Vysoká škola ekonomická v Praze

Vysok´ aˇ skola ekonomick´ a v Praze Fakulta informatiky a statistiky Katedra informaˇ cn´ıch technologi´ı

Téma diplomové práce

Vyuˇ zit´ı IPTV v univerzitn´ı s´ıti IPTV use in academic network

Autor práce:

Bc. Kamil Jireˇ s

Studijn´ı program:

Aplikovan´ a informatika

Obor:

Informaˇ cn´ı syst´ emy a technologie

Vedouc´ı bakaláˇrské práce:

Ing. Luboˇ s Pavl´ıˇ cek

Oponent:

Ing. Jiˇ r´ı Beneˇ s

Rok vypracován´ı:

2010

Prohl´ aˇ sen´ı

Prohlaˇsuji, ˇze jsem diplomovou práci zpracoval samostatnˇe a ˇze jsem uvedl vˇsechny pouˇzité prameny a literaturu, ze kter´ ych jsem ˇcerpal.

V Praze dne 15. prosince 2010 ........................... Kamil Jireˇs

Podˇ ekov´ an´ı

Na tomto m´ıstˇe bych rád podˇekoval Ing. Luboˇsi Pavl´ıˇckovi jakoˇzto vedouc´ımu diplomové práce za cenné a vˇecné pˇripom´ınky v pr˚ ubˇehu psan´ı.

Kamil Jireˇs

Vyuˇzit´ı IPTV v univerzitn´ı s´ıti

Obsah ´ Uvod

1

1 Teoretick´ a v´ ychodiska

3

1.1

Definice základn´ıch pojm˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.1.1

IPTV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.1.1.1

TV - Television . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

Akademická s´ıt’ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

Základn´ı prvky systému . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1.2.1

Zdroj audio/video signálu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

1.2.1.1

Podm´ınˇen´ y pˇr´ıstup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

1.2.1.2

Digitalizace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

1.2.1.3

Komprese pˇrenáˇsen´ ych dat . . . . . . . . . . . . . . .

8

1.2.1.4

Multiplex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

1.2.2

Zpracován´ı pro potˇreby distribuce . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

1.2.3

Distribuce smˇerem k uˇzivatel˚ um . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

1.2.3.1

Unicast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

1.2.3.2

Multicast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

Zobrazen´ı na stranˇe uˇzivatele . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

1.2.4.1

Softwarové zpracován´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

1.2.4.2

Set-top-box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

Protokoly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

1.3.1

IP - Internet Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

1.3.2

RTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

1.3.3

RTSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

1.3.4

SAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

1.3.5

IGMP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

1.3.6

PIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

Kvalita distribuce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

1.1.2 1.2

1.2.4

1.3

1.4

Kamil Jireˇs


2 Architektura ˇ reˇ sen´ı

24

2.1

Zdroj signálu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

2.2

Svod signálu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

2.3

Zpracován´ı signálu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

2.4

Doruˇcen´ı k uˇzivatel˚ um . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

3 Volba SW/HW 3.1

Komponenty serveru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

3.1.1

DVB-T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

3.1.1.1

Leadtek WinFast DVR 3100 H . . . . . . . . . . . . .

31

3.1.1.2

MSI DIGI VOX mini II . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

DVB-S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

3.1.2.1

Technisat SkyStar2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

3.1.2.2

Technisat SkyStar2 HD . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

3.2.1

Operaˇcn´ı systém . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

3.2.1.1

Dostupné distribuce . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

3.2.1.2

Zvolen´ y operaˇcn´ı systém . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

3.2.1.3

Zabezpeˇcen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

Vys´ılán´ı obsahu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

3.2.2.1

Dostupné programové vybaven´ı . . . . . . . . . . . . .

39

3.2.2.2

Volba multicastov´ ych adres . . . . . . . . . . . . . . .

43

3.2.2.3

Oznamován´ı vys´ılan´ ych televiz´ı . . . . . . . . . . . . .

43

Dohled a ˇreˇsen´ı v´ ypadk˚ u vys´ılán´ı . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

3.2.3.1

Vys´ılán´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

3.2.3.2

Systémové prostˇredky . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

Dekódován´ı program˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

3.3.1

Virtuáln´ı rozhran´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

3.3.2

Zdroje kl´ıˇc˚ u pro dekódován´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

ˇ cka karet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cteˇ

48

3.1.2

3.2

3.2.2

3.2.3

3.3

29

3.3.2.1

4 Realizace distribuce sign´ alu 4.1

49

Distribuce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

4.1.1

Sd´ılen´ı kl´ıˇc˚ u: newcs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

4.1.1.1

49

Staˇzen´ı a instalace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kamil Jireˇs

4.1.1.2

Konfigurace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

4.1.1.3

Spuˇstˇen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

52

Dekódován´ı: sasc-ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

52

4.1.2.1


52

4.1.2.2

Konfigurace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

53

4.1.2.3

Spuˇstˇen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

55

Podp˚ urné programy pro DVB: dvb-apps . . . . . . . . . . . . .

55

4.1.3.1


56

4.1.3.2

Konfigurace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

56

4.1.3.3

Spuˇstˇen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

58

Vys´ılán´ı obsahu: mumudvb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

60

4.1.4.1


60

4.1.4.2

Konfigurace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

60

4.1.4.3

Spuˇstˇen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

65

Zabezpeˇcen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

66

4.2.1

Firewall: iptables, ip6tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

66

4.2.2

Vzdálen´ y pˇr´ıstup: ssh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

68

Ostatn´ı nastaven´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

69

4.3.1

Ramdisk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

69

Konfiguraˇcn´ı soubory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

70

4.4.1

/etc/rc.d/rc.firewall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

70

4.4.2

/etc/rc.d/rc.ramdisk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

72

4.4.3

/etc/ssh/sshd config . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

72

4.4.4

/usr/local/bin/runsasc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

73

4.4.5

dhcpd.conf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

75

4.4.6

amino.htm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

76

Parametry dostupn´ ych multiplex˚ u DVB-T . . . . . . . . . . . . . . . .

77

4.1.2

4.1.3

4.1.4

4.2

4.3

4.4

4.5


Z´ avˇ er

81

Terminologick´ y slovn´ık

83

Literatura

85

Seznam tabulek

88

Seznam obr´ azk˚ u

89

Kamil Jireˇs


Abstrakt C´ılem práce je nab´ıdnout ˇctenáˇri ˇreˇsen´ı nasazen´ı IPTV s vyuˇzit´ım bezplatného software. V rámci práce bude ˇctenáˇr seznámen s teori´ı t´ ykaj´ıc´ı se IPTV, která obnáˇs´ı nezbytné ˇca´sti systému, protokoly souvisej´ıc´ı s IPTV a moˇzné chyby, se kter´ ymi se m˚ uˇzeme v pr˚ ubˇehu provozován´ı IPTV setkat. Práce je dˇelena do ˇctyˇrech ˇca´st´ı. V prvn´ı ˇcásti je rozebrána teorie. V rámci teorie se ˇctenáˇr seznám´ı s definic´ı základn´ıch pojm˚ u, se základn´ımi prvky systému, s protokoly pouˇz´ıvan´ ymi ve spojen´ı s IPTV a také budou zm´ınˇeny chyby, které mohou nastat bˇehem provozu IPTV sluˇzby. Ve druhé ˇca´sti je nast´ınˇena architektura ˇreˇsen´ı, kde se ˇctenáˇr m˚ uˇze seznámit s ˇreˇsen´ım, které bylo realizováno v rámci zkuˇsebn´ıho provozu. Tˇret´ı ˇca´st se zamˇeˇruje na volbu komponent (HW a SW), které byly pouˇzity pro zkuˇsebn´ı provoz. Jsou zde zm´ınˇeny varianty, ze kter´ ych se jednotlivé ˇcásti vyb´ıraly. ˇ Ctvrt´ a ˇcást obsahuje samotnou realizaci, kde je popsáno zprovoznˇen´ı jednotliv´ ych komponent. Na závˇer ˇctvrté ˇca´sti jsou vloˇzeny konfiguraˇcn´ı soubory, které se daj´ı pouˇz´ıt v pˇr´ıpadˇe opakované realizace ˇreˇsen´ı.

kl´ıˇ cov´ a slova IPTV, DVB, DVB-S, DVB-T, multicast, stream, server, set-top-box, mumudvb, sasc-ng, newcs

Kamil Jireˇs


Abstract The purpose of this diploma thesis is to provide readers the deployment of IPTV solutions using free software. In this thesis the reader will familiarize with the theory of IPTV, which implies a necessary part of the system, IPTV related protocols and possible errors that can be when running the IPTV service. The work is divided into four parts. The first part discusses the theory. In theory, the reader familiarize with the definition of basic concepts, which are essential elements of the system, the protocols used in conjunction with IPTV and will also be discussed errors that may occur during operation of IPTV services. The second section outlines the architecture of which the reader can find a solution that was implemented in an experimental operation. The third section focuses on the choice of components (hardware and software) that were used in the test sytem. The variants are mentioned, from which the components were selected. The fourth section contains the actual implementation, which describes each components. At the end of the fourth part is inserted configuration files that can be used in case of repeated implementation of the solution.

Key words IPTV, DVB, DVB-S, DVB-T, multicast, stream, server, set-top-box, mumudvb, sasc-ng, newcs

Kamil Jireˇs


´ Uvod Jiˇz des´ıtky let lidé vyuˇz´ıvaj´ı televizi jako prostˇredek zábavy i zdroje informac´ı. Jedná se o velmi efektivn´ı formu ˇs´ıˇren´ı, která pokr´ yvá velké mnoˇzstv´ı adresát˚ u“ ” s vyuˇzit´ım minimáln´ıch náklad˚ u, pˇresnˇeji ˇreˇceno minimáln´ıch variabiln´ıch náklad˚ u na jednoho pˇr´ıjemce daného sdˇelen´ı. Této skuteˇcnosti se vyuˇz´ıvá i na poli komerˇcn´ım efektivn´ı marketingov´ y nástroj. V´ yrazné rozˇs´ıˇren´ı poˇc´ıtaˇcov´ ych s´ıt´ı mˇelo za následek pˇresunut´ı ˇs´ıˇren´ı televizn´ıho signálu i do prostˇred´ı datov´ ych s´ıt´ı zaloˇzen´ ych na protokolech TCP/IP1 - IPTV . Mohou tak vznikat televizn´ı programy / videa zamˇeˇrená na u ´zce specifickou zájmovou skupinu, pˇriˇcemˇz posluchaˇci sleduj´ı dan´ y program skrze datovou s´ıt’. Pˇri vyuˇzit´ı IPTV odpadá nutnost instalace antény (pˇr´ıpadnˇe satelitn´ı paraboly) a rozvod koaxiáln´ıch kabel˚ u speciálnˇe pro kaˇzdé pˇrij´ımac´ı zaˇr´ızen´ı. Datové rozvody jsou v dneˇsn´ı dobˇe jiˇz standardn´ım prvkem novˇe budovan´ ych, pˇr´ıpadnˇe rekonstruovan´ ych kanceláˇr´ı, zaˇc´ınaj´ı b´ yt jiˇz zároveˇ n automatickou souˇca´st´ı obytn´ ych prostor. Tématikou pˇr´ıjmu televizn´ıho signálu v prostˇred´ı poˇc´ıtaˇc˚ u se zab´ yvám jiˇz nˇekolik let. V pˇr´ıpadˇe nasazen´ı IPTV do oblasti poˇc´ıtaˇcové s´ıtˇe se jedná o pˇrirozené tématické rozˇs´ıˇzen´ı, které se mi pˇridalo“ do sféry zájmu v pr˚ ubˇehu ˇreˇsen´ı problém˚ u t´ ykaj´ıc´ıch ” se realizace pˇr´ıjmu televizn´ıho signálu. C´ılem práce je nab´ıdnout uˇzivateli postup, jak nasadit sluˇzbu IPTV v prostˇred´ı poˇc´ıtaˇcové s´ıtˇe s vyuˇzit´ım volnˇe dostupných (freeware, pˇr´ıpadnˇe opensource) aplikac´ı. D´ılˇc´ım c´ılem v teoretické ˇcásti práce bude seznámen´ı s nezbytnými souˇcástmi systému, protokoly vyuˇz´ıvanými bˇehem pˇrenosu signálu a chybami, které se mohou projevit bˇehem pˇrenosu od poskytovatele sluˇzby (server) k pˇr´ıjemci sluˇzby (klient). D´ılˇc´ım c´ılem praktické ˇcásti bude volba vhodného hardware a software, vˇcetnˇe konfigurace pro prostˇred´ı vzorové poˇc´ıtaˇcové s´ıtˇe. Tato práce si neklade za c´ıl ˇreˇsit otázky pˇr´ıpravy televizn´ıho programu, otázku ukládán´ı vys´ılaného obsahu ani systém videa na poˇzádán´ı (Video on Demand - VoD). Mimo rámec práce se také nacház´ı ˇreˇsen´ı právn´ıch aspekt˚ u nasazen´ı IPTV, pˇriˇcemˇz v pˇr´ıpadˇe reálného provozu je nezbytné konat v souladu s platn´ ymi právn´ımi normami. Práce je urˇcena pro zájemce o rozˇs´ıˇren´ı, pˇr´ıpadnˇe z´ıskán´ı, znalost´ı t´ ykaj´ıc´ıch se 1

TCP/IP je dvojice protokol˚ u bˇeˇznˇe vyuˇz´ıvané pro realizaci komunikace v poˇc´ıtaˇcové s´ıti, mimo

jiné i v celosvˇetové s´ıti internet

1

Kamil Jireˇs


IPTV. Rovnˇeˇz m˚ uˇze b´ yt tato práce uˇziteˇcná pro ˇctenáˇre, kteˇr´ı uvaˇzuj´ı o zaveden´ı IPTV do poˇc´ıtaˇcové s´ıtˇe, nebot’ souˇcást´ı práce je i návod jak nakonfigurovat programy pro vys´ılán´ı a oznamován´ı vys´ılan´ ych obsah˚ u. Práce je rozdˇelena na dvˇe ˇca´sti. V teoretické ˇca´sti, prvn´ı kapitole, nejdˇr´ıve definuji základn´ı pojmy, které se prol´ınaj´ı celou prac´ı. Dále popisuji základn´ı prvky systému ˇs´ıˇren´ı signálu. Následnˇe se ˇctenáˇr obeznám´ı s protokoly vyuˇz´ıvan´ ymi bˇehem pˇrenosu od poskytovatele sluˇzby (server) k pˇr´ıjemci sluˇzby (klient) a budou rozebrány okolnosti ovlivˇ nuj´ıc´ı kvalitu distribuce. Druhá kapitola se zab´ yvá volbou vhodného operaˇcn´ıho systému, softwaru a hardwaru. Praktická ˇcást je tvoˇrena tˇret´ı kapitolou, která seznamuje ˇctenáˇre se zvolen´ ym prostˇred´ım a poskytuje návrh uplatnˇen´ı teoretick´ ych poznatk˚ u v dané poˇc´ıtaˇcové s´ıti. Práce nab´ız´ı jednu z moˇznost´ı vyuˇzit´ı IPTV, ale ne jedinou. V dneˇsn´ı dobˇe internacionalize a informatizace se stávaj´ı moˇznosti neomezen´ ymi a proto se s pojmy podobného rázu budeme v budoucnu setkávat ˇc´ım dál ˇcastˇeji.

2

Kamil Jireˇs


Kapitola 1 Teoretick´ a v´ ychodiska 1.1 1.1.1

Definice z´ akladn´ıch pojm˚ u IPTV

Oznaˇcen´ı IPTV je sloˇzeninou dvou zkratek. Prvn´ı z nich je IP vycházej´ıc´ı z Internet Protocol (bliˇzˇs´ı informace jsou k dispozici v samostatné kapitole 1.3.1 IP - Internet Protocol), druhou je TV odpov´ıdaj´ıc´ı slovu Television. Aˇckoli zkratky ˇcesk´ ych ekvivalent˚ u slov by odpov´ıdali anglick´ ym, uvád´ım p˚ uvodn´ı anglické názvy. IPTV oznaˇcuje sluˇzbu distribuce televizn´ıho programu skrze poˇc´ıtaˇcovou s´ıt’ pracuj´ıc´ı na protokolu IP. [10, pˇreloˇzeno autorem] Pod pojem IPTV spadaj´ı i sluˇzby videa na poˇza´dán´ı (VoD). Mezi nejznámˇejˇs´ı bezplatné sluˇzby tohoto typu patˇr´ı Youtube. Jedná se o stránky, kde uˇzivatelé, nebo spoleˇcnosti nab´ızej´ı nˇejak´ y audio/video obsah, v tomto pˇr´ıpadˇe bezplatnˇe. Existuj´ı ovˇsem i servery, které nab´ız´ı obdobné sluˇzby za u ´platu. Je pak jiˇz ˇcistˇe na v˚ uli autora videa, zda chce poskytnout dan´ y obsah bezplatnˇe, ˇci nikoli. Dalˇs´ım pˇr´ıkladem je videoarchiv odvys´ılan´ ych program˚ u (uvád´ım pˇr´ıklad ˇcesk´ ych televiz´ı): • www.ceskatelevize.cz/ivysilani • archiv.nova.cz • www.iprima.cz/videoarchiv Na druhou stanu IPTV nen´ı, pokud máme uloˇzena data na pevném disku, které si pouˇst´ıme na televizi (nejedná se o pˇrenos skrzepoˇc´ıtaˇcovou s´ıt’, ale pouze o lokáln´ı 3

Kamil Jireˇs


pˇrehráván´ı videa) - napˇr. záloha disku DVD, nebo video z dovolené. . . 1.1.1.1

TV - Television

Zkratka TV odpov´ıdá slovu Televize. Tento pojem m˚ uˇze oznaˇcovat jak sluˇzbu pˇrenosu obrazu a zvuku, tak zaˇr´ızen´ı potˇrebné pro zpˇetn´ y pˇrevod pˇrijatého signálu do podoby pˇrijatelné“ pro ˇclovˇeka - televizn´ı pˇrij´ımaˇc, televizor. ” Samotné slovo pocház´ı ze dvou ˇreck´ ych slov, konkrétnˇe tele znamenaj´ıc´ı daleko a vize znamenaj´ıc´ı vidˇet. Sluˇzba televizn´ıho vys´ılán´ı s vyuˇzit´ım rádiov´ ych vln se zaˇcala pouˇz´ıvat v prvn´ı ˇ polovinˇe 20. stolet´ı. Na naˇsem u ´zem´ı (svého ˇcasu u ´zem´ı Ceskoslovenska) zaˇcala vys´ılat ˇ Ceskoslovensk´ a Televize dne 1.kvˇetna 1953 své pravidelné zkuˇsebn´ı vys´ılán´ı a od 25. u ńora 1954 vys´ılá pravidelné vys´ılán´ı[4]. V souˇcasné dobˇe docház´ı k digitalizaci televizn´ıho vys´ılán´ı a dle oficiáln´ıch harmonogram˚ u by posledn´ı ˇcesk´ y analogov´ y pozemn´ı vys´ılaˇc mˇel b´ yt vypnut do konce roku 2011, v pˇr´ıpadˇe zbytku Evropské unie se jedná o rok 2012. Po tomto datu bude moˇzné naladit pozemn´ı televizn´ı vys´ılán´ı skrze rádiové vlny pouze v digitáln´ı podobˇe[5]. Aktuálnˇe je jiˇz moˇzné pˇrij´ımat digitáln´ı podobu vys´ılán´ı jednak paralelnˇe k analogovému skrze rádiové vlny pozemn´ıho vys´ılán´ı, satelitn´ıho vys´ılán´ı, pˇr´ıpadnˇe skrze alternativn´ı komunikaˇcn´ı kanály mezi které patˇr´ı poˇc´ıtaˇcová s´ıt’.

1.1.2

Akademick´ a s´ıt’

Tato práce bude brát pojem akademická s´ıt’ jako s´ıt’ jedné vysoké ˇskoly vyuˇz´ıvaj´ıc´ı protokoly TCP/IP.

1.2

Z´ akladn´ı prvky syst´ emu

Kaˇzd´ y systém zab´ yvaj´ıc´ı se vys´ılán´ım audio/video signálu mus´ı obsahovat nˇekolik základn´ıch prvk˚ u. Tyto prvky by se daly shrnout do logick´ ych skupin. Následuje struˇcn´ y v´ yˇcet, kter´ y je dále v práci bl´ıˇze rozebrán. • zdroj signálu Obecnˇe mus´ı b´ yt na zaˇca´tku celého procesu vyˇreˇsena otázka: Co vys´ılat“? ”

4

Kamil Jireˇs


• zpracován´ı pro potˇreby distribuce Z´ıskan´ y signál je potˇreba upravit po stránce formáln´ı“ tak aby byl schopen ” pˇrepravy zvolen´ ymi komunikaˇcn´ımi kanály. Tyto u ´pravy nesouvis´ı s obsahem, kter´ y bude ve finále vn´ımán koncov´ ym uˇzivatelem. • distribuce smˇerem k uˇzivatel˚ um Z´ıskan´ y a upraven´ y signál je zapotˇreb´ı doruˇcit koncovému uˇzivateli skrze komunikaˇcn´ı kanály - v naˇsem pˇr´ıpadˇe poˇc´ıtaˇcové s´ıtˇe. • zobrazen´ı na stranˇe uˇzivatele Po obdrˇzen´ı signálu na stranˇe uˇzivatele je nezbytné formálnˇe“ upravit obdrˇzené ” informace do podoby zpracovatelné pˇr´ıjemcem.

Obrázek 1.1: Schéma systému pro vys´ılán´ı - pojet´ı VideoLAN. (zdroj: [25])

1.2.1

Zdroj audio/video sign´ alu

ˇ sen´ı m˚ Reˇ uˇze b´ yt závislné na konkrétn´ıch typech zdroj˚ u, pˇr´ıpadnˇe m˚ uˇze b´ yt univerzáln´ı. V druhém pˇr´ıpadˇe je nezbytné stanovit rozhran´ı mezi zdroji a procesy zpracován´ı signálu. T´ımto zp˚ usobem jsme schopni v pr˚ ubˇehu ˇcasu pˇridávat podporu novˇe

5

Kamil Jireˇs


nastupuj´ıc´ıch zaˇr´ızen´ı, aniˇz bychom museli upravovat dalˇs´ı procesy vyuˇz´ıvané pro zpracován´ı a pˇrenos signálu. Zdroje signálu jako takové lze rozdˇelit do dvou základn´ıch skupin podle typu signálu: • analogové zdroje signálu Analogov´ y signál je z principu pˇr´ımo závisl´ y na kvalitˇe pˇrenosu. Jakékoli zaruˇsen´ı, pˇr´ıpadnˇe doˇcasné zhorˇsen´ı pˇrenosov´ ych parametr˚ u má vliv na pˇrijatou informaci, pˇriˇcemˇz pˇr´ıjemce nen´ı schopen urˇcit, zda pˇrijat´ y signál odpov´ıdá, nebo neodpov´ıdá vys´ılanému signálu. Tud´ıˇz nen´ı moˇzné opravit pˇrijat´ y signál - pokud neznáme rozd´ıl, nen´ı co opravovat. • digitáln´ı zdroje signálu Digitáln´ı signál poskytuje ˇcásteˇcnou odolnost proti ruˇsen´ı, nebot’ samotné zpracován´ı signálu prob´ıhá u ´rovˇ novˇe (pˇri m´ırné zmˇenˇe pˇrenáˇseného signálu jeˇstˇe nemus´ı b´ yt pozmˇenˇena samotná pˇrenáˇsená informace). Zároveˇ n dokáˇzeme urˇcovat kontroln´ı souˇcty, na základˇe kter´ ych jsme schopni posoudit, zda pˇrijatá informace odpov´ıdá odeslané inforamci a v pˇr´ıpadˇe malé“ odchylky lze za nˇekter´ ych ” okolnost´ı dokonce opravit poˇskozená data. Pro potˇreby IPTV potˇrebujeme m´ıt k dispozici digitáln´ı signál. Potˇrebujeme-li odvys´ılat analogov´ y signál, je potˇreba v rámci bloku“ zdroje signálu provést samotnou ” zmˇenu podoby signálu - digitalizaci. Pˇr´ıklady digitáln´ıch zdroj˚ u m˚ uˇzeme vidˇet na obrázku 1.1. Jsou jimi soubory obsahuj´ıc´ı video, DVD, zachytávac´ı (grabovac´ı) karty, kódovac´ı karty, satelit, Digitáln´ı pozemn´ı vys´ılán´ı. Mezi dalˇs´ı pˇr´ıklady bych zm´ınil kamery a to jak webové (USB konektor), pˇr´ıpadnˇe klasické“ pˇripojitelné pˇres USB nebo fireware. ” 1.2.1.1

Podm´ınˇ en´ y pˇ r´ıstup

U vys´ılaného signálu je technicky moˇzné podm´ınit pˇr´ıstup k obsahu. Pˇr´ıjemce je v takovém pˇr´ıpadˇe schopen bˇeˇznˇe dostupn´ ymi prostˇredky pˇrijmout signál jako takov´ y, ale bez dalˇs´ıch potˇrebn´ ych informac´ı (kl´ıˇc˚ u) nen´ı schopen signál dekódovat. Kaˇzd´ y oprávnˇen´ y pˇr´ıjemce obdrˇz´ı od poskytovatele signálu ˇcipovou kartu, která je schopna sdˇelit potˇrebné kl´ıˇce pro proces dekódován´ı. Jelikoˇz je systém pˇripraven pro jednosmˇernou komunikaci (napˇr. satelitn´ı pˇrenos), jsou kl´ıˇce obnovovány na jednotlivé karty v rámci samotného datového toku soubˇeˇznˇe 6

