DASH Nasıl Çalışacak

Mar 13 2012
Video izlemenin hala sorunları var - arabelleğe alma, kekemelik ve özel yazılımların tümü, deneyimi idealden daha az yapmak için komplo kuruyor. DASH günü kurtarabilir ve hepimize sorunsuz oynatma sağlayabilir mi?
NeoKast adlı bir hizmeti kullanarak bant genişliği sorunları olmadan yakında İnternet üzerinden HD video akışına nasıl sahip olabileceğimizi anlatan bu Teknoloji Evangelist videosunu izleyin.

Elinizde tabletiniz ile heyecanla en sevdiğiniz koltuğa oturuyorsunuz . İzlemek için can attığınız filmin fragmanı nihayet yayınlandı ve görmek için sabırsızlanıyorsunuz. Klibi filmin Web sitesinden başlatırsınız ve ... bekleyin ... arabelleğe alınır ... oh, işte burada. Hmmmm. Biraz kekemelik. Aklınızdan geçen bu değil. Birisi çevrimiçi video akışını ve indirmeyi daha sorunsuz ve daha verimli hale getirmenin bir yolunu bulsa harika olmaz mıydı?

Mobil geniş bantlı akıllı telefonlar ve tabletler her geçen gün daha yaygın hale geliyor. Şubat 2012'de yayınlanan bir rapor, 2010 ile 2011 arasında, bu cihazların arkasındaki mobil veri ağlarının yüzde 133 arttığını ve ortalama akıllı telefonun veri kullanımının ayda 55 MB'den 150 MB'ye neredeyse üç katına çıktığını belirtti. Daha güçlü cihazlar ve daha yüksek ağ hızlarıyla, video akışı daha kolay tüketilir ve artık bu trafiğin yarısından fazlasını oluşturur [kaynak: Cisco ].

Böyle bir büyüme, özellikle engelleri aşarken yeniliğe ilham verir. Bir mobil veri servis sağlayıcısıyla sınırlı bir veri planınız varsa, limitinizi aşmamak ve ceza ödememek için her ay ne kadar veri tükettiğinizi bilmeniz gerekir. Sınırsız bir planınız olsa bile, muhtemelen indirdiğiniz verileri yalnızca gerçekte kullandığınızla sınırlamak istersiniz, böylece telefonunuz veya tabletiniz olabildiğince verimli çalışır.

DASH burada devreye girer. DASH, HTTP üzerinden Dinamik Uyarlamalı Akış anlamına gelir. Bu makalede inceleyeceğimiz gibi, DASH, İnternet üzerinden video akışı için bir standarttır. Görüntülenmeyen içerikte bant genişliğinin boşa harcanması ve veri bağlantınızın mevcut bit hızına uyum sağlanamaması gibi bazı diğer akış standartlarıyla ilgili sorunların üstesinden gelir.

DASH'ın arkasındaki geliştiriciler arasında hepsi Avusturya'daki Klagenfurt Üniversitesi ile bağlantılı olan Christopher Müller, Stefan Lederer ve Christian Timmerer bulunmaktadır. Çabaları, mobil geniş bant için küresel standartlar oluşturmaya yönelik 3. Nesil Ortaklık Projesi (3GPP) adlı daha büyük bir projenin parçasıdır. Üç araştırmacı, DASH gelişimini blog formatında kaydetmiş ve DASH'ı dünya çapındaki endüstri meslektaşlarına sunmuş ve desteklemiştir [kaynaklar: ITEC-DASH , Timmerer , Timmerer ve Müller , Lederer et al. , 3GPP ].

Yeni teknoloji, Moving Picture Experts Group (MPEG) altında yeni bir standarda yol açtı. MPEG tanıdık geliyorsa, bu şaşırtıcı değil. MPEG, MPEG video ve MP3 ses dahil olmak üzere dünyanın en çok benimsenen dijital medya standartlarının arkasındaki organizasyondur. Standart olarak DASH, MPEG-DASH olarak adlandırılır. Bu yazı itibariyle, MPEG-DASH sorgulamadan geçti ve ISO / IEC 23009-1 olarak bilinen Uluslararası Standartlar Organizasyonu'nda onay aşamasındadır.

DASH'a daha yakından bakmadan önce, DASH'ın benimsenmesinden önceki video akış teknolojisinin durumuna bakalım.

İçindekiler
  1. DASH Öncesi Video Akışının Durumu
  2. DASH Teknolojisi
  3. DASH Kabulü
  4. Yazarın notu

DASH Öncesi Video Akışının Durumu

DASH'ın video akışını nasıl iyileştirdiğini anlamak için bundan önceki teknolojiye bakalım.

