- Hệ thống Wowza. - Yêu cầu hệ thống. - Hệ thống đo. - 66 8 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1-1: Biểu đồ phân phối lưu lượng dữ liệu mạng theo loại hình dịch vụ. - 15 Hình 1-2: Sự tăng trưởng của lưu lượng dữ liệu đối với các loại hình dịch vụ mạng. - 34 Hình 2-9: Phát liên tục dòng dữ liệu theo thông lượng phân mảnh, thông lượng TCP trung bình và tốc độ bit yêu cầu cho phát video dưới các điều kiện băng thông không hạn chế. - 41 Hình 2-10: Phát liên tục dòng dữ liệu: Khoảng thời gian nối tiếp và thời gian tải xuống của video, khoảng thời gian nối tiếp và thời gian tải xuống của các đoạn video trong điều kiện băng thông không hạn chế. - 12 TÓM TẮT LUẬN VĂN Theo “2012 Sourcebook article on the state of mobile video” của tác giả James Careless, hơn một nửa lượng dữ liệu trên các thiết bị di động là nội dung video. - Theo báo cáo của Allot Mobile năm 2011, dữ liệu truyền đến di dộng ngày càng tăng cao trong những năm gần đây, đặc biệt là dành cho Streaming. - Dữ liệu băng thông rộng trên toàn bộ mạng di động tăng đến 83% trong chỉ nửa cuối năm 2011 Dữ liệu Video Streaming không ngừng chiếm lượng lớn băng thông rộng của mạng di động, ước tính vào khoảng 42% của toàn mạng trên Youtube chiếm đến 24% băng thông toàn thế giới. - 14% trong đó là dữ liệu video chất lượng cao Lưu lượng dữ liệu của người dùng Android tăng đến 232%, gấp đến 4 lần so với người dùng Iphone, biến các hệ sinh thái này thành một cuộc chiến thật sự, không chỉ trong nội dung số mà còn cả lưu lượng dữ liệu truyền tải 15 Hình 1-1: Biểu đồ phân phối lưu lượng dữ liệu mạng theo loại hình dịch vụ Hình 1-2: Sự tăng trưởng của lưu lượng dữ liệu đối với các loại hình dịch vụ mạng Phần này giới thiệu chung về xu hướng và điều kiện hiện nay đối với công nghệ chung, cũng như mảng công nghệ đồ án này hướng đến. - Thứ hai, mạng dữ liệu dành cho di động có những đặc tính không ổn định, băng thông còn khá thấp cùng những vấn đề về không dây khác đang cản trở chất lượng xem Video của người dùng. - Đặc tính mạng không dây Phần này sẽ trình bày tóm tắt các thuộc tính của kết nối không dây, vốn vẫn tồn tại những thách thức trong việc truyền dữ liệu một cách hiệu quả. - Với một số kết nối không dây, tốc độ đường truyền có thể thay đổi theo thời gian, do sự thay đổi số lượng nguồn sóng dành cho người dùng hoặc sự thay đổi hệ thống mã hóa kênh. - Tốc độ đường truyền có thể bất đối xứng, như khi sử dụng một vài loại kết nối vệ tinh hoặc GPRS. - Như vậy, thiết bị giả lập cần tạo ra tốc độ đường truyền mong muốn bằng cách làm trễ các gói dữ liệu và tạo ra các cách để giả lập sự thay đổi trong tốc độ đường truyền, độc lập trên cả 2 hướng. - Ví dụ, Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM) sử dụng kỹ thuật chèn dữ liệu vào kết nối sóng vô tuyến để giảm ảnh hưởng của khối lỗi và việc này tạo ra một khoảng trễ 90 ms độc lâp với kích thước gói tin. - Độ trễ còn bị tăng thêm khi sử dụng dịch vụ dữ liệu GSM còn do kết nối với nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) và thời gian xử lý trong hệ thống GSM. - Đó có thể là một khả năng để