Jak działa DASH?

Siedzisz podekscytowany na swoim ulubionym krześle z tabletem w dłoni. Zwiastun filmu, który marzyłeś z niecierpliwością, został wreszcie wydany i nie możesz się doczekać, aby go zobaczyć. Rozpoczynasz klip ze strony internetowej filmu i ... czekaj ... buforowanie ... o, jest. Hmmmm. To trochę jąkanie. Nie do końca to miałeś na myśli. Czy nie byłoby wspaniale, gdyby ktoś wymyślił sposób na płynniejsze i wydajniejsze przesyłanie strumieniowe i pobieranie wideo online?

Smartfony i tablety z mobilną siecią szerokopasmową stają się coraz bardziej popularne każdego dnia. Raport opublikowany w lutym 2012 r. wykazał, że między 2010 a 2011 r. sieci mobilnej transmisji danych obsługujące te urządzenia wzrosły o 133 procent, a przeciętny smartfon prawie potroił zużycie danych, z 55 MB do 150 MB miesięcznie. Dzięki mocniejszym urządzeniom i szybszym prędkościom sieci strumieniowe przesyłanie wideo jest łatwiejsze do wykorzystania i teraz stanowi ponad połowę tego ruchu [źródło: Cisco ].

Taki wzrost inspiruje do innowacji, zwłaszcza przy pokonywaniu barier. Jeśli masz ograniczony plan taryfowy u dostawcy usług transmisji danych w sieci komórkowej, musisz wiedzieć, ile danych zużywasz każdego miesiąca, aby nie przekroczyć limitu i nie płacić kar. Nawet jeśli masz nieograniczony plan, prawdopodobnie chcesz ograniczyć pobierane dane tylko do tego, z czego faktycznie korzystasz, aby Twój telefon lub tablet działał tak wydajnie, jak to możliwe.

W tym miejscu pojawia się DASH. DASH oznacza Dynamic Adaptive Streaming over HTTP. Jak omówimy w tym artykule, DASH jest standardem przesyłania strumieniowego wideo przez Internet. Rozwiązuje problemy z niektórymi innymi standardami przesyłania strumieniowego, w tym marnowanie przepustowości na nieobejrzane treści i brak możliwości dostosowania do dostępnej szybkości transmisji danych.

Twórcami DASH są Christopher Müller, Stefan Lederer i Christian Timmerer, wszyscy związani z Uniwersytetem w Klagenfurcie w Austrii. Ich wysiłek jest częścią większego projektu o nazwie 3rd Generation Partnership Project (3GPP) mającego na celu stworzenie globalnych standardów mobilnego dostępu szerokopasmowego. Trzej badacze prowadzili kronikę rozwoju DASH w formie bloga, a także prezentowali i promowali DASH wśród kolegów z branży na całym świecie [źródła: ITEC-DASH , Timmerer , Timmerer i Müller , Lederer i in. , 3GPP ].

Nowa technologia doprowadziła do nowego standardu w ramach Moving Picture Experts Group (MPEG). Jeśli MPEG brzmi znajomo, nie jest to niespodzianką. MPEG jest organizacją stojącą za najszerzej stosowanymi na świecie standardami mediów cyfrowych, w tym wideo MPEG i audio MP3. Standardowo DASH jest określany jako MPEG-DASH. W chwili pisania tego tekstu MPEG-DASH przeszedł pomyślnie zapytanie i jest na etapie zatwierdzania w Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej, gdzie jest znany jako ISO/IEC 23009-1.

Zanim przyjrzymy się bliżej DASH, przyjrzyjmy się stanowi technologii przesyłania strumieniowego wideo przed przyjęciem DASH.

1. Stan strumieniowania wideo przed DASH
2. Technologia DASH
3. Przyjęcie DASH
4. Notka autora

Aby zrozumieć, w jaki sposób DASH poprawia przesyłanie strumieniowe wideo , spójrzmy na poprzedzającą go technologię.

