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Taschin Antonio 1
Programma
1. Concetti utili di networking2. Il Multicast3. Il suono e le immagini4. I filmati e lo streaming5. La videoconferenza H.323
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Taschin Antonio 2
Networking
Router
Switch
Hub
•Indirizzi IP 32 bit•Indirizzi Ethernet 48 bit
•Inoltra su tutte le porte•velocità viene condivisa•10Mbps e 100Mbps
•Inoltra solo dove è necessario•velocità non viene condivisa
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Taschin Antonio 3
Cos’è il Multicast?
La tecnologia multicast, è un processo che trasmette le informazioni da una sorgente a più destinazioni con un
unico flusso di dati, invece di usarne molteplici.
•Tante connessioni separate quante sono le richieste
•Utilizzare il broadcast
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Taschin Antonio 4
Scenari di applicazione
• Videoconferenze, video on demand• Quotazioni in borsa, distribuzione di listini e cataloghi in
tempo reale• Training, teledidattica• Distribuzione di software• Possibilità di sfruttare Internet per trasmissioni di tipo
televisivo
Necessità differenti•affidabilità dei dati•ritardo di consegna
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Taschin Antonio 5
I gruppi
Insieme di zero o più host identificato da un singolo indirizzo IP di classe D
224.0.0.0 – 239.255.255.255
Non è Statico ma Dinamico
•Associarsi (join)
•Abbandonare (leave)
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Taschin Antonio 6
Internet Group Management Protocol (IGMP)
224.0.0.1 ALL-SYSTEMS.MCAST.NET
224.0.0.2 ALL-ROUTERS.MCAST.NET
• Membership Query
• IGMPv1 obsoleto• IGMPv2 in uso• IGMPv3 bozza
• Membership Report
• Leave Group
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Taschin Antonio 7
Ethernet Multicast
Indirizzo IP 32 bit
Indirizzo Ethernet 48 bit
L’indirizzo Ethernet viene riconosciuto dalla prima cifra esadecimale
• 32 bit totali• 4 fissi• 23 caratterizzano l’indirizzo
più gruppi Multicast possono essere mappati con lo stesso indirizzo Ethernet
Esempio: AB-CD-EF-10-20-30
RFC1112 01-00-5E-00-00
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MBone
•Tunnel
rete virtuale sperimentale di router multicast, costruita sopra la struttura standard di Internet
• mrouted protocollo di routing DVMRP
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Le applicazioni in MBone
• Session Announcement Protocol• Session Description Protocol• Session Initiation Protocol
La distribuzione dei dati
SessioneTrasmissione di dati in MBone
•Time to live (TTL) i pacchetti non vengono trasmessi oltre il valore specificato
• i protocolli di routing creano un albero di distribuzione ottimizzato
La sorgente può non unirsi al gruppoNon ha bisogno di sapere chi sono e dove si trovano i ricevitori
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Protocolli di routing
Albero basato sulla sorgente
Albero Condiviso
• Distance Vector Multicast Routing Protocol
• Multicast Open Shortest Path First
• Protocol Independent Multicast – Dense Mode
• Core Based Tree
• Protocol Independent Multicast - Sparse Mode
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Multicast Geografico
• MSDP– Multicast Source Discovery Protocol
• MBGP– Multicast Border Gateway Protocol
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Esempi
Trasmissione di 10M
5
10
15
20
25
30
35
40
Numero Computer
Te
mp
o i
n s
ec
on
di
UDP 9,032 17,659 26,018 35,945
Multicast 9,261 9,118 9,31 9,215
1 2 3 4
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Taschin Antonio 13
Esempi
Trasmissione a 4 computer
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
Kilobyte
Te
mp
o i
n s
ec
on
di
UDP 2,699 5,396 9,154 12,19 12,879 16,045 35,945 106,374
Multicast 0,574 1,77 2,788 3,702 3,910 4,512 9,215 26,689
500 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 10.000 30.000
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Il suono
• Da 16 Hz a 20KHz
• È un segnale continuo quindi analogico
• Il campionamento
• La quantizzazione
CD Audio 44125 Hz cioè 44125 intervalli al secondo
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Un esempio
• Memorizzare il parlato con campionamento a 8 bit e con una frequenza di 6000 Hz per un minuto è necessario
• 60000 x 60 x 8 bit = 360 Kbyte circa• per una canzone con campionamento a
16 bit e con una frequenza di 50000 Hz per un minuto è necessario
• 60 x 50000 x 2 byte = 12 MB.
