Indeo Video Raw

При захвате видео в этом режиме, компрессии видео не происходит. Вместо компрессии видео в реальном времени этот формат записывает данные непосредственно в память системы или на жесткий диск при 9 битах на пиксель или в формате Indeo Color Space (YUY-9). Использование Indeo Video Raw создает видео лучшего качества, но имеет недостаток- увеличенную скорость передачи данных - это означает, что он должен пропускать через систему большое количество информации. Если вы попытаетесь сделать захват с разрешающей способностью 320*240 при 15 кадрах в секунду, для этого потребуется скорость передачи данных около 1.2 Мб в секунду (даже не добавляя аудио). Этот метод имеет очень большую скорость передачи данных, которую жесткий диск не в состоянии обработать без потери видеокадров.

Для сжатия большого количества данных, вы хотите захватывать их в память системы, но ввиду того, что емкость ее ограничена, вы сможете снять только такой файл, который память системы в состоянии обработать. Ниже приведены ограничения в системе:

ОЗУ на 32 Мб может захватить видеоинформацию длительностью 32 секунд.

ОЗУ на 48 Мб может захватить видеоинформацию длительностью 36 секунд.

ОЗУ на 64 Мб может захватить видеоинформацию длительностью 50 секунд.

Если добавляется к картинке аудио и выполняется захват при самой низкой возможной скорости выборки (11 Кгц, моно, 8 бит), уменьшается количество видео, которое можно захватить.

Для использования этого формата, минимальная конфигурация системы для захвата видео будет следующая:

1. Процессор Pentium, с частотой 66 Мгц и выше

2. ОЗУ на 32 Мб

3. Жесткий диск большой емкости (510 Мб или выше)

Формат Intel YVU9C

Данный формат является комбинацией компрессии в реальном времени и методов грубого захвата, которые были рассмотрены выше. Формат YVU9C - относительно новый формат старого компрессора Indeo Video, работающего в режиме реального времени, в котором поступающее видео преобразуется в Indeo Raw с помощью метода виртуального ничего не теряющей компрессии. Невооруженным глазом нельзя отличить компрессию YVU9C от настоящего клипа Indeo Raw,так как в нем используется уловка компрессии, позаимствования у автономного компрессора.

В зависимости от видеоклипа метод YVU9C становится важным, поскольку скорость компрессии в реальном времени находится где-то между 2:1 и 3:1. Скорость данных по умолчанию в потоке данных, которая рассматривалась выше (320*240 при 15 кадрах/сек), теперь падает от 1,2 Мб в секунду до примерно 600 Кб в секунду или ниже - до умеренной скорости данных, с которой может работать большинство жестких дисков в реальном времени безо всякой потери кадров. Этот метод становится более эффективным из-за того, что он уменьшает требования к памяти системы для захвата ПК, а также разрешает захватывать файлы видео гораздо большей длины, которая ограничена только емкостью жесткого диска.

Использование видео

Для того, чтобы начать мультимедиа проект, необходимо определить фасад того, как будет использоваться видео в своем приложении. При планировании мультимедиа-проекта выполните следующие критические шаги:

1. Определите видеоноситель (CD-ROM, гибкий диск или сеть). После того, как его определили, именно он определяет, как вы захватываете видео.

2. Определите свою аппаратуру доставки.

3. Определите, какой метод компрессии вы хотите использовать.

4. Определите, какого размера должно быть окно видео для отображения вашего приложения. Так как вы можете захватывать видео при различных разрешающих способностях, важно чтобы вы захватывали видео при той разрешающей способности, которую вы намерены использовать в своей программе.

Если вы используете видео в мультимедиа-программе и хотите изменить размер окна, в котором должно появиться видео, помните о необходимости отмасштабировать видео, а не растягивать его. Растягивание видео вызывает искажение изображения и ухудшает качество воспроизведения.

Идеальной разрешающей способностью для большинства программ мультимедиа является 320*240. Такая разрешающая способность отображает хорошо окно для просмотра детализированного видео. Если вы захватываете видео при разрешающей способности 640*480, оно займет целый экран и вы не увидите никакого фона или графики интерфейса. Можно использовать окно 160*120, но не для высококачественного видео с деталями. Такая разрешающая способность хорошо работает в качестве навигатора видео или сценария говорящей головы.

5. Определите частоту кадров (частоту кадров, которая обеспечит вам качество, необходимое для вашего приложения). Наиболее общепринято использовать частоту кадров 15 кадров/с ввиду того, что она обеспечивает относительно плавное воспроизведение без особых забот о занимаемом месте. Хотя частота кадров 30 кадров/с является наилучшей частотой и предлагает вам видео с качеством NTSC, она требует больше перегрузок.

6. Вы выполняете захват аудио вместе с видео. Если да, то помните, что захват аудио нужно выполнять на самой низкой возможной скорости выборок, поскольку аудио не сжат и занимает на диске много места.

Сети мультимедиа

Поначалу сети были предназначены для ускорения процесса коммуникаций. В основном, эти коммуникации имели форму электронной почты, баз данных для совместного использования, электронных таблиц и документов для систем обработки текстов.

Сети выполняли также роль хранилища пользовательской информации. Поскольку информация подобного рода не требовала большой полосы пропускания, у типовой сети не было проблем с обработкой этих функций. Но с появлением мультимедиа и использованием сетей для обработки мультимедиа-данных, эта же сеть должна обрабатывать совершенно другой тип данных.

Понимание мультимедиа-данных

До недавнего времени мультимедиа размещалась в отдельных системах. Передача цифровой информации по существующим сетям- эта не та задача, которой хотят заниматься многие корпорации. Большинство корпораций по-прежнему хотят передавать мультимедиа - данные старомодным способом, который получил название “змееподобная сеть”.

Но времена меняются, и у нас появилась возможность передачи цифровых данных по существующим сетям. Эти же данные можно прогонять более эффективно по сетям с улучшенной полосой пропускания, например ATM или ISDN. По мере того, как это изменение будет происходить в корпоративной Америке, мультимедиа-приложения из отдельных приложений будут превращаться в мультимедиа-приложения для рабочих групп, и прием цифровых данных по нашим сетям станет реальностью.

Требования

Вы встречаетесь со многими требованиями при работе с цифровыми данными. Некоторые элементы мультимедиа (в особенности, видео) могут оказаться громоздкими. Поместите такую технологию в сеть и начнут появляться проблемы.

К мультимедиа-данным в сети определяются следующие требования:

1. Физический размер мультимедиа-данных

2. Требование к непрерывному потоку данных в сети

3. Высокие скорости передачи данных

4. Требования зависимости от времени

5. Типы данных реального времени

Размер файла мультимедиа может быть очень большим. Даже в том случае, если они сжимаются при помощи совершенных машин для компрессии, эти файлы по-прежнему больше чем те, которые могут обрабатывать большинство сетей. Элементы мультимедиа состоят из данных в потоке; это означает, что данные должны быть представлены в виде непрерывного потока; если этого не удается сделать, аудио- и видеоинформация разрушается. При этом файл мультимедиа выглядит или звучит отрывисто, что может оказаться неприемлемым, особенно, для обучения.

Для данных мультимедиа необходима высокая скорость передачи, чтобы они отображались без больших потерь данных. Но одним из самых больших требований является помещение этих данных в сеть за какое-то определенное физическое время. Данные мультимедиа работают в реальном времени и должны быть представлены в соответствующем виде; когда данные мультимедиа работают в сети, не должно быть никакой задержки. Задержка в предоставлении аудио- или видеопотоков может привести к тому, что эти потоки выйдут из синхронизации и создадут тот же эффект, который мы видим в старых фильмах Годзиллы.

Аспекты

Перед помещением мультимедиа-данных в сеть следует учесть множество аспектов, перечисленных ниже:

1. Перегрузка

2. Одновременный доступ

3. Увеличенная полоса пропускания

4. Ограничения, накладываемые сетью

Этот тип данных в потоке ожидает, что сеть будет работать так, как она не умеет делать это. Большинство из наших сетей были предназначены для обработки транзакционных или пакетных данных, а не данных в потоке, поэтому, когда мы помещаем данные такого типа в сеть, в ней может возникнуть перегрузка по видео или по данным. Эта перегрузка может оказаться непосредственным результатом ограничений в компонентах существующих сетей. Одновременный доступ к данным мультимедиа является критическим требованием; однако, в большинстве существующих сетей вообще нет такой возможности. В существующих сетях данные прогоняются в виде одиночного потока, который можно нарушить и снова собрать воедино, когда он достигнет места назначения. Обычно ни у каких данных нет приоритета над другими- демократический подход к работе в сети. Когда доступ к сети осуществляется многими пользователями, все может начать замедляться. При таком положении система плохо работает с мультимедиа-данными, для которых должен непрерывно и надежно обеспечиваться одновременный доступ к видео- и аудиопотокам.

Другими словами, видео имеет какое-то отношение к Federal Express (поскольку данные должны появиться там с абсолютной уверенностью вовремя). Если пользователь запрашивает видеоклип, потоки аудио и видео должны быть предоставлены ему точно в одно и то же время; такой тип транзакции может поставить на колени типовую сеть. Сеть должна обрабатывать не только данные мультимедиа, но и другие данные (например, электронную почту).

Для данных мультимедиа, и это можно сказать с полной определенностью, требуется более широкая полоса пропускания, нежели для других данных. Итак, какие полосы пропускания должны иметь типовая сеть и система редактирования видео для мультимедиа?

Давайте посмотрим.

Типовая LAN с 20 присоединенными пользователями, в которой используется Ethernet, имеет полосу пропускания на каждого пользователя меньше 0,5 Мбит/с,что вполне достаточно для передач в типовой сети (электронная почта, электронные таблицы и так далее). Но предположим, что ваша система редактирования видео поддерживает 20 пользователей и каждый из них имеет доступ к видео, которое сжато с помощью компрессии MPEG? Необходима следующая полоса пропускания: MPEG требует 1,5 Мбит/с для каждого потока видео и поэтому каждый пользователь на своей рабочей станции должен непрерывно обрабатывать 1,5 Мбит/с. С другой стороны, серверу необходимо обрабатывать 20 одновременных потоков, каждый по 1,5 Мбит/с, т.е. всего 30Мбит/с. Это означает, что сервер должен надежно обрабатывать эти потоки, поскольку если каждый пользователь с интервалом в несколько секунд запросит один и тот же видеоклип, сервер может произвести внутреннюю обработку при 30 Мбит/с. Ввиду того, что пользователь получает видеопоток при 1,5 Мбит/с, полоса пропускания сети должна быть достаточно большой для того, чтобы обрабатывать другие приложения сети, такие как доступ к почте и базам данных. Одноранговая сеть Enternet не сможет выполнить этого требования.

Сети мультимедиа требуют, чтобы вы хранили существующие видеоданные на сервере. Эти видеоданные уже были захвачены и сжаты при помощи одной из схем компрессии, которые рассматривались. Это сохраненное видео затем предоставляется пользователям видео в сети. Схема компрессии, которую вы выбрали, определяет дополнительное программное или аппаратное обеспечение, необходимое со стороны клиента.

Различие между данными и видео

В сети видео и данные работают по-разному, и эти различия могут оказать помощь в понимании того, как в сети обрабатываются видео и другие мультимедиа-данные.

Данные

При работе в условиях сети данные остаются очень стабильными. Стандартным типом данных являются "пакетные" данные; это означает, что такие данные можно отбросить из сети любым способом; они имеют изменяемую скорость данных, поэтому доставка или синхронизация информации не имеет большого значения. Метод доступа к данным совершенно случайный. Это означает, что вы можете поместить данные в сеть, после чего их можно разделить и поставлять по запросу. Данные не должны появляться в каком-то конкретном порядке; Когда они все собраны, их предоставляют.

Данные не занимают много места, когда вы храните их в сети. Типовой файл обработки слов может иметь размер примерно 100 Кб, а файл базы данных доходить до размера примерно 10 Мб, что достаточно мало по сравнению сданными мультимедиа.

Видео

С другой стороны, видео не настоль стабильно, как данные. Видеоданные, как и любые другие данные мультимедиа, ориентированы на поток и эти потоки должны быть непрерывными. Для видеоданных также необходима прогнозируемая характеристика доступа. В отличие от данных, для которых используется случайная характеристика доступа, у видеоданных все должно быть в порядке. Для них необходимы стабильные скорости данных, которые не изменяются, а синхронизация доставки абсолютно критична для получения данных там, куда они направляются. Как вы видите, работа с видео совершенно отличается от работы с данными. И именно здесь вступают в игру требования, которые видео предъявляет к сети.

Поток 10-минутного клипа Indeo при 1.2 Мбит/с равен приблизительно 90 Мб данных. Как видите, этот файл гораздо больше типового файла данных. Если вы попытаетесь поместить в сеть 10-часовый клип Indeo при 1.2 Мбит/с, размер файла может стать больше, чем 5 Гб.

Узкие места

Как показано на рисунке 19 в традиционном окружении сети при обработке данных существует несколько узких мест. Хотя проблемы с некоторыми узкими местами можно решить путем совершенствования соответствующего компонента, но ряд узких мест ликвидируется за счет добавления дополнительных возможностей. В существующем окружении сети есть, по крайней мере, четыре узких места:

1. Привод жесткого диска

2. Сервер

3. Сеть

4. Рабочие станции

Рис.19. Узкие места в сети.

Узкие места привода жесткого диска

Видеоданные попадают в первое узкое место сразу после того, как все начинается. Привод жесткого диска является главным узким место в традиционном окружении сети. Обычно транзакционные данные (базы данных, электронная почта или электронные таблицы) могут храниться на единственном приводе со случайным доступом для нескольких пользователей. Для передачи подобных данных большой полосы пропускания не требуется. Транзакционные данные хранятся на приводе в неупорядоченном виде: данные вообще не имеют последовательного характера. Поскольку данные хранятся в таком случайном виде, при чтении каждого файла головки привода двигаются очень медленно. Данные на приводе жесткого диска считываются скорее по месту нахождения, а не последовательно.

Видеоданные совершенно отличаются от транзакционных данных, поэтому привод жесткого диска может их замедлить. Для увеличения производительности необходимо усовершенствовать привод жесткого диска вашего сервера. Многие из нас уже используют быстрые приводы SCSI в своих серверах, что обеспечивает для данных производительность в 3 Мб/с. Однако, мы можем получать только всего 400 Кб/с полезной производительности из-за неэффективности операционной системы и низкой работоспособности диска при вводе/выводе. Даже при такой малой эффективности скорость данных в 3 Мб/с может разрешить работу 10 видеоканалов. Это означает, что одновременный доступ к видео в сети может получить только 10 пользователей. Количество видеоканалов имеет важное значение, если данные перемещаются с привода жесткого диска на шину SCSI. В таблице 12 приведены скорости пакетов для различных устройств.

Таблица 12

Скорости пакетов

Устройство	Скорости пакетов
SCSI-1	5 Мбит/с
Fast SCSI-2	10 Мбит/с
Fast-Wide SCSI-S	16-20 Мбит/с
SCSI-3	32-40 Мбит/с
Ultra SCSI	До 100 Мбит/с

Привод жесткого диска сервера является узким местом ввиду того, что он хранит данные в последовательном виде. Совершенствование до конфигурации массива приводов значительно улучшает производительность сети в том, что касается узких мест. Массив приводов — это устройство с несколькими приводами, которое позволяет распределять видеоданные на нескольких приводах вместо того, чтобы использовать их последовательно на одном приводе. Подобная система с несколькими приводами может работать как единый блок. Массивы приводов обычно используют быстрые приводы SCSI или даже 16-битовый Fast-Wide SCSI-2. Эти приводы способны работать при скоростях 10 Мб/С и 20 Мб/с соответственно.

При помощи конфигурации массива приводов SCSI-2 можно получить удвоенную производительность по сравнению с традиционной или одноприводной конфигурацией. С помощью массива приводов Fast-Wide SCSI-2 производительность системы можно учетверить. Увеличение производительности происходит более-менее линейно в зависимости от конфигурации массива приводов, но до определенной точки. Практический предел - это конфигурация массива из пяти приводов, которая может доставлять около 16 Мбит/с на один массив приводов.

Starlight Networks предлагает технологию с торговой маркой, которая называется Streaming RAID, и обрабатывает распределены по приводам данные. При этом гарантируется распределенная нагрузка в любое время, а когда вы считываете данные, они поступают со всех дисков. Добавляя еще приводы, можно значительно увеличить емкость хранения и передачи. Streaming RAID предлагает максимальное количество пользователей в сети с одновременным доступом.

Многие серверы, имеющиеся на современном рынке, предлагают технологию RAID определенного типа. Уникальной характеристикой Streaming RAID является то, что она была предназначена специально для работы в сетях мультимедиа и передачи мультимедиа-данных. Streaming RAID разрешает резервировать ресурсы диска и позволяет умело считывать видеоданные так, чтобы ликвидировать фрагментацию диска.

Узкие места сервера

Перед тем, как данные попадают в сеть, они обнаруживают несколько узких мест в сервере, которые нужно преодолеть. После того, как данные проходят путь по шине SCSI от привода жесткого диска к серверу, они обнаруживают системную шину. Видеопоток фактически пересекает системную шину несколько раз в процессе обработки его программным обеспечением сервера. Для обработки видеоданных вместе с транзакционны-ми данными системная шина должна пропускать примерно 500 Кб/с данных на один канал. При такой полосе пропускания на канал и количестве раз, когда видеоданные пересекают шину, серверу потребуется производительность около 10 Мб/с.

Сервер ISA не является очень хорошим видеосервером, поскольку его системная шина теоретически может работать с производительностью 5 Мб/с, а в действительности - еще меньше. При этом потоки видеоданных также пересекают системную шину несколько раз в процессе их обработки операционной системой сервера. Сервер ISA неспособен воспользоваться преимуществом карт 32-разрядных SCSI ввиду того, что имеет путь для 16-разрядных данных.

Система, путь для данных в которой составляет 32 бита, улучшает эти узкие места для видео. Системы, которые основаны на EISA, MCA или NuBus (шина Macintosh) создают хорошее окружение для видеосервера. Эти системные шины имеют возможности и производительность, достаточные для сетевой обработки видеоданных. Теоретическая производительность этих системных шин составляет 32-40 Мб/с (на самом деле меньше) и поддерживает захват шины.

Захват шины также улучшает производительность, так как видеопоток обрабатывается только один раз. Захваты шины позволяют видеопотоку обходить системную память и CPU и попадать непосредственно в сетевой адаптер. Захват шины может уменьшить необходимую полосу наполовину или на две трети, улучшая это узкое место в сервере.

Другим узким местом внутри сервера является сам CPU. При обработке протоколов транзакционньк данных, CPU испытывает значительную перегрузку. Запросы обслуживаются одинаково при помощи алгоритмов планировки. Серверы, ориентированные на транзакционные данные, используют очень мало управления для резервирования ресурсов. Однако, управление резервированием ресурсов является требованием для мультимедиа-данных. Для всех мультимедиа-данных необходима надежная доставка. Для достижения этого вы должны управлять ресурсами в сети. Управление резервированием ресурсов резервирует время для того, чтобы конкретный ресурс смог осуществить доступ к сети.

Для улучшения производительности CPU, связанной с видеоданными, вы должны уменьшить объем перегрузок сервера. Это может быть выполнено путем усовершенствования компонентов CPU и отсутствия кеширования видеоданных. При помощи специального программного обеспечения для серверов (подобного Starlight Networks' StarWorks) вы можете также уменьшить любую перегрузку протокола, а также оптимизировать свои ресурсы. Такая программа, как StarWorks, может планировать количество или процент занятости CPU, приходящийся на каждого пользователя или на каждое видео.

Узкое место сети

После того, как видеоданные переместились с системной шины и прошли через CPU, они готовы к поступлению в сеть. Поскольку сети не предназначены для данных в потоке, по пути вы попадаете в несколько узких мест, в особенности, в сетевых адаптерах, которые используются в сервере и в рабочих станциях, а также в узкие места, связанные с самой топологией сети.

Вы можете совершенствовать и улучшать сетевые адаптеры на обеих сторонах. На стороне сервера имеет смысл добавить больше адаптеров для увеличения производительности сервера. Каждый сервер способен работать с производительностью от 1.25 (Ethernet) до 2 Мб/с (Token Ring), что составляет соответственно от 10 до 16 Мбит/с. Вы можете добавлять сетевые адаптеры только на основе гнезд, имеющихся в вашем сервере (обычно от 5 до 8). При помощи дополнительных адаптеров можно прогонять одновременно видеопотоки и обеспечить отсутствие потерь любых аудио- и видеокадров.

Некоторые адаптеры, имеющиеся на современном рынке, могут удвоить производительность системы за счет использования двух портов. Теоретическая производительность может составлять 12.5 Мбит/с в окружении Ethernet или даже 20 Мбит/с в сети Token Ring в соответствии с заявлениями изготовителей, подобных SMC или Elite 32.

Со стороны рабочей станции вы должны использовать адаптер сети наивысшего качества, который совместим с остальной частью сети.

Из-за положения, что видео "абсолютно должно быть там", видео часто находит, что ему не хватает полосы пропускания для того, чтобы добраться к месту назначения. В этом случае сервер должен сообщить клиенту, что данные в это время отсутствуют или необходимо уменьшить количество информации, которая посылается клиенту. Уменьшение количества информации известно как масштабируемое видео. При масштабировании теряются видеокадры, размер видео и разрешающая способность до тех пор, пока оно не находит такой полосы пропускания, которая необходима для того, чтобы клиент получил информацию. Эта характеристика может улучшить производительность сети, поскольку посылается меньшее количество информации; является ли это решение эффективным или нет зависит от того, доходит ли до рабочей станции клиента видео достаточно высокого качества.

Сама топология сети может оказаться узким местом, так как видео данные проходят по ней. Entemet прогоняет около 1.25 Мбит/с, a Token Ring приблизительно 2 Мбит/с. Хотя может показаться, что Token Ring является лучшим выбором из-за его более высокой производительности, Entemet, фактически, лучше выполняет проверку. Однако, окружение Token Ring обладает одним явным преимуществом перед Entemet: флагом приоритета. Видеоданные чувствительны ко времени, поэтому к ним предъявляются специальные требования, зависящие от времени. Сеть Token Ring может присваивать флаг приоритета данным так, что они смогут "поглотить" всю сеть.

Не имеет значения, какую топологию вы выбираете, например, можно рассмотреть вопрос сегментирования сети. Ввиду того, что вы можете добавить к серверу несколько адаптеров, имеется возможность сегментирования каждого из этих адаптеров и создания отдельных сетей для подразделений или групп. Сегментирование позволяет ограничить количество пользователей в LAN так, что для ее пользователей будет достаточно полосы пропускания.

Сегментирование также может оказать помощь в освобождении от любого переполнения LAN, которое возникает в окружении мультимедиа, и обеспечивает размещение передач мультимедиа. Эти сегменты могут работать как отдельные сети автономно от основной сети, но могут и переключаться для доступа к основной сети при добавлении переключающего концентратора. Этот концентратор соединяет все сегменты вместе и может также улучшить работоспособность каждого сегмента, обеспечивая большую полосу пропускания. Каждый из сегментов непосредственно соединяется с переключающим концентратором. После этого концентраторы соединяются с сервером через соединение FDDI (Fiber Distributed Digital Interface - волоконно-оптический распределенный цифровой интерфейс) на 100 Мбит и быстро и эффективно направляют видеоданные от сервера к соответствующему месту назначения.

Совершенствование существующей сети также может улучшить производительность видео. Использование преимуществ технологии, подобной АТМ (которая предлагает полосу пропускания 100 Мбит/с - 155 Мбит/с и выше) и FDDI (100 Мбит/с), улучшает производительность в этом узком месте. Для того, чтобы воспользоваться преимуществами расширенной полосы пропускания, вы должны добавить такую аппаратуру, как сетевые карты для сервера, сделать улучшения в концентраторе и добавить новые кабели. Такое совершенствование может оказаться дорогим, но будет получен выигрыш за счет использования в рамках сети нескольких видеоприложений.

Другим потенциальным узким местом в сети является само рабочее программное обеспечение сети.

Это программное обеспечение разрешает обмен данными между сервером и клиентом посредством протоколов. Большинство протоколов работают подобно светофору, который управляет потоком данных при помощи распределения ресурсов и заботится о коррекции любых возникающих ошибок. Для обработки видеоданных протоколы должны уметь работать с непрерывным потоком данных и присваивать видеоданным соответствующее состояние приоритета.

МТР (Media Transport Protocol — транспортный протокол носителя) был разработан в качестве светофора нового типа, который может оказать помощь в сосуществовании в сетях видео- и транзакционных данных. МТР был разработан Starlight Networks как способ для перехвата данных мультимедиа и направления их в виде стандартного файла программному обеспечению для воспроизведения видео. МТР является протоколом с управлением по скорости, который управляет или измеряет поток видеоданных в сети. МТР может работать с другими существующими протоколами данных, подобными TCP/IP или IPX/SPX. МТР наблюдает за выходным транспортным движением в сети и управляет потоком так, чтобы предоставить дорогу видеоданным, а транзакционные данные должны подождать до тех пор, пока на светофоре не загорится другой свет. Этот протокол предотвращает взаимодействие сети с данными, разрешая таким образом сосуществование в сети видео- и транзакционных данных.

Узкое место рабочей станции

Рабочая станция создает узкое место, когда данные, в конце концов, достигают своего места назначения. В основном, существует пара вещей, которые вы можете сделать для улучшения производительности рабочей станции. Как уже упоминалось, использование лучшего из имеющихся адаптеров сети может существенно повысить упоминаемую производительность. Вы также должны обеспечить, чтобы рабочая станция имела соответствующие и современные драйверы для воспроизведения и просмотра видеопотоков. Какое бы программное обеспечение для работы с видео в сети вы не выбрали, следует убедиться в том, что система имеет программу мониторинга рабочей станции, которая поступает вместе с ней. Программа мониторинга служит для того, чтобы транзакционные данные не прерывали поток видеоданных.

В общем и целом рабочая станция является, по крайней мере, значительным узким местом во всей головоломке. После того, как видеоданные добираются до этого места, далее они, в основном, "спускаются с горы".

Понимание того, какие узкие места есть в цифровой видеосети, может помочь определить, как использовать эту технологию и что может понадобиться для ее реализации. Взгляните на окружение своей существующей сети - данные какого типа она обрабатывает и данные какого типа она могла бы обрабатывать в будущем - это поможет вам принять правильное решение. Вам также необходимо определить свой бюджет для приобретения сети с мультимедиа. Понимание того, как ваша корпорация собирается использовать эту технологию и какова стоимость ее реализации, окажет неоценимую помощь в процессе принятия решения.

Подключение видео

На рынке имеется множество продуктов, которые могут сгладить узкие места при работе с видео в сети. Компании, подобные Starlight Networks, представили продукты, которые легко использовать в существующих локальных (LAN) или в региональных (WAN) сетях, добавив всего несколько компонентов. Для каждого из этих сценариев необходим отдельный видеосервер вместе со своим программным обеспечением, который подключается к основному файловому серверу. Последующие конфигурации основаны на использовании программного обеспечения StarWare или StarWorks от Starlight Networks.

