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7/17/2019 fafasafafada

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Redes de

Computadores I

Prof. Mateus Raeder

Universidade do Vale do Rio dos Sinos- São Leopoldo -



Redes de Computadores I – Prof. Mateus

Aplicações Multimídia

•Crescimento de aplicações que recebem etransferem áudio e vídeo pela internet

• Aplicações Multimídia também são conhecidascomo “aplicações de mídia de taa constante!" #ídeos de entretenimento

" $elefonia %&" 'ádio pela %nternet" $eleconfer(ncias" Aprendi)ado a dist*ncia" +tc,,,





Aplica!es Multim"dia#

$udio e v"deo na rede%&m"dia cont"nua'(





•+ste tipo de aplicação se difere muito dasaplicações vistas anteriormente" +-mail" %ma.ens" /$&

" 012• Aplicações Multimídias são sensíveis a atrasos3

mas podem tolerar perdas de dados ocasionais" Modelos de comunicação tradicionais não são uma boa

escolha para estes 4ns

" 5verhead em ecesso3 ocasionando atrasos





•2ensíveis ao atraso" Atraso 4m a 4m

• Ac6mulo de atrasos de processamento3 4la3 propa.ação3transmissão ao lon.o do tra7eto entre ori.em e destino

• &ara aplicações de áudio altamente interativas 8telefonepor %nternet3 por eemplo9:

" Atrasos de menores do que ;<= milisse.undos não sãopercebidos pelo ouvido humano" Atrasos entre ;<= e >== milisse.undos são aceitáveis 8mas

não ideal9" Atrasos maiores que >== milisse.undos podem atrapalhar

consideravelmente a conversação





•2ensíveis ao atraso" ?itter

• #ariação do atraso dos pacotes dentro de um mesmo @uo• Causados por atrasos aleatrios nas 4las dos roteadores• Assim3 o tempo entre o momento que o pacote é .erado na

fonte e che.a no destino pode variar de pacote para pacote

• %sto chama-se variação do atraso• +emplo

" B pacotes consecutivos em uma ra7ada de vo) com B=milisse.undos de diferença entre um e outro

1o receptor3 este tempo pode ser maior ou menor" Analo.ia da rodovia


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• 2ensíveis ao atraso" ?itter

• 2e for i.norada3 esta variação pode resultar em níveisinteli.íveis de áudio

• A variação do atraso pode ser removida com a utili)ação deal.uns mecanismos

" 16meros de sequ(ncia 'emetente aumenta em ; o n6mero de sequ(ncia para

cada pacote que .era" Marcas de tempo

'emetente marca cada porção com o tempo em que foi.erada

" Atraso de reprodução Atrasar a reprodução das porções de áudio no receptor


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#ariação do atraso 8 jitter 9

transmissão de

$udio a uma

ta)a constante

* a d o

s a c u m u l a d o s

tempo

atraso

variável da rede

% jitter (

recepão do

$udio no cliente reproduão

do $udio a ta)a

constante no cliente

atraso de

reproduão

+ Arma)enamento no lado do cliente3 oatraso de reprodução compensa avariação do atraso 8 jitter 9 provocadospela rede





Classes de aplicações de Multimídia:

;9 Dudio e vídeo de @uo contínuo 8Streams9arma)enados

B9 Dudio e vídeo de @uo contínuo ao vivo

E9 Dudio e vídeo interativos em tempo real





• /luo contínuo3 áudio e vídeo arma)enados" 5 cliente solicita a qualquer momento arquivos de áudio

e vídeos comprimidos que estão arma)enados noservidor

" E características importantes:• Mídia armazenada: o conte6do foi pré-.ravado e

arma)enado no servidor" &ode pausar3 voltar3 avançar3 etc

• Fluxo contínuo: o cliente inicia a reprodução al.unsse.undos aps começar a receber os arquivos do servidor




/luo Contínuo MultimídiaArma)enada: Como funcionaF

,. v"deo

ravado

. v"deo

transmitido/. v"deo rece0ido1

reprodu2ido no cliente

* a d o

s

a c u m

u l a d o s

3lu)o cont"nuo: neste instante1 o cliente

est$ reprodu2indo uma parte anterior do

v"deo1 en4uanto o servidor ainda est$

transmitindo as partes seuintes

atraso

da redetempo





• /luo contínuo3 áudio e vídeo arma)enados" 5 cliente solicita a qualquer momento arquivos de áudio

e vídeos comprimidos que estão arma)enados noservidor

" E características importantes:• Mídia armazenada: o conte6do foi pré-.ravado e

arma)enado no servidor" &ode pausar3 voltar3 avançar3 etc

• Fluxo contínuo: o cliente inicia a reprodução al.unsse.undos aps começar a receber os arquivos do servidor,

" +vita a necessidade de arma)enar todo a mídia antes• Reprodução contínua: quando começa a reprodução3

deve prosse.uir normalmente3 com sérias restrições aosatrasos

" 0evem ser recebidos a tempo de serem reprodu)idos





• Dudio e vídeo de @uo contínuo ao vivo" 2emelhante G transmissão de rádio e televisão" &ermite que se7am recebidas transmissões de qualquer

parte do mundo" Como o @uo não é arma)enado3 não se pode adiantar o

pro.rama que está sendo recebido" +ntretanto3 os dados são arma)enados localmente

• &ausa3 retrocesso podem ser reali)adas em al.umasaplicações

" Mesma idéia da reprodução contínua" Atrasos causam danos “mais severos! do que em mídia

arma)enada





• #ídeo e áudio interativos em tempo real" &ermite comunicação entre as pessoas em tempo real

• $elefonia pela %nternet• #ideoconfer(ncias

" Hsuários podem se mover ou falar a qualquer instante"

5s atrasos devem ser menores do que al.umascentenas de se.undos




Multimídia 2obre a %nternet Atual

$C&IH0&I%&: “serviço de melhor esforço!

+ sem .arantias sobre atrasos3 perdas

+ +nviar áudio e vídeo por H0&+ 'etardar a reprodução no receptor+ Marcas de tempo para saber quando devem ser

reprodu)idos+ +nviar informações redundantes para diminuir efeitos de

perda

As aplica!es MM na Internet atual usam

t5cnicas da camada de aplicaão para minimi2ar

%da mel6or forma( efeitos de atrasos e perdas





• Aplicações de áudio e vídeo de @uo contínuotornaram-se popular" Custo de arma)enamento em disco muito baio

• Mais multimídia arma)enada na %nternet" Melhorias na infra-estrutura na %nternet

• Acesso doméstico de alta velocidade3 por eemplo

• Clientes solicitam arquivos de áudio e vídeoresidentes no servidor" &odem ser servidores Jeb “comuns!" &odem ser servidores de @uo contínuo especiais para

@uo contínuo





• 2ervidor3 então3 envia o arquivo dese7ado• Antes de enviar o arquivo de áudioIvídeo

" Arquivo é se.mentado" 5s se.mentos são encapsulados em cabeçalhos

especiais para tráfe.o de áudio e vídeo

• '$& é um protocolo padrão para este encapsulamento" Kuando começa a receber o arquivo3 o cliente começa areprodução

• Com interatividade 8pausa3 avanço3 retrocesso3 etc9• +sta interatividade necessita um protocolo especí4co

" '$2& é responsável pela interatividade com o usuário





• Leralmente3 é solicitado através de um cliente Jeb" 5u se7a3 um broser

• A reprodução não está inte.rada com estes clientes Jeb" 1ecessidade de uma aplicação auiliar separada para

reprodu)ir• Comumente chamada de transdutor

" 'eal &laNer3 Jindos Media &laNer3 etc• 0esempenham al.umas funções:" 0escompressão" 'emoção da variação do atraso" Correção de erros" %nterface .rá4ca de usuário com botões de controle

