HellasCams - Multicast

Υπηρεσίες Εκπομπής Περιεχομένου

Τεχνολογίες Multicast

Η συνηθισμένη μέθοδος επικοινωνίας σε δίκτυα TCP/IP στηρίζεται στη δρομολόγηση unicast, δηλαδή από έναν (π.χ. server ή απλά υπολογιστή) σε έναν (π.χ. client). Η μέθοδος αυτή αποτελεσματική μεν στη γενική περίπτωση, καταλήγει ασύμφορη στις περιπτώσεις που πολλοί Clients θέλουν να έχουν πρόσβαση στο ίδιο περιεχόμενο, ειδικά αν αυτό είναι κάποια μετάδοση πραγματικού χρόνου, όπως π.χ. μια ζωντανή αναμετάδοση video ή τα αποτελέσματα του χρηματιστηρίου. Για τις περιπτώσεις αυτές είναι πιο αποδοτική η δρομολόγηση multicast ή «ένας σε πολλούς». Για τη δρομολόγηση της πληροφορίας κατά multicast χρησιμοποιούνται οι διευθύνσεις IP 224.0.0.0 - 239.255.255.255. Κάθε παροχέας πληροφορίας καταλαμβάνει και χρησιμοποιεί μια από αυτές τις διευθύνσεις. Οι δρομολογητές πέρα από αυτόν (στους οποίους είναι ενεργοποιημένο το multicast) παίρνουν μόνον ένα αντίγραφο (μία «ροή») της πληροφορίας στην αντίστοιχη διεύθυνση, την οποία αναδιανέμουν στους γειτονικούς του.

Ο κάθε χρήστης που ενδιαφέρεται να λάβει την πληροφορία κάνει αίτηση στον πιο κοντινό του δρομολογητή ώστε να γίνει μέλος του γκρουπ που ακούει στη συγκεκριμένη διεύθυνση. Τελικά το δίκτυο επιβαρύνεται μόνο με μία ροή πληροφορίας όσοι και αν είναι οι Clients, επειδή συνδέονται μόνο στον τελευταίο δρομολογητή.

Τα κύρια πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται για τη δρομολόγηση multicast είναι τα:

DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol - το παλαιότερο και πιο εξαπλωμένο),

PIM (Protocol Independent Multicast),

PIMv2 και MOSPF και IGMP (Internet Group Management Protocol - για την επικοινωνία μεταξύ τελικού δρομολογητή και clients).

Τα πρωτόκολλα αυτά καθορίζουν την ροή των πακέτων αλλά και την αποκοπή (pruning) κόμβων από το δένδρο δρομολόγησης εάν δεν υπάρχουν τελικοί ενεργοί Client. Σε περιπτώσεις που ενδιάμεσοι δρομολογητές δεν υποστηρίζουν δρομολόγηση multicast χρησιμοποιούνται tunnels που επιτρέπουν τη διέλευση των πακέτων που εμπεριέχονται μέσα σε άλλα (ip-in-ip). Κυριότερο παράδειγμα εφαρμογής της δρομολόγησης multicast είναι το MBONE (Multicast Backbone), μια ακαδημαϊκή υλοποίηση που μεταφέρει video, ήχο καθώς και επικοινωνία «λευκοπίνακα» (whiteboard) από συνέδρια, διεθνή γεγονότα κ.λ.π. Εν τούτοις η δρομολόγηση multicast βρίσκει εφαρμογή σε πολλούς ακόμα τομείς, από εταιρικές διασκέψεις μέχρι απομακρυσμένες ενημερώσεις Βάσεων Δεδομένων.

Real Audio / Video

Η εφαρμογή Server της Real δίνει τη δυνατότητα για αναμετάδοση περιεχομένου τύπου video ή ήχου, τόσο σε ζωντανή αναμετάδοση όσο και από αποθηκευμένα κομμάτια. Η αρχιτεκτονική του συστήματος χρησιμοποιεί έναν κωδικοποιητή για τη μετατροπή του σήματος στο πρότυπο της Real και έναν Server που παρέχει το περιεχόμενο αυτό στους Clients που θα το ζητήσουν. Η μεταφορά γίνεται με τη χρήση του πρωτοκόλλου RTSP (Real Time Streaming Protocol), το οποίο δίνει τη δυνατότητα για μετακινήσεις μέσα στα κομμάτια, το ψάξιμο με βάση τη χρονική σφραγίδα κ.λ.π. Υπάρχει η δυνατότητα για μετάδοση του περιεχομένου με υποστήριξη πολλαπλών τιμών για εύρος δικτύου από μία μόνον κωδικοποίηση σήματος, ενώ το bitrate είναι δυναμικά ελεγχόμενο ανάλογα με τη χρήση που εμφανίζει το δίκτυο ανάμεσα στον Client και τον Server. Τέλος οι μεταδόσεις μεταξύ Client και Server μπορούν να γίνουν τόσο με μεθόδους unicast, όσο και multicast.

Video On Demand

Η εφαρμογή αυτή δίνει την δυνατότητα στον χρήστη να εισέρχεται σε ειδικά sites όπου μπορεί αυτόματα να επιλέγει και να παρακολουθεί ταινίες – video χωρίς να χρειαστεί να καταφύγει σε ένα κατάστημα ενοικίασης ταινιών. Υπάρχουν δυο σκέψεις για την υλοποίηση της εφαρμογής. Η πρώτη είναι να μπορεί ο χρήστης να έχει τον πλήρη έλεγχο της ταινίας π.χ. stop, rewind, repeat κ.λ.π. και η δεύτερη να του δίνεται η δυνατότητα να παρακολουθεί την ταινία όπως ακριβώς στην τηλεόραση. Ο τελευταίος τρόπος είναι και ο πιο εύκολα υλοποιήσιμος και οι πρώτες προσπάθειες για video on demand έχουν πάρει αυτή την κατεύθυνση, Όπως γίνεται κατανοητό για να γίνει εφικτή μια τέτοια εφαρμογή απαιτείται ένα σύστημα ειδικά σχεδιασμένο. Ένα τέτοιο σύστημα λοιπόν πρέπει να περιλαμβάνει τους video servers, το δίκτυο και τα set-top boxes. Στους video servers είναι αποθηκευμένες όλες οι ταινίες που ένας χρήστης μπορεί να έχει στην διάθεσή του συνήθως σε μορφή MPEG-2. Το δίκτυο πρέπει να είναι high speed και για τον λόγο αυτό έχει προταθεί να είναι SONET ή ATM όσον αφορά το backbone δίκτυο ενώ σε τοπικό επίπεδο έχουν προταθεί τέσσερα σχήματα με τα ακρωνύμια ADSL, FTTC, FTTH και HFC ανάλογα με το είδος του καλωδίου που χρησιμοποιείται. Τέλος, τα set-top boxes είναι τα συστήματα τα οποία αποκωδικοποιούν και προβάλλουν τις ταινίες στις οθόνες των χρηστών. Οι οθόνες μπορεί να είναι οθόνη PC ή τηλεόραση.