Vorlesung Multimediakommunikation. 7. Streaming. Dr.-Ing. Daniel Schuster Fakultät Informatik, Professur Rechnernetze

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1 Vorlesung Multimediakommunikation 7. Streaming Dr.-Ing. Daniel Schuster Fakultät Informatik, Professur Rechnernetze

2 1. Einführung - Download vs. Streaming Beispiel: HD-Film (1080p), 120 min, 4 MBit/s Datenrate Gesamtgröße: 3,6 GB Download-Dauer bei 6 MBit/s - 80 min 16 MBit/s - 30 min 50 MBit/s - 10 min Streaming sofort anschauen möglich nur wenige Sekunden puffern (10 s) 7. 2

3 Definition Streaming Streaming = Übertragung von Medienströmen über das Internet kontinuierliche Abfolge von Mediendaten Transport in IP-Paketen Pufferung: 1-10 s kontinuierliche Ausgabe, während noch Pakete empfangen werden umfasst NICHT Download-and-Play Download einer Mediendatei vollständige Speicherung, erst dann Wiedergabe keine fortlaufende Verarbeitung 7. 3

4 Anwendungen Internet-Radio - radio.de Musik-Streaming - Spotify Videoportale - YouTube Video on Demand - itunes, Netflix IP-TV durch Netzprovider - Telekom Entertain als OTT-Lösung (Over the Top) - Sky Go als P2P-Lösung - Zattoo Mediatheken - ZDF Mediathek, RTL Now 2010: Video Streaming schon mehr als 50% des gesamten Internet-Traffics in den USA 7. 4

5 Klassifikation Art des Streamings On-Demand-Streaming Live-Streaming Datentransport TCP-Streaming UDP-Streaming Endgerät Rechner Smartphone, Tablet Internetradio Fernseher Smart TV Set-Top-Box Medien Audio Streaming Video Streaming Übertragung Progressiver Download Echtes Streaming Adaptives Streaming Verteilung Server-Streaming CDN-Streaming P2P-Streaming 7. 5

6 On-Demand vs. Live Streaming On-Demand-Streaming gespeicherte Daten als Quelle Vor-/Zurückspulen möglich (Reaktionszeit 1-10s) meist nur ein Empfänger Live-Streaming direkte Übertragung (Internet-Radio, Events) kein Vorspulen, bei lokaler Speicherung Zurückspulen und Pause möglich meist viele gleichzeitige Empfänger Multicasting-Techniken 7. 6

7 UDP vs. TCP 1. UDP Pakete werden in Abspielgeschwindigkeit übertragen bei Client mit 2-5s Verzögerung wiedergegeben (Pufferung) o Kompensation von Jitter 2. TCP Übertragung so schnell wie möglich Zwischenspeicherung im Puffer, Anfangsverzögerung von 2-5s bessere Ton- und Bildqualität, da verlorene Pakete wiederholt werden Risiko der Starvation Client-Puffer läuft leer Zwangspause durchschnittlicher TCP-Durchsatz sollte etwa doppelt so hoch wie Medienbitrate sein Client-Puffer Server Entnahmerate Füllrate = x(t) gepufferte = d Daten Media Player 7. 7

8 Klassifikation Art des Streamings On-Demand-Streaming Live-Streaming Datentransport TCP-Streaming UDP-Streaming Endgerät Rechner Smartphone, Tablet Internetradio Fernseher Smart TV Set-Top-Box Medien Audio Streaming Video Streaming Übertragung Progressiver Download Echtes Streaming Adaptives Streaming Verteilung Server-Streaming CDN-Streaming P2P-Streaming 7. 8

9 2. Progressiver Download Web-Browser 1. HTTP-Request/Response für die Metadatei 2. Metadatei Web-Server Media Player 3. Mediendatei wird über HTTP angefordert und übertragen 1. Benutzer klickt auf Link Metadatei wird angefordert Codierungsmethode und Link zu Mediendatei 2. Content-Type identifizieren entsprechenden Media Player starten Metadatei an Player übergeben 3. HTTP-GET Media Player an Web-Server Datei wird in Response übertragen (Header am Anfang) 7. 9