Kamil Jireˇs


s vys´ılán´ım. Aktualizace pro kaˇzdou jednu kartu tedy obsahuje informaci o platném kl´ıˇci pro dalˇs´ı ˇcasové obdob´ı a dobu platnosti (délku obdob´ı). Samotná aktualizace je samozˇrejmˇe zakódována tak, aby ji mohla zpracovat jen karta pro kterou je urˇcena. 1.2.1.2

Digitalizace

Digitalizace je proces, kdy je analogiv´ y signál pˇrevádˇen na digitáln´ı. Analogov´ y sign´ al je spojitá veliˇcina, která popisuje urˇcitou informaci. Spojitou veliˇcinou rozum´ıme hodnotu veliˇciny (vˇetˇsinou elektrické napˇet´ı) v daném rozsahu pˇr´ıpustn´ ych hodnot, pˇriˇcemˇz i drobná zmˇena hodnoty odpov´ıdá zmˇenˇe pˇrenáˇsené informace. Teoreticky lze tedy definovat neomezenˇe mnoho odst´ın˚ u. Prakticky jsme omezeni na hodnotu nejmenˇs´ıho kroku“, tedy nejmenˇs´ı technicky rozpoznatelné zmˇeny, kdy ” m˚ uˇzeme urˇcit ˇze doˇslo ke zmˇenˇe hodnoty. Pro pˇr´ıklad m˚ uˇzeme uvést rozsah pˇr´ıpustn´ ych hodnot 0 - 1 V, pˇriˇcemˇz pˇrenáˇsenou informac´ı bude barevná hodnota jednobarevného bodu (ˇcerná aˇz b´ılá). Ze zm´ınˇeného popisu pˇrenáˇsené informace m˚ uˇzeme odvodit skuteˇcnost, ˇze v pˇr´ıpadˇe pˇr´ıtomnosti hodnoty napˇet´ı 0 V má dan´ y bod ˇcernou barvu, pˇri hodnotˇe napˇet´ı 1 V je barva daného bodu b´ılá. Vˇsechny hodnoty mezi krajn´ımi pˇr´ıpustn´ ymi hodnotami odpov´ıdaj´ı barvˇe mezi ˇcernou a b´ılou - odst´ıny ˇsedé. Pro ilustraci pˇredpokládejme nejmenˇs´ı rozpoznatelnou zmˇenu 1 mV (jedna tis´ıc´ına voltu), z ˇcehoˇz nám vypl´ yvá, ˇze jsme schopni definovat odst´ın bodu s vyuˇzit´ım 1000 moˇzn´ ych hodnot. Digit´ aln´ı sign´ al je informace vyjádˇrená pouze za pouˇzit´ım logick´ ych jedniˇcek a nul - binárnˇe. Pˇri pˇrenosu jsou vyuˇz´ıvány tzv. logické u ´rovnˇe. Logická u ´roveˇ n je rozsah veliˇciny vyuˇzité pro pˇrenos infomace, kter´ y vyjadˇruje danou logickou u ´roveˇ n. Pro lepˇs´ı názornost uvaˇzujme TTL (Transistor-Transistor-logic) logiku, která je definována v rozsahu 0 - 5 V. Pro logickou nulu je vymezen“ rozsah 0 - 0,8 V. Pro ” logickou jedniˇcku je urˇcen rozsah 2 - 5 V. Jak m˚ uˇzeme vidˇet, tyto rozsahy spolu pˇr´ımo nesoused´ı. Nejedná se o chybu, n´ ybrˇz o rezervu, která je oznaˇcována jako ochranné pásmo, nˇekdy oznaˇcováno jako zakázané pásmo. T´ımto zp˚ usobem je definuje základn´ı odolnost proti vnˇejˇs´ımu ruˇsen´ı. Pokud tedy zdroj vyˇsle hodnotu 0 V a vlivem ruˇsen´ı se bˇehem pˇrenosu zv´ yˇs´ı u ´roveˇ n pˇrenáˇsené veliˇciny o 0,2 V, stále nedojde ke zmˇenˇe pˇrenáˇsené informace. 7

Kamil Jireˇs


Samotn´ y proces digitalizace V rámci digitalizace informace mus´ıme vˇzdy definovat délu slova“, coˇz je stanoven´ı ” mnoˇzstv´ı bit˚ u (logick´ ych u ´rovn´ı) vyjadˇruj´ıc´ı kaˇzdou jednotku digitalizované informace. Tato dodateˇcná informace má pˇr´ım´ y vliv na pˇresnost vyjádˇren´ı, nebot’ pˇr´ımo ovlivˇ nuje kolik u ´rovn´ı jsme schopni popsat. Pokud bych tedy chtˇel napˇr´ıklad popisovat odst´ın ˇsedé pro konkrétn´ı bod, volbou poˇctu bit˚ u pˇr´ımo definuji pˇresnost popisu - poˇcet odst´ın˚ u, které mám k dispozici. Zvol´ım-li 10 bit˚ u, z´ıskávám 210 hodnot, coˇz je 1024. K pˇrenáˇsen´ ym informac´ım se mohou pˇridávat kontroln´ı souˇcty pro potˇreby ovˇeˇren´ı správnosti pˇrenáˇsen´ ych dat. Nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ım a nejjednoduˇsˇs´ım kontroln´ım souˇctem je Cyclic Redundancy Check“ (CRC). Kontroln´ı souˇcty zohledˇ nuj´ı v´ yskyt logick´ ych ” jedniˇcek v urˇcité délce kontrolované digitáln´ı informace. Jsme tedy shopni rozpoznat chybu pˇrenosu a v nˇekter´ ych pˇr´ıpadech jsme schopni pˇrenáˇsenou informaci opravit. Dalˇs´ı informace t´ yjaj´ıc´ı se d´ılˇc´ıch tématick´ ych ˇca´st´ı pˇrevodu lze nalézt v knize IPTV Basics [10, str. 73], na stránkách wikipedie([27]), popˇr´ıpadˇe lze vyhledat na internetu pod kl´ıˇcov´ ymi slovy: A/D pˇrevodn´ık, A/D converter, barevné systémy. 1.2.1.3

Komprese pˇ ren´ aˇ sen´ ych dat

Pˇrenos surového obrazu tak, jak je zachycen napˇr´ıklad kamerou by byl velmi neefektivn´ı. Bylo by zapotˇreb´ı neuvˇeˇritelného datového toku k pˇrenosu videa. Pro ilustraci vezmˇeme sn´ımek o velikosti 300 kB (bˇeˇzn´ y nekomprimovan´ y obrázek má nˇekolikanásobnou velikost). Chceme-li abychom video vn´ımali jako plynulé, je zapotˇreb´ı 25 sn´ımk˚ u za sekundu, coˇz nám zp˚ usob´ı poˇzadavek na pˇrenos 7500 kB za jednu sekundu (cca 7,32 MB). Tato velikost odpov´ıdá poˇzadavku na datov´ y tok 60000 kbps (cca 58,59 Mbps). V této souvislosti by stál za zm´ıˇ nku fakt, ˇze bˇeˇzné pˇripojen´ı v domácnosti obvykle nepˇresahuje 8 Mbps (1 MB za sekundu) - napˇr. ADSL, 802.11b. Dalˇs´ı podstatnou poznámkou je aplikace FUP1 na nˇekteré typy spojen´ı, kdy se velikost pohybuje v ˇrádech jednotek GB (10 GB bychom rychlost´ı 60000 kbps stáhli pˇribliˇznˇe za 23 minut). ˇ sen´ım této situace je zaveden´ı formát˚ Reˇ u obsahuj´ıc´ıch kompresn´ı algoritmy, které jsou schopny v´ yraznˇe zredukovat poˇzadavky na datov´ y tok. Jednak obvykle zohledˇ nuj´ı promˇenlivost obrazu (poˇzadavky na pˇrenos statického obrazu dokáˇz´ı zmenˇsit na ne1

Fair User Policy : Zp˚ usob zabezpeˇcen´ı férového pˇr´ıstupu. Po pˇrekroˇcen´ı urˇcitého limitu obvykle

dojde k sn´ıˇzen´ı rychlosti pˇrenosu.

8

Kamil Jireˇs


zbytné minimum plynouc´ı z povahy algoritmu), popˇr´ıpadˇe m´ırnˇe zkresl´ı obraz s c´ılem odbourat detaily, které stejnˇe ˇcasto pˇr´ıliˇs neovlivn´ı vn´ıman´ y obraz - lidské oko je vcelku nedokonalé, alespoˇ n co se vn´ımán´ı detail˚ u t´ yˇce. Takov´ ymi u ´pravami dokáˇzeme zredukovat poˇzadavek na datov´ y tok pod hodnotu 5 Mbps. V oblasti digitáln´ıho televizn´ıho vys´ılán´ı (DVB) se pouˇz´ıvaj´ı formáty MPEG2 (programy v kvalitˇe SD, nˇekteré programy HD) a MPEG4 (programy HD). Jelikoˇz se v rámci realizace zab´ yváme programy v kvalitˇe SD, pracujeme prakticky v´ yhradnˇe s formátem MPEG2. Jelikoˇz nen´ı pˇredmˇetem práce rozeb´ırat konkrétn´ı video formáty, odkáˇz˚ u na nˇekolik zdroj˚ u pro zájemce o bliˇzˇs´ı informace o tématu: [10, str. 162-178], [12], [27] pˇr´ıpadnˇe vyhledáván´ı pro kl´ıˇcové slovo mpeg2. 1.2.1.4

Multiplex

V pˇr´ıpadˇe digitáln´ıho vys´ılán´ı je moˇzné na jedné nosné frekvenci vys´ılat v´ıce program˚ u ve skupinˇe, která je oznaˇcována jako multiplex. Princip vycház´ı ze skuteˇcnosti, ˇze pˇri dostateˇcné kompresi (pouˇzit´ım vhodn´ ych kodek˚ u) je moˇzné pˇrenáˇset potˇrebná data mnohem vyˇsˇs´ı rychlost´ı, neˇz pˇr´ıjemce poˇzaduje pro zabezpeˇcen´ı pˇr´ıjmu dat a jeho plynulé zpracován´ı. Provozovatel vys´ılán´ı na dané frekvenci m˚ uˇze ve zbylém volném pásmu (tedy nevyuˇzit´ y datov´ y tok) zas´ılat informace pro dalˇs´ı program. Mnoˇzstv´ı program˚ u v jednom multiplexu je tedy odvislé od pouˇzitého kodeku, pˇresnˇeji ˇreˇceno od v´ ysledného datového toku, kter´ y vyˇzaduje dan´ y program. V´ yrazn´ y rozd´ıl je mezi programem radia a televize, kde obrazová informace je podstatnou ˇca´st´ı datového toku. V´ yrazn´ y rozd´ıl m˚ uˇze b´ yt i mezi SD a HD programy - nejednoznaˇcnost pˇr´ımˇeru vypl´ yvá ze skuteˇcnosti, ˇze pro SD a HD se obvykle pouˇz´ıvá rozd´ılné kódován´ı, pˇriˇcemˇz v´ ysledn´ y datok´ y tok m˚ uˇze b´ yt srovnateln´ y, ale s rozd´ıln´ ymi nároky na v´ ypoˇcetn´ı v´ ykon pˇri zpracován´ı vys´ılaného/pˇrij´ımaného signálu. Pro naˇse u ´ˇcely nám tato skuteˇcnost umoˇzn´ı na jedno DVB zaˇr´ızen´ı zpracovat v´ıce program˚ u - samozˇrejmˇe pokud provozovatel v jednom multiplexu vys´ılá v´ıce program˚ u o které máme zájem.

1.2.2

Zpracov´ an´ı pro potˇ reby distribuce

V rámci zpracován´ı pro potˇreby distribuce nedocház´ı k u ´pravˇe co do obsahu, ale pouze k u ´pravˇe formáln´ı“. ” 9

Kamil Jireˇs


Jak jiˇz bylo podotknuto v ˇca´sti t´ ykaj´ıc´ı se zdroj˚ u signálu, je zapotˇreb´ı m´ıt v této fázi digitáln´ı signál. Máme-li k dispozici pouze signál analogov´ y, je nezbytné provést jeho dogitalizaci. Tento proces je nast´ınˇen v kapitole 1.2.1.2 Digitalizace. V rámci tˇeto ˇca´sti zpracován´ı signálu m˚ uˇzeme signál transkódovat - transcoding. Transkódován´ı je operace, kdy pˇrevád´ıme obsah z jednoho kódován´ı do jiného, aniˇz bychom pozmˇenili samotn´ y obsah (audio/video), které signál obsahuje. Jednotlivé druhy kódován´ı se liˇs´ı jak v nároc´ıch na datov´ y tok2 , tak na v´ ykon potˇrebn´ y pro jejich zpˇetné dekódován´ı. V souˇcasnosti nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ımi kodeky jsou MPEG2 a MPEG4. V rámci DVB3 se m˚ uˇzeme setkat s obˇema, pˇriˇcemˇz MPEG2 se objevuje obvykle v datovém toku cca 4 Mbit/s s kvalitou obrazu oznaˇcovanou jako SD a MPEG4 s datov´ ym tokem také kolem 4 Mbit/s ovˇsem v kvalitˇe HD. Bylo by vhodné podotknout, ˇze samotné transkódován´ı je ˇcinnost´ı obecnˇe velmi nároˇcnou na v´ ykon poˇc´ıtaˇce, natoˇz je-li poˇzadavek transkódován´ı v reálném ˇcase. Jsou dostupné technologie, které jsou schopny pro tyto operace vyuˇz´ıt procesory grafick´ ych karet (GPU - Graphical Processor Unit), které jsou sice u ´zce zamˇeˇrené co do nab´ızen´ ych ˇcinnost´ı, zato jsou schopny velmi v´ yraznˇe ulehˇcit od v´ ypoˇct˚ u samotnému procesoru poˇc´ıtaˇce (CPU - Central Processor Unit). Vyuˇzit´ım tohoto pˇr´ıstupu jsme schopni nˇekolikrát zv´ yˇsit propustnost transkódován´ı v reálném ˇcase. Jako pˇr´ıklad bych uvedl technologii CUDA od spoleˇcnosti nVidia, popˇr´ıpadˇe ATI Stream.

1.2.3

Distribuce smˇ erem k uˇ zivatel˚ um

Pod pojmem distribuce v tomto pˇr´ıpadˇe ˇreˇs´ıme pˇrepravu signálu od serveru ke klient˚ um, tedy od zdroje signálu k uˇzivatel˚ um, kteˇr´ı projev´ı zájem o pˇr´ıjem. Jelikoˇz budeme signál distribuovat skrze poˇc´ıtaˇcovou s´ıt’, mus´ıme data rozdˇelit na menˇs´ı ˇca´sti. Tento poˇzadavek vypl´ yvá z typu zvolené s´ıtˇe, tedy s´ıtˇe postavené na protokolech TCP/IP. Distribuce prob´ıhá po jednotliv´ ych paketech, kdy kaˇzd´ y paket putuje s´ıt´ı individuálnˇe. Nikde nen´ı zaruˇceno, ˇze vˇsechny pakety budou putovat s´ıt´ı stejnou cestou. D˚ usledkem m˚ uˇze b´ yt r˚ uzné poˇrad´ı doruˇcen´ı paket˚ u. V podstatˇe neexistuje ani záruka samotného doruˇcen´ı4 . Na druhou stranu by zde stálo za zm´ınˇen´ı, ˇze tento model se za des´ıtky let pouˇz´ıván´ı osvˇedˇcil jako dostaˇcuj´ıc´ı a v pˇr´ıpadˇe kvalitn´ı datové linky 2

nezbytnˇe velk´ a propustnost s´ıtˇe pro doruˇcen´ı dat na m´ısto urˇcen´ı v poˇzadovaném mnoˇzstv´ı a ˇcase Digital Video Broadcast - digit´ aln´ı vys´ılán´ı, tedy satelitn´ı, pozemn´ı, ale i kabelové 4 plat´ı pro protokol UDP, protokol TCP ˇreˇs´ı otázku doruˇcen´ı na bázi potvrzován´ı paket˚ u 3

10

Kamil Jireˇs


prakticky bezproblémov´ y. Velikost kaˇzdého paketu je omezena, pˇriˇzemˇz dodrˇzen´ı omezen´ı velikosti nám zaruˇcuje, ˇze bez ohledu na v´ yrobce jednotliv´ ych prvk˚ u pouˇzit´ ych na s´ıti bude moˇzné tento paket doruˇcit od odes´ılatele k pˇr´ıjemci. V pˇr´ıpadˇe Ethernetu se obvykle pouˇzy ´vá velikost 1500 bajt˚ u, pˇriˇcemˇz tato hodnota jiˇz zahrnuje i samotné hlaviˇcky paketu (viz. obrázek 1.8). Pro kvalitn´ı sledován´ı televizn´ıho programu je nezbytné m´ıt dostateˇcn´ y datov´ y tok. Vzhledem k parametr˚ um dostupného DVB-T a DVB-S vys´ılán´ı budeme potˇrebovat datov´ y tok v pr˚ umˇeru okolo 4 Mbps na jeden programov´ y kanál. D˚ uleˇzitá je samozˇrejmˇe i kvalita pˇripojen´ı. Bez dosaˇzen´ı dostateˇcnˇe rychlého a stabiln´ıho spojen´ı nejse schopni zaruˇcit koncovému pˇr´ıjemci kvalitn´ı sluˇzbu - pˇr´ıjem, respektive sledován´ı program˚ u. Metalick´ a s´ıt’ - Ethernet Pro pouˇz´ıván´ı IPTV je nezbytné dostateˇcnˇe dimenzovat plánovanou infrastrukturu. V pˇr´ıpadˇe metalického pˇripojen´ı je doporuˇcováno pˇripojen´ı klient˚ u alespoˇ n 100 Mbps (10 Mbps by mohlo b´ yt také dostaˇcuj´ıc´ı, ale protoˇze 4 Mbps nen´ı maximáln´ı hodnota, m˚ uˇze docházet pˇri dalˇs´ı soubˇeˇzné s´ıt’ové komunikaci ke zhorˇsen´ı kvality sluˇzby). V závislosti na mnoˇzstv´ı port˚ u na prvc´ıch je chodné zváˇzit propustnost uplinku5 1 Gbps a v´ıce s ohledem na dalˇs´ı infrastrukturu. Bezdr´ atov´ a s´ıt’ - Wifi Existuj´ı standardy pro bezdrátové technologie, které jsou teoreticky schopny poskytnout pokryt´ı s dostateˇcn´ ymi parametry pro potˇreby IPTV - 802.11g, 802.11n (zat´ım nen´ı masovˇe nasazováno - ekonomické aspekty). V praktickém nasazen´ı mus´ıme poˇc´ıtat se vzájemn´ ym ovlivˇ nován´ım jednotliv´ ych s´ıt´ı a ˇclenitost´ı budov, které maj´ı za následek moˇzné kol´ısán´ı kvality pˇripojen´ı. V d˚ usledku docház´ıme k závˇeru, ˇze pˇri pouˇzit´ı bezdrátové s´ıtˇe nejsme schopni garantovat kvalitu sluˇzby IPTV. Volba zp˚ usobu vys´ıl´ an´ı Podstatnou otázkou je, zda bude server kaˇzdého uˇzivatele obsluhovat samostatnˇe, nebo bude jednoduˇse vys´ılat obsah a o samotné rozliˇsen´ı kdo co dostane se bude starat 5

uplinkem se oznaˇcuje pˇripojen´ı prvku do s´ıtˇe - k dalˇs´ım prvk˚ um

11

Kamil Jireˇs


s´ıt’, respektive s´ıt’ové prvky. V prvn´ı variantˇe se bav´ıme o unicastu, v druhém pˇr´ıpadˇe se jedná o multicast. Nelze jednoznaˇcnˇe ˇr´ıci, ˇze by jedna varianta byla lepˇs´ı neˇz druhá. Volba konkrétn´ıho zp˚ usobu ˇs´ıˇren´ı závis´ı od poˇzadavk˚ u na parametry systému (tabulka 1.1).

parametr

unicast

multicast

server rozhodne, zda data

kódován´ı dat, oprávnˇen´ı

odeˇsle, ˇci nikoli

pˇr´ıjemci maj´ı kl´ıˇce k dispozici

k dispozici na serveru

rozprostˇrené na prvc´ıch s´ıtˇe

zat´ıˇzen´ı serveru

závislé na poˇctu pˇr´ıjemc˚ u

nezávislé na poˇctu pˇr´ıjemc˚ u

multiplikace dat

server

s´ıt’ové prvky

závislé na poˇctu pˇr´ıjemc˚ u

závislé na ˇclenitosti poˇzadavk˚ u

komkrétn´ı IP adresa klienta

multicastová adresa

dostateˇcnˇe velké, aby paket

podle rozloˇzen´ı router˚ u

doputoval k pˇr´ıjemci

na datové s´ıti

(vˇetˇs´ı nevad´ı)

(vˇetˇsi sp´ıˇse nevhodné)

ˇreˇsen´ı oprávnˇen´ı informace pro statistiky

zat´ıˇzen´ı datov´ ych linek c´ılová adresa paketu

parametr TTL

Tabulka 1.1: Rozd´ıly mezi unicastem a multicastem

Obrázek 1.2: Distribuce pomoc´ı unicatu a multicastu. (zdroj: [13])

12

Kamil Jireˇs

1.2.3.1


Unicast

Metoda vys´ılán´ı vyuˇzit´ım unicastu nevystavuje na prvky s´ıtˇe prakticky ˇza´dné specifické poˇzadavky, jen základn´ı schopnosti pro doruˇcován´ı paket˚ u. Otázky kdo co má obdrˇzet ˇreˇs´ı server, nebot’ veˇskeré pakety nesou adresu pˇr´ımo konkrétn´ıho uˇzivatele. Uˇzivatelé sv˚ uj zájem o pˇr´ıjem dat projev´ı kontaktován´ım samotného serveru. Tento model je nezbytn´ y napˇr´ıklad pˇri aplikaci sluˇzet VoD6 . Dále je tento model jednou z variant, jak poskytovat podm´ınˇen´ y obsah, tedy zpˇr´ıstupnit obsah pouze uˇzivatel˚ um, kteˇr´ı si napˇr´ıklad zaplatili za urˇcité programy. Nev´ yhodou vys´ılán´ı je nejednoznaˇcnost nárok˚ u na datov´ y tok a v´ ykon serveru. Nejednoznaˇcnost zpoˇc´ıvá právˇe pˇresunu rozhodován´ı na server. Kaˇzd´ y poˇzadavek na pˇr´ıjem obsahu je obsluhován vyhrazen´ ymi zdroji serveru a data se nijak neagreguj´ı. Pokud tedy 5 klient˚ u vznese poˇzadavek na ten sam´ y obsah, je dan´ y obsah vys´ılán 5x a t´ım stoupaj´ı poˇzadavky i na propustnost s´ıtˇe. Tento stav je vidˇet na obrázku 1.2. Na druhou stranu, jsme schopni bez problému vyhodnocovat kolik uˇzivatel˚ u poˇzaduje nˇejak´ y obsah, coˇz lze vyuˇz´ıt jednak pro statistiky, nebo pro vy´ uˇctován´ı v pˇr´ıpadˇe placeného obsahu. Dalˇs´ı v´ yhodou m˚ uˇze b´ yt, ˇze nepoˇzadovan´ y obsah nen´ı vys´ılán. Konkrétnˇe se tento fakt m˚ uˇze projevit vˇetˇs´ı nab´ıdkou, neˇz jsme schopni plnˇe pokr´ yt zdroji. Jsme totiˇz schopni pˇresouvat zdroje mezi jednotliv´ ymi obsahy podle poˇzadavk˚ u. Vezmˇeme si za pˇr´ıklad hotel a nab´ızen´ı sluˇzby videop˚ ujˇcovny. Pokud máme 100 klient˚ u (napˇr. set-top-box˚ u na pokoj´ıch), je nezbytné dimenzovat server a samotnou s´ıt’ na 100x variabiln´ı poˇzadavky na jedno vys´ılán´ı. Jsme schopni ovˇsem nab´ızet mnohem v´ıce neˇz 100 titul˚ u. Nebot’ v jeden okamˇzik nen´ı moˇzné, aby prob´ıhalo v´ıce jak 100 aktivn´ıch tok˚ u - nen´ı nikdo dalˇs´ı, kdo by to poˇzadoval a zpracovával. Pokud by nˇekdo zvolil jin´ y obsah, jiˇz nebude potˇrebovat sledovat p˚ uvodnˇe poˇzadovan´ y. 1.2.3.2

Multicast

Alternativou k unicastu je multicast. Zde jsou jiˇz urˇcité poˇzadavky na samotné s´ıt’ové prvky. Server odes´ılá do s´ıtˇe data bez ohledu na skuteˇcnost, zda je nˇekdo poˇzaduje ˇci nikoli. Pˇresnˇeji ˇreˇceno server odes´ılá data na multicastové adresy, ˇc´ımˇz dá s´ıt’ov´ ym prvk˚ um najevo, ˇze distribuce je na nich. Samotné s´ıt’ové prvky rozhoduj´ı kam vˇsude budou tato data doruˇcena. Server pˇritom odes´ılá data právˇe jednou bez ohledu na mnoˇzstv´ı pˇr´ıjemc˚ u. Pokud nˇekdo chce dan´ y obsah pˇrijmout, mus´ı se pˇrihlásit“ v s´ıti ” 6

Video on Demand - video na poˇzádán´ı

13

Kamil Jireˇs


k odbˇeru datového toku na konkrétn´ı multicastové adrese. S´ıt’ové prvky si jiˇz mezi sebou vykomunikuj´ı kde vˇsude mus´ı b´ yt data zas´ılána, aby konkrétn´ı koncov´ y uˇzivatel mohl obdrˇzet poˇzadovan´ y obsah. V pˇr´ıpadˇe v´ıce pˇr´ıjemc˚ u provád´ı replikaci dat právˇe s´ıt’ové prkvy. Chce-li pˇet klient˚ u sledovat stejn´ y obsah, nedocház´ı k zahlcován´ı datové linky duplicitn´ımi daty - tato skuteˇcnost je vidˇet na obrázku 1.2. Nasazen´ı multicastu je vhodné v situac´ıch, kdy nepoˇzadujeme zaznamenáván´ı signálu. D˚ uraz je kladen na distribuci signálu v jednom okamˇziku velkému mnoˇzstv´ı pˇr´ıjmemc˚ u pˇri minimalizaci reˇzijn´ıho zat´ıˇzen´ı s´ıtˇe. Napˇr´ıklad pokud bychom chtˇeli distribuovat pˇrednáˇsku v reálném ˇcase, jednalo by se o ideáln´ı nasazen´ı s minimáln´ımi poˇzadavky na odbavovac´ı stanoviˇstˇe i pˇri poˇctu nˇekolika set ˇci tis´ıc pˇr´ıjemc˚ u. Pˇr´ıpadn´ y poˇzadavek na záznam by se dal ˇreˇsit formout aplikace v reˇzimu“ klienta, kdy by ” nedocházelo k zobrazován´ı, ale k zaznamenáván´ı signálu - nebyl by dotˇcen v´ ykon odbavovac´ıho stanoviˇstˇe. Pro pˇrihlaˇsován´ı se vyuˇz´ıvá protokol IGMP7 .

1.2.4

Zobrazen´ı na stranˇ e uˇ zivatele

Nacház´ıme se ve fázi, kdy jsme si jako uˇzivatelé zaˇzádali a obdrˇzeli poˇzadovaná data. Na naˇse s´ıt’ové rozhran´ı dostáváme proud dat, kter´ y obsahuje námi poˇzadovan´ y obsah. V závislosti na serveru máme k dispozici video data, obvykle jsou ve formátu MPEG2 nebo MPEG4. Naˇs´ım c´ılem v tomto kroku je zpracovat data do podoby, v jaké budeme schopni vn´ımat vys´ılan´ y obsah. Jako uˇzivatelé máme na v´ ybˇer, zda chceme tuto fázi absolvovat na poˇc´ıtaˇci v podobˇe vhodné aplikace, nebo dáme pˇrednost vyhrazenému“ zaˇr´ızen´ı, které pˇripoj´ıme ” k televizi - Set-top-box. 1.2.4.1

Softwarov´ e zpracov´ an´ı

Zde by mohl následovat dlouh´ y seznam nejr˚ uznˇejˇs´ıch ménˇe ˇci v´ıce rozˇs´ıˇren´ ych aplikac´ı. Pro u ´ˇcely seznámen´ı s problematikou zvol´ım univerzáln´ıho zástupce této skupiny aplikac´ı. T´ımto zástupcem je VLC z projektu VideoLAN, kter´ y je dostupn´ y na adrese www.videolan.org/vlc. Tento zástupce je zvolen, nebot’ je bezplatnˇe dostupn´ y jako opensource. Dalˇs´ı podstatnou vlastnost´ı je nezvávislost na konkrétn´ım operaˇcn´ım systému (zkompilované 7

Internet Group Management Protocol - protokol pro ˇr´ızen´ı ˇclenstv´ı v multicastov´ ych skupin´ ach

14

Kamil Jireˇs


Obrázek 1.3: Aplikace VLC (verze 1.1.4.1, OS LINUX) (zdroj: autor) podoby jsou dostupné pro Windows, Mac OS X, Syllable, iOS, Linux). V neposledn´ı ˇradˇe za zm´ıˇ nku stoj´ı jednoduchost uˇzivatelského rozhran´ı a prakticky kompletn´ı implementace vˇsech pouˇzit´ ych protokol˚ u ˇci sluˇzeb. 1.2.4.2

Set-top-box

Set-top-box je zaˇr´ızen´ı, které se pˇripoj´ı mezi“ s´ıt’ov´ y kabel a televizn´ı pˇrij´ımaˇc ” (ukázka moˇzného vzhledu je na obrázc´ıch 1.4 a 1.5). Za u ´kol má uzp˚ usobit signál z datového toku v poˇc´ıtaˇcové s´ıti na zpracovateln´ y signál televizn´ım pˇrij´ımaˇcem. Forma pˇredán´ı informac´ı mezi set-top-boxem a televizn´ım pˇrij´ımaˇcem závis´ı na konkrétn´ıch vlastnostech jednotliv´ ych zaˇr´ızen´ı - vˇetˇsinou lze zjednoduˇsit na nalezen´ı shodn´ ych dostupn´ ych konektor˚ u.

Obrázek 1.4: AMINO 110 (zdroj: [23])

Obrázek 1.5: Motorola VIP1920 (zdroj: [26])

Obvykle se k propojen´ı pouˇz´ıvaj´ı rozhran´ı SCART, kompozitn´ı vstup (CINCH), 15

Kamil Jireˇs


YPbPr (CINCH), S-Video, HDMI, anténn´ı vstup (RF). Konketory pro jednitlivé rozhran´ı se oznaˇcuj´ı shodnˇe s názvem rozhran´ı, pˇr´ıpadnˇe byly v závorkách uvedy názvy. Vˇetˇsinu zm´ınˇen´ ych konektor˚ u lze vidˇet na obrázku 1.6.

SCART — CINCH — HDMI — S-Video Obrázek 1.6: konektory pro pˇripojen´ı set-top-box˚ u (zdroj: [9] upraveno autorem) Alternativn´ım vyuˇzit´ım set-top-box˚ u by mohlo b´ yt seskupen´ı jednotliv´ ych zaˇr´ızen´ı do kaskády. Jelikoˇz jsou zaˇr´ızen´ı pr˚ uchoz´ı pro ostatn´ı neˇz své“ kanály, mohli bychom ” simulovat“ zdroj analogového signálu pro spoleˇcné televizn´ı antény (STA) v domech ” s vˇetˇs´ım mnoˇzsv´ım byt˚ u / pˇrij´ımaˇc˚ u. pokud bychom zvolili vhodné kanály, které by se nepˇrekr´ yvali (neruˇsili) s kanály pouˇz´ıvan´ ymi pro digitáln´ı vys´ılán´ı, mohli bychom nechat doˇz´ıt“ analogové televize bez nutnosti nákupu set-top-box˚ u. ”

1.3

Protokoly

Pro potˇreby této práce se nebudu zab´ yvat obecn´ ymi protokoly pouˇz´ıvan´ ymi na s´ıti, ale zm´ın´ım protokoly charakteristické pro pouˇzit´ı ˇs´ıˇren´ı IPTV. Vyuˇzit´ı tˇechto protokol˚ u pˇredpokládá aplikované základn´ı“ protokoly pro komunikaci na poˇc´ıtaˇcové s´ıti ” TCP/IP. Jelikoˇz pro ˇs´ıˇren´ı IPTV formou unicastu nejsou poˇzadovány ˇzádné speciáln´ı protokoly, zm´ınˇené protokoly se zamˇeˇr´ı na formu ˇs´ıˇren´ı pomoc´ı multicastu.

1.3.1

IP - Internet Protocol

Jedná se o protokol vyuˇz´ıvan´ y v poˇc´ıtaˇcov´ ych s´ıt´ıch pro adresován´ı komunikace. Jak je moˇzné vidˇet na obrázku 1.7, IP hlaviˇcka obsahuje mimo jiné informace t´ ykaj´ıc´ı odes´ılatele a pˇr´ıjemce dat. Aktuálnˇe se pouˇz´ıvaj´ı dvˇe verze IP protokolu. Konkrétnˇe se soubˇeˇznˇe vyskytuj´ı verze 4 a 6. IP ve verzi 4 byl navrˇzen tak prozˇretelnˇe, ˇze obstál desetilet´ı v´ yvoje sluˇzeb internetu. D˚ uvodem zavádˇen´ı nové verze je mal´ y adresn´ı prostor, kdy 32 bitová adresa

16

Kamil Jireˇs


jiˇz nepokr´ yvá potˇreby internetu v rozsahu do jakého se rozrostl. Novˇe zavádˇená verze poˇc´ıtá se 128 bitov´ ymi adresami.

Obrázek 1.7: IP hlaviˇcka - IPv4. (zdroj: [27] upraveno autorem) Jelikoˇz protokol ˇreˇs´ı pouze otázku kam doruˇcit a nikoli jak doruˇcit, vyuˇz´ıvá se vˇzdy v kombinaci s jedn´ım z protokol˚ u TCP (RFC793) nebo UDP (RFC768), které zabezpeˇcuj´ı poskytnut´ı dalˇs´ıch informac´ı potˇrebn´ ych pro zpracován´ı dat pˇrijat´ ych z poˇc´ıtaˇcové s´ıtˇe. D´ıky vyuˇzit´ı tˇechto protokol˚ u v páru je moˇzné zpracovávat v´ıce nezávisl´ ych datov´ ych tok˚ u - napˇr´ıklad jsme schopni stahovat v´ıce soubor˚ u najednou. Bez tˇechto párov´ ych“ protokol˚ u by pˇr´ıjemce nebyl schopen rozliˇsit ke kterému spojen´ı náleˇz´ı ” právˇe obdrˇzená data. Znázornˇen´ı spolupráce protokol˚ u bˇehem pˇrenosu dat je moˇzno vidˇet na obrázku 1.8.

Obrázek 1.8: Zapouzdˇren´ı dat bˇehem pˇrenosu v s´ıt´ı TCP/IP. (zdroj: [27])

17

Kamil Jireˇs

1.3.2


RTP

Protokol RTP (Realtime Transfer Protocol) definuje standardizovaný formát paketu pro pˇrenos audio a video signálu skrz IP s´ıt’.[27] Jak dále zdroj uvád´ı, RTP se vyuˇz´ıvá ve spojen´ı s RTCP (RTP Control Protocol). Zat´ımco RTP navazuje spojen´ı na sudˇem portu a pˇrenáˇs´ı samotná data, RTCP naváˇze spojen´ı na nejbliˇzˇs´ım vyˇsˇs´ım (lichém) portu a slouˇz´ı pro sledován´ı pˇrenosov´ ych statistik vˇcetnˇe QoS (Quality of Service). V rámci naˇs´ı realizace nebudeme vyuˇz´ıvat RTP protokol, z d˚ uvodu kompatibility se zvolen´ ymi set-top-boxy. Protokol je vyuˇziteln´ y jak pro unicast, tak pro multicast.

1.3.3

RTSP

Protokol RTSP (Real Time Streaming Protocol) slouˇz´ı pro kontrolu spojen´ı pro u ´ˇcely pˇrenosu audio/video signálu. Protokol je (na rozd´ıl od protokolu http) stavov´ y pro navázané spojen´ı. Skrze tento protokol mohou b´ yt na stranˇe klienta dostupné video“ funkce typu ” play nebo pause, pˇriˇcemˇz tyto pˇr´ıkazy se provád´ı ve spolupráci“ se serverem. Samotn´ y ” pˇrenos multimediáln´ıch dat prob´ıhá obvykle skrze protokol RTP. Tento protokol se vyuˇz´ıvá pˇri unicastovém ˇs´ıˇren´ı dat.

1.3.4

SAP

Protokol SAP (Session Anouncement Protocol) se pouˇz´ıvá pro periodické oznamován´ı multicastov´ ych stream˚ u. Obsahuje název a multicastovou adresu oznamovaného programu. Dále obsahuje název skupiny a informace o zdroji dat. Název skupiny slouˇz´ı pro orgranizován´ı informac´ı na stranˇe klienta do sloˇzek“ v rámci playlistu. ” Vzhledem k opakuj´ıc´ımu se oznamován´ı (cca 5-30 sekund) se jedná o mocn´ y nástroj pro udrˇzován´ı aktuáln´ı nab´ıdky program˚ u na stranˇe klient˚ u. Pokud nˇejak´ y stream nen´ı opakovanˇe oznámen, klient je schopen neaktivn´ı“ program stáhnout z nab´ıdky. ” V rámci dokumentu RFC2974 [21] jsou definovány v´ ychoz´ı“ adresy, na kter´ ych by ” mˇelo b´ yt toto oznamován´ı vys´ıláno. Pro IP verze 4 se jedná o adresu 224.2.127.254. Pro IP verze 6 se jedná o adresy FF0x:0:0:0:0:0:2:7FFE, kde x je závislé na protoru vys´ılán´ı (scope). 18

Kamil Jireˇs

1.3.5


IGMP

Protokol IGMP (Internet Group Management Protocol) rozˇsiˇruje protokol IP a slouˇz´ı ke správˇe ˇclenstv´ı v jednotliv´ ych skupinách pro pˇr´ıjem multicastového vys´ılán´ı obecnˇe (tedy pouˇzit´ı si najde uplatnˇen´ı nejen v IPTV). Pomoc´ı tohoto protokolu koncové stanice vyjadˇruj´ı zájem ˇci nezájem o konkrétn´ı multicastová data, pˇriˇcemˇz rozliˇsen´ı dat prob´ıhá na základˇe multicastov´ ych (skupinov´ ych) adres. Jelikoˇz se vyuˇz´ıvá pro komunikaci mezi koncov´ ymi stanicemi a pro nˇe nejbliˇzˇs´ım routerem, je v rámci IP hlaviˇcek nastaven parametr TTL na hodnotu 1 a také nastaven pˇr´ıznak IP Router Alert, ˇc´ımˇz je zajiˇstˇeno, ˇze odeslaná informace skonˇc´ı“ na nejbliˇzˇs´ım ” routeru a bude mu vˇenována patˇriˇcná pozornost routeru.

Obrázek 1.9: Formát IGMPv2 (zdroj: [19] upraveno autorem) Na obrázku 1.9 je vidˇet formát IGMP paketu. Skupinová adresa odpov´ıdá identifikaci skupiny dat (multicastová adresa). V´ yznam pole Maximáln´ı ˇcas odpovˇedi je pˇredpokládám zˇrejm´ y. Pole Kontroln´ı souˇcet je zde pro ovˇeˇren´ı správného doruˇcen´ı IGMP paketu. Posledn´ı hodnota Typ m˚ uˇze m´ıt tˇri hodnoty: • Membership Query (0x11) Dotaz na aktuálnost pˇrihláˇsen´ı do skupiny. T´ımto typem paketu se ovˇeˇruje, zda má zaˇr´ızen´ı na urˇcitém portu s´ıt’ového prvku stále zájem o pˇr´ıjem dat multicastové skupiny, do které se dˇr´ıve pˇrihlásil. Pˇr´ıpadnˇe po odhláˇsen´ı se jeˇstˇe prvek ovˇeˇruje“ zda na daném portu nen´ı nˇejak´ y dalˇs´ı klient se zájmem o pˇr´ıjem ” (napˇr´ıklad pokud by byl na dan´ y port pˇripojen switch bez funkce IGMP Snooping, kde by mˇel nˇejak´ y jin´ y klient stále zájem o tato data). • Membership Report (0x16) Pˇrihláˇsen´ı k odbˇeru dat multicastové skupiny. • Leave Group (0x17) Odhláˇsen´ı od multicastové skupiny. 19

Kamil Jireˇs


Klient (koncov´ y uˇzivatel) poˇzádá o pˇr´ıjem dat na konkrétn´ı multicastové adrese multicastové adresy odliˇsuj´ı jednotlivé obsahy. Tento poˇzadavek je vyslán na switch, kter´ y ho pˇrepoˇsle na dalˇs´ı prvek smˇerem k routeru. Je-li dalˇs´ım prvkem switch, proces se opakuje. Jakmile tato ˇzádost o ˇclenstv´ı ve skupinˇe doraz´ı na router, router pˇriˇrad´ı dan´ y port na seznam ˇclen˚ u v konkrétn´ı multicastové skupinˇe. Podle tohoto seznamu duplikuje data na jednotlivé porty. Pokud má switch implementován IGMP Snooping, je schopen tento poˇzadavek rozpoznat a vytvoˇrit si vlastn´ı tabulku pro samotnou distribuci. Tato skuteˇcnost se projev´ı v nezatˇeˇzován´ı uˇzivatel˚ u nechtˇen´ ymi daty. Nen´ı-li funkce IGMP Snooping implementována (pˇr´ıpadnˇe povolena) chová se prvek z pohledu multicastu sp´ıˇse jako hub - multicastové vys´ılán´ı pos´ılá na vˇsechny klienty, ne tedy pouze tˇem, kteˇr´ı si o nˇej v´ yslovnˇe ˇrekli (IGMP). Obˇe situace je moˇzné vidˇet na obrázku 1.10.

Obrázek 1.10: Vliv funkce IGMP Snooping na datov´ y tok. (zdroj: autor) Zm´ınˇená funkce IGMP Snooping se projevuje v agregován´ı“ odpovˇed´ı. Po obdrˇzen´ı ” paketu typu Membership Query od routeru, rozeˇsle prvek obdobn´ y paket na vˇsechny porty. Odpovˇed’ ovˇsem nepˇrepos´ılá zpˇet na router, ale sám zpracovává po potˇreby distribuce dat. Na router pos´ılá pouze jednu odpovˇed, která odpov´ıdá situaci zda nˇekdo“ ” poˇzaduje data na které byl zaslán dotaz ˇci nikoli. Na druhou stranu, pokud obdrˇz´ı paket typu Membership Report (pˇr´ıpadnˇe Leave Group), nejdˇr´ıve zaznamená“ danou zmˇenu ” do své tabulky a pouze v pˇr´ıpadˇe kdy se jedná o prvn´ıho zájemce (nebo posledn´ıho v pˇr´ıpadˇe odhláˇsen´ı) pos´ılá paket daného typu dále na router.

20

Kamil Jireˇs

1.3.6


PIM

V rámci distribuce (smˇerován´ı) multicastu mezi routery se vyuˇz´ıvá rodina protokol˚ u PIM (Protocol Independent Multicast). Nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ımi variantami jsou PIM-SM (Sparse Mode) a PIM-DM (Dense Mode). PIM-DM Hust´ y“ PIM se vyuˇz´ıvá pˇreváˇznˇe na sit´ıch s menˇs´ım mnoˇzstv´ım router˚ u. Pˇri ” zahájen´ı nového multicastového vys´ılán´ı prvn´ı“ router (routerA), kter´ y obdrˇz´ı data ” rozeˇsle“ multicast na vˇsechny porty. Dalˇs´ı router (routerB) na vˇetvi“ s´ıtˇe, která nemá ” ” zájem o pˇr´ıjem dan´ ych dat, projev´ı nezájem o daná data - Prune. Dá se ˇr´ıci, ˇze v prvn´ı moment, se data vnucuj´ı“ okol´ı. ” Pokud z daného portu (od routerB) nepˇr´ıjde zm´ınˇená zpráva, routerA nadále pos´ılá data. Obdrˇz´ı-li routerB poˇzadavek od klienta na pˇr´ıjem daného multicastu, routerB zaˇsle informaci na routerA, ˇze má novˇe zájem o daná data - Graft. PIM-SM Vyuˇz´ıvá se pˇreváˇznˇe na rozsáhlejˇs´ıch s´ıt´ıch, ve smyslu ˇclenitosti - poˇctu router˚ u. Na rozd´ıl od PIM-DM, docház´ı pouze k nab´ızen´ı dat, nikoli k jejich vnucován´ı“. Je ” definován Randezvous Point (RP), kter´ y je poj´ıtkem mezi zdrojem signálu a pˇr´ıjemcem. Kaˇzd´ y nov´ y poˇzadavek na pˇr´ıjem dat (router obdrˇz´ı vyuˇzit´ım IGMP) je vyˇr´ızen proti RP. Po sestaven´ı cesty se jiˇz optimalizuje datová trasa, takˇze ve finále datov´ y tok nemus´ı j´ıt pˇres RP, ale samotné sestaven´ı spojen´ı by v tomto pˇr´ıpadˇe nebylo bez RP moˇzné.

1.4

Kvalita distribuce

Kvalita IPTV sluˇzby je pˇr´ımo u ´mˇerná stavu s´ıtˇe - propustnost, zat´ıˇzen´ı. . . Pokud bychom vys´ılali pomoc´ı protokolu RTP (definován nad protokolem UDP), jednotlivé pakety by obsahovali dodateˇcné informace pro datov´ y tok. Distribuci realizujeme pomoc´ı UDP z d˚ uvodu kompatibility set-top-box˚ u. V rámci implementace nebyl problém s kvalitou datov´ ych cest, nebylo tedy nutné ˇreˇsit otázku zvláˇstn´ıho nastaven´ı s´ıtˇe pro upˇrednostnˇen´ı distribuce IPTV. Obecnˇe mohou nastat komplikace bˇehem : 21

Kamil Jireˇs


• pˇrenos datovou s´ıt´ı zpravidla kostiˇckován´ı, nebo lupán´ı ve zvuku (bl´ıˇze dalˇs´ı tabulky) • zpracován´ı na stranˇe set-top-boxu ˇspatné zpracován´ı pˇrijatého signálu - napˇr. chybnˇe implementovan´ y kodek zvuku nebo videa • pˇrenos obrazu ze set-top-boxu do televize kvalita m˚ uˇze b´ yt v´ yraznˇe sn´ıˇzena ˇspatn´ ym kabelem, kter´ y pˇrenáˇs´ı jiˇz zpˇetnˇe odbaven´ y signál pro zobrazen´ı • zobrazen´ı na televizi samozˇrejmˇe i reproduktory ˇci obrazovka jsou jen“ zaˇr´ızen´ı, které se monou po” rouchat Ve spojen´ı se zvukem mohou nastat dva typy problém˚ u: • nen´ı synchronn´ı zvuk s obrazem absence informace t´ ykaj´ıc´ı se synchronizace – nen´ı vys´ılána (trval´ y stav) – doˇslo ke ztrátˇe / zpoˇzdˇen´ı dat bˇehem pˇrenostu (nahodil´ y jev) • zvuk ˇsum´ı, slyˇs´ıme lupnut´ı ztráta / zpoˇzdˇen´ı paket˚ u obsahuj´ıc´ı zvuková data Ve spojen´ı s obrazem mohou nastat tyto problémy: • kostiˇckovan´ y obraz – neni dostateˇcn´ y datov´ y tok – pˇr´ıpadnˇe doˇslo ke ztrátˇe ˇca´sti dat bˇehem pˇrenosu • trhán´ı obrazu nebo jeho zamrznut´ı – nedostateˇcn´ y datov´ y tok – chybn´ y systémov´ y ˇcas (napˇr. bˇehem sychnronizace ˇcasu PC) – ztráta synchronizace obrazu - data nedorazila vˇcas pro zpracován´ı videa

22

Kamil Jireˇs


• ˇza´dn´ y obraz ztráta spojen´ı se serverem, nebo server pˇrestal vys´ılat • rozostˇren´ı obrazu, ˇsum v obraze chyba kodéru (zdroj signálu), nebo dekodéru (set-top-box / SW)

23

Kamil Jireˇs


Kapitola 2 Architektura ˇ reˇ sen´ı

Obrázek 2.1: Realizované ˇreˇsen´ı. (zdroj: autor)

2.1

Zdroj sign´ alu

V rámci ˇreˇsen´ı se z´ıskává odbaven´ y digitáln´ı signál skrze pozemn´ı a satelitn´ı vys´ılán´ı. Pro pozemn´ı vys´ılán´ı jsou vyuˇzity 2 antény. Jedna je smˇerována na vys´ılaˇc PrahaCukrák (LON: 14 21 21 LAT: 49 56 12) a druhá je smˇerována na vys´ılaˇc Praha-mˇesto (LON: 14 27 04 LAT: 50 04 52). Obˇe pˇrij´ımaj´ı signál sit´ı 1-3, pˇriˇcemˇz druhá zmiˇ novaná pˇrij´ımá i signál z vys´ılaˇce Praha-Olˇsanská (O2 , kde vys´ılá s´ıt’ 4). Pro satelitn´ı pˇr´ıjem je vyuˇzito 5 parabol o pr˚ umˇeru 80cm s osminásobn´ ym konvertorem (LNB). • 5,0◦ W - Atlantic Bird 3 nˇekteré francouzské nekódované kanály, napˇr. France 2, France 3 Sat, France 5 • 13,0◦ E - Hot Bird 6, 8, 9 nˇekteré arabské, italské, nebo polské nekódované programy 24

Kamil Jireˇs


• 19,2◦ E - Astra 1H, 1KR, 1L, 1M nˇekteré nˇemecké, polské, arabské, ˇspanˇelské, francouzské ˇci anglické nekódované programy, zároveˇ n zde jeˇstˇe do konce záˇr´ı v plném rozsahu vys´ılala svou kódovanou nab´ıdku spoleˇcnost UPC (od 1. kvˇetna oficiálnˇe spustila své pakety na satelitu 0,8◦ W - Thor 5, 6) • 23,5◦ E - Astra 3A, 3B, 1G, 1E ˇ 24 a Z 1 - Paket skylink/cslink, TV Oˇ ´ cko, TV nˇekteré holandské, ˇceské (CT Noe), slovenské (TA 3 - paket skylink/cslink), nˇemecké, lucemburské nekódované programy, zároveˇ n na této pozici vys´ılá svou kódovanou nab´ıdku spoleˇcnost skylink, nebo cslink Druˇzice Astra 1G pˇrestala posledn´ı signál ˇs´ıˇrit dne 22.ˇcervna 2010 (vys´ılán´ı pˇresunuto na novou druˇzici Astra 3B). Druˇzice Astra 1E pˇrestala ˇs´ıˇrit signál o t´ yden dˇr´ıve. V dobˇe psan´ı práce se ovˇsem stále jeˇstˇe nacház´ı a naprázdno“ ” operuj´ı na dané pozici. • 28,2◦ E - Eurobird 1, Astra 2A, 2B, 2D nˇekteré anglické nekódované programy Na obrázku 2.2 je vidˇet instalace pˇeti parabol a jedné terestriáln´ı antény.

Obrázek 2.2: Um´ıstˇen´ı parabol (zdroj: autor)

25

Kamil Jireˇs

2.2


Svod sign´ alu

Zachycen´ y signál mus´ıme doruˇcit aˇz ke vstup˚ um do zaˇr´ızen´ı zpracovávaj´ıc´ıch signál, které provede nezbytné u ´pravy pro potˇreby doruˇcen´ı signálu. K tomuto u ´ˇcelu se vyuˇz´ıvá 42 koaxiáln´ıch kabel˚ u. Jelikoˇz je velmi nepraktické zakonˇcovat koaxiáln´ı svody pˇr´ımo na vstupech zaˇr´ızen´ı je vloˇzen meziprvek“, kter´ ym je patch panel (obrázek 2.3), kde jsou ” koaxiáln´ı kabely zakonˇceny F konektory. V rámci patch panelu jsou um´ıstˇeny spojky tak, aby se pro pˇripojen´ı jednotliv´ ych vstup˚ u na zaˇr´ızen´ı daly vyuˇz´ıt standardn´ı“ ” patch kabely, které jsou bˇeˇznˇe dostupné. V celé délce svodu se nenacház´ı ˇzádn´ y sluˇcovaˇc ani rozboˇcovaˇc signálu, kaˇzd´ y v´ ystup z konvertoru / antény je sveden pˇr´ımo na patch panel. Vzhledem k pokryt´ı ˇcesk´ ych program˚ u z terestriáln´ıho vys´ılán´ı, se ukázalo nezbytné pouˇz´ıt rozboˇcovaˇc signálu pro svod od terestriáln´ı antény, ten byl um´ıstˇen aˇz k server˚ um, nicménˇe mohl by se nacházet i pˇred patch panelem.

Obrázek 2.3: Patch panel pro anténn´ı svody (zdroj: autor)

2.3

Zpracov´ an´ı sign´ alu

Pro zpracován´ı pˇrijatého digitáln´ıho vys´ılán´ı a jeho odes´ılán´ı do s´ıtˇe se vyuˇz´ıvá poˇc´ıtaˇc setaven´ y z bˇeˇznˇe dostupn´ ych d´ıl˚ u (tabulka 3.1). Pˇri volbˇe operaˇcn´ıho systému, byl zohlednˇen aspekt náklad˚ u, proto byl nasazen operaˇcn´ı systém Linux. Pro své poˇzadavky na velikost pevného disku byla zvolena distribuce Slackware.

26

Kamil Jireˇs


Vzhledem k pouˇzit´ ym prvk˚ um v poˇc´ıtaˇcové s´ıt´ı (viz Doruˇcen´ı k uˇzivatel˚ um) a jejich HW podpoˇre pro multicast pˇres IPv4 byla zvolena forma ˇs´ıˇren´ı právˇe vyuˇzit´ım multicastu na IPv4. Samotné odbaven´ı je realizováno vyuˇzit´ım aplikace MUMUDVB, která nejen zpracuje signál digitáln´ıho vys´ılán´ı pro potˇreby vys´ılán´ı IPTV, ale zároveˇ n odes´ılá do s´ıtˇe oznámˇen´ı o vys´ılan´ ych programech (SAP Announcement). Pro potˇreby set-top-box˚ u je na jednom poˇc´ıtaˇci zprovoznˇen webov´ y server pro poskytován´ı konfigurace program˚ u a nabidek uˇzivatel˚ um. Konfigurace program˚ u v tomto kontextu pˇredstavuje pˇriˇrazen´ı rychl´ ych“ voleb jednotliv´ ym program˚ um - 1 odpov´ıdá ” ˇ 1, 2 odpov´ıdá CT ˇ 2 ... CT

2.4

Doruˇ cen´ı k uˇ zivatel˚ um

Kaˇzd´ y server je pˇripojen linkou 1Gbps do routeru ge-stream. Tento prvek se stará o dalˇs´ı distribuci signálu. Pokud by nikdo nemˇel zájem o ˇza´dn´ y program, tento prvek by dále nic nevys´ılal.

Obrázek 2.4: Schéma s´ıt’ového zapojen´ı (zdroj: autor) Z pohledu s´ıtˇe (obr. 2.4) je prvek zapojen pomoci etherchannel1 2x1Gbps do gejmb0. Odtud je dostupná konektivita 1Gbps pro areál jiˇzn´ıho mˇesta, pˇr´ıpadnˇe kolej´ı Blanice a Vlatava. Dále je zde 10Gbps spoj do ca65sb a 1Gbps do ca65rb, pˇriˇcemˇz oba prvky jsou v areálu na ˇziˇzkovˇe. Odtud jsou jiˇz dalˇs´ı lokality pˇripojeny rychlost´ı 1Gbps, 1

technologie pro agregaci fyzick´ ych linek pro zv´ yˇsen´ı propustnosti

27

Kamil Jireˇs


v´ yjimkou jsou lokality Tˇrebeˇs´ın a Toˇcná, které jsou pˇripojeny bezdrátovou technologii s niˇzˇs´ı propustnost´ı (nicménˇe pro soubˇeˇzné sledován´ı omezeného poˇctu program˚ u dostaˇcuj´ıc´ı). Pro vˇetˇsinu koncov´ ych klient˚ u plat´ı, ˇze jsou pˇripojeny do prvku 3com 4500 (obr. 2.5). Tento prvek má inplementovan´ y IGMP Snooping a tud´ıˇz zpracovává IGMP poˇzadavky na odbˇery multicastu. Se serverem dále komunikuje agregovan´ ymi“ statuty ” IGMP paket˚ u - nepˇrepos´ılá kaˇzd´ y jeden od uˇzivatele.

Obrázek 2.5: Switch 3com 4500 (zdroj: [2])

28

Kamil Jireˇs


Kapitola 3 Volba SW/HW 3.1

Komponenty serveru

Pro volbu správn´ ych komponent serveru je nezbytné zváˇzit nˇekolik okolnost´ı. Kritéria lze rozdˇelit podle ˇca´st´ı které ovlivˇ nuj´ı: CPU Volbu vhodného CPU ovlivˇ nuje skuteˇcnost, zda uvaˇzujeme o softwarovém dekódován´ı, tedy zpracován´ı program˚ u s podm´ınˇen´ ym pˇr´ıstupem, kter´ y by nebyl ˇreˇsen pomoc´ı CAM modul˚ u (hardwarová akcelerace“ zpracován´ı podm´ınˇeného pˇr´ıstupu). ” HDD Otázka archivace program˚ u ovlivˇ nuje velikost zvoleného pamˇet’ového zaˇr´ızen´ı, neuvaˇzujeme-li o archivaci, postaˇc´ı nám prostor okolo 2 GB (v pˇr´ıpadˇe nouze“ by se dalo ” vyj´ıt i s menˇs´ı kapacitou - pro funkˇcn´ı operaˇcn´ı systém by staˇcilo i nˇekolik des´ıtek MB). V rámci naˇseho ˇreˇsen´ı pouˇzijeme 2GB CompactFlash kartu s redukc´ı na SATA. RAM Nároˇcnost na operaˇcn´ı pamˇet’ nen´ı nijak v´ yrazná. Pro pouhé pˇrepos´ılán´ı“ nám bohatˇe ” postaˇcuje pamˇet’ okolo 256 MB (staˇcila by i mˇenˇs´ı, ale vzhledem k nab´ıdce na trhu by se jiˇz tˇeˇzko shánˇela . . . ). Nicménˇe vzhledem k cenám pamˇet’ov´ ych modul˚ u m˚ uˇzeme pouˇz´ıt 2GB modul a 1GB bez jak´ ychkoli problém˚ u vyˇclenit na RAM disk - pˇr´ımo se nab´ız´ı pro vyuˇzit´ı jako pracovn´ı sloˇzky, vzhledem k závislosti na napájen´ı nen´ı vhodné pro ukládan´ı log˚ u. CD-ROM Pro bˇeˇzn´ y chod serveru nen´ı potˇreba, nemus´ı b´ yt souˇca´st´ı sestavy. Pro instalaci lze pouˇz´ıt extern´ı CD-ROM mechaniku, flash disk, popˇr´ıpadˇe naˇcten´ı systému po s´ıti 29

Kamil Jireˇs


PXE boot. zdroj sign´ alu Tato kapitola závis´ı na datech, které se rozhodneme vys´ılat. Uvaˇzujeme-li o vys´ılán´ı digitáln´ıho televizn´ıho signálu, mus´ıme zváˇzit vhodné DVB zaˇr´ızen´ı. Pˇr´ıklad karet doˇ e republice m˚ stupn´ ych v Cesk´ uˇzeme naj´ıt v kapitolách 3.1.1 DVB-T (pozemn´ı vys´ılán´ı) a 3.1.2 DVB-S (satelitn´ı vys´ılán´ı). poˇ c´ıtaˇ cov´ a skˇ r´ıˇ n - CASE Volba case je závislá na poˇzadovaném um´ıstˇen´ı pˇripravovaného serveru. Um´ıstˇen´ı do 19” racku : • 1U 1 PCI karta s u ´hlovou redukc´ı moˇznost pˇripojen´ı DVB zaˇr´ızen´ı pˇres USB • 1,5 U 2 PCI karty s dvojitou u ´hlovou redukc´ı moˇznost pˇripojen´ı DVB zaˇr´ızen´ı pˇres USB • 3U dostatek m´ısta pro um´ıstˇen´ı PCI karet pˇr´ımo do základn´ı desky moˇznost pˇripojen´ı DVB zaˇr´ızen´ı pˇres USB

Obrázek 3.1: Skˇr´ıˇ n Eurocase IPC 4U-500 server case 19” (zdroj: [1]) Pokud se spokoj´ıme pouze s USB kartami, m˚ uˇzeme pouˇz´ıt i embeded PC (napˇr. ALIX1 ), nebo m˚ uˇzeme pouˇz´ıt i nˇekteré typy pˇr´ıstupov´ ych bod˚ u pro WiFi, Router1

produkt firmy PC Engines - www.pcengines.ch

30

Kamil Jireˇs


Station2 , pˇr´ıpadnˇe dalˇs´ı zaˇr´ızen´ı umoˇzn ˇuj´ıc´ı spuˇstˇen´ı OS LINUX, v tomto pˇr´ıpadˇe OpenWRT.

typ

oznaˇ cen´ı

konkr´ etn´ı komponenta

procesor

CPU

Intel(R) Pentium(R) Dual CPU E2200 @ 2.20GHz

operaˇcn´ı pamˇet’

RAM

2GB RAM (1GB se pouziva jako RAM DISK)

pevn´ y disk

HDD

2GB SSD (na /tmp se mapuje 1GB RAM DISK) APACER 2GB ADM (ATA Disk Module)

základn´ı deska

MB

MSI P6NG NEO-Digital

skˇr´ıˇ n

CASE

Eurocase IPC 4U-500 server case 19” (obrázek 3.1)

CD-ROM

sestava neobsahuje CD-ROM DVB-S

3x Technisat SkyStar2 HD (+1x CI SLOT)

DVB-T

Leadtek WinFast DVR 3100 H

vstupn´ı zaˇr´ızen´ı dalˇs´ı HW

SmartGo SmartReader plus Tabulka 3.1: Zvolené HW komponenty

3.1.1

DVB-T

ˇ e republice, které V této kapitole uvád´ım zaˇr´ızen´ı dostupné v prodejn´ı s´ıti v Cesk´ je moˇzné zprovoznit pro operaˇcn´ım systémem Linux. Pro moˇznost volby vhodné karty uvád´ım u jednotliv´ ych zaˇr´ızen´ı kroky potˇrebné pro jejich oˇziven´ı. Kapitola se zab´ yvá zaˇr´ızen´ımi pro pˇr´ıjem pozemn´ıho televizn´ıho signálu, schán´ıte-li informace k zaˇr´ızen´ı pro pˇr´ıjem satelitn´ıho signálu, najdete je v následuj´ıc´ı kapitole (3.1.2 DVB-S). 3.1.1.1

Leadtek WinFast DVR 3100 H

Zaˇr´ızen´ı má podporu v podobˇe modulu cx18. Je nezbytné dodateˇcnˇe stáhnout z internetu nˇekolik soubor˚ u s firmwarem, které jsou nezbytné pro inicializaci ovladaˇce a jeho správnou funkci - tyto soubory se nenahrávaj´ı do karty, ale jsou pouze pro potˇreby samotného ovladaˇce. Vˇsechny tyto soubory je nezbytné uloˇzit do adresáˇre /lib/firmware: 2

produkt firmy Ubiquiti - www.ubnt.com

31

Kamil Jireˇs


• xc3028-v27.fw Kroky k z´ıskán´ı souboru byly pˇrevzaty z webové adresy http://lists-archives.org/video4linux/20831-extract-tool-for-xc3028-firmware.html 1. stáhnout ovladaˇce pro Windows z adresy: http://www.steventoth.net/linux/ xc5000/HVR-12x0-14x0-17x0 1 25 25271 WHQL.zip 2. rozbalit soubor hcw85bda.sys z archivu 3. spust’te skript extract xc3028.pl (k dispozici se zdrojov´ ymi kódy jádra, nebo v4l-dvb) 4. zkop´ırujte z´ıskan´ y soubor xc3028-v27.fw na správné um´ıstˇen´ı • v4l-cx23418-cpu.fw, v4l-cx23418-apu.fw, v4l-cx23418-dig.fw Soubory jsou volnˇe dostupné ke staˇzen´ı na serveru linuxtv.org ve sloˇzce linuxtv.org/downloads/firmware/. pˇr´ıklad staˇzen´ı: wget http://linuxtv.org/downloads/firmware/v4l-cx23418-cpu.fw wget http://linuxtv.org/downloads/firmware/v4l-cx23418-apu.fw wget http://linuxtv.org/downloads/firmware/v4l-cx23418-dig.fw 3.1.1.2

MSI DIGI VOX mini II

integrovan´ y obvod Afatech af9015 Toto USB zaˇr´ızen´ı je vyrábˇeno v b´ılé barvˇe krytu. Jeho podpora je zaˇclenˇena pˇr´ımo do jádra od verze 2.6.28. Oˇziven´ı je podm´ınˇeno pouze dodateˇcn´ ym staˇzen´ım souboru s firmwarem do adresáˇre /lib/firmware. • dvb-usb-af9015.fw http://www.otit.fi/∼crope/v4l-dvb/af9015/af9015 firmware cutter/ firmware files/4.95.0/dvb-usb-af9015.fw pˇr´ıklad staˇzen´ı: wget http://www.otit.fi/∼crope/v4l-dvb/af9015/af9015 firmware cutter/ firmware files/4.95.0/dvb-usb-af9015.fw integrovan´ y obvod Realtek RTL2832UDVB Toto zaˇr´ızen´ı je nab´ızeno pod stejn´ ym oznaˇcen´ım produktu jako verze s integrovan´ ym obvodem AF9015. Obal zaˇr´ızen´ı je ˇcerné barvy. 32

Kamil Jireˇs


Oficiálnˇe toto zaˇr´ızen´ı nen´ı podporováno. Na nˇemeckém fóru uˇzivatel˚ u distribuce Ubuntu (http://forum.ubuntuusers.de/) se mi podaˇrilo naj´ıt pˇr´ıspˇevek z ˇr´ıjna 2009, kde je odkaz na ovladaˇce, ve v´ yvojovém stádiu poskytnuté v´ yrobcem zaˇr´ızen´ı. Na základˇe tohoto pˇr´ıspˇevku jsem pˇrispˇel linuxové komunitˇe na serveru ABClinuxu, kde jsem popsal zprovoznˇen´ı tohoto zaˇr´ızen´ı http://www.abclinuxu.cz/poradna/linux/show/264833#7. Zaˇr´ızen´ı se iniciuje dvakrát, coˇz nen´ı zcela optimáln´ı, ale pro pouˇzit´ı zaˇr´ızen´ı se jedná o lepˇs´ı variantu, neˇz kdyby se neinicioval ani jednou. . . Základem je staˇzen´ı souboru s ovladaˇcem, kter´ y je dostupn´ y na adrese : http://media.ubuntuusers.de/forum/attachments/2103272/ 090730 RTL2832U LINUX Ver1.1.rar Dan´ y soubor obsahuje i soubor readme, kde je uveden popis, jak pˇreloˇzit zdrojové soubory. Postup oˇziven´ı by se dal popsat v následuj´ıc´ıch bodech: 1. staˇzen´ı souboru s ovladaˇcemi http://media.ubuntuusers.de/forum/attachments/2103272/ 090730 RTL2832U LINUX Ver1.1.rar 2. staˇzen´ı zdrojov´ ych soubor˚ u v4l-dvb http://linuxtv.org/hg/v4l-dvb/archive/tip.tar.bz2 3. vytvoˇren´ı pracovn´ı sloˇzky a rozbalen´ı souboru se zdrojov´ ymi soubory do této sloˇzky 4. rozbal´ıme soubory s koncovkou .c a .h do pracovn´ı sloˇzky, pˇresnˇeji do adresáˇre linux/drivers/media/dvb/dvb-usb v rámci struktury zdrojov´ ych soubor˚ u v4l-dvb 5. v rámci dané sloˇzky dvb-usb je potˇrebné pˇridat do souboru Makefile následuj´ıc´ı ˇra´dky dvb-usb-rtl2832u-objs = demod rtl2832.o dvbt demod base.o dvbt nim base.o foundation.o math mpi.o nim rtl2832 mxl5007t.o nim rtl2832 fc2580.o nim rtl2832 mt2266.o rtl2832u.o rtl2832u fe.o rtl2832u io.o tuner mxl5007t.o tuner fc2580.o tuner mt2266.o tuner tua9001.o nim rtl2832 tua9001.o obj-$(CONFIG DVB USB RTL2832U) += dvb-usb-rtl2832u.o

33

Kamil Jireˇs


6. dále je potˇrebné ve stejné sloˇzce pˇridat nˇekolik ˇrádk˚ u do souboru Kconfig (po tento bod je postup popsán v souboru readme) config DVB USB RTL2832U tristate ”Realtek RTL2832U DVB-T USB2.0 support” depends on DVB USB help Realtek RTL2832U DVB-T driver.

7. v souboru rtl2832u.c je potˇrebné odkomentovat ˇr´ıdek 12 DVB DEFINE MOD OPT ADAPTER NR(adapter nr) 8. na ˇra´dc´ıch 61-62 v souboru rtl2832u.c je zapotˇreb´ı doplnit parametr adapter nr, v´ yslednˇe bude ˇra´dek vypadat následovnˇe: dvb usb device init(intf,&rtl2832u 2nd properties, THIS MODULE,NULL,adapter nr) Po proveden´ı tˇechto zmˇen je jiˇz moˇzné pˇreloˇzit a nainstalovat ovladaˇce (moduly jádra zabezpeˇcuj´ıc´ı komunikaci se zaˇr´ızen´ım).

3.1.2

DVB-S

ˇ e Obdobnˇe jako v kapitole DVB-T uvád´ım zaˇr´ızen´ı dostupné v prodejn´ı s´ıti v Cesk´ republice, které je moˇzné zprovoznit pod OS Linux. 3.1.2.1

Technisat SkyStar2

Pro oˇziven´ı“ je pouˇz´ıván modul b2c2-flexcop. Tento modul je standartn´ı souˇca´st´ı ” jádra - nen´ı nutné ztahovat dodateˇcné moduly, zdrojové kódy, pˇr´ıpadnˇe firmware. 3.1.2.2

Technisat SkyStar2 HD

Tato karta podporuje standard DVB-S2 a má bezproblémovou podporu v LINUXu. Modulem potˇrebn´ ym pro oˇziven´ı karty je MANTIS. Tento modul je standartnˇe dostupn´ y jak v repozitáˇri v4l-dvb, zároveˇ n je jiˇz modul standartnˇe dostupn´ y i v samotném jádru LINUXu, alespoˇ n od verze 2.6.33-rc5, kdy byl oficiálnˇe pˇridán.

34

Kamil Jireˇs

3.2 3.2.1


Software Operaˇ cn´ı syst´ em

Vzhledem k pˇredpokladu minimalizace náklad˚ u na ˇreˇsen´ı neuvaˇzujeme komerˇcn´ı operaˇcn´ı systémy (napˇr. Microsoft Windows). S pˇrihlédnut´ım k dosavadn´ım zkuˇsenostem s distribucemi zaloˇzen´ ymi na OS LINUX a dostupn´ ym aplikac´ım pro toto prostˇred´ı byl LINUX upˇrednostnˇen pˇred protivn´ıky“ na poli operaˇcn´ıch systém˚ u ” BSD, Sun OS, OpenServer, Solaris, HP/UX . . . 3.2.1.1

Dostupn´ e distribuce N´ azev

typ bal´ıˇ ck˚ u

domovsk´ a str´ anka

Ubuntu

DEB (apt, aptitude)

www.ubuntu.com

Fedora

RPM (yum)

fedoraproject.org

openSUSE

RPM (zypp)

www.opensuse.org

Debian

DEB (apt, aptitude)

www.debian.org

Mandriva

RPM (urpmi)

www.mandriva.com

Linux Mint

DEB

www.linuxmint.com

PCLinuxOS RPM

pclinuxos.com

Slackware

txz (slackpkg)

www.slackware.com

Gentoo

src (portage)

www.gentoo.org

CentOS

RPM

www.centos.org

Tabulka 3.2: Nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ı distribuce LINUXu dle distrowatch.com

Vzhledem k velkému mnoˇzstv´ı distribuc´ı je v této kapitole vybrána skupina nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ıch distribuc´ı podle serveru distrowatch.com. Pro jednotlivé distribuce byly pˇrevzaty struˇcné popisy distribuc´ı (na serveru jsou popisy v angliˇctinˇe - voln´ y pˇreklad autorem práce). V následuj´ıc´ım pˇrehledu byly distribuce pˇreskupeny podle pouˇz´ıvaného typu bal´ıˇck˚ u.

35

Kamil Jireˇs


DEB Ubuntu Prvn´ı informace o distribuci se objevuj´ı aˇz v záˇr´ı 2004. Za jeho nástupem stál multimilionáˇr Mark Shuttleworth, kter´ y nab´ıdl zdarma zaslán´ı instalaˇcn´ıch CD vˇsem, kteˇr´ı o to projevili zájem. Distribuce je zaloˇzena na distribuci Debian sid“ (v´ yvojová ” vˇetev). Distribuce maj´ı pevnˇe naplánované vydáván´ı nov´ ych verz´ı na kaˇzd´ ych 6 mˇes´ıc˚ u. Bezpeˇcnostn´ı opravy jsou vydávány 3-5 let v závislosti na edici. Distribuce obsahuje GNOME. Jsou dostupné odvozené distribuce Kubuntu, Xubuntu, Ubuntu studio a Mythbuntu. Debian Prvn´ı verze distribuce se objevila jiˇz v roce 1993. Na v´ yvoji distribuce se pod´ıl´ı pˇres 1000 dobrovoln´ık˚ u. Je k dispozici pˇres 20 000 bal´ıˇck˚ u (pro 11 architektur procesoru). Nové verze distribuce jsou vydávány v intervalu 1-3 roky. Nejnovˇejˇs´ı verze aplikac´ı jsou dostupné ve v´ yvojov´ ych a testovac´ıch vˇetv´ıch. LinuxMint Distribuce vycházej´ıc´ı z Ubuntu. Jej´ı autor poskytoval pomoc uˇzivatel˚ um LINUXu pˇres webové stránky. Podmˇety od uˇzivatel˚ u posb´ıral a zaˇclenil je do této distribuce, nˇekdy je proto oznaˇcována jako vylepˇsené Ubuntu“. Projekt naslouchá“ pˇrán´ı uˇzivatel˚ u, na ” ” druhou stranu nepublikuje bezpeˇcnostn´ı upozornˇen´ı. RPM Fedora Distribuce dostupná od roku 2004, aˇckoli prvn´ı verze se objevila jiˇz v roce 1995. Vystˇr´ıdala Slackware na pozici nejv´ıce uˇz´ıvané linuxové distribuce na svˇetˇe. V roce 2003 byla vydána devátá verze distribuce Red Hat jako komerˇcn´ı a zároveˇ n stejnojmenná spoleˇcnost pˇredstavila Fedora core, sponzorovanou Red Hatem, ale orientovanou na komunitu. openSUSE Distribuce, kterou je moˇzno vidˇet jiˇz od roku 1992. Firma SuSE byla v roce pˇrevzata firmou Novell. Vedle volnˇe ˇsiˇritelné verze openSUSE je na trhu i komerˇcn´ı verze SuSE linux Enterprise. Mandriva V roce 1998 byla Mandriva uvedena jako Mandrake, pˇriˇcemˇz se mˇelo jednat pouze 36

