Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Потоковые видеосистемы нового поколения

Джеффри Рабин, Рикардо Реймундес

Многие сетевые администраторы считают, что причина низкого качества передачи видеопотоков кроется в недостаточно широкой полосе пропускания пользовательских соединений. На самом же деле проблемой являются технологии, лежащие в основе разработки приложений для потокового вещания.

Два года назад впервые появившиеся продукты для потоковых аудио/ видеоприложений не оправдывали своей чрезмерно высокой цены. Они не удовлетворяли требования сетевой безопасности, фактически не имели интерфейсов управления, а их алгоритмы кодирования/декодирования (кодеки) изначально не предназначались для использования в сетях TCP/IP. Однако с тех пор произошли существенные усовершенствования потоковых аудио/видеоприложений, и их разработчики приблизились к достижению своей заветной цели — передаче “живого видео” со скоростью 30 кадров в секунду.

Какой же продукт потокового видеовещания лучше всего подойдет для вас? Это сложный вопрос, возможно даже не имеющий однозначного ответа, поскольку единого стандартного набора протоколов для передачи аудио/видеопотоков не существует (подробную информацию о стандартах консорциума W3C можно найти по адресу http://www.w3.org/AudioVideo). При использовании потоковых технологий в приложениях для интрасетей вам будет нетрудно добиться, чтобы у всех пользователей было одно и то же клиентское ПО. Однако, реализуя эти технологии в Интернет-приложениях, вы не сможете настаивать на использовании того или иного клиента.

Это накладывает на администраторов Web-узлов ответственность за выбор правильного решения и ставит их в затруднительное положение относительно применения либо только одного продукта, либо нескольких сразу. В первом случае возможности доступа пользователей к видеоинформации будут ограниченны, а во втором — появятся дополнительные затраты.

Тройка лидеров

В лаборатории Сиракузского университета мы протестировали три следующих программных продукта для организации потокового видеовещания: Windows NT Server NetShow Services компании Microsoft, бета-версию RealSystem G2 компании RealNetworks и StreamWorks Server компании Xing Technology. Как показали результаты испытаний, современные потоковые видеосистемы имеют улучшенные средства защиты и предоставляют больше возможностей для управления ими по сравнению с предыдущими реализациями. Кроме того, некоторые поставщики стали использовать в них кодеки, специально разработанные для сетей TCP/IP.

И все-таки, несмотря на расширение набора функциональных возможностей, мы были огорчены недостаточной совместимостью кодирующего и серверного компонентов. Их интерфейсы различаются настолько, что кажется, будто кодирующий (encoder) и серверный компоненты разрабатывались совершенно изолированно один от другого. Большинство протестированных нами продуктов хорошо работают в интрасети с достаточно высокой пропускной способностью, но, чтобы “потоковое видео” превратилось в широко распространенное Интернет-приложение, используемые в них кодировщики необходимо доработать.

Мы присудили наш титул “Выбор редакции” бета-версии системы RealSystem G2 компании RealNetworks. Новый кодек этой компании (разработанный в сотрудничестве с Intel) демонстрирует значительно лучшую производительность по сравнению с кодеками RealSystem 5.0. Серверный компонент RealSystem G2 обеспечивает функциональность на самом высоком уровне, включая удаленное администрирование, облегчающее дистанционное управление потоками, и имеет встроенные средства защиты, работа которых оказалась выше всех похвал. Кодировщик RealSystem G2 представляется достаточно эффективным для модемных соединений, но нас просто разочаровала его производительность в высокоскоростной ЛВС (в компании RealNetworks это объяснили ошибкой в программном коде бета-версии).

Если вам нужен простой в инсталляции продукт и не столь важна безопасность видеопотока, то вполне подойдет ПО Windows NT Server NetShow Services компании Microsoft. Этот продукт замечательно работает с видеопотоками в ЛВС до тех пор, пока не столкнется с перегрузкой сети, после чего он начинает, как говорится, “молотить вхолостую”. Мы приписали это расточительности технологии (в отношении пропускной способности), используемой в NetShow.

RealSystem G2 (бета-версия) компании RealNetworks

Впечатляющие новые программные компоненты для кодирования аудио- и видеосигнала, улучшенная защита и простые в использовании средства администрирования обеспечили продукту RealSystem G2 первое место в табели о рангах. Он пригоден для трансляции видеопотоков через любую сеть TCP/IP.

