Universita' degli studi di Roma la Sapienza - Facolta' di Ingegneria
Tesi di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Anno Accademico 2001 - 2002

Santino Tomo

Valutazione di Prestazioni di una Architettura Open-Source per Streaming di Contenuti Multimediali via Internet

Risultati

Indice

Prefazione

Introduzione

Capitolo I Piano di lavoro

I.1 - Streaming: definizione e problematiche connesse

I.2 - Valutazione delle applicazioni di interesse

I.3 - Ambito della ricerca: analisi della situazione di partenza

I.3.1 - Generalità

I.3.2 - Videoconferenza

I.3.3 - Multimedialità

I.3.4 - Limiti delle applicazioni

I.4 - Ambito della ricerca: uso del RTSP

I.4.1 - Generalità

I.4.2 - Videoconferenza

I.4.3 - Multimedialità

I.4.4 - Scelta dell'ambito di applicazione del RTSP

Capitolo II Il protocollo RTSP

II.1 - Introduzione

II.2 - Operazioni supportate dal protocollo

II.3 - Proprietà del protocollo

II.4 - Parametri del protocollo

II.4.1 - RTSP URL

II.4.2 - Identificatori di sessione

II.4.3 - Timestamps SMPTE

II.4.4 - Normal Play Time (NPT)

II.5 - Messaggi RTSP

II.6 - Metodi

II.7 - Definizione dei codici di stato

II.8 - Definizione dei campi del header

II.9 - Implementazioni minime

II.9.1 - Client

II.9.2 - Server

Capitolo III Codifica audio/video

III.1 - Introduzione

III.1.1 - Interoperabilità

III.1.2 - Standard di codifica

III.1.3 - Formati - Codecs

III.1.4 - Ambito di lavoro: MPEG

III.2 - Principi di audio compressione

III.2.1 - Generalità

III.2.2 - Codifica

III.2.2.1 - ADPCM

III.2.2.2 - Codifica percettiva

III.2.2.3 - Codifica di frequenza

III.3 - Principi di video compressione

III.3.1 - Generalità

III.3.2 - Ridondanza

III.3.3 - Compressione di immagini statiche

III.3.3.1 - Codifiche utilizzate

III.3.3.2 - Differenze tra metodi di codifica

III.3.3.3 - Quantizzazione e compressione entropica

III.3.4 - Compressione di immagini in movimento

III.3.4.1 - Tecniche utilizzate

III.3.4.2 - Frames I/P/B

III.3.4.3 - Trasmissione dei frames

III.3.4.4 - Stima e compensazione del movimento

III.3.4.4.1 - Macroblocchi e vettori del movimento

III.3.4.4.2 - Compressione inter - intra

III.3.4.4.3 - Schema di predizione dei frames

III.4 - Formati

III.4.1 - Audio

III.4.1.1 - Microsoft Wave (wav)

III.4.1.2 - MPEG-1 Audio Layer 3 (mp3)

III.4.1.3 - Real Media Audio (rm, ra)

III.4.1.4 - Microsoft NetShow (asf)

III.4.2 - Video

III.4.2.1 - MS Video File AVI

III.4.2.2 - Apple Quick Time File MOV

III.4.2.3 - File MPEG

III.4.2.4 - RealMedia Audio/Video

III.4.2.5 - Microsoft NetShow (ASF)