HTTP, İnternet'teki Web içeriği için kullanılan birincil protokoldür . HTTP aynı zamanda durumsuzdur, yani bilgisayarınızdan veya mobil cihazınızdan veri talep ettiğinizde, İnternet üzerindeki Web sunucusuna ihtiyaç duyduğu verileri alacak kadar uzun süre bağlanır ve ardından bu bağlantıyı sonlandırır. Bunu bir sayfayı görüntülemek için bir Web tarayıcısı kullanırken görmüş olabilirsiniz ve İnternet bağlantınızı kaybedebilirsiniz: Web sayfası, geldiği sunucuya aktif olarak bağlı olmasanız bile tarayıcınızda yüklü kalır.

Bu yazı itibariyle, İnternet video akışındaki en son teknoloji Gerçek Zamanlı Akış Protokolü (RTSP) idi. HTTP'den farklı olarak, RTSP durum bilgilidir. Bu, bilgisayarınız veya mobil cihazınız ile videoyu gönderen Web sunucusu arasında kalıcı bir bağlantıya dayandığı anlamına gelir. Bu, bağlantı kurulduktan sonra, sunucunun tüm videoyu gönderene veya siz videoyu durdurana kadar (hangisi önce gelirse) cihaza sabit bir veri akışı göndereceği anlamına gelir.

Durum bilgisi olan RTSP, HTTP'den daha az verimlidir. Bunun nedeni, gerçekte ihtiyacınız olandan daha fazla veri indirme şansınızın olmasıdır. Örneğin, izlemeyi yarıda kesseniz bile cihazınız videonun tamamını indirebilir.

RTSP, bit hızındaki farklılıklar için ayarlama yapabilseydi , bu bir sorun olmazdı. Bit hızı, cihazınızın saniyede kaç bit veri indirebileceğidir. Bu, mevcut İnternet bağlantınızın hızından ve trafik hacminden etkilenir. Yüksek bir bit hızınız varsa, RTSP, tüm içeriği gerçekten izleseniz de izlemeseniz de, aynı süre içinde daha fazla video içeriği indirir.

İnternet hızları, özellikle mobil ağlarda daha hızlı hale geliyor. Daha hızlı indirme hızları daha fazla video görüntülemeye yol açtı ve sonuç olarak bant genişliği kullanımını beklenmedik yükseklere çıkardı. Bu, geniş bant sağlayıcılarına para ve kaynaklardan tasarruf etmeleri için baskı uygular. Sonuç olarak, sağlayıcılar fiyatlarını artırmaya ve kullanıcıları için bant genişliğini azaltmaya veya sınırlamaya devam ediyor.

DASH, RTSP'ye çekici bir alternatiftir çünkü video akışını daha verimli hale getirir. Sonra, DASH'ın bunu nasıl başardığını göreceğiz.

DASH Teknolojisi

Netflix zaten DASH bandwagonunda.

DASH standardı, video akışını daha verimli hale getirdiği için RTSP'ye çekici bir alternatiftir. DASH, bunu HTTP'nin durumsuzluğundan yararlanarak yapar. Bu, DASH standart yazılımının yalnızca birden çok HTTP bağlantısı arasındaki boşluğu doldurmaya yetecek kadar video verisi alarak video akışı yapabileceği anlamına gelir.

DASH standardı kapsamında, video içeriği sunucuda şu iki bölümde bulunur:

  • Medya Sunumu Açıklaması (MPD) - bir bildirim veya video içeriği hakkında bilgi içeren bir dosya
  • Segmentler - birden çok dosyaya ayrılmış video verisi yığınları

Muhtemelen zaten bir MP3 müzik dosyasını çalmak için MP3 standart dosya türünü okuyan bir yazılıma veya cihaza sahip olmanız gerektiğini zaten biliyorsunuzdur . Aynısı DASH için de geçerlidir. DASH standart videoyu oynatmak için bir DASH istemcisine ihtiyacınız olacak. Bu istemci, DASH standardına uygun video oynatmak için programlanmış bir tür yazılımdır. Standart daha geniş çapta benimsendikçe, yazılımlarına DASH uyumluluğu ekleyen popüler Web tarayıcıları ve mobil uygulamalar bulacaksınız.