Обеспечение безопасности является если и не самой важной, то одной из наиболее важных проблем для сетевых администраторов. До недавнего времени для клиентской программы не составляло никакого труда “обойти” Web-сервер и непосредственно перехватывать аудио- и видеопотоки.

RealSystem G2 — единственный из протестированных нами продуктов поддерживает три вида аутентификации: незашифрованный текст (basic clear text); HTTP 1.0 digest, представляющий собой более безопасную аутентификацию пользователей; протокол NTLM, известный также как NT Challenge/Response. Сервер RealSystem G2 Video может проверять данные аутентифицируемых пользователей на соответствие информации, содержащейся в простом текстовом файле или ODBC-совместимой БД. Компания RealNetworks объявила, что в окончательной версии своего продукта обеспечит поддержку других протоколов для работы с БД, таких, как LDAP и Kerberos.

В процессе тестирования мы без труда ограничивали время продолжительности просмотра видеопотока отдельным пользователем, а также могли запрещать ему доступ к другим видеопотокам. Кроме того, на нас произвела впечатление способность RealSystem G2 аутентифицировать пользователей как при одноадресном, так и при групповом вещании.

RealSystem G2 оказался единственным продуктом, использующим кодеки, которые были специально разработаны для потоковых аудио/видеоприложений. Для нормальной работы приложения необходимо не только эффективное кодирование потока, но и его декодирование на клиентском компьютере. В RealSystem G2 имеются пять кодеков аудиосигнала и три кодека видеосигнала, в том числе новейший кодек, разработанный совместно с Intel. Чтобы обеспечить их оптимальное использование, компания RealNetworks включила в состав своего продукта программу-мастер, помогающую подобрать подходящий кодек для заданного типа входной аудио/видеоинформации, например получаемой со стационарной или движущейся видеокамеры.

“Узкие” места сети

Одной из реалий, с которой приходится сталкиваться при просмотре видеопрограмм в Интернет, является возникновение сетевых заторов. Раньше при их возникновении передача аудио- и видеотрафика прерывалась и клиентские программы должны были прибегать к буферизации пакетов. Применяемая в RealSystem G2 технология SureStream позволяет клиенту по мере необходимости переходить на прием битов с более низкой скоростью (до тех пор, пока не приходится “прореживать кадры”). SureStream может использоваться для всех потоков (и аудио, и видео), таким образом при заторе в сети RealSystem G2 снижает их скорость, а при его исчезновении динамически увеличивает ее снова.

Проверяя работу RealSystem G2 через модемное соединение на скорости 33,6 Кбит/с, мы не могли заставить клиентскую программу отключиться от сервера, даже когда столкнулись с наиболее серьезной перегрузкой сети. Однако тот же самый тест через 10-Мбит/с соединение уже при умеренной перегрузке ЛВС “заставил” RealSystem G2 буферизовать информацию. Компания RealNetworks отнесла этот недостаток на счет ошибки в бета-версии продукта и пообещала исправить его в окончательном варианте системы.

Согласно показаниям Windows NT Task Manager, при кодировании RealSystem G2 “живых” потоков показатель использования ЦПУ был постоянен и составлял 100%, в то же время по статистике кодировщика RealSystem G2 это значение не превышало 60%. Нас не слишком удивила убежденность компании RealNetworks в корректности своей статистики. Однако мы считаем, что показания Windows NT Task Manager лучше отражают степень использования ЦПУ, особенно тогда, когда у нас возникали трудности с запуском второго приложения на том же компьютере.

При движущемся изображении частота кадров на клиентской стороне может существенно ухудшаться. Если ваша видеоинформация включает линейные перемещения камеры (например, при показе панорамы), вам стоит воспользоваться преимуществами технологии Frame Rate Upsampling системы RealSystem G2. В наших тестах она действительно помогала поддерживать необходимую частоту кадров на стороне клиента, даже при быстром перемещении камеры. В технологии Frame Rate Upsampling применяется временнаўя интерполяция для оценки перемещения объектива в интервале между базовыми кадрами, что позволяет создать дополнительные промежуточные кадры. В результате этого можно получить файл, закодированный и переданный со скоростью 5 кадров в секунду, но демонстрируемый пользователю со скоростью, близкой к 15 кадрам в секунду.

