Programma
1.
2.
3.
4.
5.
Concetti utili di networking
Il Multicast
Il suono e le immagini
I filmati e lo streaming
La videoconferenza H.323
Taschin Antonio
1
Networking
•Indirizzi IP  32 bit
•Indirizzi Ethernet  48
Router
Switch •Inoltra solo dove è necessario
•velocità non viene condivisa
Hub
•Inoltra su tutte le porte
•velocità viene condivisa
•10Mbps e 100Mbps
Taschin Antonio
2
Cos’è il Multicast?
•Tante connessioni separate
quante sono le richieste
•Utilizzare il broadcast
La tecnologia multicast, è un processo che
trasmette le informazioni da una sorgente a più
destinazioni con un unico flusso di dati, invece di
Taschin
Antonio
usarne
molteplici.
3
Scenari di applicazione
Necessità differenti
•affidabilità dei dati
•ritardo di consegna
• Videoconferenze, video on demand
• Quotazioni in borsa, distribuzione di listini e cataloghi in
tempo reale
• Training, teledidattica
• Distribuzione di software
• Possibilità di sfruttare Internet per trasmissioni di tipo
televisivo
Taschin Antonio
4
I gruppi
Insieme di zero o più host identificato da un singolo indirizzo IP di classe D
224.0.0.0 – 239.255.255.255
Non è Statico ma Dinamico
•Associarsi (join)
•Abbandonare (leave)
Taschin Antonio
5
Internet Group Management
Protocol (IGMP)
• IGMPv1  obsoleto
• IGMPv2  in uso
• IGMPv3  bozza
• Membership Query
224.0.0.1
ALL-SYSTEMS.MCAST.NET
224.0.0.2
ALL-ROUTERS.MCAST.NET
• Membership Report
• Leave Group
Taschin Antonio
6
Ethernet Multicast
L’indirizzo Ethernet viene riconosciuto dalla prima cifra esadecimale
Esempio: AB-CD-EF-10-20-30
Indirizzo IP 32 bit
Indirizzo Ethernet 48 bit
RFC1112  01-00-5E-00-00
• 32 bit totali
• 4 fissi
• 23 caratterizzano l’indirizzo

Taschin Antonio
più gruppi Multicast possono
essere mappati con lo stesso
indirizzo Ethernet
7
MBone
rete virtuale sperimentale di router multicast,
costruita sopra la struttura standard di Internet
• mrouted  protocollo di routing DVMRP
•Tunnel
Taschin Antonio
8
Le applicazioni in MBone
Sessione
Trasmissione di dati in MBone
• Session Announcement Protocol
• Session Description Protocol
• Session Initiation Protocol
La distribuzione dei dati
La sorgente può non unirsi al gruppo
Non ha bisogno di sapere chi sono e dove si trovano i ricevitori
•Time to live (TTL)  i pacchetti non vengono trasmessi oltre il valore
specificato
• i protocolli di routing creano un albero di distribuzione ottimizzato
Taschin Antonio
9
Protocolli di routing
Albero basato sulla
sorgente
Albero Condiviso
• Distance Vector
• Core Based Tree
Multicast Routing Protocol
• Multicast Open Shortest
Path First
• Protocol Independent
Multicast - Sparse Mode
• Protocol Independent
Multicast – Dense Mode
Taschin Antonio
10
Multicast Geografico
• MSDP
– Multicast Source Discovery Protocol
• MBGP
– Multicast Border Gateway Protocol
Taschin Antonio
11
Esempi
Trasmissione di 10M
40
Tempo in secondi
35
30
25
20
15
10
5
1
2
3
4
UDP
9,032
17,659
26,018
35,945
Multicast
9,261
9,118
9,31
9,215
Numero Computer
Taschin Antonio
12
Esempi
Trasmissione a 4 computer
120,0
Tempo in secondi
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
0,0
500
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
10.000
UDP
2,699
5,396
9,154
12,19
12,879
16,045
35,945 106,374
Multicast
0,574
1,77
2,788
3,702
3,910
4,512
9,215
Taschin Antonio
Kilobyte
30.000
26,689
13
Il suono
•
•
•
•
Da 16 Hz a 20KHz
È un segnale continuo quindi analogico
Il campionamento
La quantizzazione
CD Audio  44125 Hz cioè 44125 intervalli al secondo
Taschin Antonio
14
Un esempio
• Memorizzare
il
parlato
con
campionamento a 8 bit e con una
frequenza di 6000 Hz per un minuto è
necessario
• 60000 x 60 x 8 bit = 360 Kbyte circa
• per una canzone con campionamento a
16 bit e con una frequenza di 50000 Hz
per un minuto è necessario
• 60 x 50000 x 2 byte = 12 MB.
Taschin Antonio
15
Formati Audio
•
•
•
•
•
•
•
Real Audio
QuickTime
Microsoft Wave [estensione: WAV]
MPEG Audio [estensione: MP3]
Audio Interchange[estensione: AIF/AIFF]
Microsoft NetShow [estensione: ASF]
Yamaha SoundVQ [estensione: VQF]
Taschin Antonio
16
Le Immagini
• insieme continuo di luce e colore
• Vettoriali
– Formule matematiche e forme geometriche
– Max qualità
• Bitmap
– Con perdita di qualità
– Senza perdita di qualità
• Compressi
• Non compressi
Taschin Antonio
17
Formati Grafici
• Targa [estensione: TGA]
• TIFF [estensione: TIF]
•
•
•
•
CompuServe [estensione: GIF]
JPEG [estensione: JPG]
PC Paintbrush [estensione: PCX]
Windows Bitmap [estensione: BMP]
• PNG [estensione: PNG]
– Non supportato dai browser
Taschin Antonio
18
Digital Video
• Perché è necessario comprimere un filmato
digitale?
– 720 x 576 x 8 x 3 x 25 = 30MBs
• 720x 576 pixel (PAL)
• 8 x 3 Quantizzazione a 8 bit per ciascuno dei tre
colori
• 25 fps
– film 2 ore  104GB
Taschin Antonio
19
Due concetti base:
luminanza e crominanza
• RGB  pc
• CMYK  stampe
• YUV  tv
• Luminanza
– Intensità luminosa di un punto dell’immagine (Y)
• Crominanza
– U e V. Sono i canali che trasportano i colori. Detti anche R-Y e B-Y.
Taschin Antonio
20
Formati televisivi
• NTSC
– 525 righe 30 fps
• PAL
– 625 righe 25 fps interlacciati
• SECAM
– 625 righe a 25 fps
Taschin Antonio
21
Formati video analogici
• VHS / VHSC
– Standard più diffuso e meno qualitativo
• Video 8
– Sony  leggermente migliore del VHS
• S-VHS S-VHSC
– Migliora la qualità e la risoluzione del VHS
• Video 8Hi
– Migliore come qualità a livello consumer
• Betacam
– Il più usato per il broadcast. Eccellente qualità
Taschin Antonio
22
Il segnale
• Composito (YC)
– Tutte le informazioni vengono raggruppate in un
singolo segnale
• S-Video
– 5 fili
• RGB
– Trasporta il segnale in termini di porzione di 3 colori
Taschin Antonio
23
Formati video digitali
•
•
•
•
•
•
•
MS Video for Windows [estensione: AVI]
Apple Quick Time for Windows [estensione: MOV]
Formato DV
Adobe Filmstrip [estensione: FLM]
Autodesk Animation [estensione: FLI/FLC ]
RealMedia Audio/Video [estensione: RA/RM/RAM]
Microsoft NetShow [estensione: ASF]
Taschin Antonio
24
Taschin Antonio
25
Streaming
•
•
•
•
•
500KB a 6KBs  oltre 90 s
Notevole quantità di banda
+qualità  + banda
Notevole tempo per scaricare
Le tecniche di "streaming" permettono di ridurre
questo tempo ad un piccolo ritardo iniziale, senza
richiedere alcuno spazio sul disco locale: il file
richiesto viene infatti visualizzato al momento,
senza un preventivo download.