• &odem ser utili)ados pro.ramas especiais para inserir a interface

do transdutor dentro da 7anela do broser" &lu.-ins




Aplicações Multimídia• Acesso a áudio e vídeo a partir de um servidor Jeb

"Kuando um áudio está no servidor Jeb3 ele é um ob7etonormal dentro do sistema de arquivos 8como O$MP e ?&+L9

" Hsuário quer um arquivo de áudio• Coneão $C& é criada• +nvia requisição O$$& para o ob7eto• 2ervidor anea o arquivo e responde

• Cabeçalho indica acodi4cação especí4ca• Qroser analisa o tipo e chama

o transdutor correspondente• $ransdutor reprodu) o arquivo

" 5b7eto inteiro deve ser arma)enado• Atraso inaceitável





• Assim3 o servidor deve enviar o arquivo de áudioIvídeo

diretamente para o transdutor" Hma coneão direta entre o servidor e transdutor" Htili)ação de um metarquivo

• Contém informações sobre o arquivo a ser entre.ue





• Hsuário sobre o hiperlinR do arquivo de áudioIvídeo" +ste linR não aponta para o ob7eto3 mas sim para um

metarquivo• Contém a H'P do arquivo• Mensa.em de resposta O$$& contém um tipo que identi4ca a

aplicação especí4ca 8transdutor9

• Qroser eamina o tipo e passa o metarquivo para otransdutor

• $ransdutor estabelece uma coneão $C& com o servidorO$$&" 2olicitando o arquivo

• Arquivo é enviado dentro de uma resposta O$$&Comunicaão reali2ada

via 788P1 loo1 8CP

/l ti d id d @




/luos a partir de um servidor de @uocontínuo

+ +sta arquitetura permite o uso de protocolos não-O$$&

entre o servidor e o reprodutor de mídia 8transdutor9+ $ambém pode usar H0& ao invés do $C&

'$2&




'$2&8&rotocolo de @uo contínuo em tempo real9

• Hsuários querem controlar a reprodução da mídia" Avançar3 pausar3 reposicionar em outro ponto3 etc

• '$2& 8real-time streamin. protocol9 permite esteinteração

" Controle da transmissão pelo transdutor

• /unciona fora da banda" Mensa.ens '$2& são enviadas fora da banda" Corrente de mídia dentro da banda" Hsa a porta <>> 8roda sobre $C& ou H0&9




+emplo '$2&

Cenário:+ metarquivo enviado para o browser eb+ browser inicia o tocadorItransdutor

+ $ocadorItransdutor estabelece umaconeão de controle '$2& e uma coneãode dados para o servidor de mídia contínua