10 Beispiel YouTube klick GET watch?v=k6psbul_68k YouTube Browser Puffer 2 KB pro Paket = 35 ms A+V bei 1000 kbit/s Bandbreite Download in 28s codiertes Video, 62s, 640x360, 30fps, 3,5 MB abspielen nach 1s starten ca. 62 Pakete im Puffer = 125 KB Abspielrate 452 kbit/s Puffer wächst weiter bis 28 s dann restliche 34 s im Puffer = 1,9 MB 7. 10

11 Einbettung in HTML <OBJECT WIDTH="640" HEIGHT="376" CODEBASE="http://www.apple.com/qtactivex/qtplugin.cab"> <PARAM NAME="controller" VALUE="true"> <PARAM NAME="autoplay" VALUE="true"> <PARAM NAME="target" VALUE="myself"> <PARAM NAME="pluginspage" VALUE="http://www.apple.com/quicktime/download/"> <PARAM NAME="src" VALUE="/media/trailer/delivery/35413/191cee4bff13bac6082f44e8533bf0da/ madagascar2_tlr2_h640w.mov"> <PARAM NAME="volume" VALUE="100"> <EMBED WIDTH="640" HEIGHT="376" VOLUME="100" CONTROLLER="true" TARGET="myself" autoplay="true" SRC="/media/trailer/delivery/35413/191cee4bff13bac6082f44e8533bf0da/ madagascar2_tlr2_h640w.mov" BGCOLOR="#000000" BORDER="0" PLUGINSPAGE="http:// </EMBED> </OBJECT> hier doppelte Einbindung (object, embed) für maximale Browserkompatibilität object externes Objekt einbinden (HTML 4.0) embed nicht standardisiert, Mozilla 7. 11

12 Einbettung in HTML5 <video width=320 height=240 controls poster=image.jpg> <source src=myvideo.ogv type=video/ogg> <source src=myvideo.mp4 type=video/mp4> Laden Sie mein Video [Textlinks] </video> direkte Einbindung ohne PlugIn erfordert Codec-Unterstützung im Browser controls Steuerelemente (vor, zurück, Pause) werden angezeigt poster Bild, wenn Video noch nicht abgespielt wird source mehrere alternative Formate (Browser wählt erstes unterstütztes Format) 7. 12

13 Ablauf (Beispiel Quicktime) Client Web Server 1 text/html: Webseite mit Player- Element 2... video/quicktime Bytes Stream wird als GET response über TCP- Verbindung ausgeliefert aber schon während des Empfangs abgespielt 7. 13

14 Vor- und Nachteile Vorteile preisgünstige Variante kein separater Streaming-Server benötigt Nachteile Download schneller als Abspielen viel unnütze Datenübertragung oz.b. nur 2 min Video angesehen, aber 5 min heruntergeladen omögliche Lösung: Datenrate des Servers anpassen meist vollständige lokale Kopie vorhanden urheberrechtliche Probleme keine Verhandlung von Parametern (Datenrate, ) Nutzer kann nicht an beliebige Stelle des Films springen keine Wiedergabe von Live-Streams möglich 7. 14

15 Workaround 1: Auswahl einer Repräsentation (Beispiel Flash) Client video.spiegel.de eine Flash-Video-Datei enthält nur eine Repräsentation Auswahl alternativer Repräsentationen per HTTP XML-Datei anfordern und per JavaScript auswerten

16 Workaround 1: Auswahl einer Repräsentation (Beispiel spiegel.de nicht standardisiert) <encodings> <type1> <filename>48817_180x100_vp6_388.flv</filename> <fileitem>4f41dcbf-69a2-47d2-9f57-48a53249ac7a_180x100_vp6_388.flv</fileitem> <codec>vp6</codec> <totalbitrate>388</totalbitrate> <averagebitrate>384</averagebitrate> <videobitrate>260</videobitrate> <audiobitrate>128</audiobitrate> <width>180</width> <height>100</height> <ratio> <w>16</w> <h>9</h> </ratio> <duration>116</duration> <framerate>25.0</framerate> </type1> <type2> <filename>48817_560x315_vp6_576.flv</filename> <fileitem>4f41dcbf-69a2-47d2-9f57-48a53249ac7a_560x315_vp6_576.flv</fileitem> <codec>vp6</codec> <totalbitrate>576</totalbitrate> <averagebitrate>566</averagebitrate> <videobitrate>448</videobitrate> <audiobitrate>128</audiobitrate> <width>560</width> <height>315</height> <ratio> <w>16</w> <h>9</h> </ratio> <duration>116</duration> </type2> [ ] </type9> <encodings> <framerate>25.0</framerate> 7. 16

17 Workaround 2: HTTP-Pseudo-Streaming wie an die Mitte der Übertragung springen? Lösung: HTTP-Pseudo-Streaming von YouTube und vielen anderen Providern unterstützt GET Ablauf 1. Server speichert für eine Datei Synchronisationspunkte (Key-Frames) 2. Client fordert Datei mit Startzeit per URL-Parameter an 3. Server springt zu nächstem Synchronisationspunkt 4. generiert Header On-the-Fly 5. startet Progressive Übertragung 7. 17

18 Klassifikation Art des Streamings On-Demand-Streaming Live-Streaming Datentransport TCP-Streaming UDP-Streaming Endgerät Rechner Smartphone, Tablet Internetradio Fernseher Smart TV Set-Top-Box Medien Audio Streaming Video Streaming Übertragung Progressiver Download Echtes Streaming Adaptives Streaming Verteilung Server-Streaming CDN-Streaming P2P-Streaming 7. 18

19 3. Echtes Streaming - Architektur Web-Browser 1. Stream-URI übertragen Web-Server 2. Stream-URI weitergeben Media Player 3. Repräsentationsbeschreibung und Mediendatei wird angefordert und übertragen Streaming- Server 2-Server-Architektur Web-Server verwaltet die Webseiten, Streaming-Server stellt Audio/Video zur Verfügung Nutzung anderer Protokolle als HTTP zwischen Media Player und Streaming-Server möglich 7. 19

20 RTSP Real-Time Streaming Protocol standardisiertes Protokoll für echtes Streaming unterstützte Operationen Play, Pause, Wiederaufnahme Zurücksetzen der Wiedergabe schneller Vor- und Rücklauf (springen) Record Zielsetzung Signalisierung und Kontrolle von multimedialen Datenströmen Unabhängigkeit vom Transport multimedialer Daten The Real-Time Streaming Protocol (RTSP) establishes and controls either a single or several time-synchronized streams of continuous media such as audio and video. It does not typically deliver the continuous streams itself, although interleaving of the continuous media stream with the control stream is possible [ ]. In other words, RTSP acts as a "network remote control" for multimedia servers. Quelle: RFC

21 RTSP - Aufbau textbasiert - an HTTP 1.1 angelehnt wichtige Unterschiede zu HTTP: zustandsbehafteter Server Daten Out of Band transportiert URIs PLAY RTSP TCP IP RTP UDP Video RTP UDP IP RTSP TCP "rtsp:" "//" host [ ":" port ] [ abs_path ] Bsp: rtsp:// media.example.com: 554/twister/ audiotrack Netzwerk Internet Netzwerk 7. 21

22 RTSP Requests klassisches Client-Server-Protokoll Client initiiert Sitzung und steuert die Übertragung Server wartet auf Anfragen und führt sie aus wichtigste Requests: OPTIONS Pflicht Einstellungen des Servers abfragen DESCRIBE empfohlen Beschreibung für RTSP-URI anfordern SETUP Pflicht Transportmechanismus festlegen SET_PARAMETER optional Parameter für Präsentation setzen PLAY Pflicht Übertragung starten (beliebige Position) PAUSE empfohlen Übertragung anhalten RECORD optional Stream aufzeichnen (an RTSP-URI übermitteln) TEARDOWN Pflicht Übertragung stoppen und Verbindung abbauen 7. 22

23 RTSP Responses Server antwortet auf Request wie bei HTTP mit Statuscode Bedeutung: 1xx: nur zur Information Request wurde empfangen, Prozess läuft 2xx: Erfolg die Aktion wurde erfolgreich ausgeführt 3xx: Umleitung Client muss neuen Request an gegebene URI schicken 4xx: Client-Fehler Fehler im Request 5xx: Server-Fehler Request gültig, kann aber gerade nicht erfolgreich ausgeführt werden Beispiele: 200 OK 301 Moved Permanently 404 Not Found 7. 23

