion
xDSL
Fast Ethernet
RNIS
bande passante débit prévu
220kb/s
220000
150kb/s
150000
64kb/s
64000
© D. PRESENT
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