Redes Multimídia - Parte 1

Captulo 7: Redes Multimdia

7: Redes Multimdia

7a-1

O que so Multimdia e Qualidade de Servio?Aplicaes Multimdia: udio e vdeo na rede (mdia contnua)

QoSa rede fornece aplicao o nvel de

desempenho necessrio para que a aplicao funcione como esperado

7: Redes Multimdia

7a-2

Captulo 7: ObjetivosPrincpios Classificar as aplicaes multimdia Identificar os servios de rede de que as aplicaes necessitam Extrair o mximo do servio de melhor esforo Protocolos e Arquiteturas Protocolos especficos para melhor esforo Mecanismos para prover QoS Arquiteturas para QoS

7: Redes Multimdia

7a-3

Captulo 7: Roteiro7.1 Aplicaes de Rede Multimdia 7.2 udio e vdeo de fluxo contnuo armazenados 7.3 Fazendo o melhor possvel com o servio de melhor esforo7.5 Distribuio de Multimdia: redes de distribuio de contedo

7.5 provendo mltiplas classes de servio7.6 Alm do melhor esforo 7.7 Mecanismos de escalonamento e regulao 7.8 Servios integrados e servios diferenciados

7.4 Protocolos para aplicaes interativas em tempo realRTP,RTCP,SIP

7.6 provendo garantias de QoS7.8 Servios integrados e servios diferenciados 7.9 RSVP7: Redes Multimdia 7a-4

Aplicaes de Rede MultimdiaClasses de aplicaes de Multimdia: 1) udio e vdeo de fluxo contnuo (Streams) armazenados 2) udio e vdeo de fluxo contnuo ao vivo 3) udio e vdeo interativos em tempo real Caractersticas Fundamentais: Tipicamente so sensveis a atrasos atraso fim-a-fim variao do atraso (jitter) Mas so tolerantes a perdas: perdas ocasionais causam somente pequenas perturbaes Anttese da transferncia de dados que intolerante a perdas mas tolerante a atrasos.

Jitter a variao de atrasodos pacotes dentro de um mesmo fluxo de pacotes

7: Redes Multimdia

7a-5

Fluxo Contnuo de Multimdia Armazenada

Fluxo Contnuo (Streaming): mdia armazenada na fonte transmitida para o cliente Fluxo contnuo: reproduo no cliente inicia antes de que todos os dados tenham sido recebidos restrio de tempo para os dados ainda no transmitidos: devem chegar a tempo de serem reproduzidos7: Redes Multimdia 7a-6

Fluxo Contnuo Multimdia Armazenada: Como funciona?Dados acumulados

1. vdeo gravado

2. vdeo transmitido

atraso da rede

3. vdeo recebido, reproduzido no cliente tempo

Fluxo contnuo: neste instante, o cliente est reproduzindo uma parte anterior do vdeo, enquanto o servidor ainda est transmitindo as partes seguintes7: Redes Multimdia 7a-7

Fluxo Contnuo Multimdia Armazenada: Interatividade

voltar, avanar rapidamente (FF), saltar captulos, modificar a barra de deslocamento atraso inicial de 10 seg OK 1-2 seg at que o comando seja executado OK RTSP freqentemente usado (mais detalhes posteriormente) restrio de tempo para dados ainda no transmitidos: chegar em tempo para reproduo

Funcionalidade tipo DVD: cliente pode pausar,

7: Redes Multimdia

7a-8

udio e vdeo de fluxo contnuo ao vivoExemplos: Programa de bate papo em rdio Internet Evento esportivo ao vivo Fluxo Contnuo buffer de reproduo reproduo pode atrasar dezenas de segundos aps a transmisso ainda tem restries de tempo Interatividade impossvel avanar possvel voltar, pausar!7: Redes Multimdia 7a-9

Multimdia de Tempo Real Interativa

aplicaes: telefonia IP, vdeo conferncia, mundos interativos distribudos requisitos de atraso fim-a-fim: udio: < 150 mseg bom, < 400 mseg OK Inclui atrasos da camada de aplicao (empacotamento) e de rede Grandes atrasos so perceptveis, prejudicam a interatividade

inicializao da sesso como o destino anuncia o seu endereo IP, nmero de porta e algoritmo de codificao?7: Redes Multimdia 7a-10

Multimdia Sobre a Internet AtualTCP/UDP/IP: servio de melhor esforosem garantias sobre atrasos, perdas

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Mas, voc disse que as aplicaes MM necessitam de QoS e nvel de desempenho para funcionarem!

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As aplicaes MM na Internet atual usam tcnicas da camada de aplicao para minimizar (da melhor forma) efeitos de atrasos e perdas7: Redes Multimdia 7a-11

Como a Internet deveria evoluir para dar melhor suporte multimdia?Filosofia de servios integrados: Modificar a Internet de modo que as aplicaes possam reservar largura de banda fim-a-fim Requer software novo e complexo nos hospedeiros e roteadores Filosofia do deixa como est: sem grandes mudanas aumento da largura de banda quando necessrio distribuio de contedo, multicast na camada de aplicao Filosofia de servios diferenciados: Menos mudanas na infraestrutura da Internet, mas provendo servios de 1a. e 2a. classes.

O que voc acha?7: Redes Multimdia 7a-12

Algumas palavras sobre compresso de udioSinal analgico amostrado a uma taxa constantetelefone: 8.000 amostras/seg CD de msica: 44.100 amostras/seg

Exemplo: 8.000 amostras/seg, 256 valores discretos --> 64.000 bps Receptor converte-o de volta a um sinal analgico:alguma perda de qualidade

Cada amostra discretizada (arredondada): quantizaoex., 28=256 possveis valores discretos

Cada valor de quantizao representado por bits8 bits para 256 valores

Exemplo de taxas CD: 1,411 Mbps MP3 (MPEG 1 de camada 3): 96, 128, 160 kbps Telefonia Internet: 5,3 13 kbps

7: Redes Multimdia 7a-13

Algumas palavras sobre compresso de vdeoVdeo uma seqncia de imagens apresentadas a uma taxa constanteex. 24 imagens/seg

Imagem digital uma matriz de pixels Cada pixel representado por bits que representam a luminncia e cor RedundnciaEspacial (dentro da imagem) Temporal (de uma imagem para a prxima)

Exemplos: MPEG 1 (CD-ROM) 1,5 Mbps MPEG2 (DVD) 3-6 Mbps MPEG4 (freqentemente usado na Internet, < 1 Mbps) Pesquisa: vdeo em camadas (escalvel)adapta as camadas largura de banda disponvel






Fluxo Contnuo Multimdia ArmazenadaTcnicas de streaming da camada de aplicao para extrair o mximo do servio de melhor esforo armazenamento no lado do cliente uso do UDP ao invs do TCP mltiplas codificaes da multimdia Tocadores de Mdia (transdutores)descompresso Eliminao de variao de atraso (jitter) Tratamento de erros Interface grfica do usurio com controles para interatividade


Multimdia Internet: abordagem simplistaudio ou vdeo armazenado em arquivo arquivos transferidos como objetos HTTP recebidos completamente pelo cliente Depois repassado para o tocador de mdia (transdutor)

udio, vdeo no so enviados como fluxo contnuo: no h cadeia de montagem (pipelining) o que resulta em longos atrasos at a reproduo!7: Redes Multimdia 7a-17

Multimdia Internet: abordagem com fluxos

browser solicita metarquivo browser inicia o tocador (transdutor), passando o metarquivoTocador (transdutor) contacta o servidor servidor cria o fluxo de udio/vdeo at o tocador (transdutor)7: Redes Multimdia 7a-18

Fluxos a partir de um servidor de fluxo contnuo

Esta arquitetura permite o uso de protocolos no-HTTP entre o servidor e o reprodutor de mdia (transdutor) Tambm pode usar UDP ao invs do TCP7: Redes Multimdia 7a-19

Fluxos Multimdia: Armazenamento pelo Clientetransmisso de vdeo a uma taxa constante

Dados acumulados

recepo do vdeo no clientevdeo armazenado

da rede

atraso varivel

reproduo do vdeo a taxa constante no cliente

atraso de reproduo

tempo

Armazenamento no lado do cliente, o atraso de reproduo compensa a variao do atraso (jitter) provocados pela rede7: Redes Multimdia 7a-20

Fluxos Multimdia: Armazenamento pelo Cliente

Armazenamento no lado do cliente, o atraso de reproduo compensa a variao do atraso (jitter) provocados pela rede


Fluxo Multimdia: UDP ou TCP?UDPservidor envia a uma taxa adequada para o cliente (sem se importar com congestionamento da rede!) freqentemente taxa de transmisso = taxa de codificao = constante portanto, taxa de enchimento = taxa constante perda de pacotes pequeno atraso de reproduo (2-5 segundos) para compensar pela variao do atraso da rede recuperao de erros: se houver tempo

TCPtransmite na taxa mxima permitida pelo TCP taxa de enchimento flutua devido ao controle de congestionamento do TCP maior atraso para reproduo: taxa de entrega do TCP mais suave HTTP/TCP passam mais facilmente atravs de firewalls7: Redes Multimdia 7a-22

Fluxo Multimdia : taxa(s) do clientecodificao de 1,5 Mbps

codificao de 28,8 kbps

P: como lidar com diferentes capacitaes de taxa de recepo do cliente? acesso discado de 28,8 kbps Ethernet de 100Mbps R: servidor armazena, transmite mltiplas cpias do vdeo, codificadas em taxas diferentes 7: Redes Multimdia

7a-23

Controle do Usurio de Fluxo Contnuo: RTSPHTTP No tinha como alvo contedo multimdia No possui comandos para avano rpido, etc. RTSP: RFC 2326 Protocolo cliente-servidor da camada de aplicao. O usurio pode controlar a apresentao: retorno, avano rpido, pausa, retomada, reposicionamento, etc. O que ele no faz : No define esquemas de compresso No define como o udio e vdeo so encapsulados para serem transmitido pela rede No restringe como a mdia de fluxo contnuo transportada; pode ser transportada por UDP ou TCP No especifica como o apresentador da mdia armazena o udio/vdeo7: Redes Multimdia 7a-24

RTSP: controle fora da faixaFTP usa um canal de controle fora da faixa: Um arquivo transferido sobre uma conexo TCP. A informao de controle (mudanas de diretrio, remoo de arquivo, renomeao de arquivo, etc.) enviada numa conexo TCP parte. Os canais fora da faixa e dentro da faixa utilizam diferentes nmeros de portas. As mensagens RTSP tambm so enviadas fora da faixa: As mensagens de controle RTSP usam nmeros de porta diferentes do fluxo da mdia, e so, portanto, enviadas fora da faixaPorta 554

O fluxo de mdia considerado dentro da faixa.


Exemplo RTSPCenrio:metarquivo enviado para o browser web browser inicia o tocador/transdutor Tocador/transdutor estabelece uma conexo de controle RTSP e uma conexo de dados para o servidor de mdia contnua


Exemplo de MetarquivoTwister 7: Redes Multimdia 7a-27

Operao do RTSP


RTSP: exemplo de dilogoC: SETUP rtsp://audio.example.com/twister/audio RTSP/1.0 Cseq: 1 Transport: rtp/udp; compression; port=3056; mode=PLAY S: RTSP/1.0 200 OK Cseq: 1 Session 4231 C: PLAY rtsp://audio.example.com/twister/audio.en/lofi RTSP/1.0 Range: npt=0Cseq: 2 Session: 4231 S: RTSP/1.0 200 OK Cseq: 2 Session 4231 C: PAUSE rtsp://audio.example.com/twister/audio.en/lofi RTSP/1.0 Range: npt=37 Cseq: 3 Session: 4231 S: RTSP/1.0 200 OK Cseq: 3 Session 4231 C: TEARDOWN rtsp://audio.example.com/twister/audio.en/lofi RTSP/1.0 Cseq: 4 Session: 4231 S: RTSP/1.0 200 OK Cseq: 4 Session 4231






Aplicaes interativas em tempo realTelefonia PC-2-PCSkype

PC-2-telefoneDialpad Net2phone Skype

Vamos agora examinar em detalhes um exemplo de telefonia Internet PC-2-PC

videoconferncia com webcamsSkype Polycom7: Redes Multimdia 7a-31

Multimdia Interativa: Telefone por InternetIntroduz o Telefone Internet atravs de um exemplo udio do falante: alterna rajadas (surtos) de voz com perodos de silncio64 kbps durante surto de voz pacotes gerados apenas durante os surtos de voz pores de 20 ms a 8 kbytes/s: dados de 160 bytes

cabealho da camada de aplicao adicionado a cada poro. Poro+cabealho empacotado num segmento UDP Aplicao envia segmentos UDP no socket a cada 20 ms durante um surto de voz.7: Redes Multimdia 7a-32

Telefone Internet: Perda e Atraso de Pacotesperda pela rede: datagrama IP perdido devido a congestionamento da rede (estouro do buffer do roteador) perda por atraso: o datagrama IP chega muito tarde para ser tocado no receptoratrasos: processamento, enfileiramento na rede; atrasos do sistema terminal (transmissor, receptor) atraso mximo tolervel tpico: 400 ms

tolerncia a perdas: a depender da codificao da voz, as perdas podem ser encobertas, taxas de perdas de pacotes entre 1% e 10% podem ser toleradas.7: Redes Multimdia 7a-33

Variao do atraso (jitter)Dados acumulados

transmisso de udio a uma taxa constante

recepo do udio no clientevdeo armazenado

da rede (jitter)

atraso varivel

reproduo do udio a taxa constante no cliente

atraso de reproduo

tempo

Considere o atraso fim a fim de dois pacotes consecutivos: a diferena pode ser maior ou menor do que 20 ms7: Redes Multimdia 7a-34

Eliminao da variao do atraso no receptor para udioPreceder cada poro com um nmero de seqncia Preceder cada poro com uma marca de tempo Atrasar a reproduo das pores no receptor


Telefone Internet: atraso de reproduo fixoO receptor tenta reproduzir cada poro exatamente q msegs aps a poro ter sido gerada.Se a poro contiver uma marca de tempo t, o receptor reproduzir a poro no instante t+q . Se a poro chegar aps o instante t+q, o receptor a descartar.

Compromissos para q:q longo: menos perda de pacotes q pequeno: melhor experincia interativa


Atraso de reproduo fixoTransmissor gera pacotes a cada 20 ms durante um surto de voz. O primeiro pacote recebido no instante r A primeira reproduo programada para iniciar no instante p A segunda reproduo programada para iniciar no instante p


Atraso de reproduo adaptativo (1)Objetivo: minimizar o atraso de reproduo, mantendo baixa a taxa de perdas Abordagem: ajuste adaptativo do atraso de reproduo:Estima o atraso da rede e ajusta o atraso de reproduo no incio de cada rajada de voz. Perodos de silncio so comprimidos e alongados. As pores ainda so reproduzidas a cada 20 mseg durante uma rajada de voz. ti = marca de tempo do i - simo pacote

ri = instante em que o pacote i recebido pelo receptor pi = instante em que o pacote i reproduzido no receptor ri ti = atraso da rede para o i - simo pacote d i = estimativa do atraso mdio da rede aps receber o i - simo pacote Estimativa dinmica do atraso mdio no receptor:onde u uma constante (ex., u = 0,01).

d i = (1 u )d i 1 + u( ri ti )


Atraso de reproduo adaptativo (2)Tambm til estimar o desvio mdio do atraso, vi :

vi = (1 u )vi 1 + u | ri ti d i |As estimativas di e vi so calculadas para cada pacote recebido, apesar de serem usados apenas no incio de uma rajada de voz. Para o primeiro pacote de uma rajada de voz, o tempo de reproduo :

pi = ti + d i + Kvionde K um constante positiva (por exemplo, K=4). Os pacotes restantes em uma rajada de voz so reproduzidos periodicamente


Reproduo adaptativa (3)P: Como o receptor determina se um pacote o primeiro de uma rajada de voz? Se nunca houvesse perdas, o receptor poderia simplesmente olhar as marcas de tempo sucessivas.Diferena entre marcas sucessivas > 20 ms, incio da rajada de voz.

Mas, dado que perdas so possveis, o receptor deve olhar tanto para as marcas de tempo quanto para os nmeros de seqncia.Diferena entre marcas sucessivas > 20 ms e nmeros de seqncia sem falhas, incio da rajada de voz.


Recuperao de perda de pacotes (1)forward error correction(FEC): esquema simplespara cada grupo de n pores, criar uma poro redundante efetuando o OU-exclusivo das n pores originais transmite n+1 pores, aumentando a largura de banda por um fator de 1/n. pode reconstruir as n pores originais se houver no mximo uma poro perdida dentre as n+1 pores.

Atraso de reproduo deve ser fixado para o instante de recepo de todas as n+1 pores Compromissos:aumento de n, menos desperdcio de banda aumento de n, atraso de reproduo mais longo aumento de n, maior probabilidade de que 2 ou mais pores sejam perdidas


Recuperao de perda de pacotes (2)2o. Esquema de FEC transmisso de carona de um fluxo/corrente de menor qualidade envia fluxo de udio de baixa resoluo como informao redundante por exemplo, fluxo nominal PCM a 64 kbps e fluxo redundante GSM a 13 kbps. Sempre que houver uma perda no consecutiva, o receptor poder recuperar a perda. Pode tambm adicionar a (n-1)-sima e a (n-2)-sima poro de baixa taxa de transmisso7: Redes Multimdia 7a-42

Recuperao de perda de pacotes (3)

Intercalao as pores so quebrados em unidades menores por exemplo, quatro unidades de 5 mseg por poro pacote agora contm pequenas unidades de pores diferentes se o pacote se perder, ainda temos muito de cada poro no tem sobrecarga de redundncia mas aumenta o atraso de reproduo7: Redes Multimdia 7a-43

Resumo: Multimdia Internet: truquesuse UDP para evitar o(s) (atrasos) do controle de congestionamento do TCP para trfego sensvel a tempo atraso de reproduo adaptativo para o lado do cliente: para compensar o atraso o lado do servidor casa a largura de banda do fluxo largura de banda disponvel no caminho cliente-ao-servidorescolha entre taxas de fluxos pr-codificadas taxa dinmica de codificao do servidor

recuperao de erros (acima do UDP)FEC, intercalao, encobrimento de erros retransmisses, se houver tempo

CDN: traz o contedo mais para perto dos clientes






Captulo 7: Roteiro7.1 Aplicaes de Rede Multimdia 7.2 udio e vdeo de fluxo contnuo armazenados 7.3 Fazendo o melhor possvel com o servio de melhor esforo: um telefone por Internet como exemplo 7.4 Protocolos para aplicaes interativas em tempo realRTP, RTCP, SIP, H.323

7.5 Distribuio de Multimdia: redes de distribuio de contedo 7.6 Alm do melhor esforo 7.7 Mecanismos de escalonamento e regulao 7.8 Servios integrados e servios diferenciados 7.9 RSVP7: Redes Multimdia 7a-46

Protocolo de Tempo Real (RTP)RTP = Real Time Protocol RTP especifica uma estrutura de pacote para pacotes que transportam dados de udio e de vdeo RFC 3550 Pacote RTP provIdentificao do tipo da carga Numerao da seqncia de pacotes Marca de tempo

RTP roda nos sistemas terminais. Pacotes RTP so encapsulados em segmentos UDP Interoperabilidade: Se duas aplicaes de telefone Internet rodarem RTP ento elas podero trabalhar em conjunto


RTP roda sobre UDPBibliotecas RTP provm uma interface da camada de transporte que estende o UDP: nmeros de portas, endereos IP verificao de erro atravs de segmentos identificao do tipo da carga numerao da seqncia de pacotes marca de tempo7: Redes Multimdia 7a-48

Exemplo RTPConsidere o envio de voz codificada em PCM de 64 kbps sobre RTP. Aplicao coleta os dados codificados em pores, ex., a cada 20 ms = 160 bytes numa poro. A poro de udio junto com o cabealho RTP formam um pacote RTP, que encapsulado num segmento UDP. O cabealho RTP indica o tipo da codificao de udio em cada pacote:os transmissores podem mudar a codificao durante a conferncia.

O cabealho RTP tambm contm nmero de seqncia e marca de tempo.


RTP e QoSRTP no prov nenhum mecanismo para garantir a entrega em tempo dos dados nem nenhuma outra garantia de qualidade de servio. O encapsulamento RTP visto apenas nos sistemas finais no visto por roteadores intermedirios.Roteadores provendo o servio tradicional Internet de melhor esforo no fazem nenhum esforo adicional para garantir que os pacotes RTP cheguem ao destino em tempo.


Cabealho RTPCabealho RTPTipo da carga til (7 bits): Usado para indicar o tipo de codificao que est sendo usada. Se o transmissor modificar a codificao no meio de uma conferncia, o transmissor informar o receptor atravs do campo do tipo de carga til. Tipo de carga 0: PCM lei , 64 kbps Tipo de carga 3, GSM, 13 kbps Tipo de carga 7, LPC, 2,4 kbps Tipo de carga 26, Motion JPEG Tipo de carga 31. H.261 Tipo de carga 33, vdeo MPEG2 Nmero de Seqncia (16 bits): O nmero de seqncia incrementado de um para cada pacote RTP enviado; pode ser usado para detectar a perda de pacotes e para restaurar a seqncia de pacotes.7: Redes Multimdia 7a-51

Cabealho RTP (2)Cabealho RTP

Campo de marca de tempo (32 bits): Reflete o instante de amostragem do primeiro byte no pacote de dados RTP.

Para udio o relgio de marca de tempo incrementa de um para cada perodo de amostragem (por exemplo, a cada 125 seg para um relgio de amostragem de 8kHz) se a aplicao de udio gerar pores de 160 amostras codificadas, ento a marca de tempo aumenta de 160 para cada pacote RTP quando a fonte estiver ativa. O relgio de marca de tempo continua a aumentar a uma taxa constante mesmo quando a fonte estiver inativa.

Campo de identificador de sincronizao da fonte (SSRC) (32 bits): Identifica a fonte de um fluxo RTP. Cada fluxo numa sesso RTP deve possuir um SSRC distinto.7: Redes Multimdia 7a-52

Protocolo de Controle de Tempo Real (RTCP)Real-Time Control ProtocolTrabalha em conjunto com o RTP. Cada participante numa sesso RTP periodicamente transmite pacotes de controle RTCP para todos os demais participantes. Cada pacote RTCP contm relatrios do transmissor e/ou receptorrelatam estatsticas teis para as aplicaes.

Estas estatsticas incluem o nmero de pacotes enviados, o nmero de pacotes perdidos, jitter entre chegadas, etc. Esta realimentao de informao para as aplicaes pode ser usada para controlar o desempenhoO transmissor pode modificar as suas taxas de transmisso baseadas na realimentao.