HTTP jest podstawowym protokołem używanym dla zawartości sieci Web w Internecie . Protokół HTTP jest również bezstanowy, co oznacza, że ​​gdy żądasz danych z komputera lub urządzenia mobilnego, łączy się on z serwerem sieci Web w Internecie na tyle długo, aby uzyskać potrzebne dane, a następnie przerywa to połączenie. Być może zauważyłeś to, gdy używasz przeglądarki internetowej do przeglądania strony i tracisz połączenie z Internetem: Strona internetowa pozostaje załadowana w przeglądarce, nawet jeśli nie masz aktywnego połączenia z serwerem, z którego pochodzi.

W chwili pisania tego tekstu najnowocześniejszym w dziedzinie strumieniowego przesyłania wideo w Internecie był protokół RTSP (Real-Time Streaming Protocol). W przeciwieństwie do HTTP, RTSP jest stanowy. Oznacza to, że opiera się na stałym połączeniu między komputerem lub urządzeniem mobilnym a serwerem internetowym, który wysyła wideo. Oznacza to, że po nawiązaniu połączenia serwer wysyła stały strumień danych do urządzenia, dopóki nie wyśle ​​całego wideo lub dopóki nie zatrzymasz wideo, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej.

Ponieważ jest stanowy, RTSP jest mniej wydajny niż HTTP. Dzieje się tak, ponieważ istnieje szansa, że ​​możesz pobrać więcej danych, niż faktycznie potrzebujesz. Na przykład urządzenie może pobrać cały film, nawet jeśli przestaniesz go oglądać w połowie.

Gdyby RTSP mógł dostosować się do różnic w przepływności , nie byłby to problem. Szybkość transmisji to liczba bitów danych, które urządzenie może pobrać na sekundę. Zależy to od szybkości i natężenia ruchu w bieżącym połączeniu internetowym. Jeśli masz wysoki bitrate, RTSP po prostu pobiera więcej treści wideo w tym samym czasie, niezależnie od tego, czy faktycznie oglądasz wszystkie te treści.

Prędkości Internetu stają się coraz szybsze, szczególnie w sieciach komórkowych. Większe prędkości pobierania doprowadziły do ​​większej oglądalności wideo, a w konsekwencji do nieoczekiwanego wzrostu wykorzystania przepustowości. Wywiera to presję na dostawców usług szerokopasmowych, aby oszczędzali pieniądze i zasoby. W rezultacie dostawcy nadal podnoszą ceny i ograniczają przepustowość dla swoich użytkowników.

DASH jest atrakcyjną alternatywą dla RTSP, ponieważ zwiększa wydajność przesyłania strumieniowego wideo. Następnie zobaczymy, jak DASH to osiąga.

Standard DASH jest atrakcyjną alternatywą dla RTSP, ponieważ zwiększa wydajność przesyłania strumieniowego wideo. DASH robi to, wykorzystując bezstanowość HTTP. Oznacza to, że standardowe oprogramowanie DASH może przesyłać strumieniowo wideo, pobierając tylko wystarczającą ilość danych wideo, aby wypełnić lukę między wieloma połączeniami HTTP.

Zgodnie ze standardem DASH zawartość wideo istnieje na serwerze w tych dwóch częściach:

Zapewne już wiesz, że aby odtworzyć plik muzyczny MP3 , musisz mieć oprogramowanie lub urządzenie, które odczytuje standardowy typ pliku MP3. To samo dotyczy DASH. Aby odtwarzać standardowe wideo DASH, potrzebujesz klienta DASH. Ten klient to jakaś forma oprogramowania zaprogramowanego do odtwarzania wideo zgodnego ze standardem DASH. W miarę upowszechniania się standardu popularne przeglądarki internetowe i aplikacje mobilne dodają zgodność z DASH do swojego oprogramowania.

Klient DASH pobiera i odtwarza zawartość wideo, wykonując następujące czynności:

Ze względu na swoją strukturę DASH działa jako struktura do lepszego wykorzystania pojedynczego źródła wideo. Na przykład koder DASH może podzielić plik wideo MP4 na 2-sekundowe segmenty zakodowane dla klienta Microsoft Silverlight w szybkiej sieci. Następnie może użyć tego samego źródła MP4, aby utworzyć 15-sekundowe segmenty dla konsoli do gier w wolniejszej sieci. Aby uzyskać jeszcze większą optymalizację przepustowości, MPD może wskazać wiele lokalizacji do wyboru dla każdego pliku źródłowego.