24 Ablauf einer RTSP-Session (Bsp. Internetradio) Client Server Antwort: unterstützte RTSP- Methoden (optional) Antwort: Beschreibung des Streams (presentation description) im SDP-Format; alternativ Abruf der Beschreibung per HTTP Antwort: Bestätigung des spezifizierten Transport- Protokolls (z.b. RTP) und der Ports Antwort: Startparameter für die RTP-Session (streamid, seq) 5 RTP-Session 6 Antwort: OK 7. 24

25 1. OPTIONS OPTIONS: Anfrage an Server welche RTSP-Methoden unterstützt? CSeq Sequenznummer für Request-Response- Paar Zuordnung der Response zum richtigen Request Antwort: Auflistung der unterstützten Methoden OPTIONS rtsp:// :554 RTSP/1.0 CSeq: 1 User-Agent: RealMedia Player [ ] [ ] RTSP/ OK CSeq: 1 [ ] Server: Helix Server Version Public: OPTIONS, DESCRIBE, ANNOUNCE, PLAY, SETUP, GET_PARAMETER, SET_PARAMETER, TEARDOWN 7. 25

26 2. DESCRIBE Beschreibung anfordern Session: Sitzungsnummer (gilt für alle Folge-Requests) Accept: gefordertes Beschreibungsformat hier: Session Description Protocol (SDP) Kapitel SIP Auszug: m=audio 0 RTP/AVP 101 a=rtpmap:101 x-pn-realaudio/1000 a=range:npt= a=avgbitrate:integer;64082 Audiostream per RTP, Format Realaudio, 64 kbit/s, 202 s lang DESCRIBE rtsp:// :554/events/[ ]/ rm?rmsrc=type.fd%7Cstation.rm RTSP/1.0 CSeq: 2 Accept: application/sdp User-Agent: RealMedia Player HelixDNAClient/ (win32) Session: Bandwidth: [ ] RTSP/ OK CSeq: 2 [ ] Content-base: rtsp:// :554/events/[ ]/ rm?rmsrc=type.fd%7Cstation.rm[ ]/ ETag: Session: Content-type: application/sdp Content-length: 2840 [ ] - SDP 7. 26

27 3. SETUP Transport festlegen Client gibt mehrere Varianten an Server entscheidet RDT: Real Data Transport - ähnlich RTP hier über TCP auf der auch für RTSP genutzten Verbindung häufig eher separate Verbindung (RTP) SETUP rtsp:// :554/events/[ ]/ rm RTSP/1.0 CSeq: 3 [ ] Transport: x-pn-tng/tcp;mode=play, x-real-rdt/tcp;mode=play, RTP/AVP/ TCP;unicast;mode=play [ ] RTSP/ OK CSeq: 3 Session: [ ] Transport: x-pn-tng/tcp;interleaved=

28 4. PLAY mit Range wird Wiedergabebereich angefordert PLAY kann jederzeit wieder mit anderer Zeit gesendet werden vorspulen springen Unterbrechung mit PAUSE PLAY rtsp:// :554/events/[ ]/ rm RTSP/1.0 CSeq: 6 User-Agent: RealMedia Player HelixDNAClient/ (win32) Session: Range: npt= Bandwidth: RTSP/ OK CSeq: 6 Session:

29 5. Media Session Pakete mit 940 Byte Größe Sequenznummern und Zeitstempel, manchmal 2 Pakete in einem TCP- Paket 7. 29

30 6. TEARDOWN Stream-Übertragung wird abgebrochen alle Ressourcen werden freigegeben Neustart erfordert wieder SETUP und PLAY TEARDOWN rtsp:// :554/events/[ ]/ rm RTSP/1.0 CSeq: 8 User-Agent: RealMedia Player HelixDNAClient/ (win32) Session: RTSP/ OK CSeq: 8 Date: Sat, 24 Jan :26:57 GMT Session:

31 Beispiel RECORD: Audio Streaming mit Apple AirPlay Client Server RECORD rtsp://fe80::217:f2ff:fe0f:e0f6/ RTSP/1.0 CSeq: 5 Session: 1 Range: npt=0- RTP-Info: seq=20857;rtptime= User-Agent: itunes/10.6 (Macintosh; Intel Mac OS X ) AppleWebKit/ Client-Instance: 56B29BB6CB DACP-ID: 56B29BB6CB Active-Remote: Server Client RTSP/ OK Audio-Latency: 2205 Server: AirTunes/ CSeq: 5 Quelle

32 Beispiel SET_PARAMETER: CD-Cover übertragen Client Server SET_PARAMETER rtsp://fe80::217:f2ff:fe0f:e0f6/ RTSP/1.0 CSeq: 9 Session: 1 Content-Type: image/jpeg Content-Length: RTP-Info: rtptime= User-Agent: itunes/10.6 (Macintosh; Intel Mac OS X ) AppleWebKit/ Client-Instance: 56B29BB6CB DACP-ID: 56B29BB6CB Active-Remote: <JPEG DATA> Server Client RTSP/ OK Server: AirTunes/ CSeq: 9 Quelle

33 Klassifikation Art des Streamings On-Demand-Streaming Live-Streaming Datentransport TCP-Streaming UDP-Streaming Endgerät Rechner Smartphone, Tablet Internetradio Fernseher Smart TV Set-Top-Box Medien Audio Streaming Video Streaming Übertragung Progressiver Download Echtes Streaming Adaptives Streaming Verteilung Server-Streaming CDN-Streaming P2P-Streaming 7. 33

34 4. Adaptives Streaming Progressiver Download: kostengünstig, baut auf bestehende HTTP-Infrastruktur auf, NAT- und Firewall-freundlich, kein Live-Streaming Echtes Streaming: spezielle Streaming-Server benötigt, passt sich an schwankende Netzqualität an (RTP/RTCP), Probleme mit NATs und Firewalls Adaptives Streaming (auch Adaptive Bitrate Streaming - ABR) HTTP-basiert Zerteilung in Chunks (kleine Teile von wenigen Sekunden) HTTP Live Streaming von Apple für ios-streaming entwickelt IETF-Draft (draft-pantos-http-live-streaming) ähnliche Ansätze auch von Microsoft (Smooth Streaming) und Adobe (Dynamic Streaming for Flash) MPEG DASH - Dynamic Adaptive Streaming over HTTP Standard seit

35 Adpatives Streaming: Beispielszenario Videoübertragung Teil 1 Werbung Videoübertragung Teil kbit/s 400 kbit/s 500 kbit/s 750 kbit/s 1 MBit/s 0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 2:00 2:10 2:

36 HTTP Live Streaming - Architektur https://developer.apple.com/library/ios/# documentation/networkinginternet/conceptual/streamingmediaguide/introduction/introduction.html 7. 36

37 HTTP Live Streaming - Ablauf Client Web Server main.m3u8 hq.m3u8 lq.m3u8 2 x 10 s in hoher Qualität übertragen auf niedrigere Qualität wechseln 7. 37

38 Einbettung der Main Playlist in HTML <html> <head> <title>http Live Streaming Example</title> </head> <body> <video src="http://devimages.apple.com/iphone/samples/bipbop/bipbopall.m3u8" height="300" width="400"> </video> </body> </html> 7. 38

39 Beispiel Playlist-Files #EXTM3U #EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH= #EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH= #EXT-X-ENDLIST #EXTM3U #EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:0 #EXT-X-TARGETDURATION:10 #EXTINF:10, #EXTINF:10, #EXT-X-ENDLIST #EXTM3U #EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:0 #EXT-X-TARGETDURATION:10 #EXTINF:10, #EXTINF:10, #EXT-X-ENDLIST 7. 39

40 Live Streaming mit Chunks #EXTINF:10, #EXTINF:10, #EXTINF:10, #EXTINF:10, #EXTINF:10, #EXTINF:10, verfügbares Zeitfenster (z.b. 30 s) wird als Playlist propagiert mit neuem Inhalt wird Playlist aktualisiert wenn kein #EXT-X-ENDLIST vorhanden ist, fordert der Client die Playlist später erneut an und setzt Download fort #EXT-X-ENDLIST beendet die Übertragung 7. 40

41 MPEG DASH Quelle: Iraj Sodagar: The MPEG-DASH Standard for Multimedia Streaming Over the Internet. IEEE MultiMedia 18(4), 62-67,

42 MPD - Media Presentation Data Model Quelle: Iraj Sodagar: The MPEG-DASH Standard for Multimedia Streaming Over the Internet. IEEE MultiMedia 18(4), 62-67, Period: beliebig gewählte Abschnitte, z.b. Szenen Adaptation Set: bestimmter Track, z.b. Video oder deutsches Audio Representation: bestimmte Codierung des Inhalts Segment: kleinste Einheit, eigene URI, meist wenige Sekunden 7. 42

43 MPD - Beispiel (1) <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <MPD...> <BaseURL>http://cdn1.example.com/</BaseURL> <BaseURL>http://cdn2.example.com/</BaseURL> <Period> <!-- English Audio --> <AdaptationSet mimetype="audio/mp4" codecs="mp4a.0x40" lang="en" subsegmentalignment="true" subsegmentstartswithsap="1"> <Representation id="1" bandwidth="64000"> <BaseURL> mp4</BaseURL> </Representation> <Representation id="2" bandwidth="32000"> <BaseURL> mp4</BaseURL> </Representation> </AdaptationSet> <!-- French Audio --> <AdaptationSet mimetype="audio/mp4" codecs="mp4a.40.2" lang="fr" subsegmentalignment="true" subsegmentstartswithsap="1"> <Representation id="3" bandwidth="64000"> <BaseURL> mp4</BaseURL> </Representation> <Representation id="4" bandwidth="32000"> <BaseURL> mp4</BaseURL> </Representation> </AdaptationSet>

44 MPD - Beispiel (2)... <!-- Video --> <AdaptationSet mimetype="video/mp4" codecs="avc1.4d0228" subsegmentalignment="true" subsegmentstartswithsap="2"> <ContentProtection schemeiduri="urn:uuid:706d c d "/> <Representation id="6" bandwidth="256000" width="320" height="240"> <BaseURL> mp4</BaseURL> </Representation> <Representation id="7" bandwidth="512000" width="320" height="240"> <BaseURL> mp4</BaseURL> </Representation> <Representation id="8" bandwidth=" " width="640" height="480"> <BaseURL> mp4</BaseURL> </Representation> <Representation id="9" bandwidth=" " width="640" height="480"> <BaseURL> mp4</BaseURL> </Representation> <Representation id="a" bandwidth=" " width="1280" height="720"> <BaseURL> mp4</BaseURL> </Representation> <Representation id="b" bandwidth=" " width="1280" height="720"> <BaseURL> mp4</BaseURL> </Representation> </AdaptationSet> </Period> </MPD> 7. 44

45 Klassifikation Art des Streamings On-Demand-Streaming Live-Streaming Datentransport TCP-Streaming UDP-Streaming Endgerät Rechner Smartphone, Tablet Internetradio Fernseher Smart TV Set-Top-Box Medien Audio Streaming Video Streaming Übertragung Progressiver Download Echtes Streaming Adaptives Streaming Verteilung Server-Streaming CDN-Streaming P2P-Streaming 7. 45

46 5. Content Networks klassisches Server-Streaming = jeder Stream auf einem bestimmten Streaming-Server Performance-Probleme, wenn Zugriffe nicht gleichverteilt Popularitätsproblem große Mehrheit der Zugriffe konzentriert sich auf wenige Streams überwiegende Zahl von Streams fast nie zugegriffen Flash-Crowd-Problem plötzliche Nachfragespitzen in der Folge aktueller Ereignisse oder Trends Distanzproblem große geografische Distanz zwischen Clients und Servern (Antwortzeit) und große Anzahl Zwischenknoten Lösungsstrategien Replikation mehrere Kopien eines Objektes Adaption mehrere unterschiedlich codierte Repräsentationen eines Objektes Redundanz Ressourcen weit über Bedarf bereitstellen siehe Jakob Nielsen: Zipf Curves and Website Popularity,

47 P2P-Streaming Baum-basiert Peers bilden Baum Wurzel = Streaming-Server Server bedient Peers auf Level 1 direkt weitere Peers werden von anderen Peers bedient komplexe Algorithmen für Baum-Aufbau und Erhaltung weniger Tiefe = geringere Verzögerung weniger Breite = besserer Lastausgleich wenn ein Peer aussteigt, sind alle Sub- Peers betroffen Rekonfiguration Erweiterung: Multi-Tree Streaming (mehrere Sub-Streams in unterschiedlichen Topologien) Server Peer 0 Peer 1 Peer 2 Peer 3 Peer 4 Peer 5 Peer 6 Peer 7 Peer 8 Peer

48 P2P-Streaming Mesh-basiert Mesh: keine statische Streaming-Topologie Streaming-Verbindungen werden dynamisch aufgebaut gleichzeitiger Download von Chunks von mehreren Peers sehr robust gegen Ausfall von Peers aktive Peers registrieren sich bei Tracker gibt Liste von Peers zurück Peer-Listen werden auch zwischen Peers ausgetauscht Ausfall wird durch keep-alive- Nachrichten entdeckt register Tracker Liste von Peers (random) Peer 2 Server Peer 0 Peer 1 Peer 3 Peer 4 Peer

49 Content Distribution Networks (CDN) Content-Anbieter bezahlt CDN- Provider für Bereitstellung Alternativ: Content-Anbieter betreibt eigenes CDN (z.b. Google bei YouTube) CDN-Provider betreibt eigenes Netz mit hunderten CDN-Servern nahe bei Clients CDN repliziert Inhalt der Kunden auf CDN-Server geeignetes Request-Routing, so dass Client immer von nächstgelegenem CDN-Server bedient wird (bzw. Server mit freien Ressourcen) CDN-Server Brasilien Streaming- Server in USA (cnn.com) CDN-Verteiler CDN-Server Deutschland Overlay-Netz CDN-Provider (Akamai) CDN-Server China 7. 49

50 CDN - Funktionsweise GET earthquake.mpeg Originalserver Client Redirect: IP von cdn.akamai.com? IP-Adresse von CDN-Server Deutschland DNS-Server des CDN GET videos/earthquake.mpeg Streaming CDN-Server Deutschland 7. 50

51 Zusammenfassung: OTT Streaming Service Live-Quelle Medien-DB Codierer / Transcoder Streaming-Server RTSP RTP/RTCP UDP Tablet Smartphone TV Origin Server Monitoring Sensor Web-Server HTTP, Flash HLS, DASH TCP PC REST Monitoring Server REST Monitoring Sensor CDN 7. 51

52 Navigator 1. Einführung 2. XMPP 3. XMPP-Erweiterungen 4. Codierung und Transport 5. Internettelefonie 6. Videokonferenzen 7. Streaming 8. SIP 9. SIP-Erweiterungen 10. Data Sharing 11. Shared Editing 12. Pervasive Social Computing 7. 52

53 Literatur James F. Kurose, Keith W. Ross, Computernetzwerke Der Top-Down-Ansatz, Pearson Studium, (Kapitel 7 Multimedia-Netzwerke) Nikolai Longolius, Web-TV: AV-Streaming im Internet, O Reilly, LongTail, Video Delivery: HTTP Pseudo-Streaming, Apple, HTTP Live Streaming Overview, https://developer.apple.com/library/ios/#documentation/ networkinginternet/conceptual/streamingmediaguide/introduction/introduction.html Sodagar, I., "The MPEG-DASH Standard for Multimedia Streaming Over the Internet," MultiMedia, IEEE, vol.18, no.4, pp.62,67, April 2011 H. Schulzrinne, A. Rao, R. Lanphier, Real Time Streaming Protocol (RTSP), RFC 2326, RTSP-Seite von Henning Schulzrinne, Yong Liu, Yang Guo, Chao Liang, A survey on peer-to-peer video streaming systems. The Journal of P2P Networking and Applications, Springer, Volume 1, Number 1 / March,

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