Bir DASH istemcisi, şu adımları kullanarak video içeriğini alır ve oynatır:

  1. İstemci, içerik konumları, bölüm kodlamaları, çözünürlük, minimum ve maksimum bant genişlikleri, altyazı gibi erişilebilirlik özellikleri ve içerik kısıtlamaları (DRM gibi) gibi önemli bilgileri almak için MPD'yi indirir ve okur.
  2. İstemci, uygun bir bölüm kodlaması seçer ve içeriği bir dizi HTTP isteği aracılığıyla akışa almaya başlar. Sunucu, her bir segmenti her istek için, hepsi aynı kaynaktan olmak üzere, istek üzerine oluşturur ve kodlar.
  3. İstemci, verileri indirilirken arabelleğe alırken aynı zamanda bağlantı bant genişliğindeki dalgalanmaları da takip eder. Gerekirse, istemci otomatik olarak mevcut bit hızıyla daha uyumlu olan farklı bir segment kodlamasına (MPD tarafından listelenenlerden) geçer. Bu, istemcinin ihtiyacınız olandan daha fazla veri indirmeden video boyunca yeterli bir arabellek tutmasını sağlar.

DASH, yapısı nedeniyle tek bir video kaynağını daha iyi tüketmek için bir çerçeve görevi görür. Örneğin, bir DASH kodlayıcı, bir MP4 video dosyasını hızlı bir ağdaki Microsoft Silverlight istemcisi için kodlanmış 2 saniyelik bölümlere bölebilir . Ardından, daha yavaş bir ağdaki bir oyun konsolu için 15 saniyelik segmentler oluşturmak üzere aynı MP4 kaynağını kullanabilir. Daha da fazla bant genişliği optimizasyonu için MPD, her kaynak dosya için aralarından seçim yapabileceğiniz birden fazla konumu gösterebilir.

2012'nin başlarından itibaren, DASH'ın ne kadar hızlı kalkacağına dair çok fazla tartışma vardı, özellikle de onunla kimin olduğu düşünüldüğünde. Bir sonraki sayfada bu vızıltıyı kontrol edeceğiz.

DASH Kabulü

MPEG-DASH Promoters Group'un web sitesinde, çoğu çevrimiçi içerik ve eğlence endüstrilerinde en çok etkilenenler olan uzun bir destekçiler listesi zaten bulunuyor.

DASH standardından önce, HTTP akışı için bazı platformlar Apple'ın HTTP Canlı Akışı ve Adobe HTTP Dinamik Akışı'nı içeriyordu. Bunlar, HTTP'nin verimliliğinden yararlanmada başarılı olsalar da, aynı zamanda tescillidirler. Bu, her birinin farklı bir protokolle çalıştığı ve birbirleriyle uyumlu olmadığı anlamına gelir.

İnternet video akışındaki büyük markalar DASH standardını benimserse, özel yazılım ihtiyacını ortadan kaldırırken daha az verimli RTSP standardının yerini alabilir. Netflix ve Microsoft gibi bazı şirketler zaten DASH ile birlikte çalışıyor. Yeni standardı destekleyen akışlı video hizmeti sağlayıcılarından oluşan bir organizasyon olan MPEG-DASH Promoters Group'un bir parçasıdır. Bu grup, videoyu kodlayarak ve MPEG-DASH ile uyumlu istemciler oluşturarak, standardın endüstri genelinde benimsenmesini hızlandırmayı umuyor.

Netflix'te kıdemli bir mühendis olan Mark Watson, depolama verimliliği açısından DASH konusunda da heyecanlı. Netflix gibi akış hizmeti sağlayıcıları, videoyu depolamak ve sunmak için bir içerik dağıtım ağı (CDN) kullanır. Farklı cihaz türlerini barındırmak için, sağlayıcıların farklı video formatları sunmaları gerekir; bu, CDN'lerinde aynı içeriğin birden çok kopyasına sahip olunması anlamına gelir. StreamingMedia.com ile Aralık 2011'de yaptığı röportajda Watson, DASH standardı altında "her şeyin tek bir şekilde kodlanıp tek bir şekilde kapsüllenebileceğini ve CDN sunucularımızda yalnızca bir kez depolanabileceğini" belirtti. Bu, iyileştirilmiş akış performansına ek olarak depolama alanı için maliyet tasarrufu sağlar [kaynak: Dreier ].

DASH ayrıca canlı akış standartlarını da içerir. DASH kodlayıcılar, müşteri için talep üzerine video segmentleri oluşturduğundan, müşteri bu canlı akışı daha hızlı ve mevcut bit hızına uygun segment boyutlarında tüketebilir. Bu, video oynatma sırasında daha az atlama ve gerçek zamana daha yakın bir canlı akış anlamına gelir. Henüz bu konuda çok fazla vızıltı olmasa da, bu, spor etkinlikleri ve canlı TV şovları için canlı yayın kullanılabilirliğinde bir artışa ve İnternet üzerinden canlı TV izleyen daha fazla kişiye yol açabilir.

Gelecek DASH için parlak görünüyor, ancak zaman, sağlayıcıların onu ne kadar çabuk benimsediğini ve yazılım şirketlerinin DASH uyumlu istemcileri ne kadar çabuk ürettiğini gösterecek. Standardı takip ederken, DASH hakkında daha fazla bilgi için bir sonraki sayfaya geçin.

Yazarın notu

Bu makaleden önce, video akışı standartları hakkında çok az şey biliyordum. Şimdi, özellikle boşa giden bant genişliği ile ilgili olarak RTSP ile ilgili sorunu anlıyorum. DASH, mevcut video formatlarını tüketmek için bir çerçeve olduğundan, video üretimini engellemez. Bu aynı zamanda Flash gibi tescilli formatların DASH verimliliği avantajıyla sunulabileceği anlamına gelir. Akıllı telefonumda YouTube'u kullanmayı seven biri olarak, DASH standardının sağlayabileceği gelişmiş deneyimi ve azaltılmış bant genişliğini dört gözle bekliyorum. Ayrıca, aynı istemciden gelen HTTP isteklerini sınırlayan güvenlik mekanizmalarının, video segmentleri için tekrarlanan istekleri almaya uyum sağlayabileceğini umuyorum. Hizmet reddi saldırılarına direnirken akış hizmetlerinin bununla nasıl başa çıkacağını merak ediyorum.

İlgili Makaleler

  • Video ve Ses Akışı Nasıl Çalışır?
  • Discovery Education Streaming Nasıl Çalışır?
  • Canlı yayın yoluyla spor etkinliklerini izlemenin faydaları nelerdir?
  • Akan HD filmleri izlemek için İnternet bağlantım ne kadar hızlı olmalıdır?

Daha Harika Bağlantılar

  • DASH için ISO Standart Belgeleri: ISO / IEC PRF 23009-1
  • MPEG-DASH Promoters Grubu

Kaynaklar

  • 3GPP. "3GPP hakkında." (9 Mart 2012) http://www.3gpp.org/About-3GPP
  • Cisco. "Cisco Görsel Ağ Dizini: Küresel Mobil Veri Trafiği Tahmin Güncellemesi, 2011-2016." 14 Şubat 2012. (8 Mart 2012) http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/white_paper_c11-520862.pdf
  • Dreier, Troy. "Netflix, MPEG DASH Benimsemesinde Maliyet Tasarrufu Görüyor." StreamingMedia.com. Information Today, Inc. 15 Aralık 2011. (9 Mart 2012) http://www.streamingmedia.com/Articles/ReadArticle.aspx?ArticleID=79409
  • Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO). "ISO / IEC PRF 23009-1." (8 Mart 2012) http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=57623
  • Lederer, Stefan, Müller, Christopher ve Timmerer, Christian. "HTTP Veri Kümesi Üzerinden Dinamik Uyarlamalı Akış." ACM. Şubat 2012. http://web.cs.wpi.edu/~claypool/mmsys-dataset/2012/dhttp/p89-lederer.pdf
  • Özer, Ocak. "Uyarlanabilir Akış Nedir?" StreamingMedia.com. Information Today, Inc. 28 Nisan 2011. (9 Mart 2011) http://www.streamingmedia.com/Articles/Editorial/What-Is-.../What-is-Adaptive-Streaming-75195. aspx
  • Özer, Ocak. "MPEG DASH nedir?" StreamingMedia.com. Information Today, Inc. 22 Kasım 2011. (9 Mart 2011) http://www.streamingmedia.com/Articles/ReadArticle.aspx?ArticleID=79041
  • MPEG. "MPEG Ana Sayfası." (9 Mart 2012) http://www.mpeg.org/
  • Müller, Christopher ve Timmerer, Christian. "HTTP Üzerinden Dinamik Uyarlamalı Akış (DASH)." 2 Mayıs 2011. (8 Mart 2012) http://www.slideshare.net/christian.timmerer/dynamic-adaptive-streaming-over-http-dash
  • Rick, Christopher. "MPEG DASH, 'Akışlı Ortam Standardı' Olarak Sektör Desteğini Aldı." ReelSEO. ReelVideo, LLC. 5 Mart 2012. (8 Mart 2012) http://www.reelseo.com/mpeg-dash-streaming-media-standard/
  • Stockhammer, Thomas. "HTTP Üzerinden Dinamik Uyarlamalı Akış - Tasarım İlkeleri ve Standartları." Kasım 2010. (8 Mart 2012) http://www.w3.org/2010/11/web-and-tv/papers/webtv2_submission_64.pdf
  • Zamanlayıcı, Christian. "HTTP Üzerinden Dinamik Uyarlamalı Akış (DASH)." 11 Şubat 2011. (8 Mart 2012) http://multimediacommunication.blogspot.com/2011/02/dynamic-adaptive-streaming-over-http.html