tăng độ trễ ngẫu nhiên cho dòng gói tin). - Lỗi mất gói Một số kết nối không dây buộc phải thay đổi một lượng dữ liệu đáng kể do lỗi khi truyền. - Ví dụ, ở dịch vụ dữ liệu GSM trong suốt, tỷ lệ lỗi bit (BER) chấp nhận được của kết nối có thể cao hơn Phương pháp sửa lỗi chuyển tiếp (FEC). - Các điều kiện sóng vô tuyến có thể thay đổi đáng kể. - Trong điều kiện lý tưởng, mọi đơn vị dữ liệu giao thức được truyền một cách chính xác, và trong trường hợp xấu nhất không một đơn vị nào có thể truyền chính xác qua kết nối. - Lỗi khi truyền qua kết nối có thể thấy ở các lớp trên như trễ khi truyền dữ liệu (lớp liên kết tin cậy), mất PDU (phát hiện lỗi ở lớp liên kết) hoặc gói dữ liệu bị thay đổi (lớp liên kết trong suốt). - Các thiết bị định tuyến đóng một vai trò đáng kể vì mất gói dữ liệu do tắc nghẽn thường xảy ra tại hàng đợi nút cổ chai. - Số lượng giới hạn bộ đệm có thể được phân bổ trong thiết bị định tuyến tại điểm cuối cùng theo người sử dụng. - Ngoài ra có thể sử dụng một bộ đếm để giới hạn thời gian một gói tin nằm trong bộ đệm. - Tiến trình chuyển giao có thể gây ra mất gói dữ liệu và gây ra sự thay đổi lớn về dịch vụ được cung cấp, khi người dùng di chuyển từ một vùng dịch vụ ít bận sang một vùng đông người dùng hơn. - Thêm vào đó, bản thân tiến trình chuyển giao có thể gây ra trễ hoặc mất gói khi truyền dữ liệu. - Mất tín hiệu có gây ra tình huống như trong một khoảng thời gian, không có dữ liệu người dùng nào được truyền đi thành công qua kết nối. - Video Streaming Streaming là một phương thức truyền dữ liệu trên Internet. - Công nghệ streaming cho phép các multimedia server truyền đi qua mạng Internet (IP) các dòng dữ liệu liên tiếp có thể giải nén và hiển thị ngay lập tức khi tới phía người dùng. - Để download về một đoạn phim ngắn cũng có thể mất tới vài phút trong khi các dữ liệu video sử dụng công nghệ streaming chỉ mất vài giây để có thể hiển thị. - Với các định dạng file video truyên thống, dữ liệu chỉ có thể hiển thị khi đã được download toàn bộ, vì vậy đối với các file video chất lượng cao có dung lượng lớn thì công việc này sẽ tiêu tốn rất nhiều thời gian. - Streaming video thì khác: nó tiết kiệm thời gian cho người dùng bằng cách sử dụng các công nghệ giải nén kết hợp với player hiển thị dữ liệu đồng thời trong lúc vẫn tiếp tục download. - Quá trình này được gọi là buffering và có thể được diễn giải như sau : thay vì được gửi một lần duy nhất, dữ liệu streaming video sẽ được truyền đi thành các gói nhỏ. - để truyền dữ liệu theo dạng streaming qua mạng Internet, đồng thời sử dụng các chuẩn nén để giảm dung lượng dữ liệu, cung cấp khả năng nén dữ liệu tại nhiều mức nén, nhiều kích thước hiển thị để có thể phù hợp với độ rông băng thông của nhiều mạng truyền dẫn để tối ưu hoá việc truyền dữ liệu qua mạng. - 24 Hình 2-1: RTSP client and server communication sequence Sau khi 1 phiên trao đổi thông tin giữa máy khách và máy chủ được thiết lập, máy chủ bắt đầu truyền dữ liệu và một dòng ổn định các gói tin nhỏ (các gói tin này được truyền dưới dạng RTP). - Trong RTSP gói tin có thể được truyền qua cả 2 giao