Kamil Jireˇs


o m´ırnˇe upravenou verzi Red Hatu, nicménˇe tyto m´ırné u ´pravy“ vy´ ustily v samostat” nou distribuci. Existuje také Mandriva Flash, coˇz je autonomn´ı instalace Linuxu pˇr´ımo na Flash disku. PCLinuxOS Distribuce je odvozena od Mandrake Linuxu, nicménˇe velk´ y d˚ uraz je kladen na uˇzivatelskou pˇr´ıvˇetivost - obzvláˇstˇe pro zaˇca´teˇcn´ıky. Nové verze nejsou pˇr´ıliˇs ˇcasto vydávány. Autor se snaˇz´ı vyˇckat“ na opravy znám´ ych chyb ” CentOs Jedná se o klon Red Hat Enterprise Linux. Nab´ız´ı stejnou sadu dobˇre testovaného jádra a bal´ıˇck˚ u. Následuje i ˇc´ıslován´ı a verze jsou zveˇrejˇ novány kaˇzdé 2-3 roky, podverze“ ” (napˇr. 5.1) jsou zveˇrejˇ novány kaˇzd´ ych 6-9 mˇes´ıc˚ u, pˇriˇcemˇz neobsahuj´ı ˇza´dné podstatné zmˇeny ve vlastnostech, ale sp´ıˇse pˇridávaj´ı podporu nového hardware. Vlastn´ı typy bal´ıˇ ck˚ u Slackware Jedná se o nejstarˇs´ı stále pouˇz´ıvanou distribuci. Prvn´ı verze byla pˇredstavena v roce 1992 na 24 disketách a byla postavena na jádru 0.99pl11-alpha. V roce 1995 byla nasazována v cca 80% linuxov´ ych instalac´ıch. Slackware obsahuje pouze omezené mnoˇzstv´ı nástroj˚ u, pˇriˇcemˇz se tato distribuce nˇekdy oznaˇcuje za bezchybovou a nejv´ıce vˇernou UNIXov´ ym princip˚ um. Na druhou stranu je nutné i pˇriznat v´ yraznˇe ménˇe oficiálnˇe podporovan´ ych aplikac´ı. Distribuce se zamˇeˇruje sp´ıˇse na hol´ y“ systém a následná ” konfigurace je jiˇz na uˇzivateli, ˇci správci systému. Systém bal´ıˇck˚ u: pkgtool“, soubory txz ” Gentoo Autor se pokusil pˇrenést nˇekteré principy zprávy program˚ u (bal´ıˇck˚ u) z FreeBSD. Základn´ı myˇslenkou je pˇreklad program˚ u pˇr´ımo ze zdrojov´ ych kód˚ u na poˇc´ıtaˇci, kde bude dan´ y program provozován, ˇc´ımˇz by mˇelo b´ yt snaˇzˇs´ı udrˇzovat aktualizovan´ y software - nemus´ı se ˇcekat aˇz nˇekdo pˇriprav´ y bal´ıˇcek s poˇzadovan´ ym programem, ale jednoduˇse dojde k jeho pˇrekladu hned, jakmile je uvolnˇen zdrojov´ y kód s novou verz´ı. C´ılovou skupinou jsou zkuˇsen´ı uˇzivatelé. Instalace bylo postupem ˇcasu zjednoduˇsena vyuˇzit´ım LiveCD a klikac´ım“ instalaˇcn´ım prostˇred´ım. Velkou pˇrednost´ı je v´ yborná ” bezpeˇcnost a snadná aktualizace program˚ u. Distribuce se m˚ uˇze pochlubit nejlépe zpracovanou online dokumentac´ı ze vˇsech distribuc´ı. 37

Kamil Jireˇs


Systém bal´ıˇck˚ u: portage“, soubory se zdrojov´ ym kódem (src) ” 3.2.1.2

Zvolen´ y operaˇ cn´ı syst´ em

Vzhledem k zam´ yˇslené jedno´ uˇcelnosti je distribuce vyb´ırána s pˇrihlédnut´ım k jej´ı minimáln´ı velikosti distribuce, alespoˇ n co se pˇredpˇripraven´ ych bal´ıˇck˚ u t´ yˇce, m˚ uˇze v d˚ usledku znamenat pl´ ytván´ı m´ıstem. Kaˇzdá distribuce obsahuje nezbytné komponenty pro svou správu, které ˇcasto ani neumoˇzn´ı nenainstalovat - jiˇz z principu, nebot’ by umoˇznila odstranˇen´ı nástroj˚ u, ktereré zabezpeˇcuj´ı charakteristické sluˇzby, nebo se staraj´ı o závislosti a pododnˇe. Vzhledem k tˇemto pˇredpoklad˚ um byla zvolena distribuce Slackware, nebot’ nab´ız´ı nejjednoduˇsˇs´ı sadu nezbytn´ ych nástroj˚ u i za cenu pˇr´ıpadné nutnosti ˇreˇsit vybrané situace svépomoc´ı bez vyuˇzit´ı nástroj˚ u. 3.2.1.3

Zabezpeˇ cen´ı

Nen´ı reálné, aby robustn´ı projekty neobsahovali ˇzádné chyby. Nˇekdy se m˚ uˇze jednat o pouze“ nedorozumˇen´ı mezi jednotliv´ ymi komponentami, které zp˚ usob´ı situaci, kdy ” v pˇresnˇe dané posloupnosti událost´ı m˚ uˇze u ´toˇcn´ık z´ıskat menˇs´ı ˇci vˇetˇs´ı kontrolu nad danou aplikac´ı, popˇr´ıpadˇe je schopen spustit aplikaci dalˇs´ı. Pokud si uˇzivatelé, testeˇri ˇci v´ yvojáˇri, vˇsimnou takové chyby, obvykle ji reportuj´ı jako tzv. bug“ a následnˇe ” je vytvoˇrena oprava. Takov´ yto cyklus je zcela prirozen´ y a nen´ı závisl´ y na operaˇcn´ım systému ani prostˇred´ı ve kterém je aplikace psána, jednuˇse ˇreˇceno chyby se stávaji . . . Pokud provozujeme server, je naˇs´ı povinnost´ı aplikovat dostupné opravy (minimálnˇe bezpeˇcnostn´ı) a zároveˇ n v nejvyˇsˇs´ı moˇzné m´ıˇre pˇredcházet situac´ım, které by mohli vy´ ustit v bezpeˇcnostn´ı incident. Dobr´ ym zaˇca´tkem je zabezpeˇcen´ı pˇr´ıstupu k serveru. Co se t´ yˇce fyzického zabezpeˇcen´ı, tak jako administrátoˇri nemáme vˇzdy moˇznost pˇr´ımo ovlivnit okol´ı serveru. Co ovˇsem m˚ uˇzeme vˇzdy je zabezpeˇcen´ı serveru proti u ´toku z venˇci“, tedy skrze poˇc´ıtaˇcovou s´ıt’. ” Lidé jsou v pokusech o dobyt´ı“ poˇc´ıtaˇce znaˇcnˇe vynalézav´ı, nicménˇe proti nˇekter´ ym ” znám´ ym zp˚ usob˚ um u ´tok˚ u je obrana vcelku jednoduchá. Je tedy nezbytné nepodcenit otázku zabezpeˇcen´ı a pokusit se pˇredej´ıt naruˇsen´ı bezpeˇcnosti. Je tedy zapotˇreb´ı zabezpeˇcit poˇc´ıtaˇc jak proti u ´tok˚ um z venku na nevyuˇz´ıvané, nebo jen internˇe vyuˇz´ıvané sluˇzby za pouˇzit´ı firewallu“. ” Zabezpeˇcen´ı m˚ uˇzeme ˇreˇsit externˇe“, kdy um´ıst´ıme server za HW firewall, kde ” 38

Kamil Jireˇs


bychom ˇreˇsili otázku pˇr´ıstupu na u ´rovni s´ıt’ového pˇripojen´ı. Druhou variantou je SW firewall, kter´ y je dostupn´ y v rámci jádra operaˇcn´ıho systému. Pokud bychom chtˇeli jen“ vys´ılat obsah, nepotˇrebujeme m´ıt moˇznost navázat ko” munikaci na servery z venku“, tedy pouze by vys´ılali (je dobré vyˇreˇsit pˇr´ıstup pro ” potˇreby administrace). Na druhou stranu, pokud na nˇejakém serveru chceme poskytovat potˇrebné informace pro set-top-boxy, mus´ı b´ yt tento server pˇr´ıstupn´ y alespoˇ n z ˇcásti s´ıtˇe, kde se nacház´ı set-top-boxy, nicménˇe set-top-boxy nemus´ı m´ıt pˇr´ıstup mimo s´ıt’. Pro potˇreby administrace byl zvolen SSH pˇr´ıstup s autorizac´ı pomoc´ı certifikátu (TCP, port 22). Dále na serveru s nastaven´ım pro set-top-boxy je zapotˇreb´ı m´ıt k dispozici webov´ y server (TCP, port 80). V pˇr´ıpadˇe sd´ılen´ı kl´ıˇc˚ u (kartov´ y server) je zapotˇreb´ı lokálnˇe zpˇr´ıstupnit port pro komunikaci newcs (TCP, port 12000).

3.2.2

Vys´ıl´ an´ı obsahu

Pokud máme oˇzivené“ zaˇr´ızen´ı DVB, jsme schopni z´ıskat digitáln´ı televizn´ı signál. ” Tento signál jiˇz m˚ uˇzeme zpracovat jak pro sledován´ı, ˇci vys´ılán´ı v reálném ˇcase, tak napˇr´ıklad pro záznam. V naˇsem pˇr´ıpadˇe se budeme zaj´ımat o variantu vys´ılán´ı do s´ıtˇe v reálném ˇcase. 3.2.2.1

Dostupn´ e programov´ e vybaven´ı

V této kapitole se pokus´ım porovnat vlastnosti nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ıch projekt˚ u t´ ykaj´ıc´ıch se vys´ılán´ı. Videolan - vls VideoLan Server (VLS) je ukonˇcen´ y projekt zab´ yvaj´ıc´ı se vys´ılán´ım obsahu do s´ıtˇe jak skrze unicast, tak s vyuˇzit´ım multicastu. Nen´ı moˇzné provádˇet jakékoli u ´pravy videa ani audia. Tento program umoˇzn ˇuje pracovat s: • DVB DVB zaˇr´ızen´ı (vyuˇzit´ı v rámci této práce) • V4L Video4Linux zaˇr´ızen´ı. M˚ uˇze se jednat napr´ıklad o webové kamery, nebo analogové televizn´ı karty, vˇcetnˇe analogov´ ych vstup˚ u na kombinovan´ ych (hybridn´ıch) televizn´ıch kartách - analogové i digitáln´ı 39

Kamil Jireˇs


• DVD Je moˇzné pouˇz´ıt DVD jako zdroj signálu. • soubor Zvládá zdrojové soubory obsahuj´ıc´ı video/audio v MPEG2 Aplikace se konfiguruje pomoc´ı konfiguraˇcn´ıho souboru. Nab´ız´ı ovˇsem i telnet rozhran´ı, pˇres které je moˇzné za provozu mˇenit konfiguraci jednotliv´ ych vys´ılan´ ych program˚ u, tedy definovat nové v´ ystupn´ı adresy, zdrojová data (jedna ze zmiˇ novan´ ych moˇznost´ı) i spouˇstˇet ˇci zastavovat vys´ılán´ı. Zmˇeny provedené pˇres telnet rozhran´ı se bohuˇzel neprom´ıtaj´ı do konfiguraˇcn´ıho souboru. Po restartu aplikace je tedy nezbytné veˇskeré zmˇeny provést znovu. Pro konfiguraci program˚ u z´ıskávan´ ych z DVB zaˇr´ızen´ı je nezbytné m´ıt pˇripraven´ y dvbrc soubor, kter´ y obsahuje popis jednotliv´ ych dostupn´ ych program˚ u. Formát tohoto souboru nen´ı pˇr´ıliˇs rozˇs´ıˇren´ y, dá se tedy oznaˇcit za specifick´ y pro tuto aplikaci. Tato skuteˇcnost m˚ uˇze m´ıt vliv pˇri rozhodován´ı o nasazen´ı, nebot’ komplikuje u ´drˇzbu aktuáln´ıho popisu program˚ u. Pro streamován´ı jsou k dispozici protokoly IP verze 4 a IP verze 6. Aplikace nenab´ız´ı moˇznost zas´ılán´ı oznámen´ı o vys´ılaném programu SAP (Session Anouncement Protocol), které jsou nˇekteˇr´ı klienti (napˇr. VLC player) schopni pˇrijmout, zpracovat a uˇzivatel˚ um nab´ıdnout dynamicky spravovanou nab´ıdku program˚ u. Vzhledem k ukonˇcenému v´ yvoji dosahuje v´ yraznˇe vyˇzˇs´ıho zat´ıˇzen´ı oproti ˇziv´ ym“ ” projekt˚ um, kde docház´ı mimo jiné i k pr˚ ubˇeˇznému zefektivˇ nován´ı pˇridˇeleného v´ ypoˇcetn´ıho v´ ykonu. V´ ysledky a znalosti z´ıskané t´ımto projektem jsou pouˇzity v dalˇs´ıch projektech - VLC, dvblast apod. Ke staˇzen´ı na adrese: http://download.videolan.org/pub/videolan/vls/ Videolan - dvblast Dalˇs´ı projekt z d´ılny“ VideoLan. Jedná se o jedno´ uˇcelovou aplikaci, která slouˇz´ı pro ” distribuci program˚ u z´ıskan´ ych v´ yhradnˇe ze zaˇr´ızen´ı DVB. Ovládá se pˇres konfiguraˇcn´ı soubor o jednoduché struktuˇre. Aplikace nenab´ız´ı oznamován´ı program˚ u skrze SAP. V´ yznamné vlastnosti programu: • mal´ y program navrˇzen´ y pro extrémn´ı podm´ınky - pamˇet’. procesor • konfiguraˇcn´ı soubor m˚ uˇze b´ yt znovu naˇcten bez ztráty jediného paketu 40

Kamil Jireˇs


• podpora nového rozhran´ı S2API (linux-dvb) • podporuje jak IPv4, tak i IPv6 • nab´ız´ı jak RTP, tak i UDP v´ ystup (vyˇzaduj´ı nˇekteré IPTV Set-top-boxy) Ke staˇzen´ı na adrese: http://downloads.videolan.org/pub/videolan/dvblast/ Videolan - vlc Aplikace, která se dá pouˇz´ıt jak pro vys´ılán´ı obsahu, tak pro jeho pˇr´ıjem. Je dostupná jak pro protˇred´ı LINUXu, tak pro operaˇcn´ı systém MS Windows. Nab´ız´ı moˇznosti vyuˇzitelné pro u ´pravu videa - logo v rohu obrazu, zmˇena rozmˇer˚ u, formát videa, zvuku apod. Konfigurace prob´ıhá pomoc´ı parametr˚ u v pr˚ ubˇehu spouˇstˇen´ı programu, nebo pˇres telnet rozhran´ı, pokud je povoleno. Je moˇzná zmˇena formátu pˇrenáˇseného videa (transcoding), pro pouˇzit´ı je zapotˇreb´ı m´ıt dostupné i dalˇs´ı (podp˚ urné) aplikace/knihovny, jako je napˇr´ıklad x264 - volnˇe ˇsiˇriteln´ y h264/avc modulátor. Aplikace nab´ız´ı zároveˇ n vys´ılán´ı oznámen´ı o programu pomoc´ı protokolu SAP v pˇr´ıpadˇe vys´ılán´ı obsahu, pˇr´ıpadnˇe um´ı zpracovat pˇrijaté SAP oznámen´ı v pˇr´ıpadˇe vyuˇzit´ı aplikace v reˇrimu pˇrehrávaˇce. Plnˇe implementována podpora pro vys´ılán´ı (i pˇr´ıjem) jak pomoc´ı IPv4, tak IPv6. Ke staˇzen´ı na adrese: http://downloads.videolan.org/pub/videolan/vlc/ Getstream Program nab´ızej´ıc´ı pˇrevzet´ı signálu z DVB zaˇr´ızen´ı a odeslán´ı programu do s´ıtˇe. Konfigurace je provádˇena pomoc´ı konfiguraˇcn´ıch soubor˚ u, pˇriˇcemˇz je aˇz zbyteˇcnˇe sloˇzitá - je zapotˇreb´ı uvést vˇsechny parametry i ty, které jsou ve v´ ychoz´ı, tedy obvyklé hodnotˇe. Tuto aplikaci zde uvád´ım, nebot’ dalˇs´ı zmiˇ novan´ y program vycház´ı historicky z tohoto projektu. Ke staˇzen´ı na adrese: http://silicon-verl.de/home/flo/projects/streaming/download/ MuMudvb Aplikace nab´ızej´ıc´ı práci s DVB zaˇr´ızen´ımi vycházej´ıc´ı z projektu getstream. Nab´ız´ı jak samotné vys´ılán´ı program˚ u, tak i jejich oznamován´ı pomoc´ı protokolu SAP. Konfigurace je provádˇena pomoc´ı konfiguraˇcn´ıch soubor˚ u.

41

Kamil Jireˇs


Aplikace je schopna automaticky vagenerovat konfiguraˇcn´ı soubor. Takto vygenerovan´ y soubor nemus´ı vˇzdy odpov´ıdat poˇzadavk˚ um (napˇr´ıklad urˇcitá multicastová IP adresa pro konkrétn´ı program), nicménˇe takto vygenerovan´ y soubor lze vyuˇz´ıt pro vytvoˇren´ı vyhovuj´ıc´ıho konfiguraˇcn´ıho souboru. Ve verzi 1.6.1 nab´ız´ı i webové rozhran´ı, na kterém je moˇzné z´ıskat informace o vys´ılan´ ych programech. Zároveˇ n je moˇzné z´ıskat i informace o stavu vys´ılán´ı. Data jsou poskytována vyuˇzit´ım JSON. Zároveˇ n tento produkt od zm´ınˇené verze nab´ız´ı moˇznost vyuˇzit´ı programu / projektu ffmpeg, tedy moˇznosti transkódován´ı. Informace o vys´ılan´ ych programech jsou lokálnˇe k dispozici v souborech um´ıstˇen´ ych ve sloˇzce /var/run/mumudvb/, kde se krom informac´ıch o vys´ılan´ ych programech nacház´ı i soubory s PID bˇeˇz´ıc´ıho procesu. Pracuje zat´ım pouze s protokolem IPv4. Ke staˇzen´ı na adrese: http://mumudvb.braice.net/mumudrupal/fr/node/25 Volba programov´ eho vybaven´ı Pro v´ ybˇer aplikace byla stanovena kriteria: • minim´ aln´ı zat´ıˇ zen´ı zaˇ r´ızen´ı Jelikoˇz uvaˇzujeme o maximáln´ı efektivnost vynaloˇzen´ ych náklad˚ u na poˇr´ızen´ı hardware, budeme se snaˇzit dostupn´ y v´ ykon pˇrenechávat na nároˇcnˇejˇs´ım ˇcinnostem (dekódován´ı podm´ınˇeného pˇr´ıstupu, transkódován´ı program˚ u, apod.) • oznamov´ an´ı vys´ılan´ ych program˚ u Pokud by tato funkce nebyla pˇr´ımo obsaˇzena, je nezbytné uvaˇzovat vyuˇzit´ı zdroj˚ u i pro aplikaci, která bude doplˇ novat tuto funkcionalitu, zároveˇ n je nezbytné zahrnout i nároˇcnost na správu dalˇs´ı aplikace. • jednoduch´ a konfigurace Konfigurace by mˇela b´ yt minimálnˇe zatˇeˇzuj´ıc´ı pro uˇzivatele / správce systému. C´ılem je aplikace, která bude funkˇc´ı aplikace ideálnˇe 24 hodin dennˇe, 7 dn´ı v t´ ydnu, pˇriˇcemˇz správa program˚ u by mˇela zabrat minimum ˇcasu. • podpora IPv4 multikastu Pokud bude aplikace poskytovat i moˇznost streamován´ı na IPv6 multikástové adresy, bude to v´ yhoda, nicménˇe v naˇsem pˇr´ıpadˇe pracujeme v´ yhradnˇe s IPv4

42

Kamil Jireˇs


adresami. Tento poˇzadavek vypl´ yvá z vlastnost´ı aktuálnˇe pouˇz´ıván´ ych prvk˚ u v rámci s´ıt’ové infrastruktury - v´ yraznˇe niˇzˇs´ı zátˇeˇz prvk˚ u. Vzhledem ke zm´ınˇen´ ym skuteˇcnostem byla vybrána aplikace MUMUDVB. 3.2.2.2

Volba multicastov´ ych adres

Pro vys´ılán´ı program˚ u byl zvolen rozsah adres 239.204.0.0/16. Pro multicastové adresy je vyhrazen adresn´ı rozsah 224.0.0.0/4, coˇz znamená rozsah 224.0.0.0 - 239.255.255.255. V rámci Dokumentu RFC 5771 ([22]) je rozdˇelen tento rozsah do skupiny dle pouˇzit´ı. Rozsah 239.0.0.0/8 je vyhrazen jako Administratively Scoped Block“, zároveˇ n doku” ment odkazuje na RFC 2365 ([20]), kde je bl´ıˇze specifikován tento rozsah. 3.2.2.3

Oznamov´ an´ı vys´ılan´ ych televiz´ı

Byla zvolena aplikace, která je schopna pˇr´ımo zprostˇredkovat upozorˇ nován´ı na vys´ılané programy. Pro informaci zde uvedu aplikaci, kterou by ˇslo pouˇz´ıt, chtˇeli bychom oznamován´ı ˇreˇsit autonomnˇe. Videolan - minisapserver Slouˇz´ı pouze pro distribuci informac´ı o programové nab´ıdce pomoc´ı protokolu SAP. Ovládá se pomoc´ı konfiguraˇcn´ıho souboru. Pˇred samotn´ ym pˇrekladem ze zdrojov´ ych kód˚ u je zapotˇreb´ı zkontrolovat (pˇr´ıpadnˇe doplnit) IP adresu odes´ılaj´ıc´ıho serveru, jinak se v paketech bude objevovat zdrojová adresa 0.0.0.0 (v pˇr´ıpadˇe IPv4). Aplikace nab´ız´ı vys´ılán´ı (oznamován´ı) jak program˚ u vys´ılan´ ych pˇres IPv4, tak program˚ u vys´ılan´ ych pˇres IPv6. Za zm´ınˇen´ı také stoj´ı neimplementovaná podpora SSM (Source-Specific Multicast) tvaru adresy. Ke staˇzen´ı na adrese: http://download.videolan.org/pub/videolan/miniSAPserver/

3.2.3

Dohled a ˇ reˇ sen´ı v´ ypadk˚ u vys´ıl´ an´ı

Provozován´ı zaˇr´ızen´ı typu stream server bezesporu vyˇzaduje dohled nad provozem. Je nezbytné abychom byli schopni rozpoznat, kdy sluˇzba nefunguje. Ideáln´ım stavem je, abychom byli schopni vznikl´ y problém odstranit dˇr´ıve, neˇz budou uˇzivatelé sluˇzby

43

Kamil Jireˇs


postiˇzeni. V naˇsem pˇr´ıpadˇe to odpov´ıdá minimalizovat nefunkˇcnost sluˇzby na minimáln´ı moˇzn´ y ˇcas. Dále je nezbytné sledovat parametry systému. 3.2.3.1

Vys´ıl´ an´ı

V této ˇcásti se jiˇz zamˇeˇr´ım konkrétnˇe na sledován´ı aplikace MUMUDVB. Aplikace obsahuje mechanismy, kter´ ymi je schopna rozpoznat, zda vys´ılá poˇzadovan´ y obsah ˇci nikoli. Poˇzadovan´ ym obsahem v tomto pˇr´ıpadˇe nen´ı konkrétn´ı televizn´ı stanice, ale poˇzadovan´ y PID (Packet ID). Zároneˇ n je shopna rozliˇsit, zda vys´ılá kódovan´ y signál, nebo nekódovan´ y. Vˇsechny tyto informace jsou obsaˇzeny v souboru, kter´ y je aplikac´ı pˇri zmˇenˇe aktualizován. V pˇr´ıpadˇe, ˇze nelze naladit poˇzadovan´ y transpondér, nebo dojde ke ztrátˇe signálu, aplikace se ukonˇc´ı. Náˇs dohled tedy prob´ıhá formou skript˚ u nad soubory generovan´ ymi aplikac´ı, popˇr´ıpadˇe sledujeme, zda je aplikace v˚ ubec spuˇstˇena. Na tákladˇe tˇechto informac´ı m˚ uˇzeme provádˇet podm´ınˇené operace (napˇr. spuˇstˇen´ı nové instance programu). 3.2.3.2

Syst´ emov´ e prostˇ redky

n´ azev projektu domovsk´ a str´ anka projektu licence Argus

argus.tcp4me.com

opensource

Nagios

www.nagios.org

opensource

Xymon

www.xymon.com

GNU Public Licence (GPL)

R big brother

bb4.com

komerˇcn´ı

SysOrb

www.evalesco.com

komerˇcn´ı

Tabulka 3.3: Aplikace zamˇeˇrené na sledován´ı systému

Vzhledem k pouˇzit´ ym licenˇcn´ım model˚ um aplikac´ı se pokus´ıme vybrat nejdˇr´ıve z nekomerˇcn´ıch. Z tabulky vypl´ yvá, ˇze máme k dispozici tˇri uchazeˇce. Konkrétnˇe Argus, Nagios a Xymon. Pokud budeme produkty porovnávat, bylo by vhodné uvést, ˇze projekt Xymon je pˇrejmenovan´ y projekt, pˇriˇcemˇz p˚ uvodn´ı název byl Hobbit. Pro Xymon mluv´ı fakt, ˇze je moˇzné vcelku jednoduˇse provést základn´ı nastaven´ı i rozˇs´ıˇrit spektrum testován´ı o uˇzivatelské testy. To nám umoˇzn ˇuje zaˇclenit do sledován´ı systémov´ ych prostˇredk˚ u také test na stav streamován´ı. V nab´ıdce Xymona je vˇse co bychom mohli sledovat - dostupnost (ping), CPU, disk, pamˇet’, ssh, porty a dalˇs´ı testy. 44

Kamil Jireˇs


Pro naˇse u ´ˇcely budeme pouˇz´ıvat Xymon.

