АНАЛІЗ МЕРЕЖЕВИХ ПАРАМЕТРІВ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ВИБОРУ СТРІМІНГОВОГО ПРОТОКОЛУ НА БАЗІ ANT MEDIA SERVER - Scientific conference
Main page
UA RU EN

Congratulation from Internet Conference!

Hello

Рік заснування видання - 2011

АНАЛІЗ МЕРЕЖЕВИХ ПАРАМЕТРІВ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ВИБОРУ СТРІМІНГОВОГО ПРОТОКОЛУ НА БАЗІ ANT MEDIA SERVER

12.12.2024 10:12

[1. Information systems and technologies]

Author: Готяш Юрій Павлович, магістрант, Західноукраїнський національний університет, м. Тернопіль; Гадевич Володимир Юрійович, магістрант, Західноукраїнський національний університет, м. Тернопіль


Анотація

У статті описано методики вимірювання ключових параметрів комп’ютерної мережі, зокрема затримки, пропускної здатності та втрат пакетів. Детально розглянуто реалізацію цих вимірювань на базі Ant Media Server і проведено аналіз отриманих даних. Отримані результати є вхідними даними для системи автоматичного вибору протоколу, залежно від вимог до якості, затримки та стабільності з'єднання. 

Постановка задачі

Пряма (Live) трансляція полягає в процесі передачі аудіо- та відеосигналів від джерела на сервер, де вони обробляються та передаються кінцевим користувачам. Для передачі сигналів від джерела до сервера зазвичай використовується протокол RTMP. Протокол WebRTC забезпечує мінімальну затримку при передачі даних безпосередньо кінцевим користувачам у режимі реального часу. Протокол DASH дозволяє адаптувати якість відео до змінних мережевих умов, що забезпечує стабільність відтворення, але має більшу затримку. У таких умовах автоматичний вибір протоколу, враховуючи різноманітність мережевих підключень та пристроїв кінцевих користувачів, є актуальною задачею [1].

Вимірювання затримки

Вимірювання затримки здійснюється за допомогою утиліти ping, яка є одним із найефективніших способів оцінити час, необхідний для передачі пакету даних між двома точками в мережі. Утиліта ping надсилає ICMP-запит до вказаного хоста та вимірює час, що проходить від моменту відправлення запиту до отримання відповіді. Це дозволяє визначити затримку у мілісекундах, оцінити якість мережевого з'єднання та виявити можливі проблеми, такі як висока затримка або втрати пакетів. Затримка до 50 мс вважається гарним показником для більшості стрімінгових застосунків, тоді як значення понад 100 мс можуть свідчити про потенційні проблеми з мережевим з'єднанням.

Вимірювання пропускної здатності

Iperf3 — це потужний та гнучкий інструмент для тестування пропускної здатності мережі, який дозволяє вимірювати швидкість передачі даних між двома пристроями. Для проведення тесту необхідно запустити iperf3 у режимі сервера на одному комп’ютері та в режимі клієнта на іншому. Сервер, зазвичай, працює на стандартному порту 5201 (або іншому, якщо вказано), очікуючи підключення клієнта, який ініціює тестування.

Інструмент підтримує як TCP, так і UDP протоколи, що дозволяє виконувати різні типи тестів, включаючи оцінку затримки та втрат пакетів для UDP-з’єднань. Використовуючи iperf3, можна налаштовувати різні параметри тесту, такі як тривалість вимірювання, кількість потоків передачі даних, пропускну здатність для UDP-з’єднань.

Результати тесту відображаються у вигляді статистики, яка включає середню швидкість передачі даних, затримки та, для UDP, втрати пакетів. Ця інформація дозволяє точно оцінити продуктивність мережі та виявити її слабкі місця. Завдяки своїй простоті та широким можливостям налаштування, iperf3 є одним із найпопулярніших інструментів для мережевих адміністраторів і інженерів.

Для використання iperf3 спочатку потрібно встановити програму на серверній машині. Після інсталяції сервер запускається в режимі очікування з’єднань клієнта. Як тільки сервер активується, він готовий до тестування.

Вимірювання втрат пакетів

Вимірювання втрат пакетів здійснюється за допомогою утиліти ping з параметром -c 100 дозволяє оцінити якість з’єднання та визначити, чи є проблеми з доставкою даних через мережу. Параметр -c 100 вказує утиліті відправити 100 ICMP запитів до вказаного хоста, що дає змогу отримати статистику про можливі втрати пакетів протягом серії перевірок. Це дозволяє оцінити стабільність з'єднання в умовах більше тривалого тестування, що знижує ймовірність випадкових коливань і дає точніше уявлення про ефективність мережі.

Результати

Для вимірювання був використаний Ant Media Server, як платформа для трансляції відео в реальному часі, яка підтримує популярні срімінг протоколи RTMP, HLS, DASH, WebRTC [2]. Цей сервер оптимізовано для забезпечення високоякісного відео стрімінгу з низькою затримкою, що робить його ідеальним для таких додатків, як відеоконференції, ігрові стріми, навчальні платформи та інші інтерактивні трансляції. 

Після вимірювання затримки, пропускної здатності та втрат пакетів всі дані були записані у файл data.csv для подальшого аналізу.  Частина даного файлу представлена нижче: 




В ході дослідження показано, що WebRTC забезпечує мінімальну затримку, що особливо важливо для інтерактивних трансляцій і відеозв'язку. Водночас DASH дозволяє адаптувати якість відео до змінних мережевих умов, забезпечуючи стабільне відтворення навіть за нестабільного з'єднання, проте він є повільніший. На відміну від HLS, який через буферизацію має вищу затримку, ці протоколи значно покращують досвід користувачів, пропонуючи більш гнучкі та ефективні рішення для різних сценаріїв використання.

Висновок

У даній статті проведено аналіз якості мережевих з'єднань для забезпечення прямої трансляції з використанням Ant Media Server, який забезпечує який високу продуктивність і гнучкість у роботі з стрімінг протоколами. Дослідження охопило вимірювання затримки, пропускної здатності та втрат пакетів із використанням утиліт ping та iperf3, що дозволило оцінити стабільність і ефективність мережевої інфраструктури. Результати дослідження дозволи оцінити реальні умови експлуатації, проаналізувати ключові показники мережі для подальшого вибору протоколу для різних сценаріїв використання. Результати тестувань підтвердили доцільність автоматичного вибору протоколу залежно від потреб конкретної трансляції, що дозволяє забезпечити оптимальну якість обслуговування для кінцевих користувачів.

Література:

1. Letzgro. How to tackle frequent live video streaming challenges [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://letzgro.net/how-to-tackle-frequent-live-video-streaming-challenges/ 

2. Ant Media. Ant Media Server Documentation [Електронний ресурс]. URL: https://antmedia.io.

___________________________________________________

Науковий керівник: Биковий Павло Євгенович, кандидат технічних наук, доцент, Західноукраїнський національний університет, м. Тернопіль



Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter

Another articles in this section

Сonferences

Conference 2024

Conference 2023

Conference 2022

Conference 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення