ПОТОКОВАЯ ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ

STREAMING DATA ON THE INTERNET

Anton Kholyukov

Master student, Faculty of Information Technology and Management, Department of Information Technologies of Automated Systems, Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics,

Belarus, Minsk

Mukha Vladimir

Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Information Technologies of Automated Systems, Faculty of Information Technologies and Management, Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics,

Belarus, Minsk

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются способы потоковой передачи в сети Интернет, способы реализации такой передачи, инфраструктура для её реализации, вкратце описаны детали и механизм работы.

ABSTRACT

This article discusses methods of streaming on the Internet, methods for implementing such a transfer, the infrastructure for its implementation, and briefly describes the details and mechanism of operation.

Ключевые слова: потоковая передача, мультимедиа, сервер, интернет.

Keywords: streaming, multimedia, server, internet.

Сегодня без потоковой передачи данных сложно представить повседневную жизнь. Эта технология используется постоянно для различных целей. Начиная от онлайн общения и просмотра видео- и аудио- контента, заканчивая сбором динамических данных для аналитических компаний.

Под самим термином “потоковая передача данных (streaming)” понимают способ передачи мультимедиа малыми порциями (пакетами), при котором транспортировка и воспроизведение мультимедийных данных на удаленном компьютере осуществляются практически в режиме реального времени. Потоковая передача данных позволяет передавать мультимедийную информацию и одновременно обеспечивает её прием группой абонентов, территориально удалённых друг от друга.

Зачастую к мультимедиа использующихся в потоковой передаче относят аудио и видео файлы. Отсюда можно описать следующие определения:

Потоковое аудио – технология передачи аудиоданных в виде непрерывной сжатой последовательности, позволяющая прослушивать их непосредственно по мере поступления из Сети, без предварительной загрузки всего аудиофайла на локальный компьютер.

Потоковое видео – технология передачи видеоизображения, позволяющая просматривать его по мере поступления данных непосредственно из Сети, без предварительной загрузки всего видеофайла на локальный компьютер.

В общем случае механизм потоковой передачу данных можно описать следующим образом. Передаваемые медиафайлы сжимаются и разделяются на части (пакеты) на стороне потокового сервера, а затем последовательно передаются на компьютер пользователя. Размер пакетов определяется пропускной способностью участка сети между клиентом и сервером. Накопив достаточное количество пакетов в буфер, программа-клиент приступает к воспроизведению одного из них и одновременно получает и выполняет декомпрессию (и при необходимости декодирование) следующих. Основной задачей, стоящей перед буфером, является обеспечение плавного и непрерывного воспроизведения аудио- или видеосигнала. Результат работы таких приложений очень сильно зависит от быстродействия компьютера и от скорости сетевого соединения, поэтому качество звука/видео — это всегда компромисс. Размер потока (битрейт) напрямую влияет на качество воспроизведения [1]. Потоковая передача для интернет-стриминга осуществляется аналогичным образом. Общая схема для прямых трансляций представлена на рисунке 1

Рисунок 1. Схема прямой трансляции

Соответственно для реализации потоковой передачи требуются следующие аппаратные и программные решения:

• программного обеспечения серверной части (потоковые серверы)
• определенных протоколов передачи
• стабильного сетевого соединения.
• достаточной вычислительной мощности клиента
• качественной линии связи
• плеера с поддержкой потокового медиа для декомпрессии и воспроизведения.

Потоковые серверы – программное обеспечение хранением, управлением и потоковой передачей медийного контента.

Adobe Flash Media Server – проприетарный сервер данных и медиа контента от компании Adobe Systems. Работает со средой Flash Player и позволяет создавать мультимедийные, многопользовательские RIAs (Rich Internet Applications). Использует скриптовый язык ActionScript для серверной логики.

Используется для:

• Live Video – позволяет транслировать видео с веб-камеры для других пользователей.
• Video on Demand – потоковое видео по запросу.
• Real Time Communication – применяется в приложениях, в которых требуется связь между несколькими клиентам – видеоконференции, чаты или многопользовательские игры.

Для передачи данных с потокового сервера на компьютер клиента по сети Интернет могут использоваться следующие наиболее популярные интернет-протоколы:

• UDP (User Datagram Protocol) – простой и эффективный протокол. Отправляет поток медиаинформации как набор отдельных маленьких пакетов. Однако он не дает гарантии доставки данных получателю и при потере данных поток может быть отключен.
• RTSP (Real-Time Streaming Protocol) – Протокол, обеспечивающий пересылку видеоинформации в виде пакетов между сервером и клиентом. При этом получатель может одновременно воспроизводить первый пакет данных, декодировать второй и получать третий.
• RTP (Real-time transport protocol) – протокол, основанный на UDP определяющий и компенсирующий потерянные пакеты. Обеспечивает безопасность передачи контента и распознавание информации.
• RTCP (Real-Time Control Protocol) – также основана на UDP. Этот протокол отвечает за проверку идентичности отправленных и полученных пакетов, идентифицирует отправителя и контролирует загруженность сети.
• TCP – протокол, гарантирующий корректность получаемых потоковых данных, но при большом количестве ошибок при соединении/подтверждении создает значительные задержки при передаче информации.
• Протоколы P2P используются при распространении предварительно записанной мультимедиа между компьютерами [2].

К недостаткам потоковой передачи данных можно отнести довольно большой список требований. Из которых качественной интернет-соединение является наиболее важным. Качество воспроизводимых мультимедиа или трансляций напрямую зависит от физических характеристик канала связи и стабильности интернет-соединения. Но многие производители постоянно ищут алгоритмы, позволяющие делать интеллектуальный анализ для аппроксимации (замещения) потерянных данных, надеясь таким образом улучшить качество передаваемой информации. Так же для воспроизведения потокового мультимедиа, компьютер клиента должен быть оборудован необходимым программным и аппаратным обеспечением.

Все же в сравнении с обычной передачей медиафайлов, потоковая передача имеет ряд очевидных преимуществ.

• Нет необходимости хранить воспроизводимые мультимедиа локально на устройстве клиента
• Воспроизведение и загрузка ведется в реальном времени, что избавляет клиента от полной загрузки файла
• Потоковая передача данных является единственным способом для реализации прямых трансляций, интернет-стриминга, видеосвязи и интернет-телефонии

Список литературы:

1. Потоковое вещание [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://znetwork.narod.ru/Modul_10/lab_10.1.htm (дата обращения 16.01.2020)
2. Потоковое медиа [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://lab314.brsu.by/kmplite/kmp2/MMedia/Streaming%20Media/Streaming%20media.htm (дата обращения 16.01.2020)