3.3

Dek´ odov´ an´ı program˚ u

V pˇr´ıpadˇe kódovan´ ych program˚ u se jedná o podm´ınˇen´ y pˇr´ıstup. Vyuˇz´ıvá se v´ıce systém˚ u. U nás (ˇceské i slovenské programy) dozn´ıvá systém cryptoworks. Tento systém odkoupila firma produkuj´ıc´ı vlastn´ı systém podm´ınˇeného pˇr´ıstupu IRDETO a pro star´ y“ systém pˇrestává nab´ızet podporu. Firmy, které zajiˇst’uj´ı distribuci progra” mov´ ych nab´ıdek vyuˇz´ıvaj´ıc´ı podm´ınˇeného pˇr´ıstupu jsou tedy nuceni v pˇr´ıpadˇe modernizace systém˚ u pˇrej´ıt na jin´ y systém neˇz cryptoworks. Vzhledem k moˇznostem pozvolného pˇr´ıstupu vol´ı pˇrechod na systém IRDETO. Kromˇe systém˚ u cryptoworks a IRDETO se pouˇz´ıvaj´ı systémy BetaCrypt, Biss, CodiCrypt, Conax, DreamCrypt, Griffin, KeyFly, Nagravision, Omnicrypt, Power VU, Ruscrypt (Rosscrypt), Seca/Mediaguard, Neotin SHL (Sky crypt), Sky Pilot, TPS Crypt, Thales Crypt, Viaccess, VideoGuard, Wegener, XCrypt, DRE-Crypt. Tento v´ yˇcet byl pˇrevzat ze serveru parabola.cz. Pokud chceme pˇristupovat k program˚ um, na které byl aplikovám systém podm´ınˇeného pˇr´ıstupu, je moˇzné obsah zpˇr´ıstupnit softwarov´ ym nebo hardwarov´ ym dekódován´ım. hardwarov´ e dek´ odov´ an´ı V tomto pˇr´ıpadˇe je vyuˇzit CAM (Conditional Access module - modul podm´ınˇeného pˇr´ıstupu), coˇz je zaˇr´ızen´ı, které obsahuje ˇcteˇcku ˇcipov´ ych karet a obvody pro dekódován´ı programu. Toto optimalizované jedno´ uˇcelové zaˇr´ızen´ı slouˇz´ı pro odlehˇcen´ı v´ ykonové záteˇze zaˇr´ızen´ı, do kterého je vloˇzeno. V´ ysledkem je dostupnost programu obdobn´ ym zp˚ usobem, jako by se jednalo o program ˇs´ıˇren´ı bez systému podm´ınˇeného pˇr´ıstupu. Nev´ yhodou je, ˇze vˇetˇsina CAM systém˚ u zabere“ dekódovac´ı kartu sami pro sebe ” a tud´ıˇz je nezbytné pouˇz´ıt tolik karet, kolik je zaˇr´ızen´ı. Existuj´ı i komerˇcnˇe nab´ızené v´ yjimky, které ovˇsem maj´ı urˇcité limitace. Pro pˇr´ıklad bych uvedl produkty firmy Diablo, která nab´ız´ı variantu kartového serveru a bezdrátovˇe pˇripojovan´ ych klient˚ u. Pro vyuˇzit´ı je nezbytné, abychom mˇeli k dispozici zaˇr´ızen´ı, které je schopné pracovat s t´ımto modulem. Nejlevnˇejˇs´ı dostupné zaˇr´ızen´ı bud’ nenab´ız´ı rozhran´ı pro CAM v˚ ubec, popˇr´ıpadˇe ho nab´ız´ı jako voliteln´ y doplnˇek, kter´ y je ovˇsem nutné dokoupit. softwarov´ e dek´ odov´ an´ı V pˇr´ıpadˇe softwarového dekódován´ı existuje v´ıce pˇr´ıstup˚ u.

45

Kamil Jireˇs


Jeden z pˇr´ıstup˚ u je, ˇze pˇrehrávaˇc z´ıská kl´ıˇce potˇrebné pro dekódován´ı (at’ jiˇz lokálnˇe s vyuˇzit´ım ˇcteˇcky ˇcipov´ ych karet, nebo vzdálenˇe pˇres kartového klienta) a provede softwarové dekódován´ı - zpˇr´ıstupn´ı program ˇs´ıˇren´ y s vyuˇzit´ım systému podm´ınˇeného pˇr´ıstupu. V tomto pˇr´ıpadˇe je tedy nezbytné, aby zvolen´ y pˇrehrávaˇc umoˇzn ˇoval tuto funkcionalitu. Druh´ ym pˇr´ıstupem je zaveden´ı modulu jádra a t´ım vytvoˇren´ı virtuáln´ıho zaˇr´ızen´ı. V tomto pˇr´ıpadˇe si modul vyˇza´dá kl´ıˇce (at’ jiˇz lokálnˇe nebo vzdálenˇe), dekóduje poˇzadované programy a zpˇr´ıstupn´ı je na virtuáln´ım rozhran´ı (zaˇr´ızen´ı), aplikace dále zpracovávaj´ıc´ı programy nepotˇrebuje ˇza´dné zvláˇstn´ı vlastnosti t´ ykaj´ıc´ı se dekódován´ı.

3.3.1

Virtu´ aln´ı rozhran´ı

V této oblasti nen´ı pˇr´ıliˇs velká konkurence projekt˚ u. Pokud budeme hledat dostupné moˇznosti, dˇr´ıve nebo pozdˇeji skonˇc´ıme v podstatˇe u stejného projektu obsahuj´ıc´ıho modul dvbloopback. Jedná se o projekt SASC-NG. V dobˇe psan´ı této práce jsou zdrojové kódy dostupné na adrese http://85.17.209.13: 6100/sc. Zde je moˇzné z´ıskat zdrojové kódy, které lze pˇreloˇzit a t´ım z´ıskat jednak modul dvbloopback, ale zároveˇ n aplikaci sasc-ng vˇcetnˇe potˇrebn´ ych knihoven. Tato aplikace je shopná se pˇripojit ke kartovému serveru aroureos, camd33, camd35, cardd, buffy, radegast, nebo newcamd.

3.3.2

Zdroje kl´ıˇ c˚ u pro dek´ odov´ an´ı

Pokud budeme pouˇz´ıvat v´ıce poˇc´ıtaˇc˚ u s vˇetˇs´ım mnoˇzstv´ım parabol, m˚ uˇze b´ yt vys´ılan´ y obsah v ˇcase vys´ılán z r˚ uzn´ ych karet. Pˇrep´ınán´ı mezi jednotliv´ ymi parabolami nen´ı technicky problém, nicménˇe pˇrepojován´ı ˇcipov´ ych karet je ponˇekud nároˇcnˇejˇs´ı. V takové situaci máme 2 moˇznosti. 1. vyhrazen´ı karet pro pˇrij´ımaˇce Tato varianta v d˚ usledku znamená, ˇze potˇrebujeme tolik dekódovac´ıch karet, na kolika zaˇr´ızen´ıch takov´ y signál budeme odbavovat. Nav´ıc pˇriˇrazen´ım karet fixnˇe urˇcujeme které karty budou odbavovat jak´ y signál, pˇriˇcemˇz se vzdáváme moˇznosti flexibilnˇe reagovat v pˇr´ıpadˇe v´ ypadku - nem˚ uˇzeme signál odbavit na jiné kartˇe m´ısto ménˇe d˚ uleˇzitého“ programu, protoˇze tam nemáme k dispozici pˇr´ısluˇsnou ” dekódovac´ı kartu. 46

Kamil Jireˇs


2. sd´ılen´ı karet V této variantˇe zachováváme flexibilitu, nebot’ jsme schopni ve velmi krátkém ˇcase odbavit poˇzadovan´ y signál na jiném serveru/kartˇe, nebot’ si jednoduˇse vyˇzádáme pˇr´ısluˇsené kl´ıˇce. V pˇ r´ıpadˇ e sd´ılen´ı je nezbytn´ e zabezpeˇ cit kl´ıˇ ce tak, aby nedoˇ slo k poruˇ sen´ı smlouvy / autorsk´ ych pr´ av neopr´ avnˇ en´ ym zpˇ r´ıstupnˇ en´ım kl´ıˇ c˚ u dalˇ s´ım osob´ am. V rámci sd´ılen´ı karet je nezbytné zabezpeˇcit bezproblémov´ y v´ıcenásobn´ y pˇr´ıstup na kartu pro ˇcten´ı, ale i pro zápis, nebot’ jsou kl´ıˇce dynamicky aktualizovány skrze vys´ılan´ y signál - kl´ıˇce jsou zap˚ ujˇceny“ na omezenou dobu a v pˇr´ıpadˇe ˇze máme oprávnˇen´ı pro ” pˇr´ıjem signálu, jsou nám doruˇceny kl´ıˇce dalˇs´ı. Pro kaˇzdé u ´daje je pˇrenáˇsen i ˇcasov´ y u ´daj obsahuj´ıc´ı platnost. Jedinou moˇznost´ı jak takového stavu dosáhnout je spuˇstˇen´ı kartového serveru, coˇz je aplikace, které zabezpeˇc´ı samotnou komunikaci s ˇcipovou kartou a ˇr´ıd´ı tok poˇzadavk˚ u - pˇr´ıchoz´ı poˇzadavky ˇrad´ı do fronty typu FIFO a pr˚ ubˇeˇznˇe (v co nejkratˇs´ı dobˇe) je odbavuje. Zároveˇ n ˇr´ıd´ı i zápis na kartu - aktualizaci kl´ıˇc˚ u. Komunikace kartového serveru by se dala rozdˇelit na ˇcást mezi aplikac´ı a kartou, dále na ˇca´st mezi aplikac´ı a klientem. Komunikace mezi aplikac´ı a kartou je dána typem pouˇzitého systému zabezpeˇcen´ı podm´ınˇeného pˇr´ıstupu a typu karty. Komunikace mezi klientem a serverem se odv´ıj´ı od typu zvoleného serveru. Nˇekteré aplikace jsou schopny emulovat jin´ y typ serveru v rámci komunikace s klientem. Nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ımi kartov´ ymi servery a klienti jsou Radegast, newcamd, camd, chameleon, newcs. Posledn´ı zm´ınˇen´ y server nenab´ız´ı sv˚ uj vlastn´ı proptietárn´ı protokol, ale rozum´ı“ poˇzadavk˚ um urˇcen´ ym pro servery Radegast, newcamd, pˇr´ıpadnˇe Chame” leon2. Kartové servery jsou ˇcasto vyv´ıjeny v rámci komunit. Nˇekteré projekty nemaj´ı ani své vlastn´ı webové stránky projektu, n´ ybrˇz se informace (vˇcetnˇe oznámen´ı nov´ ych verz´ı a jejich distribuce) ˇs´ıˇr´ı skrze diskuzn´ı fóra. V rámci svého hledán´ı jsem nalezl OSCam (tento projekt ma své stránky : http://streamboard.gmc.to:8001/), ccamd, newcs. Vycházel jsem z pˇr´ıspˇevk˚ u, kde uˇzivatelé hodnotili své zkuˇsenosti a rozeb´ırali problémy s dan´ ymi aplikacemi. Snaˇzil jsem se zohlednit také sloˇzitost ˇci jednoduchost konfiguraˇcn´ıho souboru (pˇr´ıpadnˇe konfiguraˇcn´ıch soubor˚ u). Z dostupn´ ych aplikac´ı byla vybrána aplikace NewCS, konkrétnˇe ve verzi 1.62. Tato aplikace drˇz´ı veˇskeré nastaven´ı v jednom XML souboru. Je zde moˇzné zpravovat v´ıce ˇcteˇcek (karet) v rámci jedné instance aplikace. Dostupné je webové rozhran´ı, pˇr´ıpadnˇe 47

Kamil Jireˇs


rozhran´ı pro telnet. V rámci tˇechto rozhran´ı je moˇzné jednak spravovat uˇzivatele, ale i z´ıskávat statistiky ohlednˇe obsluhovan´ ych kl´ıˇc´ıch (ˇcetnost, m´ıra kladného vyˇr´ızen´ı, apod). 3.3.2.1

ˇ cka karet Cteˇ

V oblasti karet pro podm´ınˇen´ y pˇr´ıstup se osvˇedˇcily inteligentn´ı ˇcteˇcky od firmy SmartGo - SmartReader Plus. Pojem inteligentn´ı byl uveden zámˇernˇe, nebot’ se nejedná pouze o pasivn´ı pˇrevodn´ık, ale obsahuje elektroniku, která se stará o komunikaci s kartou. Zaˇr´ızen´ı se pˇripojuje k USB portu a v operaˇcn´ım systému se objev´ı pod /dev/ttyUSBx (x je poˇrad´ı zaˇr´ızen´ı).

48

Kamil Jireˇs


Kapitola 4 Realizace distribuce sign´ alu 4.1 4.1.1

Distribuce Sd´ılen´ı kl´ıˇ c˚ u: newcs

Aplikace newcs nen´ı vyv´ıjena jako opensource, nicménˇe je poskytována bez poplatku. Projekt nemá své vlastn´ı stránky, ani se k aplikaci oficiálnˇe nehlás´ı konkrétn´ı autoˇri. Jendá se o znaˇcnˇe rozˇs´ıˇren´ y nástroj s velkou základnou uˇzivatel˚ u a ˇzivou diskusn´ı komunitou. To dˇelá z aplikace ˇzivotaschopn´ y projekt. 4.1.1.1

Staˇ zen´ı a instalace

Vzhledem k absenci oficiáln´ıch stránek projektu, jsou dostupné nové verze skrze diskusn´ı fóra t´ ykaj´ıc´ı se sd´ılen´ı karet. Aplikaci lze stáhnout bez poplatku, ale registrace na fórum je zpravidla nutná. Pouˇz´ıvána je verze 1.66, nicménˇe aktuálnˇe je na internetu dostupná jiˇz verze 1.67 RC1. Obˇcas nˇekdo poskytne aplikaci mimo fórum, nicménˇe tato distribuce je v ˇcase nestálá. Pro nalezen´ı aplikace m˚ uˇzeme vyuˇz´ıt vyhledáván´ı - napˇr´ıklad www.google.com. Ke dni psan´ı tohoto textu je aktivn´ı link pro staˇzen´ı aplikace mimo fórum: http://rapidshare.com/files/235916115/newcs-1 66.zip Bez ohledu na zvolen´ y zdroj plat´ı, ˇze se stahuje pouze binárn´ı (pˇreloˇzen´ y) soubor, nikoli zrojov´ y kód, kter´ y by vyˇzadoval pˇreklad. Potˇrebujeme stáhnout cel´ y“ ” bal´ıˇcek, kter´ y obsahuje i soubor newcs.i686.usb. Pˇri hledán´ı m˚ uˇzeme naj´ıt redukované ” distribuce“, které obsahuj´ı jen newcs.misc soubory. Po rozbalen´ı archivu zkop´ırujme soubor newcs-/newcs.i686.usb do adresáˇre

49

Kamil Jireˇs


/usr/bin a udˇelme oprávnˇen´ı ke spuˇstˇen´ı (nutno provést jako privilegovan´ y uˇzivatel). cp newcs-/newcs.i686.usb /usr/bin chmod +x /usr/bin/newcs.i686.usb

4.1.1.2

Konfigurace

Pˇ r´ıprava uˇ zivatele pro spuˇ stˇ en´ı Pro u ´ˇcely provozován´ı kartového serveru (posléze i aplikace pro vys´ılán´ı obsahu) je vhodné vytvoˇrit uˇzivatele, kterého pojmenujeme stream. Tento uˇzivatel mus´ı m´ıt pˇr´ıstup ke zdroj˚ um, které jsou vlastnˇeny skupinou uucp - jedná se o seriové porty (/dev/ttySx, popˇr´ıpadˇe /dev/ttyUSBx kde x je ˇc´ıslo portu). Jak bude uvedeno pro aplikaci MuMuDVB, bude uˇzivatel potˇrebovat zároveˇ n pˇr´ıstup ke zdroj˚ u skupinovˇe vlastnˇen´ ych skupinou video. M˚ uˇzeme ho vytvoˇrit následuj´ıc´ım pˇr´ıkazem. useradd -g video -G uucp -d /home/stream -s /bin/bash -m stream

Pokud jsme vytvoˇrili uˇzivatele v´ yˇse popsan´ ym zp˚ usobem a nastav´ıme-li heslo, m˚ uˇzeme se pod t´ımto uˇzivatelem i pˇrihlásit - má nastaven shell na /bin/bash. Zároveˇ n lze spouˇstˇet aplikace pod uˇzivatele stream pomoc´ı su - stream -c “. Po” kud bychom nechtˇeli ani pˇripustit moˇznost pˇrihláˇsen´ı daného uˇzivatele a byli bychom ochotni zamˇenit pouˇzit´ı pˇr´ıkazu su za sudo -u stream , m˚ uˇzeme m´ısto pˇredchoz´ıho pˇr´ıkazu pro vytvoˇren´ı uˇzivatele pouˇz´ıt tento: useradd -g video -G uucp -d /home/stream -s /bin/false -m stream

pˇr´ıpadnˇe m˚ uˇzeme upravit jiˇz existuj´ıc´ıho uˇzivatele usermod -s /bin/false stream

nastaven´ı pro spuˇ stˇ en´ı newcs Pro lepˇs´ı pˇrehlednost udrˇzujme konfiguraˇcn´ı soubory (soubory, které budou pˇredávány aplikaci pˇri spouˇstˇen´ı) ve zvláˇstn´ı sloˇzce dvb, kterou vytvoˇr´ıme jako podsloˇzku /etc. Um´ıstˇen´ı vypl´ yvá z poˇzadavku, aby vˇsechny konfiguraˇcn´ı soubory byly na jednom disku / jedné oblasti pro u ´ˇcely pˇr´ıpadného zálohován´ı, pˇr´ıpadnˇe (ne-)pˇremazán´ı bˇehem aktualizace, nebo pˇreinstalován´ı systému. mkdir /etc/dvb

50

Kamil Jireˇs


V rámci staˇzeného bal´ıˇcku s aplikac´ı je i vzorov´ y konfiguraˇcn´ı soubor. Zkop´ırujme soubor newcs.xml.phoenix do námi pˇripravené sloˇzky /etc/dvb pod názvem newcs.xml. Dále uvedu pouze ˇca´sti konfigurace, které je potˇrebné zmˇenit oproti vzorové konfiguraci. <device> <node> - um´ıstˇen´ı ˇcteˇcky :/dev/ttyUSB0 <mhz> - frekvence komunikace s kartou (rychlost) : 357 - informace, zda má zkouˇset pˇr´ıtomnost karty : yes - port pro komunikaci s newcamd serverem : 1200 V pˇr´ıpadˇe jiného portu je nutné zadat pouˇz´ıté ˇc´ıslo v konfiguraci pro sasc-ng. <enable> - emulace radegast serveru (komunikace s klienty) : No - webové rozhran´ı aplikace <user> - nastaven´ı uˇzivatele (rozliˇsuj´ı se malá a velká p´ısmena), m˚ uˇze se opakovat <username> - uˇzivatelské jméno <password> - heslo - pˇr´ıstupová u ´roveˇ n: admin Pˇr´ıpustné hodnoty jsou: admin, stats (pouze statistiky) <debug> - zpr´ıstupnˇen´ı informac´ı o chodu aplikace <password> - heslo pro pˇrihláˇsen´ı pˇres telnet (TCP spojen´ı) <mode> : simple Pˇr´ıpustné hodnoty jsou: simple, advanced - podrobnost logu : verbose Pˇr´ıpustné hodnoty jsou: normal, verbose, spam - z jaké ˇca´sti aplikace nás zaj´ımá v´ ystup : all Pˇr´ıpustné hodnoty jsou: init, general, ecm, emm, net, all - kam logovat, m˚ uˇze b´ yt v´ıce hodnot oddˇelené ˇca´rkou: tcp, file Pˇr´ıpustné hodnoty jsou: console, udp, tcp, file, all - moˇznost nastavit zvláˇstn´ı level, typ pro consoli: normal,init - cesta k souboru pro uloˇzen´ı logu : /tmp/newcs.log - adresa pro zas´ılán´ı log˚ u, pokud byl zvolen v´ ystup udp - port pro zas´ılán´ı udp log˚ u

51

Kamil Jireˇs


- moˇznost zvolit level, typ pro logován´ı na udp - ˇc´ıslo portu pro ˇcekán´ı na spojen´ı (napˇr. pˇres telnet) : 11001 - moˇznost zvolit kombinaci level, typ pro tcp konzoli - parametry, které budeme pouˇzat pro pˇripojen´ı - název serveru (napˇr. stream1) <deskey> - 14x2 cifer, slouˇz´ı pro ochranu komunikace mezi serverem a klientem <user> - pro kaˇzdého uˇzivatele je napsán jeden blok - m˚ uˇze se opakovat - jméno uˇzivatele <password> - heslo uˇzivatele - povolen´ı/zakázán´ı zas´ılán´ı aktualizac´ı kl´ıˇc˚ u na server: on <sideoverride> - povolen´ı, aby mohl kliend pˇrepisovat SID filtr: off <spider> - klient m˚ uˇze b´ yt newcamd card spider: No : 1

4.1.1.3

Spuˇ stˇ en´ı

V rámci spouˇstˇen´ı serveru jsou inicializaˇcn´ı skripty provádˇeny pod privilegovan´ ym uˇzivatem. Je proto nezbytné nezapomenout na tento fakt a vynutit si spuˇstˇen´ı pod uˇzivatelem stream. Zároveˇ n je potˇrebné pˇredat aplikaci správn´ y konfiguraˇcn´ı skript. sudo -u stream /usr/bin/newcs.i686.usb -c /etc/dvb/newcs.xml

Pokud má uˇzivatel stream nastaven shell (napˇr´ıklad /bin/bash), je moˇzné pouˇz´ıt i následuj´ıc´ı pˇr´ıkaz ke spuˇstˇen´ı. su - stream -c ’/usr/bin/newcs.i686.usb -c /etc/dvb/newcs.xml’

4.1.2

Dek´ odov´ an´ı: sasc-ng

4.1.2.1


Pro dekódován´ı program˚ u, neboli zpˇr´ıstupnˇen´ı program˚ u s podm´ınˇen´ ym pˇr´ıstupem, je nezbytné stáhnout, pˇreloˇzit a nainstalovat sasc-ng. Zdrojové kódy je moˇzné z´ıskat na adrese http://85.17.209.13:6100/archive/tip.tar.bz2. Po staˇzen´ı a rozbalen´ı archivu se nám objev´ı sloˇzka sc-, která obsahuje mimo jiné sloˇzku contrib. Na dalˇs´ı u ´rovni najdeme jiˇz poˇzadovanou sloˇzku sasc-ng 52

Kamil Jireˇs


(sc-/contrib/sasc-ng). Na tomto um´ıstˇen´ı máme k dispozici hledané soubory zdrojové soubory sasc-ng. Jsou zde pˇr´ıtomny skripty pro konfiguraci, avˇsak po rozbalen´ı nemaj´ı pˇr´ıznak spustitelnosti, je tedy nezbytné nejdˇr´ıve nastavit eXecute bit“. Následuj´ıc´ı pˇr´ıkaz ” pˇredpokládá, ˇze jsme ve sloˇzce sasc-ng. chmod +x configure dvbloopback/module/config_dvb.pl

V tuto chv´ıli je moˇzné spustit konfiguraˇcn´ı skript. Dojde k otestován´ı rychlost´ı r˚ uzn´ ych FFdecsa optimalizac´ı (32 INT, 64 2INT, 128 LONG, . . . ) a zároveˇ n je zvolena nejv´ yhodnˇejˇs´ı. V´ ybˇer záleˇz´ı jednak na konkrétn´ım HW, ale také napˇr´ıklad, zda bylo jádro pˇreloˇzeno pro konkrétn´ı typ procesoru. Po dokonˇcen´ı konfigurace, je moˇzné spustit pˇreklad modulu pro aktuáln´ı jádro systému a samotné aplikace sasc-ng vˇcetnˇe knihoven. make module make

Po pˇrekladu je nutné instalaci provést ruˇcnˇe - zde jiˇz nejsou k dispozici instalaˇcn´ı skripty. Následuj´ıc´ı posloupnost pˇr´ıkaz˚ u je nezbytné zadávat s oprávnˇen´ım superuˇzivatele z d˚ uvodu c´ılov´ ych adresáˇr˚ u. Pˇredpokladem je opˇet pˇr´ıtomnost pˇr´ımo v adresáˇri sasc-ng. mkdir /lib/modules/‘uname -r‘/misc cp dvbloopback/module/dvbloopback.ko /lib/modules/‘uname -r‘/misc/ depmod cp sc/PLUGINS/lib/*.a /usr/lib cp sasc-ng /usr/bin/sasc-ng mkdir /etc/camfiles cp ../../examples/cardclient.conf.example /etc/camfiles/cardclient.conf

4.1.2.2

Konfigurace

Pˇred samotn´ ym spuˇstˇen´ım je nezbytné upravit konfiguraci kartového clienta, aby znal adresu kartového serveru a zároveˇ n mˇel k dispozici u ´daje, které má pouˇz´ıt pro svou autentizaci. Tyto informace jsou uloˇzeny v souboru /etc/camfiles/cardclient.conf. V tuto chv´ıli je v nˇem k dispozici ukázková konfigurace, která samozˇrejmˇe neobsahuje námi poˇzadované informace, ale pouze ukázku struktury zadávan´ ych informac´ı. M˚ uˇzeme zakomentovat vˇse, kromˇe ˇra´dku t´ ykaj´ıc´ıho se newcamd. 53

Kamil Jireˇs


#newcamd:hostname:port:emm/caid/mask:username:password:cfgKey

Strukturu tohoto ˇra´dku pouˇzijeme pro zadán´ı poˇzadovan´ ych informac´ı, nebot’ se právˇe newcamd jev´ı jako nejlepˇs´ı volba pro komunikaci mezi serverem a klientem. Jednak je zapotˇreb´ı znát cfgKey, coˇz je kl´ıˇc, kter´ ym je chránˇena celá komunikace. Tento kl´ıˇc je nastaven nezávisle na uˇzivateli pro cel´ y newcamd server. Krom nutnosti znalosti ˇ ast hostname, cfgKey je potˇreba znát konkrétn´ıho uˇzivatele a jemu pˇr´ısluˇsné heslo. C´ neboli adresa serveru spoleˇcnˇe s portem povaˇzuji za samozˇrejmé - mus´ıme vˇedˇet kde v˚ ubec zaˇc´ıt komunikovat... Za zm´ıˇ nku by stála trojice emm/caid/mask. Jedná se prakticky o parametry spojen´ı. • emm Informace, zda má klient provádˇet obnovu kl´ıˇc˚ u pro toto spojen´ı. Kl´ıˇce na kartˇe maj´ı omezenou platnost a skrze pˇrenáˇsená data pˇres satelit se zároveˇ n pˇrenáˇs´ı i aktualizace“ kl´ıˇc˚ u pro jednotlivé karty. Tyto informace má tedy k dispozici ” klient (pˇr´ıjimaˇc) a ten by mˇel tyto aktualizace postoupit na server. Pokud zde ovˇsem nastav´ıme 0, nebudou tyto aktualizace pˇrenáˇseny (pˇredpokládáme, ˇze se o aktualizace stará nˇejak´ y jin´ y klient) • caid Kaˇzdá karta má sv˚ uj caid (CArd IDentification). T´ımto parametrem urˇcujeme pro jaké poˇzadované karty maj´ı b´ yt vyuˇzity informace obsaˇzené v daném ˇrádku popisuj´ıc´ım spojen´ı. V pˇr´ıpadˇe vˇetˇs´ıho mnoˇzstv´ı karet nám tento parametr pomáhá zbyteˇcnˇe nezahlcovat kartové servery dotazy, které jim nepatˇr´ı. Nezanedbateln´ ym pˇr´ınosem je zmenˇsen´ı prodlevy od zjiˇstˇen´ı potˇreby kl´ıˇc˚ u do jejich obdrˇzen´ı na minimum - minimalizujeme pravdˇepodobnost v´ ypadku dekódován´ı zapˇr´ıˇcinˇen´ ym neobdrˇzen´ım kl´ıˇc˚ u v okamˇzik, kdy jsou potˇreba. • mask Obdobnˇe jako v pˇr´ıpadˇe s´ıt’ov´ ych adres je moˇzné spojen´ı definovat pro v´ıce karet (caid) najednou. Abychom nemuseli kaˇzdou katu vypisovat zvláˇst, m˚ uˇzeme urˇcit rozsah karet pomoc´ı masky, kdy systému ˇr´ıkáme které pozice zadaného caid jsou pevnˇe dané a které se monou mˇenit Pro pˇr´ıklad bych mohl uvést kartu Cryptoworks od spoleˇcnosti Skylink, která má caid 0D03. Pokud bych chtˇel m´ıt moˇznost komunikovat pouze s touto kartou a zároveˇ n j´ı 54

Kamil Jireˇs


umoˇznit aktualizaci kl´ıˇc˚ u, mˇel bych zadat 1/0D03/FFFF. Pokud udˇeláme chybu v konfiguraci, nezjist´ıme ji pˇri spouˇstˇen´ı sasc-ng (respektive m˚ uˇzeme pouze zjistit z logu, ˇze se nepodaˇrilo pˇripojit, ale aplikace se spust´ı), ale aˇz pˇri pokusu o pˇr´ıstup k programu s podm´ınˇen´ y pˇr´ıstupem - aplikace nebude schopna z´ıskat kl´ıˇce, ˇcoˇz povede ke generován´ı informac´ı do logu ohlednˇe nemoˇznosti z´ıskán´ı potˇrebn´ ych kl´ıˇc˚ u a na virtuáln´ıch DVB adapterech se objev´ı nepozmˇenen´ y (kódovan´ y) signál. Samozˇrejmˇe pokud na naladˇen´ ych frekven´ıch jsou vys´ılány i nekódované (FTA) programy, jsou i nadále k dispozici nekódované i skrze virtuáln´ı adaptér bez ohledu na chybnou konfiguraci kartového klienta. 4.1.2.3

Spuˇ stˇ en´ı

Po konfiguraci je jiˇz moˇzné modul zavést a zároveˇ n spustit aplikaci sasc-ng. K dispozici je skript runsasc (kapitola 4.4.4, strana 73). Popˇr´ıpadˇe staˇc´ı provést následné pˇr´ıkazy (vycház´ım ze situace, ˇze máme DVB-T kartu asociovanou jako adapter0 a DVBS karty jsou iniciované jako adapter1 aˇz adapter3): /sbin/modprobe dvbloopback num_adapters=3 /usr/bin/sasc-ng -j 1:4 -j 2:5 -j 3:6 -P /tmp/sasc-ng.pid --cam-budget \ --sid-nocache --cam-dir /etc/camfiles/

4.1.3

Podp˚ urn´ e programy pro DVB: dvb-apps

Pro potˇreby dalˇs´ı konfigurace budeme potˇrebovat znát nˇekteré informace pro nastaven´ı vys´ılan´ ych program˚ u. Pro zjiˇstˇen´ı nˇekter´ ych z tˇechto parametr˚ u budeme potˇrebovat aplikaci scan, která je k dispozici v rámci bal´ıˇcku“ dvb-apps. ” dvb-apps Jedná se o bal´ık obsahuj´ıc´ı knihovny a nástroje. Z nástroj˚ u bychom mohli zm´ınit alespoˇ n zástupce, které m˚ uˇzeme vyuˇz´ıt v rámci této práce: • scan Po zadán´ı frekvence pomoc´ı konfiguraˇcn´ıho souboru provede hledán´ı na zadané frekvenci a zobraz´ı nalezené programy, vˇcetnˇe ˇc´ısel jednotliv´ ych paket˚ u (PID). Tyto informace jsou zobrazovány v ˇsestnáctkové soustavˇe. Pro pouˇzit´ı karty je nezbytn´ y v´ yhradn´ı pˇr´ıstup. V´ yjimkou je pouze situace, kdy necháme prohledat

55

Kamil Jireˇs


aktuálnˇe naladˇen´ y transpondér / multiplex - v tomto pˇr´ıpadˇe provede naladˇen´ı jiná aplikace. • dvbdate Slouˇz´ıc´ı pro extrakci“ data a ˇcasu z DVB signálu. Umoˇzn ˇuje jednak datum a ˇcas ” zobrazit, ale zároveˇ n nab´ız´ı moˇznost seˇr´ıdit systémov´ y ˇcas podle z´ıskaného u ´daje. Je nutné pouˇz´ıt v nevyhrazeném“ pˇr´ıstupu ke kartˇe - karta mus´ı b´ yt naladˇena ” jinou aplikac´ı na nˇejakou frekvenci, kde je dostupn´ y signál. • femon Zjiˇst’uje s´ılu signálu aktuálnˇe naladˇeného transpondéru / multiplexu - opˇet vyˇzaduje, aby jiná aplikace provedla naladˇen´ı pˇrij´ımaˇce. 4.1.3.1


Bal´ıˇcek dvb-apps je dostupn´ y v HG repositories na stránkách linuxtv.org. Na tituln´ı stránce je nezbytné zvolit link HG Repositories www.linuxtv.org/hg/. Objev´ı se seznam hostovan´ ych projekt˚ u, kde na prvn´ıch m´ıstech jsou dvb-apps a v4l-dvb. M˚ uˇzeme bud’ pˇr´ımo stáhnout bal´ıˇcek se zdrojov´ ymi kódy pˇres odkaz na bz2 nacházej´ıc´ı se na konci ˇrádku pˇr´ısluˇsného pro projekt dvb-apps. Druhou moˇznost´ı je kliknout pˇr´ımo na název projektu dvb-apps, coˇz nás navede na stránku, kde jsou vidˇet posledn´ı provádˇené zmˇeny. Na této stránce je v levé postrann´ı nab´ıdce volba bz2, ˇc´ımˇz dosáhneme stejného efektu, jako bychom klikli na odkaz pˇr´ımo na stránce se seznamem projektu. Jedná se o odkaz na adresu linuxtv.org/hg/dvb-apps/archive/tip.tar.bz2. Po staˇzen´ı a rozbalen´ı archivu uvid´ıme sloˇzku s názvem dvb-apps-, kter´ y obsahuje zdrojové kódy, vˇcetnˇe pˇripraveného souboru Makefile a instrukc´ı v souboru INSTALL. Jelikoˇz nepotˇrebujeme ˇza´dné zvláˇstn´ı nastaven´ı, m˚ uˇzeme se pˇresunout do zm´ınˇené sloˇzky a rovnou zahájit pˇreklad a instalaci. make make install

4.1.3.2

Konfigurace

V rámci konfigurace se zamˇeˇr´ım pouze na aplikaci scan, nebot’ dalˇs´ı zm´ınˇené aplikace se pouˇz´ıvaj´ı pouze s parametry zadávan´ ymi pˇri spouˇstˇen´ı. Aplikace scan nab´ız´ı dva moˇzné pˇr´ıstupy pro svou práci. 56

Kamil Jireˇs


• autonomn´ı V tomto pˇr´ıpadˇe nesm´ı s poˇzadovan´ ym DVB zaˇr´ızen´ım pracovat jiná aplikace. Scan provede naladˇen´ı na poˇzadované frekvence, které mu pˇredáme pomoc´ı inicializaˇcn´ıho souboru. Provede jejich prozkoumán´ı a vyp´ıˇse zjiˇstˇené informace. • spolupracuj´ıc´ı Tento reˇzim nevyˇzaduje v´ yhradn´ı pˇr´ıstup k DVB zaˇr´ızen´ı, ale naopak vyˇzaduje, aby samotné ladˇen´ı provedla jiná aplikace. Nen´ı tedy potˇreby pˇr´ıpraven´ y inicializaˇcn´ı soubor. form´ at inicializaˇ cn´ıho souboru pro DVB-T Kaˇzd´ y ˇra´dek inicializaˇcn´ıho souboru odpov´ıdá jedné frekvenci, která má b´ yt prohledána. Krom samotné frekvence je ovˇsem nezbytné zadat i dalˇs´ı vys´ılac´ı parametry, aby mohlo DVB-T zaˇr´ızen´ı správnˇe nalézt a zpracovat vys´ılan´ y signál. oznaˇ cen´ı T

popis Typ vys´ılán´ı

freq

Frekvence (v Hz)

bw

ˇıˇrka pásma S´

fec hi

Kódov´ y pomˇer (FEC)1

fec lo mod

hierarchy

T 730000000 8MHz 2/3 NONE

modulace

transmission-mode Vys´ılac´ı mód guard-interval

pˇ r´ıklad z´ apisu

ochrann´ y interval hierarchie

QAM64 8k 1/4 NONE

Tabulka 4.1: Parametry inicializaˇcn´ıho souboru DVB-T Struktura ˇra´dku inicializaˇcn´ıho souboru je zobrazena v tabulce 4.1. Pˇrehled dostupn´ ych multiplex˚ u v Praze a jejich parametry jsou uvedeny v tabulkách pro jednotlivé multiplexy - S´ıt’ 1 (tab. 4.5), S´ıt’ 2 (tab. 4.6), S´ıt’ 3 (tab. 4.7) a S´ıt’ 4 (tab. 4.8). Inicializaˇcn´ı soubor pro Prahu bude obsahovat následuj´ıc´ı 4 ˇra´dky: T 634000000 8MHz 2/3 NONE QAM64 8k 1/4 NONE T 730000000 8MHz 2/3 NONE QAM64 8k 1/4 NONE 1

Forward Error Correction : mechanizmus oprav zjiˇstˇen´ ych chyb, které vznikly bˇehem pˇrenosu

57

Kamil Jireˇs


T 778000000 8MHz 2/3 NONE QAM64 8k 1/4 NONE T 818000000 8MHz 2/3 NONE QAM64 8k 1/8 NONE

form´ at inicializaˇ cn´ıho souboru pro DVB-S

oznaˇ cen´ı popis S

Typ vys´ılán´ı

freq

Frekvence (v Hz)

pol

Polarizace

fec

Kódov´ y pomˇer

pˇ r´ıklad z´ apisu S 12168000 V 3/4

Tabulka 4.2: Parametry inicializaˇcn´ıho souboru DVB-S Struktura je v porovnán´ı s inicializaˇcn´ım souborem pro DVB-T jednoduˇsˇs´ı. Jej´ı popis je k dispozici v tabulce 4.2. Jako pˇr´ıklad je uveden transponder, na kterém je ´ cko (Satelit Astra 23,5◦ E). moˇzno zachytit nekódovan´ y signál TV Oˇ S 12168000 V 27500000 3/4

4.1.3.3

Spuˇ stˇ en´ı

scan Aplikace se spouˇst´ı s parametrem -a, kter´ y slouˇz´ı k urˇcen´ı adaptéru, kter´ y máme v plánu prozkoumat. Pro naˇse potˇreby nám v´ıce vyhovuje v´ ystup zamˇeˇren´ y na pids, proto vol´ıme parametr -o pids, pokud ovˇsem nechceme pouˇz´ıt inicializaˇcn´ı soubor, ale jen prohledat aktuálnˇe naladˇen´ y transpondér / multiplex, nen´ı nutné zadávat parametr -o pids, nebot’ je v pˇr´ıpadˇe pouˇzit´ı parametru -c nastaven automaticky. scan -a 0 -o pids scan -a 0 -c

V´ ystupem bude seznam program˚ u vˇcetnˇe pmt pid (pro DVB-T je seznam k dispozici v tabulce 4.9). Tato ˇc´ısla, ale v des´ıtkové soustavˇe, budeme potˇrebovat pro nastaven´ı program˚ u, které maj´ı b´ yt vys´ılány. Následuje seznam jednotliv´ ych PID, které odpov´ıdaj´ı datov´ ym informac´ım pˇr´ısluˇsn´ ym ke zvolenému programu, pˇriˇcemˇz kaˇzd´ y nese ˇca´st celkového programu - audio, video, teletext. Nen´ı v´ yjimkou situace, kdy k jednomu videu je vys´ıláno v´ıce audio stop v r˚ uzn´ ych jazyc´ıch. Tyto dodateˇcné informace budou potˇrebné pro správné nastaven´ı set-top-box˚ u, ale nemus´ı b´ yt podstatné v pˇr´ıpadˇe nastavován´ı vys´ılán´ı. 58

Kamil Jireˇs


using ’/dev/dvb/adapter0/frontend0’ and ’/dev/dvb/adapter0/demux0’ 0x0000 0x0202: pmt_pid 0x0190 CESKE RADIOKOMUNIKACE -- NOVA CINEMA (running) 0x0000 0x0201: pmt_pid 0x0064 CESKE RADIOKOMUNIKACE --

NOVA (running)

0x0000 0x0801: pmt_pid 0x012c CESKE RADIOKOMUNIKACE -- BARRANDOV TV (running) 0x0000 0x0302: pmt_pid 0x01f4 CESKE RADIOKOMUNIKACE -- Prima COOL (running) 0x0000 0x0301: pmt_pid 0x00c8 CESKE RADIOKOMUNIKACE -- PRIMA (running) dumping lists (5 services) NOVA CINEMA

(0x0202) 01: PCR == V

V 0x0191 A 0x019b (CZE) TT 0x01a5

(0x0201) 01: PCR == V

V 0x0065 A 0x006f (CZE) TT 0x0079

BARRANDOV TV

(0x0801) 01: PCR == V

V 0x012d A 0x0137 (CZE) TT 0x0141

Prima COOL

(0x0302) 01: PCR == V

V 0x01f5 A 0x01ff (CZE) TT 0x0209

PRIMA

(0x0301) 01: PCR == V

V 0x00c9 A 0x00d3 (CZE) TT 0x00dd

NOVA

Done.

dvbdate Pouˇzit´ı je velmi jednoduché - aplikace nenab´ız´ı pokroˇcilé funkce, které by vytváˇrely sloˇzité parametry. Máme moˇznost spustit aplikaci s parameterm -a, kter´ y nám umoˇzn ˇuje volbu adaptéru, kter´ y máme v plánu pouˇz´ıt pro zjiˇstˇen´ı data a ˇcasu. K dispozici je parametr -s, kter´ ym doc´ıl´ıme situaci, kdy se systémov´ y ˇcas nastav´ı podle zjiˇstˇeného data a ˇcasu (nezbytné jsou odpov´ıdaj´ıc´ı práva). dvbdate -a 0 dvbdate -a 0 -s

Pokud si necháme pouze“ vypsat datum a ˇcas, datum a ˇcas z DVB signálu v ob” vyklém formátu. Sun Jun 27 02:35:08 2010

femon Aplikace slouˇz´ıc´ı pro indikaci s´ıly signálu. Podstatn´ ym parametrem je parametr -H, kter´ y zp˚ usob´ı zobrazován´ı v lidsky ˇcitelné“ podobˇe, vid´ıme tedy procenta. Dalˇs´ım ” uˇziteˇcn´ ym parametrem je -a, kter´ ym vol´ıme zaˇr´ızen´ı, u kterého nás tyto informace zaj´ımaj´ı. Dokud nepˇreruˇs´ıme aplikaci, bude se v´ ystup neustále obnovovat, tedy pˇresnˇeji se budou generovat dalˇs´ı ˇra´dky v´ ystupu. Pokud bychom chtˇeli vˇedˇet radˇeji jednorázovou informaci, je moˇzné zadat jeˇstˇe parametr -c. femon -a 0 -H femon -a 0 -H -c 1

59

Kamil Jireˇs

4.1.4

Vys´ıl´ an´ı obsahu: mumudvb

4.1.4.1



Projekt vˇcetnˇe soubor˚ u ke staˇzen´ı je dostupn´ y na adrese mumudvb.braice.net. Na této adrese je k dispozici odkaz Download MuMuDVB“. Po rozkliknut´ı tohoto odkazu ” se nám objev´ı seznam verz´ı a zároveˇ n je zde k dispozici i snapshot, coˇz je odkaz na archiv obsahuj´ıc´ı aktuáln´ı v´ yvojovou verzi. Po rozbalen´ı staˇzeného souboru máme k dispozici sloˇzku mumudvb obsahuj´ıc´ı jednak samotné zdrojové kódy, ale i konfiguraˇcn´ı soubory. Staˇc´ı tedy vstoupit do sloˇzky mumudvb a bˇeˇzn´ ymi pˇr´ıkazy provést konfiguraci a pˇreklad aplikace. ./configure make make install

Po proveden´ı pˇrekladu a instalace se nám objev´ı“ spustiteln´ y soubor v adresáˇri ” /usr/local/bin/mumudvb, pˇriˇcemˇz sloˇzka /usr/local/bin je definována v promˇenné PATH, coˇz znamená, ˇze nemus´ıme uvádˇet celou cestu, pokud buceme cht´ıt tuto aplikaci spustit. 4.1.4.2

Konfigurace

Poˇ c´ ateˇ cn´ı konfigurace Tato aplikace bude provádˇet nejpodstatnˇejˇs´ı ˇcinnost - vys´ılat obsah. Je tedy vhodné, aby byla spuˇstˇena pod vyhraˇzen´ ym uˇzivatelem. Z tohoto d˚ uvodu doporuˇcuji pouˇz´ıt vytvoˇreného uˇzivatele stream. Jelikoˇz instance této aplikace budou pˇristupovat k DVB zaˇr´ızen´ım, které jsou vytváˇreny automaticky pomoc´ı udev s vlastn´ıkem root:video, je vhodné novˇe vytváˇreného uˇzivatele pˇriˇradit do skupiny video. Pokud jsme uˇzivatele nepˇriˇradili do skupiny video jiˇz pˇri vyváˇren´ı, m˚ uˇzeme tak uˇcinit dodateˇcnˇe. usermod -G video stream

Jelikoˇz budeme aplikaci provozovat jako démona“ (aplikace bude spuˇstˇena tzv. ” na pozad´ı), je nezbytné pro jej´ı chod vytvoˇrit sloˇzku /var/run/mumudvb, kam bude m´ıt aplikace pˇr´ıstup a kde bude generovat informativn´ı soubory se stavem aplikace. Jednotlivé soubory se pˇrepisuj´ı, takˇze nedocház´ı k nadmˇerné spotˇrebˇe m´ısta. Soubory maj´ı dohromady des´ıtky kB. 60

Kamil Jireˇs


mkdir /var/run/mumudvb chown stream:root /var/run/mumudvb

Konfiguraˇcn´ı soubory je vhodné um´ıstit do pˇripravené sloˇzky /etc/dvb. Konfigurace vys´ılan´ ych kan´ al˚ u Konfigurace se provád´ı fourmou textov´ ych soubor˚ u, které jsou pˇredávány aplikaci pˇri jej´ım spouˇstˇen´ı. Pro zjednoduˇsen´ı bylo zvoleno pojmenováván´ı ve formátu mumu x.cfg, kde x je ˇc´ıslo karty. Jsou k dispozici tˇri zp˚ usoby konfigurace : plnˇe automatická, ˇcásteˇcnˇe automatická a manuáln´ı. Pro jednotlivé typy konfigurac´ı jsou spoleˇcné nepovinné“ parametry. Uvedu nyn´ı ” parametry, které pouˇz´ıváme s vysvˇetlen´ım, proˇc jich bylo vyuˇzito. dobrovoln´ e parametry konfigurace tuning timeout

limit pro naladˇen´ı frekvence

20

ˇ Casov´ y limit pro naladˇen´ı poˇzadované frekvenci, po vyprˇsen´ı se aplikace ukonˇc´ı. common port

port, na kter´ y se má vys´ılat

1234

Pokud se nadefinuje tento parametr, nemus´ı se uvádˇet u kaˇzdého programu. multicast ttl

TTL pro vys´ılané pakety

10

Time To Live pro vys´ılané pakety s programem. dont send sdt

nepos´ılat Serice Description Table

1

Nepos´ılaj´ı se informace t´ ykaj´ıc´ı se zdrojové s´ıtˇe signálu. rewrite pat

Pˇrepisovat Program Associatino Table

1

Tuto poloˇzku vyˇzaduj´ı nˇekterá pˇrij´ımac´ı zaˇr´ızen´ı (napˇr. nˇekteré Set-top-boxy). Plnˇ e automatick´ a konfigurace Tato varianta nám nevyhovuje, nebot’ zadáme jen kartu, frekvenci a prefix IP adresy. M˚ uˇzeme pˇr´ıpadnˇe jeˇstˇe urˇcit, zda se má zas´ılat SAP oznámen´ı vys´ılan´ ych program˚ u a v jaké skupinˇe. D˚ uvodem nevyhovován´ı je fakt, ˇze je urˇcitá ˇca´st adresy promˇenlivá, ˇca´steˇcnˇe záv´ıslá na kartˇe, ze které je z´ıskáván signál a ˇca´steˇcnˇe na poˇrad´ı programu v datovém toku. Nejsme tedy schopni zaruˇcit stále stejnou adresu, pokud bychom pˇresunuli vys´ılán´ı na jinou kartu. Obsah konfiguraˇcn´ıho souboru za pˇredpokladu DVB-T karty iniciované jako adapter0 a naladˇen´ı na vˇeˇrejnoprávn´ı multiplex: card=0

61

Kamil Jireˇs


freq=730 tuning_timeout=20 common_port=1234 multicast_ttl=10 autoconfiguration=2 autoconf_ip_header=239.204 sap=1 sap_sending_ip= sap_default_group=TV_VSEm dont_send_sdt=1 rewrite_pat=1

V´ yhodou tohoto pˇr´ıstupu je nezávislost na dalˇs´ıch aplikac´ıch, nebot’ nepotˇrebujeme zjiˇst’ovat dalˇs´ı parametry vys´ılán´ı. V´ ysledkem bude vys´ılán´ı program˚ u ve struktuˇre dle tabulky 4.3. adresa

n´ azev stanice Video PID

Audio PID

teletext PID

ˇ 1 239.204.0.1 CT

257

273

289

ˇ 2 239.204.0.2 CT

513

529

545

ˇ 24 239.204.0.3 CT

769

785

801

ˇ 4 239.204.0.4 CT

1025

1041

1057

Tabulka 4.3: V´ ysledek plné autokonfigurace MuMuDVB ˇ asteˇ C´ cn´ a autokonfigurace V tomto pˇr´ıpadˇe si na rozd´ıl od autokonfigurace vol´ıme i IP adresu, na kterou se má poˇzadovan´ y program zaslat. Jelikoˇz mus´ıme kaˇzd´ y program jednoznaˇcnˇe identifikovat, je nezbytné zadávat PMT PID (Program Map Tables packet ID), které lze zjistit pomoc´ı aplikace scan z bal´ıˇcku dvb-apps, pˇr´ıpadnˇe spuˇstˇen´ım aplikace v reˇzimu autokonfigurace (vygeneruje konfiguraci, kde budou potˇrebné informace). Zadán´ı je potˇreba provést v des´ıtkové soustavˇe. Pro ˇceské programy vys´ılané pˇres DVB-T je aktuáln´ı seznam PMT PID uveden v tabulce 4.9, ˇc´ısla ostatn´ıch potˇrebn´ ych PID si jiˇz aplikace dohledá v rámci autokonfigurace. Obsah konfiguraˇcn´ıho souboru za pˇredpokladu DVB-T karty iniciované jako adapter0 a naladˇen´ı na vˇeˇrejnoprávn´ı multiplex: card=0 freq=730

62

Kamil Jireˇs


tuning_timeout=20 common_port=1234 multicast_ttl=10 autoconfiguration=1 sap=1 sap_sending_ip= sap_default_group=TV_VSEm dont_send_sdt=1 rewrite_pat=1

ip=239.204.1.1 name=CT 1 pids=256

ip=239.204.1.2 name=CT 2 pids=512

ip=239.204.1.3 name=CT 24 pids=768

ip=239.204.1.4 name=CT 4 pids=1024

V´ ysledkem bude vys´ılán´ı program˚ u ve struktuˇre dle tabulky 4.4. adresa

n´ azev stanice Video PID

Audio PID

teletext PID

ˇ 1 239.204.1.1 CT

257

273

289

ˇ 2 239.204.1.2 CT

513

529

545

ˇ 24 239.204.1.3 CT

769

785

801

ˇ 4 239.204.1.4 CT

1025

1041

1057

Tabulka 4.4: V´ ysledek ˇca´steˇcné autokonfigurace MuMuDVB manu´ aln´ı konfigurace 63