Na początku 2012 roku było dużo szumu o tym, jak szybko DASH może wystartować, zwłaszcza biorąc pod uwagę, kto jest na pokładzie. Sprawdzimy ten buzz na następnej stronie.

Przed standardem DASH niektóre platformy do przesyłania strumieniowego HTTP obejmowały usługi Apple HTTP Live Streaming i Adobe HTTP Dynamic Streaming. Chociaż skutecznie wykorzystują one wydajność HTTP, są również zastrzeżone. Oznacza to, że każdy z nich działa z innym protokołem i nie są ze sobą kompatybilne.

Jeśli główne marki zajmujące się strumieniowym przesyłaniem wideo w Internecie przyjmą standard DASH, może to zastąpić mniej wydajny standard RTSP, jednocześnie eliminując potrzebę posiadania zastrzeżonego oprogramowania. Niektóre firmy, takie jak Netflix i Microsoft , są już na pokładzie DASH. Należą do MPEG-DASH Promoters Group, organizacji dostawców usług strumieniowego przesyłania wideo obsługujących nowy standard. Dzięki kodowaniu wideo i tworzeniu klientów zgodnych ze standardem MPEG-DASH grupa ta ma nadzieję przyspieszyć przyjęcie standardu w branży.

Mark Watson, starszy inżynier w Netflix , jest również podekscytowany DASH pod kątem wydajności pamięci masowej. Dostawcy usług przesyłania strumieniowego, tacy jak Netflix, używają sieci dostarczania treści (CDN) do przechowywania i dostarczania wideo. Aby dostosować się do różnych typów urządzeń, dostawcy muszą oferować różne formaty wideo, co oznacza posiadanie wielu kopii tej samej treści w swoich sieciach CDN. Podczas wywiadu z serwisem StreamingMedia.com z grudnia 2011 r. Watson stwierdził, że zgodnie ze standardem DASH „wszystko można zakodować w jeden sposób i w jeden sposób enkapsulować i przechowywać na naszych serwerach CDN tylko raz”. Prowadzi to do oszczędności kosztów przestrzeni dyskowej, a także do lepszej wydajności przesyłania strumieniowego [źródło: Dreier ].

DASH obejmuje również standardy transmisji na żywo. Ponieważ kodery DASH tworzą segmenty wideo na żądanie klienta, klient może być w stanie wykorzystać ten strumień na żywo szybciej i w rozmiarach segmentów odpowiednich do bieżącej przepływności. Oznacza to mniej pominięć podczas odtwarzania wideo i transmisję na żywo bliższą czasu rzeczywistego. Chociaż nie ma na ten temat jeszcze większego zainteresowania, może to prowadzić do zwiększenia dostępności transmisji na żywo z wydarzeń sportowych i programów telewizyjnych na żywo oraz większej liczby osób oglądających telewizję na żywo przez Internet.

Przyszłość rysuje się w jasnych barwach dla DASH, ale czas pokaże, jak szybko dostawcy ją przyjmą i jak szybko firmy produkujące oprogramowanie wyprodukują klientów zgodnych z DASH. Obserwując ten standard, przejdź do następnej strony, aby uzyskać więcej informacji o DASH.

Przed tym artykułem niewiele wiedziałem o standardach przesyłania strumieniowego wideo. Teraz rozumiem problem z RTSP, szczególnie w odniesieniu do marnowania przepustowości. Ponieważ DASH jest strukturą do korzystania z istniejących formatów wideo, nie zakłóca samej produkcji wideo. Oznacza to również, że zastrzeżone formaty, takie jak Flash, mogą być dostarczane z korzyścią wydajności DASH. Jako ktoś, kto uwielbia korzystać z YouTube na moim smartfonie, nie mogę się doczekać lepszych wrażeń i zmniejszonej przepustowości, które może zapewnić standard DASH. Mam również nadzieję, że mechanizmy bezpieczeństwa, które ograniczają żądania HTTP od tego samego klienta, mogą dostosować się do otrzymywania powtarzających się żądań segmentów wideo. Interesuje mnie, jak usługi przesyłania strumieniowego poradzą sobie z tym, jednocześnie opierając się atakom typu „odmowa usługi”.

Powiązane artykuły

Więcej świetnych linków

Źródła