RMU-2012-1
Redes Multimidia: Diário de Aula 2012-1
Professor: Marcelo Maia Sobral (msobral@gmail.com)
Lista de email (forum): rmu-ifsc@googlegroups.com
Encontros: 4a feira/9:40, 5a feira/7:30
Atendimento paralelo: 2a de 8 às 11:30 h, 4a de 13:30 às 16:30 h, 6a de 9:40 às 11:30 h.
Bibliografia
- Livros sobre Redes de Computadores (por ordem de preferência):
- KUROSE, James F. e ROSS, Keith W. Redes de computadores e a Internet, Uma abordagem Top-Down. 5a edição. Editora Addison Wesley SP, 2010.
- Sérgio Colcher, Antônio Tadeu Azevedo Gomes, e Anderson Oliveira da Silva. VoIP: Voz sobre IP. Campus, 1a edição, 2005.
- STALLINGS, W. Redes e sistemas de comunicação de dados. Editora Elsevier RJ, 2005.
- TANENBAUM, Andrew S. Redes de Computadores, tradução da quarta edição. Editora Campus RJ, 2003
- FOROUZAN, Behrouz. Comunicação de Dados e Redes de Computadores, 3a/4a edicão. Editora Bookman, 2004.
Curiosidades
Listas de exercícios
Avaliações
Softwares
29/02: Apresentação
Apresentação da disciplina: conteúdo, bibliografia e avaliação, laboratório.
Redes multimidia
Uso de redes de dados para transmitir conteúdo de diferentes midias:
- Video streaming (ex: Netflix, Youtube)
- Internet radio (ex: Icecast)
- VoIP e telefonia IP (SIP com Asterisk ou FreePBX, Skype)
- Video e áudio conferência
- Telemedicina
- Jogos
- ... outros ?
Algumas questões sobre essas aplicações:
- Como funcionam esses serviços ? Como os conteúdos são acessados ?
- Como os dados são representados ?
- Como os dados são transportados através da rede ? Quais os protocolos envolvidos e como os dados são encapsulados em suas PDUs ?
- Que requisitos quanto à transmissão pela rede possuem para um bom funcionamento ?
Exemplo 1: video streaming
Video streaming é a transmissão de video por uma rede de dados, com sua visualização ocorrendo à medida que for sendo recebido pelo cliente. Um exemplo muito conhecido de serviço de video streaming é fornecido pelo YouTube. Outros exemplos de video streaming são Netflix, que possibilita assistir filmes via Internet mediante o pagamento de uma assinatura, e a transmissão de jogos de futebol via Internet por algumas emissoras de TV aberta. Apesar de a experiência dos usuários parecer a mesma (ou quase ...) para esses serviços, existem diferenças na forma como são implementados.
Experimente visualizar os videos abaixo. Em todos eles observe quanto tempo demora para iniciar a tocar o video e sua continuidade (se ele interrompe ou degrada a imagem). Experimente também avançar o video, como por exemplo para perto de seu final.
- Video 1: execute mplayer rtsp://172.18.200.251:8000/teste.sdp ou vlc rtsp://172.18.200.251:8000/teste.sdp
- Video 2: usando um tocador Flash.
- Video 3: usando HTML5
- Video 4: execute vlc http://tele.sj.ifsc.edu.br/~msobral/rmu/videos/x.mp4
- Video 5: execute vlc http://mmsobral.no-ip.org:8080/armacao/coisas/sr.mp4
- Video 6: execute vlc http://mmsobral.no-ip.org:8080/armacao/coisas/sr3.mp4
Como é feito o acesso a esses videos, e como eles são transportados pela rede ?
- Execute o wireshark e repita o acesso aos videos. Enquanto a captura acontece, faça um reposicionamento do video - i.e. avance-o para perto de seu final. Observe as mensagens trocadas entre sua aplicação cliente e o servidor do video.
- Você conseguiria descrever como funcionam seus acessos e tranmsmissões ?
- Você pode notar alguma diferença entre as diferentes formas de transmissão do video ?
Exemplo 2: Internet radio
Atualmente muitas estações de rádio transmitem suas programações também pela Internet. Existem inclusive muitas estações cujas transmissões são feitas somente pela rede - i.e. a rigor, não fazem transmissão por rádio. Com isso, pessoas conseguem escutar a programação de uma estação de rádio de outro país. Um atrativo dessas estações via Internet é informarem o gênero de música transmitida, além de apresentarem uma boa qualidade sonora. Esse tipo de serviço se popularizou tanto que existem diretórios de estações, que podem ser acessados por aplicativos e assim possibilitar que os usuários escolham que tipo de música desejam escutar.
Um aplicativo do Linux que oferece fácil acesso a Internet radio é o Rhytmbox. Ele pode ser executado no menu Aplicativos->Som e video. Execute o Rhytmbox em seu computador, e escolha uma estação de radio. Observe quanto tempo demora para que a música comece a tocar, a qualidade do som, e sua continuidade.
Como é feito o acesso às estações de rádio, e como as músicas são transportadas pela rede ?
- Execute o wireshark e repita o acesso à estação. Enquanto a captura acontece, observe os protocolos envolvidos e as mensagens que fluem entre seu computador e o servidor da estação. Observe também onde a estação se localiza (país/cidade).
- Você conseguiria descrever como funcionam seus acessos e transmissões ?
01/03: Caracterização de midias
Compressão de video
Técnicas usadas para compressão de video:
- Remoção de redundância espacial - codificação intraquadros (ex: JPEG)
- Remoção de redundância espacial e temporal - codificação intraquadros e interquadros (H.261, MPEG)
Remoção de redundância temporal: iniciando com um intraquadro (quadro I), quadros sucessivos contém atualizações relativas a quadros anteriores (quadros P) ou a quadros anteriores e posteriores (quadros B). O conjunto de quadros entre quadros I se chama GOP (Group of Pictures):
Exemplos de codecs de video
- MPEG-2
- H-264
- XVID
- Theora
Atividade
1) Copie este video para seu computador. Visualize-o com mplayer ou vlc, observando sua qualidade de imagem. Veja também o tamanho desse arquivo de video, que está codificado com MJPG.
2) Codifique esse video para outros formatos de compressão:
- MPEG-2: mencoder -o sr-mpeg2.mpg -of mpeg -ovc lavc -lavcopts vcodec=mpeg2video:vbitrate=250 -oac copy sr.mjpg
- XVID: mencoder -o sr-xvid.avi -ovc xvid -xvidencopts bitrate=250 -oac copy sr.mjpg
- H-264:
mencoder -o sr-h264.mp4 -ovc x264 -x264encopts pass=1:turbo -oac mp3lame sr.mjpg
mencoder -o sr-h264.mp4 -ovc x264 -x264encopts bitrate=250:pass=2 -oac mp3lame sr.mjpg - Theora:
mencoder -o sr-theora.mp4 -of mpeg -ovc lavc -lavcopts vcodec=libtheora:vpass=1:turbo -oac mp3lame sr.mjpg
mencoder -o sr-theora.mp4 -of mpeg -ovc lavc -lavcopts vcodec=libtheora:vpass=2 -oac mp3lame sr.mjpg
3) Compare os tamanhos dos arquivos de video resultantes das codificações. Toque-os e veja se há diferença de qualidade de imagem entre eles.
TAREFA: mecanismos de distribuição de midia
Faça uma breve descrição de um mecanismo de distribuição de midia, que pode estar armazenada ou ser ao vivo. Explique como os dados são codificados, que protocolos são usados e que mensagens são trocadas para que o acesso a midia se realize. Inclua diagramas para ajudar a explicar seu funcionamento, e forneça exemplos de sua aplicação.
Algumas sugestões de mecanismos:
- HTTP Live streaming
- HTTP Pseudo-streaming
- HTTP Dynamic-streaming
- RTSP streaming
- P2P streaming
- ... outros ?
IMPORTANTE: Na próxima aula (07/03) sortearei dois alunos para que apresentem seus trabalhos. Se fizerem uma boa apresentação ficarão com crédito (que poderá melhorar seu conceito final). Se não apresentarem ou não trouxerem um bom material, ficarão com um ponto negativo (i.e. conceito final pode ser arredondado pra baixo).
07/03: Caracterização de midias
Compressão de audio
Técnicas usadas:
- Remoção de silêncio
- Uso de psicoacústica
- Remoção de redundância
Exemplo de codificação:
Atividade
1) Copie este arquivo de audio para seu computador. Escute-o e confira sua qualidade sonora. Veja também o tamanho do arquivo.
2) Codifique esse arquivo com os seghuintes codecs:
- MP3: lame musica.wav musica.mp3
- Ogg: oggenc -o musica.ogg musica.wav
- Flac: flac musica.wav -o musica.flac
3) Toque os arquivos de audio codificados, comparando suas qualidades sonoras. Compare também os tamanhos dos arquivos.