Управление с помощью браузера

Заслуживает особого упоминания и удаленное администрирование RealSystem G2. Используя Web-браузер с поддержкой Java (а RealSystem G2 работает практически с любым из них), мы запускали или останавливали видеосервер,

управляли всеми нашими аудио- и видеопотоками и осуществляли аутентификацию пользователей. Компания RealNetworks поставляет сервер RealSystem G2 в комплекте с улучшенной версией программы-монитора для ОС Windows NT, которая позволяет следить за использованием ЦПУ, полосы пропускания и памяти, однако в бета-версии этой возможности еще не было.

Для контроля посещений сервер RealSystem G2 поддерживает набор стандартных файлов регистрации W3C. Заказные отчеты о доступе к тем или иным аудио/видеоресурсам можно получить, если эти файлы обработать специальными средствами анализа, такими, как Microsoft Site Server или WebTrends.

Windows NT NetShow Services компании Microsoft

Продукт NetShow Services поставляется бесплатно в комплекте с сервером Windows NT Server 4.0. Основным преимуществом NetShow, как и большинства продуктов Microsoft, является простота использования. Спустя 3 мин после его установки мы уже могли передавать видеопотоки через Интернет.

В ПО NetShow Services имеется программа-мастер, помогающая выбрать шаблон для конфигурирования потока, который будет лучше всего соответствовать вашей пользовательской среде. Если же требуется больше гибкости и контроля, вы можете сконфигурировать поток вручную, выбрав требуемые полосу пропускания и кодек. Подобный мастер имеется и в системе RealSystem G2, но NetShow предлагает больше готовых шаблонов для конфигурирования, что может показаться удобным, но, на наш взгляд, только увеличивает сложность выполнения этой и без того трудной задачи. Мы предпочитаем делать выбор из меньшего числа шаблонов; если же вы захотите кодировать поток по-своему, то всегда можно воспользоваться вариантом конфигурирования вручную.

В единственном кодеке видеосигнала NetShow используется технология видеокомпрессии MPEG-4 (оптимизированная для узкой и широкой полос пропускания). Кроме того, имеются два кодека аудиосигнала (один из которых — Sipro — применяется и в системе RealSystem G2). Недостатком технологии MPEG-4 является то, что она не была разработана специально для передачи аудио/видеопотоков через сеть TCP/IP.

Мы испытали систему NetShow компании Microsoft при низкой, средней, высокой и очень высокой загрузках сети (см. “Методика испытаний потоковых видеосистем в условиях перегрузки сети”). Хотя метод борьбы компании Microsoft с заторами в сети представляется нам наиболее зрелым, это совсем не означает, что он самый надежный. Мы полагали, что с приобретением Microsoft компании Vxtreme — пионера в области динамического регулирования скорости передачи битовых потоков — оптимальное использование полосы пропускания станет главным козырем NetShow, но наши тесты на производительность показали совершенно обратное.

NetShow обеспечивает два варианта “масштабируемого видео” (Scalable Video). Если вы выбрали Scalable Video на скорости 56 Кбит/с, то используются два уровня кодирования с пониженной скоростью (70 и 50% от полной скорости передачи). Если реальная скорость передачи становится ниже 50%, включается функция прореживания, т. е. происходит сбрасывание некоторых кадров, позволяющее уменьшить поток данных к клиенту. Основное требование при этом — клиент не должен прибегать к буферизации. При исчезновении затора в сети интеллектуальные фильтры клиентской программы восстанавливают номинальную скорость передачи.

Увеличивая загрузку сети, мы смогли убедиться, что в ходе наших испытаний NetShow действительно “сбрасывает” скорость передачи. При продолжающей расти нагрузке клиент просто отсоединялся от сервера (пройдя два уровня понижения скорости), что несколько обескуражило нас. Зато на нас произвел хорошее впечатление клиент NetShow (Media Player), способный декодировать и проигрывать видеопотоки, используя всего 5% ресурсов ЦПУ, в отличие от клиента StreamWorks, который загружал процессор на все 100%.