5peração do '$2&




+emplo de MetarquivoStitleT$isterSItitleT

SsessionTS.roup lan.ua.eUen lipsNncT

SsitchT

StracR tNpeUaudio

eUV&CMHIW===I;V

src UVrtsp:IIaudio,eample,comItisterIaudio,enIlo4VT

StracR tNpeUaudio

eUV0#%>I;X===IBV ptUVY= 0#%>IW===I;V

srcUVrtsp:IIaudio,eample,comItisterIaudio,enIhi4VT

SIsitchTStracR tNpeUVvideoI7pe.V

srcUVrtsp:IIvideo,eample,comItisterIvideoVT

SI.roupT

SIsessionT




&erda de &acotes

• /+C 8Correção de erros e repasse9

,

,

,

,

,

,

/

/

Perda

/

9

9

9

9

/

/

Corrente

:riinal

Redund;ncia

Corrente

Rece0ida

CorrenteReconstitu"da




&erda de &acotes

• %ntercalamento

, / 9 < = > ? @ , ,, ,

, 9 > , < ? ,, / = @ ,

, 9 > , Perda / = @ ,

, / 9 = > @ , ,

Corrente

:riinal

Corrente

Intercalada

Corrente

Rece0ida

CorrenteReconstitu"da




&rotocolo de $empo 'eal 8'$&9

+ '$& U Real Time Protocol+ '$& especi4ca uma

estrutura de pacote parapacotes que transportamdados de áudio e de

vídeo+ '/C ;WWY,+ &acote '$& prov(

– %denti4cação do tipo dacar.a

– 1umeração daseqZ(ncia de pacotes – Marca de tempo

+ '$& roda nos sistemasterminais,+ &acotes '$& são

encapsulados emse.mentos H0&

+ %nteroperabilidade: 2eduas aplicações detelefone %nternetrodarem '$& então elaspoderão trabalhar emcon7unto




'$& roda sobre H0&

Bi0liotecas R8P provm uma interfaceda camada de transporte 4ue estende o

U*P#+ nDmeros de portas1 endereos IP+ verificaão de erro atrav5s de

sementos+ identificaão do tipo da cara+ numeraão da se4Encia de

pacotes+ marca de tempo




'$& e Ko2+ '$& não prov( nenhum mecanismo

para .arantir a entre.a em tempo dosdados nem nenhuma outra .arantia dequalidade de serviço,

+ 5 encapsulamento '$& é visto apenasnos sistemas 4nais " não é visto porroteadores intermediários, – 'oteadores provendo o serviço tradicional

%nternet de melhor esforço não fa)emnenhum esforço adicional para .arantir queos pacotes '$& che.uem ao destino emtempo,




Cabeçalho '$&

Tipo da carga útil (7 bits): Usado para indicar o tipo de codificaão 4ue est$

sendo usada. Se o transmissor modificar a codificaão no meio de uma

conferncia1 o transmissor informar$ o receptor atrav5s do campo do tipo decara Dtil.

Número de Seqü!cia ("# bits): : nDmero de se4Encia 5 incrementado de

um para cada pacote R8P enviadoF pode ser usado para detectar a perda de

pacotes e para restaurar a se4uncia de pacotes.

Cabeçalho RTP




Cabeçalho '$& 8B9

+Campo de marca de tempo (32 bits) 'e@ete oinstante de amostra.em do primeiro bNte no pacote dedados '$&,

+ Campo de identi!cador de sincronização da "onte(##RC) (32 bits) %denti4ca a fonte de um @uo '$&,

Cada @uo numa sessão '$& deve possuir um 22'Cdistinto,

Cabeçalho RTP

&rotocolo de Controle de $empo 'eal




&rotocolo de Controle de $empo 'eal8'$C&9

+ Real-Time Control Protocol + $rabalha em con7unto com o'$&,

+ Cada participante numasessão '$& periodicamente

transmite pacotes decontrole '$C& para todos osdemais participantes,

+ Cada pacote '$C& contémrelatrios do transmissor

eIou receptor – relatam estatísticas 6teispara as aplicações,

+ +stas estatísticas incluem on6mero de pacotesenviados3 o n6mero depacotes perdidos3 jitter entre che.adas3 etc,

++sta realimentação deinformação para asaplicações pode ser usadapara controlar odesempenho – 5 transmissor pode

modi4car as suas taas detransmissão baseadas narealimentação,




'$C& - Continuação

+ &ara uma sessão '$& hátipicamente um 6nicoendereço multicast[ todos ospacotes '$& e '$C&pertencentes G sessão usam oendereço multicast,

+ &acotes '$& e '$C& sãodiferenciados uns dos outrosatravés do uso de n6meros deportas distintos,

+ &ara limitar o tráfe.o3 cadaparticipante redu) o seutráfe.o '$C& G medida quecresce o n6mero departicipantes da confer(ncia,



Redes de Computadores I Prof Mateus

+ercícios

• As 4.uras a se.uir apresentam tr(s esquemaspara @uo contínuo de mídia arma)enada, Kuaisas vanta.ens e as desvanta.ens de cadaesquemaF

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