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Formati Audio
• Real Audio• QuickTime• Microsoft Wave [estensione: WAV] • MPEG Audio [estensione: MP3] • Audio Interchange[estensione: AIF/AIFF] • Microsoft NetShow [estensione: ASF] • Yamaha SoundVQ [estensione: VQF]
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Le Immagini• insieme continuo di luce e colore
• Vettoriali– Formule matematiche e forme geometriche– Max qualità
• Bitmap– Con perdita di qualità– Senza perdita di qualità
• Compressi• Non compressi
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Formati Grafici
• Targa [estensione: TGA]• TIFF [estensione: TIF]
• CompuServe [estensione: GIF] • JPEG [estensione: JPG]• PC Paintbrush [estensione: PCX]• Windows Bitmap [estensione: BMP]
• PNG [estensione: PNG]– Non supportato dai browser
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Digital Video
• Perché è necessario comprimere un filmato digitale?– 720 x 576 x 8 x 3 x 25 = 30MBs
• 720x 576 pixel (PAL)
• 8 x 3 Quantizzazione a 8 bit per ciascuno dei tre colori
• 25 fps
– film 2 ore 104GB
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Due concetti base: luminanza e crominanza
• RGB pc• CMYK stampe• YUV tv
• Luminanza– Intensità luminosa di un punto dell’immagine (Y)
• Crominanza– U e V. Sono i canali che trasportano i colori. Detti anche R-Y e B-Y.
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Formati televisivi
• NTSC– 525 righe 30 fps
• PAL– 625 righe 25 fps interlacciati
• SECAM– 625 righe a 25 fps
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Taschin Antonio 22
Formati video analogici
• VHS / VHSC – Standard più diffuso e meno qualitativo
• Video 8– Sony leggermente migliore del VHS
• S-VHS S-VHSC – Migliora la qualità e la risoluzione del VHS
• Video 8Hi– Migliore come qualità a livello consumer
• Betacam – Il più usato per il broadcast. Eccellente qualità
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Il segnale
• Composito (YC) – Tutte le informazioni vengono raggruppate in un
singolo segnale
• S-Video – 5 fili
• RGB– Trasporta il segnale in termini di porzione di 3 colori
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Formati video digitali
• MS Video for Windows [estensione: AVI]• Apple Quick Time for Windows [estensione: MOV]• Formato DV• Adobe Filmstrip [estensione: FLM]• Autodesk Animation [estensione: FLI/FLC ]• RealMedia Audio/Video [estensione: RA/RM/RAM]• Microsoft NetShow [estensione: ASF]
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Streaming
• 500KB a 6KBs oltre 90 s• Notevole quantità di banda• +qualità + banda• Notevole tempo per scaricare• Le tecniche di "streaming" permettono di ridurre
questo tempo ad un piccolo ritardo iniziale, senza richiedere alcuno spazio sul disco locale: il file richiesto viene infatti visualizzato al momento, senza un preventivo download.
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Streaming
• Real time– Radio– Tv
• non esiste un vero e proprio file ma piuttosto un flusso continuo (uno stream) di bit
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Cosa serve• Una sorgente
– File– Telecamera/tv/videoregistratore
• Un encoder– PC– Streamfactory/Stream Genie
• Un server• Un player
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Taschin Antonio 29
Le offerte
• Real Networks– RealPlayer– RealProducer– RealServer
• Microsoft (WMT)– WindowsMediaPlayer– WindowsMediaEncoder– WindowsMediaServer
• Apple– QuickTimeStreaming Server– Darwin OpenSource
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Taschin Antonio 30
I protocolli• TCP
• UDP
• RTP (Real-Time Protocol)– IETF– Derivazione dell’UDP– RTCP (Real Time Control Protocol)
• RTSP (RealTime Streaming Protocol)– Real Networks
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I protocolli
• MMS (Microsoft Media Server)– Microsoft– MMSU/MMST– MSBD (Media Stream Broadcast Ditribution)
• HTTP– Più lento– Trasparente ai firewall
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Taschin Antonio 33
Videoconferenza
è un metodo di comunicazione on-line che permette a due o più persone dislocate in luoghi diversi di comunicare tramite audio e video, permettendo nel contempo lo scambio di documenti in formato elettronico.
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Taschin Antonio 34
Riunioni
• Vis-a-vis
• Organizzazione accurata
• Preparare i documenti per tutti in anticipo (stampare, rilegare, ecc)
• Tempo di lavoro e tempo libero si possono intrecciare
• Costi non trascurabili per lo spostamento
• Videoconferenza
• Organizzazione semplificata
• Non è necessario pianificare viaggi né contenuti
• Doppia funzionalità del computer:– Centro di informazioni
– Mezzo di comunicazione
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Taschin Antonio 35
Tipi di videoconferenza
• ISDN
– Rete telefonica digitale
– Disponibile entro l’anno in tutte le sedi accademiche
– Banda assicurata
– Qualità limitata dalla disponibilità di borchie
• Rete IP
– Rete Accademica Nazionale (GARR)
– Link di Venezia saturo (4Mbps)
– Problemi di banda a causa congestioni riscontra ‘congelamenti’ e degradazione del video e perdita di porzioni dell’audio.
– Standard H323
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H.323
• Fornisce la base per l’implementazione di comunicazioni multimediali (audio/video/dati) su reti IP
• Definisce i metodi di controllo delle chiamate
• Gestisce la banda
• Gestisce l’interfacciamento con altre tecnologie di rete (es. ISDN)
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Taschin Antonio 37
H.323• Nello standard vengono identificati i seguenti componenti:
– Terminali– Gateway– Gatekeeper– MCU
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Taschin Antonio 38
Apparati H323
• Terminali
– sono i punti finali di un collegamento multimediale.
• MCU
– Fornisce il supporto di inoltro a conferenze con tre o più terminali
– Sia hardware che software
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Taschin Antonio 39
Altri apparati• Gateway
– Elementi che si frappongono nella comunicazione tra 2 terminali.
• Interfacciano i sistemi di videoconferenza che non sono aderenti allo standard H.323 (es. ISDN H.320)
• Comunicazione verso terminali sulla rete telefonica pubblica (PSTN)
• Comunicazione verso apparati telefonici standard o centralini (PABX)
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Taschin Antonio 40
Gatekeeper
• È la componente che gestisce TUTTI gli apparati H.323 che operano nella zona di competenza.
• Gestisce la politica sull’uso della LAN e della banda
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Hardware e software
• Qualsiasi PC o MAC attualmente in vendita
• Sistema Operativo: Windows98 o superiori oppure Macinthosh
• Linux in fase di sperimentazione con OpenH323
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WebCam
• Economiche • Facili da installare e da usare• Si interfacciano benissimo con:
•Microsoft NetMeeting•CUSeeMe
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Desktop VideoConference (DTVC)
• Kit con scheda dedicata e telecamera• Apparato costoso
• Software proprietario
• L’installazione e la configurazione richiedono una certa esperienza
• Possono supportare sia ISDN che IP
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Set-Top-Box
• Non necessitano di PC• Si collegano ad una TV• Supportano sia ISDN che IP• Le versioni più evolute incorporano una MCU
• Apparati molto costosi• Buon investimento
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Group Conferencing System
• Dispositivi costosissimi per sale riunioni• Includono schermo di alta qualità• Sia ISDN che IP
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Videoconferenza punto-punto
IP o
ISDN
IP o
ISDN
Utente 1
Utente 2
• Netmeeting• CUSeeMe• software proprietario
1. Webcam2. DTVC3. Set-top-box4. Group Conf.
System
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MCU CINECA
H.323/H.320 Gateway
H.323 Bologna
H.323 Roma
H.320 Sito X
ISDN
IP Network
H.323 Sito Y
Multi videoconferenza
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LAN
CISCO Gatekeepe
rSede
Remota
Sede Remota
MCU
Architettura del Sistema
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Terminale docente LAN
CISCO Gatekeepe
r
Sito Periferico TerminaleStudente
Telericevimento
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Videoconferenza
• 2 persone– Netmeeting– CUSeeMe
• 3 o più persone– Standard H.323– MBone
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H.323
• Fornisce la base per l’implementazione di comunicazioni multimediali (audio/video/dati) su reti IP
• Definisce i metodi di controllo delle chiamate
• Gestisce la banda• Gestisce l’interfacciamento con altre
tecnologie di rete (es. ISDN)
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Protocol Stack
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H.323
Nello standard vengono identificati i seguenti componenti:
• Terminali
• Gateway
• Gatekeeper
• MCU
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in dettaglio…
• Terminali: sono i punti terminali di un collegamento multimediale. Devono supportare:
– Comunicazione audio• Video e dati sono opzionali
– H.245 per la negoziazione– Q.931 per la segnalazione della chiamata e il setup
della stassa– H.225 RAS per le interazione con il gatekeeper– RTP/RCTP per la corretta gestione dei pachetti
multimediali
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in dettaglio…• Gateway
– Elementi che si frappongono nella comunicazione tra 2 terminali.
• Interfacciano i sistemi di videoconferenza che non sono aderenti allo standard H.323 (es. ISDN H.320)
• Comunicazione verso terminali sulla rete telefonica pubblica (PSTN)
• Comunicazione verso apparati telefonici standard ocentralini (PABX)
• Possono essere utilizzati tra terminali H.323 per sicurezza o per fare da proxy H.323
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Gatekeeper
• È la componente che gestisce TUTTI gli apparati H.323 che operano nella zona di competenza.
• Gestisce la politica sull’uso della LAN e della banda
• Interagisce attraverso il protocollo RAS
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MCU
• Fornisce il supporto di inoltro a conferenze con tre o più terminali
• Sia hardware che software