В целом же функциональные возможности системы NetShow ниже имеющихся в RealSystem G2. Она поддерживает NTLM и аутентификацию “открытым текстом” (не самый лучший вариант!), но не поддерживает HTTP digest — более надежный способ передачи паролей через Интернет. Хотя NetShow и позволяет осуществлять администрирование посредством Web-браузера, при желании организовать удаленное администрирование придется установить в системе соответствующий компонент ActiveX. После этого для удаленного доступа к серверу вам будет необходим Microsoft Internet Explorer (IE) 4.01.

StreamWorks Server компании Xing Technology

Компании Xing предстоит проделать большую работу до того, как мы решимся рекомендовать использование StreamWorks в какой-либо сетевой среде.

В этой системе применяется старая технология видеокомпрессии MPEG-1, почти полностью отсутствует интерфейс управления и абсолютно нет встроенных средств защиты. Кроме того, Xing требует, чтобы вы покупали ее аппаратно-программное решение полностью, если хотите использовать StreamWorks для “живых” потоковых видеотрансляций, поэтому за один только кодировщик придется выложить 7,5 тыс. долл. Серверный же компонент имеет вполне разумную цену от 3 тыс. долл.

Продукт StreamWorks все еще сильно отстает от соперничающих с ним продуктов. Если компания Xing сосредоточит усилия на том, чтобы сделать свой продукт более простым в использовании, добавив к нему графический пользовательский интерфейс, улучшив защиту и предложив более надежные средства администрирования, то он может стать серьезным конкурентом продуктам для потокового вещания в интрасетях.

***

Протестированная нами версия кодировщика StreamWorks поддерживает только технологию MPEG-1, которая никогда не предназначалась для сетей с полосой пропускания ниже 1 Мбит/с. Как сообщили нам в компании Xing, в будущих версиях планируется поддержка кодека MPEG-2, но и он не годится для коммутируемых соединений. Кодировщик работает только с одной-единственной картой видеозахвата, и, что еще хуже, она имеет драйверы только для Windows 95.

Специфика работы StreamWorks при заторах в сети очень сильно отличается от других протестированных нами продуктов. Вместо динамического регулирования скорости передачи битов клиентской программе StreamWorks просто сбрасывает второстепенные MPEG-кадры и оставляет пользователю лишь показ слайдов формата JPEG. По заявлению поставщика, его продукт предназначен для сред с высокой пропускной способностью, таких, как интрасети, и совсем не подходит для приложений Интернет.

Для передачи “живого видео” посредством StreamWorks нам сначала пришлось с помощью редактора Notepad создать файл с расширением .ply, содержащий информацию о конфигурации потокового сервера. Сохранив его, мы выбрали нужную целевую аудиторию и через 10 с уже вели широковещательную трансляцию видеопрограмм. Проведя со StreamWorks пару тестов, нам стало несколько проще работать с ним, но в целом использование данного продукта оказалось намного сложнее, чем использование его конкурентов.

Больше всего в StreamWorks нас поразило малое время задержки “живых” видеопотоков, которая происходила во время кодирования последних. Другие протестированные нами продукты показали время задержки, близкое к 20 с, тогда как у StreamWorks оно составило всего лишь около 3 с.





  
4 '1999
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Генералы информационных карьеров

локальные сети

• Пользователям Windows NT стоит обратить внимание

• Синхронизируйте время с помощью NTP

• Дефицит пожаростойких кабелей

• Будущее стандартов СКС

бизнес

• Стандарты ISO 9000: мифы и реальность

интернет и интрасети

• DNS в развитии

• Четыре В2В-решения для электронной коммерции

защита данных

• Управление безопасностью: свет в конце туннеля

• Как выбрать подходящий ИБП?

корпоративные сети

• Потоковые видеосистемы нового поколения

• Магистраль вашего бизнеса

• В поисках связующего ПО для Web

услуги сетей связи

• Рассылка факсов по сетям передачи данных

• Что нужно для успешного внедрения IP-телефонии

• Рязань: интеграция услуг на ТЧ-каналах

• Во имя третьего поколения

системы учрежденческой связи

• АТС для малого и среднего бизнеса: архитектура и сетевые возможности

новые продукты

• Мощный универсальный сервер от HP; «Малыш» CoreBuilder 9000



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх