IPTV. Alexander Alexandrov Alexander Alexandrov

Transkript

1 IPTV Alexander Alexandrov 1

2 Übersicht Einführung Multicast IPTV Architektur Protokolle Peer 2 Peer IPTV Architektur Protokolle Zusammenfassung 2

3 Einführung Definition: IPTV (Internet Protocol Television) describes a system where a digital television service is delivered using the Internet Protocol over a network infrastructure, which may include delivery by a broadband connection Digital Television (DTV) / IPTV / Internet TV Keine Spezifikation (in Vorbereitung) Keine QoS Garantie Undefiniert, was für Dienste IPTV anbieten soll Beispiel: Video Kodierung (WMV, MPEG-2, MPEG-4) Gemeinsamkeiten 3

4 Überblick: IPTV Architekturtypen (1/2) Native IP Multicast IPTV Multicast direkt in der Vermittlungsschicht geeignet für kommerziellen Einsatz Die existierende Netzwerkinfrastruktur kann mit relativ wenig Aufwand den Bedürfnissen des IPTV Systems angepasst werden Die Architektur bietet die Möglichkeit die Ressourcen zentral zu verwalten (zusätzliche Benutzerkontrolle in der Anwendungsschicht) Unicast IPTV Mindestbandbreite zwischen Sender und Empfänger nötig meistens zusammen mit Multicast IPTV eingesetzt Beispiel: Video on Demand 4

5 Überblick: IPTV Architekturtypen (2/2) Peer to Peer IPTV Wachsende Popularität Kombiniert Peer to Peer best practices mit speziellen Verfahren, die die Bedürfnisse von Video Streaming berücksichtigen Beispielprogramme PPLive SopCast CoolStreaming Geschlossener Code Wenig Informationen über die Arbeitsweise der Programme und der darunter liegenden Protokollen Ausnahme: Hei et. al. (06): A Measurement Study of a Large-Scale P2P IPTV System 5

6 Übersicht Einführung Multicast IPTV Architektur Protokolle Peer 2 Peer IPTV Architektur Protokolle Zusammenfassung 6

7 Architektur 7

8 Video Head End (1/2) Back-End für Video Input Falls nötig, wird das Video zusätzlich codiert Gängige Formate sind MPEG-2, WMV, H.264 Das digitalisierte Video wird anschließend zerstückelt und in IP Pakete an den Local Offices weitergeleitet 8

9 Video Head End (2/2) Video Head End und Local Offices werden mit dem so genannten Core IP Network verbunden Homogenes Netzwerk, meistens besitzt von dem Service Provider Sehr schell, kann mehrere Video Ströme mit Multicast gleichzeitig übertragen 9

10 Local Office (1/4) Bandbreite(Core IP Network) >> Bandbreite(last mile) Core IP Network bis zu 4.5 Gbps ADSL2+ ~ 25Mbps, VDSL ~ 50Mbps Multicast von allen Programmen ist in der last-mile Leitung nicht möglich Programme werden ausgefiltert 10

11 Local Office (2/4) Zusätzlicher Video Inhalt wird hinzugefügt Werbung Zusätzliche Informationen und relevante Dienste 11

12 Local Office (3/4) Bearbeitung von Benutzer-Anfragen Benutzer-Authentifizieren Video on Demand Zahlung Programmwechsel 12

13 Local Office (4/4) Das Server-Client Modell ermöglicht die Erstellung von genauerer Benutzerstatistik Die Daten werden normalerweise nach Ende der Vorbereitung an dem DSLAM weitergeleitet 13

14 Endbenutzer Set-Top Box (STB) Middleware client Dekodiert Videoinhalte Definiert Schnittstellen für die Benutzerinteraktion Leitet Benutzeranfragen an dem Middleware Server Thin-client 14

15 Übersicht Einführung Multicast IPTV Architektur Protokolle IGMPv2 DVMRP PIM-SM Peer 2 Peer IPTV Architektur Protokolle Zusammenfassung 15

16 IGMPv2 (1/2) Multicast Gruppen werden in der Vermittlungsschicht mit einer Klasse D Adresse versehen 224.X.X.X bis 239.X.X.X Internet Group Management Protocol, version 2 Läuft zwischen dem Host und dem zugehörigen Router Assoziiert Hosts mit Multicast Gruppen 16

17 IGMPv2 (2/2) Drei Nachrichtentypen membership query Anfrage an Multicast-Gruppen, in denen angeschlossene Hosts Mitglieder sind allgemein spezifisch membership report Der sich meldende Host möchte einer bestimmten Multicast-Gruppe beitreten oder wird in eine Multicast-Gruppe aufgenommen leave group Der meldende Host möchte die betreffende Multicast-Gruppe verlassen optional soft state protocol 17

18 DVMRP Distance Vector Multicast Routing Protocol Benutzt Source-Based Trees Arbeitet zusammen mit dem RIP Unicast Protokoll Implementiert den Reverse Path Forwarding Algorithmus Optimierung mit Pruning 18

19 PIM-SM (1/2) Protocol Independent Multicast Sparse Mode Gut geeignet für spärlich besetzten Gruppen Bildet Group-Shared Trees Rendezvous Points (RP) Im Anschluss ist der Aufbau eines separaten Source-Based Tree möglich 19

20 PIM-SM (2/2) Arbeitsweise Registrierung des Empfängers beim RP Registrierung des Senders beim RP Aufbau eines Source-Based Tree 20

21 Übersicht Einführung Multicast IPTV Architektur Protokolle IGMPv2 DVMRP PIM-SM Peer 2 Peer IPTV Architektur Protokolle Zusammenfassung 21

22 Architektur Chunk-driven P2P Peer clients Channel list server Peer list root server 22

23 Protokolle (1/2) Registration and Peer Discovery Protocol Programmliste vom Channel List Server holen Programm wählen Liste mit Peers, die das Programm im Moment sehen anfordern Weitere Listen von den schon bekannten Peers anfordern 23

24 Protokolle (2/2) P2P Chunk Distribution Protocol Peers tauschen Buffer- Maps aus Buffer-Map Offset Bit-string map Nach dem Austausch von Buffer-Maps werden die Blöcke übertragen 24

25 Fazit IPTV Systeme werden mit wachsender Popularität eingesetzt Das IPTV bietet Möglichkeiten für bessere Interaktion P2P IPTV Alternative für Internet TV 25

26 Schluss Fragen? 26