thức UDP hoặc TCP. - Hình 2-3: HTTP Session Các dịch vụ của Windows Media (Windows Media Services) hỗ trợ truyền dữ liệu theo dòng qua cả RTSP và HTTP. - Nhưng HTTP là giao thức phi trạng thái, vậy nó sẽ được sử dụng để truyền dòng dữ liệu như thế nào? Các dịch vụ của Windows Media sử dụng một phiên bản sửa đổi của HTTP, có tên là MS-WMSP (còn được gọi là Windows Media HTTP Streaming Protocol trong các giao thức của Windows media, hoặc được gọi tắt là Windows Media HTTP). - MS-WMSP sử dụng giao thức HTTP chuẩn để truyền dữ liệu và thông điệp nhưng cũng dùng để duy trì trạng thái của phiên, chuyển dữ liệu thành dòng một cách hiệu quả như giao thức RTSP. - Các dịch vụ của Windows media cũng hỗ trợ dòng dữ liệu RTSP từ năm 2003 (trong Windows Media Services) trên cả UDP và TCP. - Silverlight chỉ hỗ trợ truyền dữ liệu dựa trên HTTP từ Windows Media Services. - Những điều quan trọng nhất cần nhớ về các giao thức truyền dòng dữ liệu truyền thống như RTSP và Windows Media HTTP (MS-WMSP) là. - Đặc tính thời gian thực Máy chủ sẽ gửi các gói dữ liệu đến máy khách theo thời gian thực, nghĩa là theo tốc độ dòng bit tại thời điểm dữ liệu được mã hóa. - Ví dụ, một đoạn video được mã hóa với tốc độ 500 kbps thì dòng dữ liệu cũng được truyền với tốc độ 500 kbps. - Vấn đề về bộ đệm Máy chủ chỉ gửi đi đủ các gói dữ liệu đến lúc bộ đệm của máy khách đầy. - Các ví dụ khác của giao thức truyền dòng dữ liệu truyền thống có thể kể đến Giao thức RTMP (Real Time Message Protocol) của Adobe và RTSP trên giao thức RDT (Real Data Transport) của RealNetworks. - Tính năng chuyển dòng (Dynamic Streaming stream - switching) trong nền tảng Adobe® Flash® dựa trên giao thức RTMP và do đó, được coi như một phương pháp truyền dòng dữ liệu truyền thống - truyền dòng dữ liệu không tự điều chỉnh. - Phương thức Progressive Download Streaming Một dạng truyền dữ liệu phổ biến nữa trên nền Web hiện nay là tải xuống liên tục. - Có thể hiểu một cách đơn giản như là tải xuống 1 tập tin đơn giản từ máy chủ Web HTTP. - Không như các máy chủ truyền dòng dữ liệu truyền thống, hiếm khi gửi hơn 10 giây dữ liệu âm thanh / hình ảnh đến máy khách tại một thời điểm, các máy chủ HTTP Web liên tục truyền dữ liệu đến khi việc tải xuống kết thúc. - Để giảm thiểu vấn đề này, IIS 7.0 đã đưa ra một phần mở rộng gọi là Bit Rate Throttling, cho phép nhà cung cấp nội dung điều chỉnh tốc độ tải xuống theo đúng cách máy chủ truyền dữ liệu dòng sẽ làm để giảm chi phí. - Công nghệ này yêu cầu sử dụng một bộ encoder có thể encode nhiều bitrate khác nhau từ một video nguồn duy nhất. - Một thiết bị mới có thể được thêm vào một cách đơn giản thông qua một profile mã hóa mới. - Các giải pháp sử dụng Adaptive Bitrate Streaming Hiện cũng có nhiều công nghệ truyền dòng dữ liệu có khả năng thích nghi khác. - Move từng là công cụ để phổ biến phương pháp truyền dòng dữ liệu có khả năng thích nghi trên giao thức HTTP và có nhiều bằng sáng chế về công nghệ này (dù truyền dòng dữ liệu được phân đoạn đã được sử dụng trước khi Move phổ biến nó). - Truyền dòng dữ liệu HTTP có khả năng thích nghi 3GPP (AHS) là một phần của chuẩn 3GPP phiên bản phát hành thứ 9 (xem AHS). - Nó quy định rõ cách sử dụng cả MP4 hay các đoạn của dòng dữ liệu (TS - transport stream) và các bản tin XML (được gọi là mô tả biểu diễn dữ liệu hoặc MPD) được tải đi tải lại. - Apple HTTP Live Streaming Không như Microsoft và Adobe, Apple đã lựa chọn không sử dụng định dạng tập tin MPEG của ISO - một định dạng dựa trên định dạng MOV của Apple - trong công nghệ truyền dòng dữ liệu có khả năng thích nghi. - Chi tiết đầy đủ có thể xem tại [HLS]. - Siêu dữ liệu được truyền trong tập tin danh sách như các ý kiến - các dòng có ký tự # phía trước. - Trong trường hợp các tập tin danh sách bình thường, siêu dữ liệu bao gồm một số đánh thứ tự chuỗi dùng để kết hợp các đoạn từ các profile khác nhau, thông tin về độ dài đoạn, một chỉ dấu báo hiệu xem các đoạn có được lưu trên bộ đệm không, vị trí của khóa giải mã, loại dòng, và thông tin về thời gian. - Trong trường hợp danh sách thay đổi, siêu dữ liệu bao gồm tốc độ bit của profile, độ phân giải, độ mã hóa, và một ID có thể được dùng để kết hợp các mã khác nhau của cùng một nội dung. - 34 Hình 2-7: Một tập tin danh sách thay đổi HLS minh họa 8 profile đầu ra với tốc độ bit khác nhau Các địa chỉ URL của tập tin m3u8 có liên quan đến nhau, nhưng có thể thêm 'http. - Cần lưu ý rằng tên đoạn không chứa thông tin cụ thể nào về dòng dữ liệu. - Nhãn #EXT-X-TARGETDURATION:11 là khoảng thời gian dự kiến (10 giây) của các chuỗi, dù khoảng thời gian này có thể thay đổi. - Trong HLS, một tập tin danh sách tương ứng với một dòng dữ liệu trực tuyến cần được tải đi tải lại vì vậy máy khách có thể biết các địa chỉ URL của hầu hết các đoạn có sẵn gần nhất. - Có thể dùng các đoạn ngắn hơn. - Tập tin TS có thể chứa các siêu dữ liệu khác, như các tín hiệu SCTE35 hoặc nhãn ID3 (xem HLSID3. - HLS vốn không được hỗ trợ trên nền tảng hệ điều hành Windows Tập tin TS ghép âm thanh, video và dữ liệu với nhau. - Tương tự với PID của dữ liệu, chúng được ghép với nhau hoặc cần nhiều phiên bản của đoạn với các PID dữ liệu khác nhau. - Microsoft Silverlight Smooth Streaming Silverlight Smooth Streaming truyền các dòng dữ liệu theo một chuỗi các tập tin ISO MPEG-4 (xem MSS và MP4). - CDN vẫn có thể lưu trữ và truyền các đoạn và thông tin dùng để khai báo như các tập tin khác. - Ta có thể đọc thêm về MSS tại Microsoft (xem SSTO) và nhiều blog tuyệt vời khác của các nhà phát triển công nghệ (xem SSBLOG). - IIS tạo ra một định dạng kết hợp cho dòng dữ liệu, do đó một lượng nhỏ tập tin có thể chứa mọi thông tin phục vụ cho việc tạo ra một dòng dữ liệu hoàn toàn liền mạch. - Người ta thường khuyến khích sử dụng một đoạn có kích thước nhỏ vì nó cho phép thích ứng nhanh chóng trong quá trình phát lại dòng dữ liệu HTTP. - Định dạng tập tin kết hợp hỗ trợ nhiều track dữ liệu mà chúng có thể được sử dụng để lưu trữ siêu dữ liệu về việc chèn quảng cáo, phụ đề. - Nhu cầu đặt một máy chủ IIS trong dòng dữ liệu làm tăng thêm điểm lỗi và sự phức tạp của mạng. - Như trong HLS, dữ liệu cho phép máy khách lấy các địa chỉ URL của các đoạn hiện có được máy khách tải đi tải lại. - HDS là một phần của Flash và nó có thể sử dụng môi trường Flash nên nó có sẵn các nhà phát triển. - Đánh giá chất lượng các giải pháp Adaptive Bitrate Streaming Thử nghiệm đánh giá về Các thuật toán thích nghi tốc độ trong Phương pháp truyền dòng dữ liệu có khả năng thích nghi trên nền HTTP của Saamer Akhshabi đã cho kết quả sau khi so sánh 3 giao thức truyền dòng dữ liệu có khả năng thích nghi (Microsoft Smooth streaming, Netflix player và Adobe OSMF), dưới đây là một phần thông tin thu được có thể là tài liệu tham khảo cho việc thiết kế nền tảng thử nghiệm trong luận văn này. - Trạng thái trong điều kiện băng thông không hạn chế 41 Hình 2-9: Phát liên tục dòng dữ liệu theo thông lượng phân mảnh, thông lượng TCP trung bình và tốc độ bit yêu cầu cho phát video dưới các điều kiện băng thông không hạn chế. - Việc phát lại bắt đầu ở khoảng t = 5s, sau khi người dùng ấn Play khoảng 2s Trên hình 12, dòng dữ liệu minh họa nhiều số đo thông lượng khác nhau được phát liên tục, phần mềm bắt đầu phát từ tốc độ mã hóa thấp nhất và trong vòng 5 - 10 giây đầu nó nhanh chóng đạt đến tốc độ mã hóa cao nhất. - 42 Hình 2-10: Phát liên tục dòng dữ liệu: Khoảng thời gian nối tiếp và thời gian tải xuống của video, khoảng thời gian nối tiếp và thời gian tải xuống của các đoạn video trong điều kiện băng thông không hạn chế. - Hệ thống Wowza 2.3.1. - 46 Hình 2-13: Biểu đồ trình tự thời gian các bản tin HTTP Hình 4 minh họa biểu đồ trình tự thời gian của các yêu cầu HTTP gửi từ client đến Streaming server được dựng lại từ dump file: các đường tô đậm minh họa việc chuyển dữ liệu video, các đường nét mảnh minh họa các yêu cầu HTTP được gửi từ client đến server Đầu tiên, client kết nối đến streaming server [1], sau đó một ứng dụng Flash được tải xuống và một vài video được có thể được dùng. - VLC cũng có thể chơi phim ở mọi chất lượng Có khả năng stream và nhận các luồng stream 53 2.5. - Video quality level Nội dung âm thanh và video có thể được cung cấp ở nhiều mức biểu diễn (mức chất lượng) để phù hợp với nhiều loại người dùng khác nhau. - Tốc độ bit (kb/s) của dữ liệu video trong dòng video. - Tốc độ bit của dữ liệu âm thanh trong dòng âm thanh. - Container Đơn vị chứa dữ liệu là một siêu định dạng chứa mọi loại dữ liệu âm thanh và video chỉ trong một tập tin duy nhất. - Các đơn vị chứa được sử dụng để kết hợp các loại dữ liệu khác nhau, như dòng video, phụ đề và thậm chí là thông tin siêu dữ liệu. - Người ta đã phát triển hàng loạt các định dạng chứa dữ liệu tạo ra nhiều đặc điểm và giới hạn khác nhau. - Những đơn vị chứa dữ liệu âm thanh và video quan trọng nhất sẽ được giới thiệu sơ lược dưới đây. - Nó hỗ trợ hầu hết các loại siêu dữ liệu. - Chủ yếu các đơn vị chứa dữ liệu MP4 chứa các dòng âm thanh và video được mã hóa theo H.264 và AAC, theo thứ tự trên. - Với DummyNet, đường truyền mạng có thể được điều chỉnh. - Từ những đồ thị trên, có thể đưa ra một số nhận xét sau Series1 Series2 68 Đối với PLR nhỏ (0-0,2%) thì hệ thống dùng HTTP cho thời gian trễ thấp hơn RTP
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt