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viernes, 20 de noviembre de 2015

Video Streaming

Video S
treaming


El streaming es la tecnología que permite la retransmisión de archivos multimedia (audio y video) a través de redes.
Este tipo de tecnología funciona mediante un búffer de datos que va almacenando lo que se va descargando en la estación del usuario para luego mostrarle el material descargado. Esto se contrapone al mecanismo de descarga de archivos, que requiere que el usuario descargue por completo los archivos para poder acceder a su contenido.
El término se aplica habitualmente a la difusión de audio o vídeo. El streaming requiere una conexión por lo menos de igual ancho de banda que la tasa de transmisión del servicio.
La tecnología de streaming se utiliza para optimizar la descarga y reproducción de archivos de audio y video que suelen tener un cierto peso.

                          

El streaming funciona de la siguiente forma:
  •         Navegador: El cliente envía la solicitud de medio al servidor.
  •         Conexión con el servidor. El reproductor cliente conecta con el servidor remoto y éste comienza a enviarle el archivo.
  •         Buffer. El cliente comienza a recibir el fichero y construye un contenedor donde empieza a guardarlo.
  •         Inicio de la reproducción. Cuando el buffer se ha llenado con una pequeña fracción inicial del archivo original, el reproductor de medios comienza a mostrarlo mientras continúa en segundo plano con el resto de la descarga.
  •         Caídas de la velocidad de conexión. Si la conexión experimenta ligeros descensos de velocidad durante la reproducción, el cliente podría seguir mostrando el contenido consumiendo la información almacenada en el buffer. Si llega a consumir todo el buffer se detendría hasta que se volviera a llenar.


El streaming puede ser de dos tipos dependiendo de la tecnología instalada en el servidor:
  • Descarga progresiva. Se produce en servidores web que disponen de Internet. El archivo de vídeo o audio solicitado por el cliente es liberado por el servidor como cualquier otro archivo utilizando el protocolo HTTP. Sin embargo, si el archivo ha sido especialmente empaquetado para streaming, al ser leído por el reproductor cliente, se iniciará en streaming en cuanto se llene el buffer.
  • Transmisión por secuencias. Se produce en servidores multimedia que disponen de un software especial para gestionar más óptimamente el streaming de audio y vídeo: Windows Media Server, Flash Communication Server, etc. La utilización de un servidor multimedia ofrece múltiples ventajas frente al servidor web.
Complementos

Códecs
Son archivos residentes en el dispositivo que permiten a uno o varios programas descifrar o interpretar el contenido de un determinado tipo de archivo multimedia. Se suelen emplear MP3, Vorbis o AAC para el audio y H.264 o VP8 para el video.se lo utiliza para comprimir.
Bitstream
Las emisiones de audio y video en códecs se ensamblan en un contenedor bitstream como FLV, WebM, ASF, AVI o ISMA.
Transporte
La información se distribuye desde un servidor streaming a un cliente streaming utilizando un protocolo de transporte, como MMS o RTP.
Control
El cliente de streaming puede interactuar con el servidor streaming utilizando un protocolo de control, como MMS o RTSP.

Red de acceso de contenido

Si un determinado contenido comienza a atraer una cantidad de usuarios mayor que su capacidad de ancho de banda, estos usuarios sufrirán cortes o lag (retraso producido en una telecomunicación que dificulta el desarrollo normal de la misma). Finalmente, se llega a un punto en que la calidad del stream es obsoleta.

RTSP (Protocolo de Flujo Continuo en Tiempo Real)
Este protocolo establece y controla uno o muchos flujos sincronizados de datos, ya sean de audio o de video. El RTSP actúa como un mando a distancia mediante la red para servidores multimedia. En conjuntos con el protocolo UTP (User Datagram Protocol) hacen que las entregas de paquetes de datos desde el servidor a quien reproduce el archivo se hagan con una velocidad mucho mayor que la que se obtiene por TCP y HTTP. Esta eficiencia es alcanzada por una modalidad que favorece el flujo continuo de paquetes de datos. Cuando TCP y HTTP sufren un error de transmisión, siguen intentando transmitir los paquetes de datos perdidos hasta conseguir una confirmación de que la información llegó en su totalidad. Sin embargo, UDP continúa mandando los datos sin tomar en cuenta interrupciones, ya que en una aplicación multimedia estas pérdidas son casi imperceptibles.
Ejemplo
Las aplicaciones que podremos llevar a cabo mediante la tecnología streaming son múltiples.
Por ejemplo:
  • Retransmision de eventos en directo: conferencias, video-operaciones, eventos culturales y deportivos, congresos...
  • Teleformación (e-Learning), eventos en directo o bajo demanda.
  • Videos de presentación (videoconferencia).
  • Spots publicitarios en Internet.
  • Televisión en directo.
  • Presentaciones de productos.
  • Productoras que ponen en su página web los trailers
Empresas que ofrecen streaming:
  • Bajo Pagos
IKUNA
FLUMATION
LIVESTREAM
USTREAM
NEXFLIX
  •  Gratuitas

HANGOUTS DE GOOGLE+




Ejemplos de plataformas

                              

Tipos de Streaming
•Streaming en directo:
Los archivos se codifican, se retransmite y se visualiza en tiempo real.
•Streaming bajo demanda:
El video bajo demanda (video on demand, VOD) es un sistema de televisión que permite a los usuarios el acceso a contenidos multimedia de forma personalizada ofreciéndoles, de este modo, la posibilidad de solicitar y visualizar una película o programa concreto en el momento exacto que el telespectador que lo desee. Existe, por tanto, la posibilidad de visualización en tiempo real o bien descargándolo en un dispositivo como puede ser una computadora, una grabadora de video digital o un reproductor portátil para verlo en cualquier momento.


 Conclusión
El streaming es un servicio que muy utilizado actualmente ya que con el avance de Internet, las personas tiene mayor acceso a este tipos de tecnología pero a su vez esto presenta un problema ya que la caída de la red de interne hace que este se vuelva obsoleto. 


Bibliografía
Libro red de computadoras quinta edición
https://es.wikipedia.org/wiki/Streaming

viernes, 13 de noviembre de 2015

Voz sobre IP


VOZ sobre IP

Contenido

VOZ SOBRE IP
H .323. 2
Arquitectura de red. 3
Codec. 3
Calidad del servicio. 4
IP (Protocolo de Inicio de Sesión). 5

VOZ SOBRE IP


La “Voz sobre IP” se trata de la telefonía de internet sin tener que utilizar otra fibra. Para esto son necesarios muchos protocolos. Algunos se actualizan, pero no cambian su función. Tal es el caso de H.323 y SIP.

H .323

Hace referencia a una gran cantidad de protocolos especificos para codificación de voz, establecimiento de llamadas, señalización, transporte de datos y otras áreas.


En el centro se encuentra una puerta de enlace que conecta Internet con la red telefónica, que habla los protocolos H.323 en el lado de Internet y los protocolos PSTN[i] en el lado del teléfono. Los dispositivos de comunicación se llaman terminales. Una LAN podría tener un gatekeeper, el cual controla los puntos finales bajo su jurisdicción, zonas.
Hay un protocolo para codificar y decodificar voz. El sistema PCM [ii]está definido en la recomendación G.711 de la ITU. Codifica un solo canal de voz muestreando 8000 veces por segundo con una muestra de 8 bits para proporcionar voz descomprimida a 64 kbps. Se permiten otros protocolos que tienen diferentes algoritmos de comprensión.
G.723.1 toma un bloque de 240 muestras (30 mseg de voz) y utiliza la codificación predictiva para reducirlo ya sea a 24 o a 20 bytes. Este algoritmo proporciona una tasa de salida ya sea de 6.4 o 5.3 kbps (factores de compresión de 10 y 12) con poca pérdida en la calidad percibida. También se permiten otros codecs.
Como se permiten varios algoritmos, se necesita un protocola para identificar cual va a utilizar. Este protocolo se llama H.245 que negocia otros aspectos de la conexión, como la tasa de bits. RTCP[iii] es necesario para el control de los canales RTP[iv]. También se necesita un protocolo para establecer y liberar conexiones, proporcionar tonos de marcado, emitir sonidos de marcado y el resto de la telefonía estándar, Q.931. Las terminales necesitan un protocolo para hablar con el gatekeeper (si está presente). Para este propósito se utiliza H.225. El canal PC a gatekeeper manejado por este protocolo se conoce como canal RAS (Registro/Admisión/Estado) que permite terminales para unirse y dejar la zona, solicitar y regresar ancho de banda, y proporcionar actualizaciones de estado, entre otras cosas. Se necesita un protocolo para la transmisión real de datos, como RTP manejado por RCTP.


Arquitectura de red

El propio Estándar define tres elementos fundamentales en su estructura:
  •     Terminales: son los sustitutos de los actuales teléfonos. Se pueden implementar tanto en software como en hardware.
  •     Gatekeepers: son el centro de toda la organización VoIP, y son el sustituto para las actuales centrales.
  •     Gateways: se trata del enlace con la red telefónica tradicional, actuando de forma transparente para el usuario.
  •     Protocolos de VoIP: son los lenguajes que utilizarán los distintos dispositivos VoIP para su conexión. Esta parte es importante ya que de ella dependerá la eficacia y la complejidad de la comunicación.

Codec

La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP. Para ello se hace uso de códecs que garanticen la codificación y compresión del audio o del video para su posterior decodificación y descompresión antes de poder generar un sonido o imagen utilizable. Según el Códec utilizado en la transmisión, se utilizará más o menos ancho de banda. La cantidad de ancho de banda utilizada suele ser directamente proporcional a la calidad de los datos transmitidos.
Entre los codecs más utilizados en VoIP están G.711, G.723.1 y el G.729 (especificados por la ITU-T).
Estos Codecs tienen los siguientes anchos de banda de codificación:
·         G.711: bit-rate de 56 o 64 Kbps.
·         G.722: bit-rate de 48, 56 o 64 Kbps.
·         G.723: bit-rate de 5,3 o 6,4 Kbps.
·         G.728: bit-rate de 16 Kbps.
·         G.729: bit-rate de 8 o 13 Kbps.

Calidad del servicio


QoS  (Quality of Service), es un conjunto de tecnologías que garantizan la transmisión de cierta cantidad de información en un tiempo determinado a uno o varios dispositivos.
QoS se encarga de priorizar el ancho de banda disponible en función de las necesidades del usuario y basándose en una serie de criterios que clasifican el tráfico. Además, mide la calidad de los servicios que son considerados varios aspectos del servicio de red, tales como tasas de errores, ancho de banda, rendimiento, retraso en la transmisión, disponibilidad, jitter, etc.
Para mejorar el nivel de servicio, se ha apuntado a disminuir los anchos de banda utilizados, para ello se ha trabajado bajo las siguientes iniciativas:
§  La supresión de silencios, otorga más eficiencia a la hora de realizar una transmisión de voz, ya que se aprovecha mejor el ancho de banda al transmitir menos información.
§  Compresión de cabeceras aplicando los estándares RTP/RTCP.
Para la medición de la calidad de servicio QoS, existen cuatro parámetros como el ancho de banda, retraso temporal (delay), variación de retraso (jitter) y pérdida de paquetes.
Para solucionar este tipo de inconvenientes, en una red se puede implementar tres tipos básicos de QoS:
§  Best effort (mejor esfuerzo): Este método envía paquetes a medida que los va recibiendo, sin aplicar ninguna tarea específica real. Es decir, no tiene ninguna prioridad para ningún servicio, solo trata de enviar los paquetes de la mejor manera.
§  Servicios Integrados: Este sistema tiene como principal función pre-acordar un camino para los datos que necesitan prioridad, además esta arquitectura no es escalable, debido a la cantidad de recursos que necesita para estar reservando los anchos de banda de cada aplicación. RSVP (Resource Reservation Protocol) fue desarrollado como el mecanismo para programar y reservar el ancho de banda requerido para cada una de las aplicaciones que son transportados por la red.
§  Servicios Diferenciados: Este sistema permite que cada dispositivo de red tenga la posibilidad de manejar los paquetes individualmente, además cada router y switch puede configurar sus propias políticas de QoS, para tomar sus propias decisiones acerca de la entrega de los paquetes. Los servicios diferenciados utilizan 6 bits en la cabecera IP (DSCP Differentiated Services Code Point).
  • La priorización de los paquetes que requieran menor latencia. Las tendencias actuales son:
  • PQ (Priority Queueing): Este mecanismo de priorización se caracteriza por definir 4 colas con prioridad Alta, media, normal y baja, Además, es necesario determinar cuáles son los paquetes que van a estar en cada una de dichas colas, sin embargo, si estas no son configuradas, serán asignadas por defecto a la prioridad normal. Por otra parte, mientras que existan paquetes en la cola alta, no se atenderá ningún paquete con prioridad media hasta que la cola alta se encuentre vacía, así para los demás tipos de cola.
  • WFQ (Weighted fair queuing): Este método divide el tráfico en flujos, proporciona una cantidad de ancho de banda justo a los flujos activos en la red, los flujos que son con poco volumen de tráfico serán enviados más rápido. Es decir, WFQ prioriza aquellas aplicaciones de menor volumen, estas son asociadas como más sensibles al delay (retardo) como VoIP. Por otra parte, penaliza aquellas que no asocia como aplicaciones en tiempo real como FTP.
  • CQ (Custom Queueing): Este mecanismo asigna un porcentaje de ancho de banda disponible para cada tipo de tráfico (voz, video y/o datos), además especifica el número de paquetes por cola. Las colas son atendidas según Round Robin (RR).
El método RR asigna el ancho de banda a cada uno de los diferentes tipos de tráfico existentes en la red. Con este método no es posible priorizar tráfico ya que todas las colas son tratadas de igual manera.
  • La implantación de IPv6, que proporciona mayor espacio de direccionamiento y la posibilidad de tunneling.

IP (Protocolo de Inicio de Sesión)

Este protocolo describe cómo establecer llamadas telefónicas a Internet, videoconferencias y otras conexiones multimedia. Un ejemplo de que utiliza este protocolo es Skype, el cual se utiliza para realizar videollamadas entre diferentes dispositivos. A diferencia de H.323, está compuesto de un solo módulo, pero se ha diseñado para que interactúe bien con las aplicaciones de Internet existentes. Define los números telefónicos como URLs, a fin de que las páginas Web puedan contenerlos, lo que permite hacer clic en un vínculo para iniciar una llamada telefónica. SIP puede establecer sesiones de dos partes (llamadas de teléfono ordinarias), de múltiples partes (en donde todos pueden oír y hablar) y de multidifusión (un emisor, muchos receptores). Las sesiones pueden contener audio, vídeo o datos. SIP sólo maneja establecimiento, manejo y terminación de sesiones. Para el transporte de datos, se utilizan otros protocolos, como RTP/RTCP[i]. SIP es un protocolo de capa de aplicación y puede ejecutarse sobre UDP o TCP. SIP soporta una variedad de servicios, como localizar al invocado y determinar las capacidades de éste, así como manejar los mecanismos del establecimiento y la terminación de la llamada.
El protocolo SIP se basa en texto y está modelado en HTTP. Una parte envía un mensaje en texto ASCII que consiste en un nombre de método en la primera línea, seguido por líneas adicionales que contienen encabezados para pasar los parámetros. Muchos de estos encabezados se toman de MIME para permitir que SIP interactúe con las aplicaciones de Internet existentes.


Para establecer una sesión, el invocador crea una conexión TCP con el invocado y envía un mensaje INVITE a través de ella. Si el invocado acepta la llamada, responde con un código de respuesta tipo HTTP (un número de tres dígitos que utiliza, 200 para aceptación). La conexión se realiza utilizando un acuerdo de tres vías, de modo que el invocador responde con un mensaje ACK para terminar el protocolo y confirmar la recepción del mensaje 200. Cualquiera de las dos partes puede solicitar la terminación de una sesión enviando un mensaje que contiene el método BYE. Cuando el otro lado confirma su recepción, se termina la sesión. El método OPTIONS se utiliza para consultar a una máquina sobre sus propias capacidades. El método REGISTER se relaciona con la capacidad de SIP de rastrear y conectarse con un usuario que esté lejos de casa.




[i] RTP/RTCP: Estándar para la transmisión confiable de voz y video a través de Internet. Los paquetes RTCP se envián periódicamente dentro de la secuencia de paquetes RTP. 

[i] PSTN: Red telefónica pública conmutada
[ii] PCM: Modulación por impulsos codificados
[iii] RTCP: Protocolo de comunicación que proporciona información de control, que informa la calidad de servicio (QoS) del RTP
[iv][iv] RTP: Protocolo de transporte de tiempo real

BIBLIOGRAFÍA

Redes de Computadoras – 4ta Edición – Andrew S. Tanenbaum


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