Taschin Antonio
26
Streaming
• Real time
– Radio
– Tv
• non esiste un vero e proprio file ma
piuttosto un flusso continuo (uno stream) di
bit
Taschin Antonio
27
Cosa serve
• Una sorgente
– File
– Telecamera/tv/videoregistratore
• Un encoder
– PC
– Streamfactory/Stream Genie
• Un server
• Un player
Taschin Antonio
28
Le offerte
• Real Networks
– RealPlayer
– RealProducer
– RealServer
• Microsoft (WMT)
– WindowsMediaPlayer
– WindowsMediaEncoder
– WindowsMediaServer
• Apple
– QuickTimeStreaming Server
– Darwin OpenSource
Taschin Antonio
29
I protocolli
• TCP
• UDP
• RTP (Real-Time Protocol)
– IETF
– Derivazione dell’UDP
– RTCP (Real Time Control Protocol)
• RTSP (RealTime Streaming Protocol)
– Real Networks
Taschin Antonio
30
I protocolli
• MMS (Microsoft Media Server)
– Microsoft
– MMSU/MMST
– MSBD (Media Stream Broadcast Ditribution)
• HTTP
– Più lento
– Trasparente ai firewall
Taschin Antonio
31
Taschin Antonio
32
Videoconferenza
è un metodo di comunicazione online che permette a due o più
persone dislocate in luoghi diversi
di comunicare tramite audio e
video, permettendo nel contempo
lo scambio di documenti in formato
elettronico.
Taschin Antonio
33
Riunioni
• Vis-a-vis
• Videoconferenza
•
Organizzazione accurata
•
Preparare i documenti per tutti in
anticipo (stampare, rilegare, ecc)
•
Tempo di lavoro e tempo libero si
possono intrecciare
•
• Organizzazione semplificata
• Non è necessario pianificare
viaggi né contenuti
• Doppia funzionalità del
computer:
– Centro di informazioni
– Mezzo di comunicazione
Costi non trascurabili per lo
spostamento
Taschin Antonio
34
Tipi di videoconferenza
•Rete IP
• ISDN
– Rete telefonica digitale
– Rete Accademica Nazionale
(GARR)
– Disponibile entro l’anno in
tutte le sedi accademiche
– Link di Venezia saturo
(4Mbps)
– Banda assicurata
– Problemi di banda a causa
congestioni riscontra
‘congelamenti’ e
degradazione del video e
perdita di porzioni
dell’audio.
– Qualità limitata dalla
disponibilità di borchie
Taschin Antonio
– Standard H323
35
H.323
• Fornisce la base per l’implementazione di
comunicazioni multimediali (audio/video/dati) su
reti IP
• Definisce i metodi di controllo delle chiamate
• Gestisce la banda
• Gestisce l’interfacciamento con altre tecnologie di
rete (es. ISDN)
Taschin Antonio
36
H.323
• Nello standard vengono identificati i seguenti componenti:
–
–
–
–
Terminali
Gateway
Gatekeeper
MCU
Taschin Antonio
37
Apparati H323
• Terminali
• MCU
– sono i punti finali di un
collegamento multimediale.
– Fornisce il supporto di
inoltro a conferenze con tre
o più terminali
– Sia hardware che software
Taschin Antonio
38
Altri apparati
• Gateway
– Elementi che si frappongono nella
comunicazione tra 2 terminali.
• Interfacciano i sistemi di videoconferenza che non
sono aderenti allo standard H.323 (es. ISDN H.320)
• Comunicazione verso terminali sulla rete telefonica
pubblica (PSTN)
• Comunicazione verso apparati telefonici standard o
centralini (PABX)
Taschin Antonio
39
Gatekeeper
• È la componente che gestisce TUTTI gli
apparati H.323 che operano nella zona di
competenza.
• Gestisce la politica sull’uso della LAN e
della banda
Taschin Antonio
40
Hardware e software
• Qualsiasi PC o MAC attualmente in
vendita
• Sistema Operativo: Windows98 o
superiori oppure Macinthosh
• Linux in fase di sperimentazione con
OpenH323
Taschin Antonio
41
WebCam
• Economiche
• Facili da installare e da usare
• Si interfacciano benissimo con:
•Microsoft NetMeeting
•CUSeeMe
Taschin Antonio
42
Desktop VideoConference
(DTVC)
• Kit con scheda dedicata e telecamera
• Apparato costoso
• Software proprietario
• L’installazione e la
configurazione richiedono
una certa esperienza
• Possono supportare sia
ISDN che IP
Taschin Antonio
43
Set-Top-Box
• Non necessitano di PC
• Si collegano ad una TV
• Supportano sia ISDN che IP
• Le versioni più evolute
incorporano una MCU
Taschin Antonio
• Apparati molto costosi
• Buon investimento
44
Group Conferencing System
• Dispositivi costosissimi per
sale riunioni
• Includono schermo di alta
qualità
• Sia ISDN che IP
Taschin Antonio
45
Videoconferenza punto-punto
1.
2.
3.
4.
Webcam
DTVC
Set-top-box
Group Conf.
System
IP
o
ISDN
Utente 1
• Netmeeting
• CUSeeMe
• software proprietario
Taschin Antonio
Utente 2
46
Multi videoconferenza
ISDN
H.320 Sito X
H.323 Sito Y
H.323 Bologna
H.323/H.320 Gateway
IP Network
MCU CINECA
Taschin Antonio
H.323 Roma
47
Architettura del Sistema
Sede
Remota
CISCO
Gatekeeper
Sede
Remota
MCU
LAN
Taschin Antonio
48
Telericevimento
Sito Periferico
Terminale
Studente
CISCO
Gatekeeper
Terminale
docente
LAN
Taschin Antonio
49
Videoconferenza
• 2 persone
– Netmeeting
– CUSeeMe
• 3 o più persone
– Standard H.323
– MBone
Taschin Antonio
50
H.323
• Fornisce la base per l’implementazione di
comunicazioni multimediali
(audio/video/dati) su reti IP
• Definisce i metodi di controllo delle
chiamate
• Gestisce la banda
• Gestisce l’interfacciamento con altre
tecnologie di rete (es. ISDN)
Taschin Antonio
51
Protocol Stack
Taschin Antonio
52
H.323
Nello standard vengono identificati i seguenti
componenti:
•
•
•
•
Terminali
Gateway
Gatekeeper
MCU
Taschin Antonio
53
in dettaglio…
• Terminali: sono i punti terminali di un
collegamento multimediale. Devono supportare:
– Comunicazione audio
• Video e dati sono opzionali
– H.245 per la negoziazione
– Q.931 per la segnalazione della chiamata e il setup della
stassa
– H.225 RAS per le interazione con il gatekeeper
– RTP/RCTP per la corretta gestione dei pachetti
multimediali
Taschin Antonio
54
in dettaglio…
• Gateway
– Elementi che si frappongono nella
comunicazione tra 2 terminali.
• Interfacciano i sistemi di videoconferenza che non
sono aderenti allo standard H.323 (es. ISDN H.320)
• Comunicazione verso terminali sulla rete telefonica
pubblica (PSTN)
• Comunicazione verso apparati telefonici standard
ocentralini (PABX)
• Possono essere utilizzati tra terminali H.323 per
sicurezza o per fare da proxy H.323
Taschin Antonio
55
Gatekeeper
• È la componente che gestisce TUTTI gli
apparati H.323 che operano nella zona di
competenza.
• Gestisce la politica sull’uso della LAN e
della banda
• Interagisce attraverso il protocollo RAS
Taschin Antonio
56
MCU
• Fornisce il supporto di inoltro a conferenze
con tre o più terminali
• Sia hardware che software
Taschin Antonio
57