III.5 - Codecs

III.5.1 - Audio

III.5.1.1 - MPEG-1 Audio

III.5.1.2 - MPEG-2 Audio

III.5.1.3 - MPEG-4 Audio

III.5.2 - Video

III.5.2.1 - MPEG-1 Video

III.5.2.1.1 - Codifica

III.5.2.1.2 - Quantizzazione

III.5.2.1.3 - Frames

III.5.2.1.4 - Pacchettizzazione

III.5.2.2 - MPEG-2 Video

III.5.2.2.1 - Funzionalità

III.5.2.2.2 - Pacchettizzazione

III.5.2.3 - MPEG-4 Video

III.5.2.3.1 - Oggetti audio-visuali

III.5.2.3.2 - VOP

III.5.2.3.3 - BIFS

III.5.2.3.4 - Elementary e Transport streams

III.5.2.3.5 - Pacchettizzazione

III.5.2.4 - DivX

III.5.2.5 - XviD

Capitolo IV Architettura di streaming

IV.1 - Introduzione

IV.2 - Panoramica sulle applicazioni interattive di streaming

IV.2.1 - Clients

IV.2.2 - Servers

IV.3 - Players-Clients

IV.4.1.1 - Caratteristiche generali

IV.4.1.2 - Protocolli supportati

IV.4.1.3 - Gestione amministrativa

IV.4.1.4 - Limitazioni

IV.4.2 - Darwin

IV.4.2.1 - Caratteristiche generali

IV.4.2.2 - Hinted files

IV.4.2.3 - Gestione delle risorse e amministrazione

IV.4.2.4 - Darwin Reflector

IV.5 - Tests incrociati di streaming

IV.5.1 - Risorse utilizzate

IV.5.2 - Darwin e hinted files

IV.5.3 - Compatibilità Servers-Clients

IV.5.3.1 - Comunicazione tra Darwin e RealPlayer

IV.5.3.2 - Gestione delle porte e flussi di streaming

IV.5.3.3 - Autenticazione per Helix e RealPlayer

IV.5.3.4 - Gestione del metodo PAUSE

IV.5.3.5 - Analisi con tracce audio - video

IV.6 - TV-on-Demand

IV.6.1 - Mp4live

IV.6.1.1 - Caratteristiche generali

IV.6.1.2 - File di configurazione

IV.6.1.3 - Funzionalità di codificatore e trasmettitore

IV.6.1.4 - Comunicazione con Darwin Reflector

IV.6.2 - Interfaccia web

IV.6.2.1 - Uso delle opzioni di mp4live

IV.6.2.2 - Uso di CGI e FORM HTML

IV.6.2.3 - Scelta di indirizzamento unicast

IV.6.3 - Script

IV.6.3.1 - Comando reset

IV.6.3.2 - Condivisione risorse con ohphone

IV.6.3.3 - Modalità di funzionamento

IV.6.3.4 - Uccisione di un vecchio processo

IV.6.3.5 - Gestione dei permessi

IV.6.4 - Valutazione delle prestazioni

Capitolo V Valutazione delle prestazioni e statistiche

V.1 - Introduzione

V.2 - Codificatori utilizzati per la ricerca

V.2.1 - Mencoder

V.2.2 - Ffmpeg

V.2.3 - Mp4live

V.3 - Generalità sui pacchetti audio e video

V.3.1 - Audio

V.3.2 - Video

V.3.2.1 - Parametri principali

V.3.2.2 - Frames

V.3.2.3 - Relazione tra VOP e frame

V.3.2.4 - Pacchetti e variazione della qualità funzione del BR e FR

V.4 - Strumenti utilizzati per le statistiche

V.4.1 - Sniffer

V.4.2 - Uso di Tcpdump

V.4.3 - Studio dei tempi di interarrivo

V.4.4 - Studio delle dimensioni dei pacchetti

V.4.5 - Uso di Octave

V.4.5.1 - Studio del mark bit

V.4.5.2 - Studio della autocorrelazione della dimensione dei frames

V.4.5.3 - Studio del throughput

V.5 - Statistiche audio AAC/MP3

V.5.1 - AAC vs MP3

V.5.2 - Tempi di interarrivo

V.5.3 - Helix vs Darwin

V.6 - Statistiche video MPEG-4

V.6.1 - MPEG-4: DivX vs XviD

V.6.1.1 - Modalità operativa della ricerca

V.6.1.2 - Limitazioni della codifica

V.6.1.3 - Catalogazione dei risultati

V.6.1.4 - Valutazione dei risultati

V.6.1.4.1 - Byte/Frame medio

V.6.1.4.2 - Pacchetti/Frame medio

V.6.1.4.3 - Autocorrelazione e GOP

V.6.2 - Codifica FFMPEG-DivX

V.6.2.1 - Files di statistiche

V.6.2.2 - Distribuzione del GOP al variare del Frame Rate

V.6.2.3 - Distribuzione del GOP al variare del BR

V.6.2.4 - Distribuzione del GOP al variare della DQ

V.6.3 - Helix vs Darwin

V.6.3.1 - Dimensione dei pacchetti

V.6.3.2 - Distribuzione dei tempi di interarrivo

V.6.3.2.1 - Caso A: richieste da un solo client

V.6.3.2.2 - Caso B: richieste da più clients contemporaneamente

V.6.3.3 - Valutazione del throughput

V.6.3.3.1 - Caso A: richieste da un solo client

V.6.3.3.2 - Caso B: richieste da più clients contemporaneamente

V.6.3.4 - Caratteristiche di trasmissione in regime di banda limitata

V.7 - Conclusioni

Appendice A Streaming

A.1 - Mplayer

A.2 - Gmp4player

A.3 - File di configurazione per mp4live (livetv)

Appendice B Codice

B.1 - Script CGI tv.cgi

B.2 - Script shell tvlive.sh

B.3 - Programma udpstatmio

B.4 - Algoritmo udpstatprova.m

B.5 - Programma udpstatgop

B.6 - Algoritmo udpstatgop.m

Appendice C Grafici

Appendice D Bibliografia

D.1 - Riferimenti bibliografici

D.2 - Links