То, как вы уже подключены, определяет какое решение будет наилучшим для видео. Конечно, многое зависит от ответа на ряд приведенных ниже вопросов:

1. Как вы собираетесь использовать видео?

Интенсивно, умеренно или от случая к случаю

2. Как будет распространено видео внутри вашей корпорации?

Для корпорации, для подразделений, для проектов

3. Сколько денег вы собираетесь потратить? Это, наверное, самый сложный вопрос.

Работа с видео в вашей сети может оказаться весьма дорогостоящим предприятием.

Решение на основе LAN

Если вы работаете в окружении LAN, на вас будет работать одна из двух этих конфигураций (концентратор с переключением или непосредственное подключение). Для каждой из этих конфигураций необходим отдельный сервер, который называется видеосервером. В видео сервере содержатся видео данные.

Концентратор с переключением является наиболее эффективным решением ввиду того, что программное обеспечение сервера может подключиться к концентратору и получить доступ к сотням клиентов сети (рисунок 20). Это упрощает совместное использование мультимедиа. Вы можете подключить концентратор с переключением к серверу через одиночный адаптер FDDI (100 Мбит/с) вместо того, чтобы использовать для этого несколько адаптеров Ethernet или Token Ring. Концентраторы с переключением предлагают многие изготовители. Компания Lannet предлагает великолепный продукт, если вы используете решение Starlight Networks. Если вы собираетесь купить концентратор с переключением, убедитесь в том, что он поддерживает подключения FDDI и может выполнять динамическое переключение. (Динамическое переключение означает автоматическое выполнение балансировки нагрузки между многочисленными сегментами Ethernet).

Рис.20. Решение для концентратора с переключением.

При выборе решения с непосредственным подключением для передачи мультимедиа-данных используется ваш существующий переключаемый концентратор (рисунок 21). И снова, видеосервер вместе со своим программным обеспечением находятся отдельно от файлового сервера. Непосредственное подключение является наиболее экономичным подключением, поскольку вы используете существующую аппаратуру, но не наиболее эффективным в смысле производительности; для повышения последней следует инсталлировать концентратор с переключением. Использование концентратора с переключением может улучшить производительность системы за счет расширения полосы пропускания, а также разрешения связываться с другими пользователями сети.

Рис.21. Решение для непосредственного подключения.

Решение на основе WAN

Если вы работаете в окружении WAN, при работе с мультимедиа можно использовать конфигурации, которые приведены ниже. Такие окружения WAN основаны на шлюзовом подключении Tl (Tl Bridge), что показано на рисунке 22, и на подключении TCP/IP (рисунок 23). И снова, эти конфигурации основаны на использовании продуктов StarWare или StarWorks от Starlight Networks.

Рис.22. Шлюзовые подключения Т1.

Рис.23. Решение TCP/IP.

Шлюзовые подключения Т1

Шлюзовые подключения T1 обеспечивают межсетевые соединения LAN с другими WAN. При шлюзовом подключении LAN к другим шлюзам Tl используется концентратор с переключением, который подключает пользователя к другим сетям и устройствам. Шлюзовое подключение Tl является общепринятым решением для взаимного соединения LAN и WAN.

Решение на основе TCP/IP

Решение TCP/IP обеспечивает взаимодействие между множеством LAN и WAN посредством создания интеллектуальной связи. Эта связь определяет используемый протокол и передает информацию соответствующему устройству. Такое решение обеспечивает интенсивную коммуникацию между сервером сети и основным сервером, но является специфичным для конкретных реализации, одна из которых показана на рисунке 10-5 для случая Sun Server со StarWorks от Starlight Networks.

Требования к аппаратуре

В мультимедиа-сетях для прогона видео на сторонах видеосервера и рабочей станции необходимы конфигурации, которые приведены ниже. Критичным является то, что и видеосервер, и рабочая станция имели правильную конфигурацию для обеспечения обработки мультимедиа. Ваша система должна удовлетворять этим минимальным рекомендациям.

Конфигурация видеосервера

Видеосервер является критическим компонентом в сети мультимедиа. Видеосервер должен быть способен обрабатывать множество пользовательских запросов на данные мультимедиа. Для того, чтобы видеосервер мог отвечать на эти запросы, критическое значение имеет его конфигурация. Она должна состоять из следующего:

1. Машины 486 с архитектурой EISA, 66 МГц или быстрее

2. Как минимум, 24 Мб оперативной памяти

3. Устройства IDE (120 Мб минимум) - этот привод должен быть сконфигурирован как загружаемый привод

4. 4 гнезда EISA для захвата шины

5. Одно дополнительное гнездо

6. Контроллер VGA с монитором

Подсистема сохранения видеоданных должна, по крайней мере, иметь адаптер EISA Fast SCSI-2 (для сохранения данных более, чем на 7 приводах, необходимо иметь два таких адаптера). Все приводы должны быть сделаны одинаково и иметь одинаковый размер диска: вы не можете смешивать и согласовывать приводы в окружении мультимедиа. Можно использовать Fast-Wide SCSI-2 и поддерживать до 16 приводов, функционирующих от одного контроллера. Отметим, что один привод SCSI-2 может поддержать производительность для данных до 6 Мбит/с.

Некоторые приводы, которые используются в окружении сетевого мультимедиа, не достигают своего потенциала производительности до истечения одного часа после загрузки. Если вы будете обрабатывать видео в течение этого времени, вы можете встретиться с рядом отклонений.

Интерфейс сети должен использовать сетевые карты и иметь возможность захвата шины. На рынке имеются великолепные карты, которые обладают подобной функциональностью и могут послужить для достижения этой цели.

Платформа рабочей станции (клиента)

Многие корпорации уже снабдили своих клиентов персональными компьютерами, которые способны работать с мультимедиа. В них может потребоваться добавить всего несколько компонентов для обеспечения готовности клиентов к работе в мультимедиа-сетях. Независимо от того, может ли ваш компьютер работать с мультимедиа или нет, основная платформа рабочей станции должна содержать следующие компоненты:

1. Персональный компьютер 486/33 МГц (минимум)

2. Как минимум, 8 Мб оперативной памяти

3. Привод жесткого диска на 120 Мб или больше

4. Контроллер видеодисплея (способный отображать 256 цветов или больше)

5. Цветной монитор

6. Адаптер сетевого интерфейса, который согласуется со спецификациями сети

7. Дополнительное аппаратное или программное обеспечение в зависимости от схемы компрессии, которую вы выбираете для сжатия видео

Рекомендации по конфигурации

При работе с мультимедиа-сетями вы можете выбирать одну из нескольких различных конфигураций. Независимо от того, какую конфигурацию вы выбираете, существуют ряд основных рекомендаций по конфигурации, которым вы должны следовать для достижения наилучшей работы сети. Эти рекомендации перечислены ниже:

1. Если ваша сеть обрабатывает как видео, так и данные, сконфигурируйте сегменты своей сети так, чтобы общий видеопоток на каждом сегменте не превышал 5 Мбит/с в любой момент времени.

2. Если в вашей системе нет потока данных, сконфигурируйте сегменты сети так, чтобы поток данных на каждом сегменте не превышал 6 Мбит/с в любой момент времени.

3. Если вы используете сервер в качестве шлюза к сети данных, оставьте один дополнительный сегмент.

4. Убедитесь в том, что у вас стоит самая последняя соответствующая версия сетевых адаптеров.

5. В существующем окружении LAN используйте концентратор с переключением. Эти концентраторы могут значительно улучшить процесс передачи видео. При использовании концентратора следует убедиться в том, что его можно совершенствовать для обработки запросов дополнительных пользователей, когда они подключатся к сети. Основной концентратор с переключением должен обслуживать до 24 пользователей, а его карты должны иметь полосу пропускания до 20 Мбит/с.

Другой вещью, которую вы должны учесть при конфигурации своей системы, является то, как ваши данные связаны с другими данными, которые существуют в корпоративной сети. Это взаимоотношение критично для понимания того, какой должна быть конфигурация вашей системы. Взаимоотношения могут быть следующими:

1. Автономная конфигурация представляет собой изолированную локальную сеть, которая не подключается к большой корпоративной сети. В этом случае необходимо небольшое количество портов.

2. Для шлюзовой конфигурации необходимы дополнительные порты для подключения пользователей видео к центральной сети корпорации.

3. В конфигурации, имеющей переключаемый концентратор, последний работает в качестве шлюза. Использование такого концентратора может облегчить балансировку нагрузки в сети и автоматическое размещение дополнительных подключений в подходящих для этого портах. Эти порты должны поддерживать полную емкость потока видеоданных.

В приложении (В) приведена специальная информация, относящаяся к продуктам Star-Ware и StarWorks от Starlight Networks. Эта корпорация является одним из лидеров в решениях для сетей видео и предлагает для этого высококачественные, совместимые продукты.

Применение мультимедиа в сетях

Теперь, когда ваша сеть мультимедиа в порядке, нужно определить типы приложений, которые корпорация собирается в них выполнять? Приложениям нет конца, но самые популярные из них перечислены ниже:

1. Сетевые киоски

2. Сетевое интерактивное обучение

3. Управление транспортом на магистралях

4. Электронная почта с видеоинформацией

5. Использование Internet для целей бизнеса

Каждое из этих популярных применений рассматривает в последующих разделах.

Дата добавления: 2015-10-29