RTCP - ContinuaoPara uma sesso RTP h tipicamente um nico endereo multicast; todos os pacotes RTP e RTCP pertencentes sesso usam o endereo multicast. Pacotes RTP e RTCP so diferenciados uns dos outros atravs do uso de nmeros de portas distintos. Para limitar o trfego, cada participante reduz o seu trfego RTCP medida que cresce o nmero de participantes da conferncia.7: Redes Multimdia 7a-54

Pacotes RTCPPacotes de relatrio do receptor: Frao dos pacotes perdidos, ltimo nmero de seqncia, jitter entre chegadas. Pacotes de relatrio do remetente: SSRC do fluxo RTP, marca de tempo, nmero de pacotes e nmero de bytes enviados. Pacotes de descrio da fonte: Endereo de e-mail do remetente, nome do remetente, o SSRC do fluxo RTP associado. Os pacotes provm um mapeamento entre o SSRC e o nome do usurio/hospedeiro.


Sincronizao de FluxosO RTCP pode ser usado para sincronizar diferentes fluxos de mdia dentro de uma sesso RTP. Considere uma aplicao de videoconferncia para a qual cada transmissor gera um fluxo RTP para vdeo e outro para udio. As marcas de tempo nestes pacotes RTP esto vinculadas aos relgios de amostragem de vdeo e de udio, e no esto vinculadas ao relgio de tempo real. Cada pacote de relatrio do remetente contm, para o pacote gerado mais recentemente no fluxo RTP associado,a marca de tempo do pacote RTP e instante num relgio de tempo real em que o pacote foi criado.

Os receptores pode usar esta associao para sincronizar a reproduo de udio e de vdeo.


Escalabilidade da Largura de Banda do RTCPO RTCP tenta limitar o seu trfego a 5% da largura de banda da sesso. Os 75 kbps alocados so compartilhados igualmente entre os receptores:se houver R receptores, ento cada receptor pode transmitir trfego RTCP a uma taxa de 75/R kbps

ExemploSuponha que haja um transmissor enviando vdeo a uma taxa de 2 Mbps. Ento o RTCP tenta limitar o seu trfego a 100 kbps. O protocolo atribui 75% desta taxa, ou 75 kbps, para os receptores; e atribui os restantes 25% da taxa, ou 25 kbps, para o transmissor.

Transmissor pode transmitir trfego RTCP a uma taxa de 25 kbps. Um participante (um transmissor ou receptor) determina o perodo de transmisso dos pacotes RTCP atravs do clculo dinmico do tamanho mdio de um pacote RTCP (ao longo de toda a sesso) e dividindo o tamanho mdio do pacote RTCP pela sua taxa alocada.7: Redes Multimdia 7a-57

SIP: Session Initiation ProtocolVem da IETF (RFC 3261) Viso de longo prazo do SIP Todas as chamadas telefnicas e de vdeo conferncia se realizam sobre a Internet Pessoas so identificadas por nomes ou endereos de e-mail, ao invs de nmeros de telefone. Voc pode alcanar o chamado, no importa onde ele esteja, em qualquer dispositivo IP que o chamado esteja usando no momento


Servios SIPEstabelecendo uma chamadaDetermina o endereo IP atual do chamado.Mapeia identificador mnemnico para o endereo IP atual

Prov mecanismos para que o chamador informe ao chamado que ele deseja estabelecer uma chamada Prov mecanismos para que o chamador e o chamado concordem no tipo de mdia e na codificao Prov mecanismos para encerrar a chamada

Gerenciamento de chamadasAdiciona novos fluxos de mdia durante a chamada Altera a codificao durante a chamada Convida outros participantes Transfere e segura chamadas7: Redes Multimdia 7a-59

Estabelecendo uma chamada para um endereo IP conhecidoMensagem SIP de convite de Alice indica o seu nmero de porta e endereo IP. Indica a codificao em que Alice prefere receber (lei do PCM) A mensagem 200 OK de Bob indica o seu nmero de porta, endereo IP e codificao preferida (GSM) As mensagens SIP podem ser transmitidas sobre TCP ou UDP; aqui est sendo enviada sobre RTP/UDP O nmero de porta default do SIP a 5060.7: Redes Multimdia 7a-60

Estabelecendo uma chamada (mais)Negociao Codec: Suponha que Bob no possui um codificador com a lei do PCM. Bob responder ento com um cdigo 606 Not Acceptable Reply e lista os codificadores que ele pode usar. Alice pode ento enviar uma nova mensagem INVITE, anunciando um codificador apropriado Rejeitando a chamada Bob pode rejeitar com respostas busy (ocupado), gone (encerrado) payment required (necessrio pagamento), forbidden (proibido). A mdia pode ser enviada sobre RTP ou algum outro protocolo


Exemplo de mensagem SIPINVITE sip:[email protected] SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 167.180.112.24 From: sip:[email protected] To: sip:[email protected] Call-ID: [email protected] Content-Type: application/sdp Content-Length: 885 c=IN IP4 167.180.112.24 m=audio 38060 RTP/AVP 0 Notas: sintaxe de mensagem HTTP sdp = session description protocol (protocolo de descrio da sesso) Identificador (Call-ID) nico para cada chamada. Aqui no conhecemos o endereo IP de Bob. Sero necessrios servidores SIP intermedirios. Alice envia e recebe

mensagens SIP usando o nmero de porta default do SIP 5060. Alice especifica em Via: cabealho que o cliente SIP envia e recebe mensagens SIP sobre UDP7: Redes Multimdia 7a-62

Traduo de nome e localizao de usurioChamador deseja chamar o chamado, mas possui apenas o nome ou o endereo de email do chamado. Precisa obter o endereo IP do hospedeiro atual do chamado:usurio se desloca protocolo DHCP usurio possui diferentes dispositivos IP (PC, PDA, dispositivo no automvel)

Resultado pode depender de:hora do dia (trabalho, casa) chamador (no deseja que o chefe lhe chame em casa) status do chamado (chamadas enviadas para correio de voz quando o chamado j estiver falando com algum)

Servio provido por servidores SIP: Entidade registradora SIP Servidor proxy do SIP


Registro SIPQuando Bob inicia cliente SIP, o cliente envia uma mensagem SIP de registro (REGISTER) para a entidade registradora de Bob (funo semelhante necessria para servio de mensagens instantneas) Mensagem de Registro:REGISTER sip:domain.com SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 193.64.210.89 From: sip:[email protected] To: sip:[email protected] Expires: 36007: Redes Multimdia 7a-64

Proxy SIPAlice envia mensagem de convite para o seu servidor proxycontm endereo sip:[email protected]

O proxy responsvel por rotear mensagens SIP para o chamadopossivelmente atravs de mltiplos proxies

O chamado envia resposta atravs do mesmo conjunto de proxies. O proxy retorna a mensagem de resposta SIP para Alicecontendo o endereo IP de Bob

Nota: proxy anlogo a um servidor DNS local7: Redes Multimdia 7a-65

ExemploChamador [email protected] inicia uma chamada para [email protected] (1) Jim envia mensagem INVITE para o proxy SIP da UMass. (2) Proxy encaminha o pedido para o servidor de registro da UPenn. (3) O servidor da UPenn retorna resposta de redirecionamento, indicando que deve tentar [email protected] (4) O proxy da UMass envia INVITE para o registro da eurecom. (5) Registro da eurecom encaminha o INVITE para 197.87.54.21, que est rodando o cliente SIP de Keith. (6-8) retorno da resposta SIP. (9) mdia enviada diretamente entre clientes. Nota: mensagens ack do SIP, no apresentadas.7: Redes Multimdia 7a-66

Comparao com o H.323H.323 um outro protocolo de sinalizao para temporeal, interativo H.323 um conjunto integrado de protocolos para conferncia multimdia: sinalizao, registro, controle de admisso, transporte e codecs. SIP um nico componente. Trabalha com RTP, mas no obrigatrio. Pode ser combinado com outros protocolos e servios. H.323 vem do ITU (telefonia). SIP vem do IETF: Empresta muitos dos seus conceitos do HTTP.SIP tem um sabor Web, enquanto que o H.323 tem um sabor da telefonia.

SIP usa o princpio KISS: Keep it simple, stupid.


Redes Multimídia - Parte 1

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