Kamil Jireˇs


V tomto reˇzimu zadáváme pˇresnˇe co chceme vys´ılat. M˚ uˇzeme tedy napˇr´ıklad nevys´ılat doplˇ nkové pakety (dalˇs´ı jazykové stopy, teletext, . . . ), pˇr´ıpadnˇe m˚ uˇzeme vys´ılat na v´ıce adresách stejn´ y program s t´ım, ˇze pokaˇzdé pˇribal´ıme“ jinou jazykovou stopu. Tohoto ” stavu nejde bˇehem autokonfigurace dosáhnout. Je nezbytné zadat alespoˇ n PMT PID, PCR PID (z v´ ystupu aplikace scan vypl´ yvá, ˇze se jedná o video PID: PCV == V, to ale nen´ı pravidlem, m˚ uˇze b´ yt uveden dalˇs´ı PID), Video PID a Audio PID. Obsah konfiguraˇcn´ıho souboru za pˇredpokladu DVB-T karty iniciované jako adapter0 a naladˇen´ı na vˇeˇrejnoprávn´ı multiplex: card=0 freq=730 tuning_timeout=20 common_port=1234 multicast_ttl=10 sap=1 sap_sending_ip= sap_default_group=TV_VSEm dont_send_sdt=1 rewrite_pat=1

ip=239.204.1.1 name=CT 1 pids=256 257 273 289

ip=239.204.1.2 name=CT 2 pids=512 513 529 545

ip=239.204.1.3 name=CT 24 pids=768 769 785 801

ip=239.204.1.4 name=CT 4 pids=1024 1025 1041 1057

64

Kamil Jireˇs


V´ ysledkem bude vys´ılán´ı program˚ u v obdobné struktuˇre jako v pˇr´ıpadˇe ˇca´steˇcné autokonfigurace - tabulka 4.4. 4.1.4.3

Spuˇ stˇ en´ı

Aplikace se spouˇst´ı pouze s jedn´ım parametrem, kter´ ym je odkaz na konfiguraˇcn´ı soubor. Je ovˇsem nezbytné spouˇstˇet aplikaci jako uˇzivatel stream, popˇr´ıpadˇe iniciovat ji ve jménu uˇzivatele stream. sudo -u stream /usr/local/bin/mumudvb -c /etc/dvb/mumu_<ˇ c´ ıslo_karty>.cfg

Obdobnˇe jako u aplikace newcs je moˇzné spouˇstˇet aplikaci za pouˇzit´ı pˇr´ıkazu su, tedy za pˇredpokladu, ˇze je u uˇzivatele nastaven shell. su - stream -c

/usr/local/bin/mumudvb -c /etc/dvb/mumu_<ˇ c´ ıslo_karty>.cfg‘‘ ’’

Po spuˇstˇen´ı se vytvoˇr´ı nˇekolik soubor˚ u v adresáˇri /var/run/mumudvb. Jedná se o: • chaines diffusees carte<ˇc´ıslo karty> Obsahem je pˇrehled vys´ılan´ ych program˚ u z´ıskan´ ych danou kartou. Pˇr´ıklad obsahu je uveden pro s´ıt’ 1 (DVB-T): 239.204.1.1:1234:CT 1:FullyUnscrambled 239.204.1.2:1234:CT 2:FullyUnscrambled 239.204.1.3:1234:CT 24:FullyUnscrambled 239.204.1.4:1234:CT 4:FullyUnscrambled • chaines non diffusees carte<ˇc´ıslo karty> Zde bychom nalezli programy, které jsou sice nadefinovány v konfiguraˇcn´ım souboru, ale nejsou vys´ılány. D˚ uvodem m˚ uˇze b´ yt ukonˇcen´ı vys´ılán´ı programu pod PID urˇcen´ ym v konfiguraci (zmˇena PID). • mumudvb carte<ˇc´ıslo karty>.pid V tomto souboru nalezneme systémov´ y pid (Program ID), kter´ y je pˇrazen dané instanci aplikace MuMuDVB. • mumudvb generated conf card<ˇc´ıslo karty> Pokud jsme v rámci konfigurace zadali parametr autoconfigure (nezáleˇz´ı jestli 1 nebo 2), vygeneruje se pˇr´ısluˇsn´ y soubor, kter´ y obsahuje informace, které bychom jinak museli zadávat v pˇr´ıpadˇe manuáln´ı konfigurace. Tento soubor m˚ uˇzeme zkop´ırovat a podruhé pouˇz´ıt pro spuˇstˇen´ı. 65

Kamil Jireˇs


Chceme-li aby nebyla aplikace spuˇstˇena na pozad´ı, m˚ uˇzeme pˇridat parametr -d, kter´ y zp˚ usob´ı, ˇze vid´ıme v´ ystup a m˚ uˇzeme aplikaci ukonˇcit pouh´ ym“ stiskem kombi” nace CTRL+C. V tomto pˇr´ıpadˇe vid´ıme v´ ystup na konzoli a nevytváˇr´ı se (ani nejsou potˇreba) soubory v adresáˇri /var/run/mumudvb. sudo -u stream /usr/local/bin/mumudvb -c /etc/dvb/mumu_<ˇ c´ ıslo_karty>.cfg -d

4.2

Zabezpeˇ cen´ı

V této ˇca´sti se zamˇeˇr´ıme na nastaven´ı SW ˇreˇsen´ı bezpeˇcnosti, bez pouˇzit´ı extern´ıho HW firewallu.

4.2.1

Firewall: iptables, ip6tables

Jelikoˇz jsme na LINUXovém stroji, postaˇcuje nám pouˇzit´ım IPTABLES. Je vhodné drˇzet se pravidla, ˇze vˇse co nepotˇrebujeme vyp´ınáme - at’ jiˇz se jedná o aplikace, nebo porty. Dobr´ ym zaˇca´tkem je zahozen´ı paket˚ u, které jsme schopni vyhodnotit jako neplatné a zároveˇ n neomezovat intern´ı“ komunikaci, tedy komunikaci pocházej´ıc´ı z loopback ” rozhran´ı (lo). iptables -A INPUT -m state --state INVALID -j DROP iptables -A INPUT -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT

Dalˇs´ım krokem by mohlo b´ yt ochránˇen´ı pˇred syn flood“ neboli u ´tokem, kdy se ” potenciáln´ı u ´toˇcn´ık snaˇz´ı u ´myslnˇe vyˇcerpat zdroje urˇcené pro odbavován´ı poˇzadavk˚ u na otevˇren´ı nového spojen´ı (a v podstatˇe komunikaci jako takovou). iptables -N syn_flood iptables -A syn_flood -m limit --limit 1/s --limit-burst 10 -j RETURN iptables -A syn_flood -j LOG --log-tcp-options --log-ip-options \ --log-level notice --log-prefix ’FW-IPv4-IN-syn_flood-DROP: ’ iptables -A syn_flood -j DROP iptables -A INPUT -p tcp --syn -j syn_flood

Nemˇeli bychom zapomenout ani na oˇsetˇren´ı pˇr´ıpadu, kdy by se u ´toˇcn´ık pokusil zahltit poˇc´ıtaˇc pomoc´ı nadmˇerného poˇctu ICMP dotaz˚ u na echo - v bˇeˇzném provozu je pouˇz´ıváno pro dotaz na dostupnost / ˇzivot stroje (ping). 66

Kamil Jireˇs


iptables -N echo_req iptables -A echo_req -m limit --limit 1/s --limit-burst 10 -j ACCEPT iptables -A echo_req -j LOG --log-tcp-options --log-ip-options \ --log-level notice --log-prefix ’FW-IPv4-IN-echo_req-DROP: ’ iptables -A echo_req -j DROP iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type echo-request -j echo_req

Hodláme povolit pouze komunikaci na vyjmenovan´ ych portech a z konkrétn´ıch adres. Nyn´ı je tedy nezbytné pro kaˇzd´ y port povolit navázán´ı komunikace. iptables -A INPUT -p tcp --dport <ˇ c´ ıslo_portu> -s /<maska> \ -j ACCEPT

Dalˇs´ım krokem by mˇela b´ yt akceptace paket˚ u pos´ılan´ ych na multicastovou adresu 224.0.0.1 s vyuˇzit´ım protokoli igmp. Jedná se o adresu, na kterou by mˇeli reagovat vˇsechny multicastové stroje v dané lokáln´ı s´ıti. iptables -A INPUT -p igmp -d 224.0.0.1 -j ACCEPT

Jelikoˇz je znaˇcnˇe rozˇs´ıˇrena sluˇzba sd´ılen´ı v sit´ıch Microsoft, je vhodné odfiltrovat pakety souvisej´ıc´ı právˇe s tˇemito sluˇzbami. Pokud bychom tento krok neuˇcinili, v´ yraznˇe bychom si plnili logy. iptables -A INPUT -p udp --dport 137:138 -j DROP iptables -A INPUT -p tcp --dport 139 -j DROP

Pokud nˇejak´ y paket doputuje v rámci testován´ı aˇz do tohoto m´ısta pravidel, znamená to, ˇze nebyl zahozen na test syn flood, test nadmˇerného“ mnoˇzstv´ı poˇzadavk˚ u ” na odezvu, ani se nejedná o pakety na portech vyuˇz´ıvan´ ych v s´ıt´ıch produkt˚ u Microsoft. Jedná se tedy o pokus o navázán´ı komunikace na jiném neˇzli povoleném portu. V tuto chv´ıli m˚ uˇzeme zalogovat tento poˇzadavek a v závislosti na pˇredpokladu (povolujeme jen pouˇz´ıvané porty) m˚ uˇzeme tyto pakety zahodit. Zároveˇ n m˚ uˇzeme zahodit vˇsechny pakety, které by se mˇeli forwardovat, nebot’ naˇse stroje budou koncové“ a tud´ıˇz nebudou ” provádˇet pˇredáván´ı paket˚ u. iptables -A INPUT -m limit --limit 3/m --limit-burst 5 -j LOG \ --log-tcp-options --log-ip-options --log-level warning \ --log-prefix ’FW-IPv4-IN-DROP: ’ iptables -A INPUT -j DROP iptables -A FORWARD -j DROP

67

Kamil Jireˇs


Je nezbytné neopomenout IPv6. Pro nastaven´ı se pouˇz´ıvá ip6tables a syntaxe je obdobná. Odliˇsné jsou samozˇrejmˇe adresy, které jsou ve formátu IPv6 a odliˇsné je definován´ı ICMP paketu typu echo request. ip6tables -A INPUT -p ipv6-icmp --icmpv6-type echo-request -j echo_req

Cel´ y obsah pouˇz´ıvaného souboru je moˇzné nalézt v kapitole 4.4.1 (strana 70).

4.2.2

Vzd´ alen´ y pˇ r´ıstup: ssh

Secure shell (SSH) je bezpeˇcnˇejˇs´ım nástupcem“ telnetu, nebot’ komunikace prob´ıhá ” zabezpeˇcen´ ym (ˇsifrovan´ ym) spojen´ım. Slouˇz´ı tedy pro zabezpeˇcené vzdálené pˇripojen´ı k server˚ um a jejich správu. Vˇetˇsina v´ ychoz´ıch nastaven´ı vyhovuje ostrému nasazen´ı. Pro zv´ yˇsen´ı bezpeˇcnosti je ovˇsem vhodné provést nˇekolik u ´prav konfigurace. V pˇr´ıpadˇe neuveden´ı, nebo zakomentován´ı nˇekter´ ych konfiguraˇcn´ıch hodnot jsou brány hodnoty ´ v´ ychoz´ı. Novˇe uvádˇené hodnoty mohou b´ yt shodné s hodnotami v´ ychoz´ımi. Upravy se provád´ı do souboru /etc/ssh/sshd config. Aˇckoli je slibováno, ˇze nˇekdy v budouc´ıch verz´ıch bude v´ ychoz´ı protokol 2, je doporuˇcováno ponechat tento parametr (volba verze protokolu) v konfiguraˇcn´ım souboru. Je tedy zapotˇreb´ı (znovu-)definovat verzi protokolu 2. Protocol 2

Dále je doporuˇceno zakázat vzdálené pˇrihláˇsen´ı uˇzivatele root, ˇc´ımˇz se st´ıˇz´ı pˇr´ıpad´ cn´ık by nejdˇr´ıve musel zjistit nému u ´toˇcn´ıkovi pˇr´ıstup k práv˚ u superuˇzivatele. Utoˇ uˇzivatelské jméno platné na daném systému, dále by se mu muselo podaˇril prolomit heslo (v pˇr´ıpadˇe pˇrihlaˇsován´ı heslem - bude ˇreˇseno hned v zápˇet´ı) a pˇresto nemá u ´toˇcn´ık nikde zaruˇceno, ˇze bude schopen skrze nalezeného uˇzivatele dosáhnout vyˇsˇs´ıho“ opráv” nˇen´ı. PermitRootLogin no

Vzhledem k mnoˇzstv´ı pokus˚ u o prolomen´ı hesla je také doporuˇcováno omezit moˇznost pˇrihlaˇsován´ı heslem, respektive zakázat pˇrihlaˇsován´ı heslem a ponechat pouze moˇznost pˇrihláˇsen´ı pomoc´ı certifikátu. Jelikoˇz mohou b´ yt pˇr´ıpady, kdy je vhodné mit moˇznost pˇrihlaˇsovat se z od˚ uvodnˇen´ ych stroj˚ u pouze heslem, m˚ uˇzeme povolit v´ yjimku pro pˇrihlaˇsován´ı v závislosti na adrese, ze které je otev´ıráno spojen´ı.

68

Kamil Jireˇs


PasswordAuthentication no

Match address 127.0.0.1/32,::1/128 PasswordAuthentication yes

Vˇsechny aktivn´ı, nezakomentované, ˇrádky je moˇzné naj´ıt v kapitole 4.4.3 (strana 72).

4.3 4.3.1

Ostatn´ı nastaven´ı Ramdisk

Pro bˇeˇznou práci uˇzivatel˚ u je k dispozici sloˇzka /tmp. Jelikoˇz jsou poˇc´ıtaˇce vybaveny Compact Flash pamˇet’mi m´ısto pevného disku, je vhodné jako pracovn´ı sloˇzku pˇripojit virtuáln´ı“ disk, kter´ y se nacház´ı pouze“ v operaˇcn´ı pamˇeti. Takto vymezená ˇca´st ” ” operaˇcn´ı pamˇeti se oznaˇcuje jako ramdisk2 . V´ yhody i nev´ yhody plynou z vlastnost´ı pamˇet´ı RAM. Jsou tedy ve srovnán´ı s pevn´ ym diskem (v naˇsem pˇr´ıpadˇe CompactFlash pamˇet´ı) v´ yraznˇe rychlejˇs´ı jak pro zápis, tak i pro ˇcten´ı, ale na druhou stranu jsou data existenˇcnˇe závislé na napájen´ı. Pˇri v´ ypadku napájen´ı, nebo restartu systému jsou data nenávratnˇe ztracena. Z povahy sloˇzky /tmp nám negativa nevad´ı, nebot’ tato sloˇzka nen´ı urˇcena pro soubory, které je potˇreba dlouhodobˇe uchovávat. Mus´ıme ovˇsem na tuto skuteˇcnost myslet napˇr´ıklad bˇehem pˇreklad˚ u zdorojov´ ych kód˚ u a následn´ ych restart˚ u. Pro naˇse potˇreby je vhodné upravit konfiguraci jádra, abychom mˇeli pouze jeden ramdisk o velikosti 1GB (v´ ychoz´ı nastaven´ı je 16 ramdisk˚ u o velikosti nˇekolika MB). CONFIG_BLK_DEV_RAM=y CONFIG_BLK_DEV_RAM_COUNT=1 CONFIG_BLK_DEV_RAM_SIZE=1048576

Dalˇs´ı moˇznost´ı je pˇridat parametr pro spouˇstˇen´ı jádra, tedy alespoˇ n za pˇredpokladu, ˇze je jádro pˇreloˇzeno s podporou RAMDISK˚ u (t´ımto krokem ovˇsem neovlivn´ıme kolik ramdisk˚ u o zadané velikosti bude pˇripraveno, proto je vhodnˇejˇs´ı popsaná zmˇena konfigurace). ramdisk_size=1048576 2

pojem ramdisk vych´ az´ı z anglického RAM, coˇz je oznaˇcen´ı operaˇcn´ı pamˇeti a disk

69

Kamil Jireˇs


Máme-li pˇripraven ramdisk, nacház´ı se na um´ıstˇen´ı /dev/ram0 (pokud je vytvoˇreno v´ıce zaˇr´ızen´ı, jsou dalˇs´ı oznaˇcovány vzestupnˇe, tedy /dev/ram1, /dev/ram2, . . . ). Je nutné na nˇem vytvoˇrit souborov´ y systém, pˇripojit a nastavit potˇrebná oprávnˇen´ı. Nezapomeˇ nme na sTicky bit“, aby kaˇzd´ y mohl pracovat se sv´ ymi soubory. Aˇckoli se ” pouˇz´ıvan´ y soubor neliˇs´ı od tˇechto ˇra´dk˚ u, je pro u ´plnost uveden i v kapitole 4.4.2 (strana 72). mke2fs -m 0 /dev/ram0 mount /dev/ram0 /tmp chmod 1777 /tmp

Pokud bychom nenastavili RAMDISK, vys´ılán´ı by t´ım nijak nebylo dotˇceno. Jedná se skuteˇcnˇe jen o zrychlen´ı práce, napˇr. bˇehem pˇrekladu zdrojov´ ych soubor˚ u.

4.4

Konfiguraˇ cn´ı soubory

V této ˇca´sti uvád´ım konfiguraˇcn´ı soubory tak, jak byly pouˇzity na realizovan´ ych testovac´ıch stroj´ıch.

4.4.1

/etc/rc.d/rc.firewall

Následuje obsah souboru pro nastaven´ı firewallu po spuˇstˇen´ı. #/bin/sh iptables -F INPUT iptables -A INPUT -m state --state INVALID -j DROP iptables -A INPUT -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT iptables -N syn_flood iptables -A syn_flood -s <subnet_pro_servery>/24 -m limit \ --limit 1/s --limit-burst 15 -j RETURN iptables -A syn_flood -s ! <subnet_pro_servery>/24 -m limit \ --limit 1/s --limit-burst 10 -j RETURN iptables -A syn_flood -j LOG --log-tcp-options --log-ip-options \ --log-level notice --log-prefix ’FW-IPv4-IN-syn_flood-DROP: ’ iptables -A syn_flood -j DROP iptables -A INPUT -p tcp --syn -j syn_flood

70

Kamil Jireˇs


iptables -N echo_req iptables -A echo_req -m limit --limit 1/s --limit-burst 10 -j ACCEPT iptables -A echo_req -j LOG --log-tcp-options --log-ip-options \ --log-level notice --log-prefix ’FW-IPv4-IN-echo_req-DROP: ’ iptables -A echo_req -j DROP iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type echo-request -j echo_req iptables -A INPUT -p tcp --dport 12000 \ -s <subnet_pro_servery>/28 -j ACCEPT iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -s 146.102.0.0/16 -j ACCEPT iptables -A INPUT -p igmp -d 224.0.0.1 -j ACCEPT iptables -A INPUT -p udp --dport 137:138 -j DROP iptables -A INPUT -p tcp --dport 139 -j DROP iptables -A INPUT -m limit --limit 3/m --limit-burst 5 -j LOG \ --log-tcp-options --log-ip-options --log-level warning \ --log-prefix ’FW-IPv4-IN-DROP: ’ iptables -A INPUT -j DROP iptables -F FORWARD iptables -A FORWARD -j DROP

ip6tables -F INPUT ip6tables -A INPUT -m state --state INVALID -j DROP ip6tables -A INPUT -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT ip6tables -A INPUT -i lo -j ACCEPT ip6tables -N syn_flood ip6tables -A syn_flood -s 2001:718:1e02::/48 -m limit --limit 1/s \ --limit-burst 15 -j RETURN ip6tables -A syn_flood -s ! 2001:718:1e02::/48 -m limit --limit 1/s \ --limit-burst 10 -j RETURN ip6tables -A syn_flood -j LOG --log-tcp-options --log-ip-options \ --log-level notice --log-prefix ’FW-IPv6-IN-syn_flood-DROP: ’ ip6tables -A syn_flood -j DROP ip6tables -A INPUT -p tcp --syn -j syn_flood ip6tables -N echo_req ip6tables -A echo_req -m limit --limit 1/s --limit-burst 10 -j ACCEPT ip6tables -A echo_req -j LOG --log-tcp-options --log-ip-options \

71

Kamil Jireˇs


--log-level notice --log-prefix ’FW-IPv6-IN-echo_req-DROP: ’ ip6tables -A echo_req -j DROP ip6tables -A INPUT -p ipv6-icmp --icmpv6-type echo-request -j echo_req ip6tables -A INPUT -p tcp -s 2001:718:1e02::/48 --dport 22 -j ACCEPT ip6tables -A INPUT -p ipv6-icmp -d ff02::1 -j ACCEPT ip6tables -A INPUT -p udp --dport 137:138 -j DROP ip6tables -A INPUT -p tcp --dport 139 -j DROP ip6tables -A INPUT -m limit --limit 3/m --limit-burst 5 \ -j LOG --log-tcp-options --log-ip-options \ --log-level warning --log-prefix ’FW-IPv6-IN-DROP: ’ ip6tables -A INPUT -j DROP ip6tables -F FORWARD ip6tables -A FORWARD -j DROP

4.4.2

/etc/rc.d/rc.ramdisk

Krom tohoto samotného souboru je nezbytné upravit /etc/rc.d/rc.M, aby se spouˇstˇel soubor rc.ramdisk, nebo se tyto ˇra´dky mohou pˇridat do /etc/rc.d/rc.local, kter´ y se jiˇz spouˇst´ı v základn´ı konfiguraci distribuce. mke2fs -m 0 /dev/ram0 mount /dev/ram0 /tmp chmod 1777 /tmp

4.4.3

/etc/ssh/sshd config

V tomto v´ yˇctu neuvád´ım zakomentované ˇrádky Protocol 2 PermitRootLogin no PasswordAuthentication no

Subsystem

sftp

/usr/libexec/sftp-server

Match address ,,127.0.0.1/32,::1/128 PasswordAuthentication yes

72

Kamil Jireˇs

4.4.4


/usr/local/bin/runsasc

Soubor pro spouˇstˇen´ı aplikace sasc-ng. P˚ uvodn´ı skript pˇred u ´pravou byl pˇrezvat ze stránek [8]. #!/bin/bash

# Script to automate running of SASC-NG and Drivers

# Path to SASC-NG binary SASCPRG=

sasc-ng‘‘ ’’ # Path to CAM Directory CAMDIR=

/etc/camfiles/‘‘ ’’ # Number of DVB Cards you have in your system dedicated to SASC-NG ADAPTERS=

3‘‘ ’’ # Startup Options passed to SASC-NG.

Adjust according to your devices.

#OPTIONS=

-r 0 -v 2 -o‘‘ ’’ OPTIONS= -j 1:4 -j 2:5 -j 3:6 --cam-budget --sid-nocache \ ’’ -P /tmp/sasc-ng.pid --cam-dir‘‘ # Number of times runsasc will attempt to restart SASC-NG after a crash \ has occured (set to 0 for no limit) MAXTRIES=10 # Minimum runtime required (in seconds) for SASC-NG to continue restart \ attempts MINRUN=20

## End Configuration Section ##

SASCCMD=

$SASCPRG $OPTIONS $CAMDIR‘‘ ’’ KILL= /usr/bin/killall -q -TERM‘‘ ’’ # Detect whether the DVBLooopback driver is already loaded # and return 0 if it *is* loaded, 1 if not: function DriverLoaded() { grep -qse dvbloopback /proc/modules

73

Kamil Jireˇs


}

# Load all DVBLoopback driver modules needed for your hardware: function LoadDriver() { modprobe dvbloopback num_adapters=$ADAPTERS sleep 5 }

# Unload all DVBLoopback driver modules loaded in LoadDriver(): function UnloadDriver() { rmmod dvbloopback }

# Load driver if it hasn’t been loaded already: if ! DriverLoaded; then LoadDriver fi

LASTRESTART=$(date +%s) LOOPCOUNT=0 while (true) do if [ $LOOPCOUNT -le $MAXTRIES ] || [ $MAXTRIES -eq 0 ] ; then eval

screen -D -m -S sasc-ng $SASCCMD &‘‘ ’’ # Wait for SASC-NG to initialize then do rest sleep 10 touch /tmp/SASC_COMPLETE else $KILL runsasc fi # Remember PID of SASC-NG process PID=$! # Wait for SASC-NG to end or signal to arrive wait $PID

74

Kamil Jireˇs


# Remember return value of SASC-NG RET=$? if test $RET -eq 0 -o $RET -eq 2; then exit; fi TIMEOFDEATH=$(date +%s) RUNTIME=$((TIMEOFDEATH - LASTRESTART)) if [ $TIMEOFDEATH -le $(($LASTRESTART + $MINRUN)) ] ; then echo

‘date‘ SASC-NG crashed in $RUNTIME seconds. Minimum required \ ’’ runtime for SASC-NG is $MINRUN seconds. Killing runsasc \ process...‘‘

$KILL runsasc fi echo

‘date‘ Reloading DVBLoopback drivers‘‘ ’’ $KILL sasc-ng sleep 10 UnloadDriver LoadDriver LASTRESTART=$(date +%s) LOOPCOUNT=$((LOOPCOUNT+1)) echo

‘date‘ Restarting SASC-NG $LOOPCOUNT time(s). Maximum retries \ ’’ set to $MAXTRIES‘‘

done

4.4.5

dhcpd.conf

Neuvád´ım zde cel´ y soubor, ale pouze ˇrádky, které je nezbytné pˇridat do konfigurace dhcpd.conf, aby fungovalo naˇc´ıtán´ı menu set-top-box˚ u. option space AMINO; option AMINO.address

code 1 = ip-address;

option AMINO.port

code 2 = integer 16;

option AMINO.product

code 3 = text;

option AMINO.option

code 4 = text;

option AMINO.version

code 5 = text;

option AMINO.middleware code 6 = ip-address; option AMINO.mw_port

code 7 = integer 16;

option AMINO.homepage

code 8 = text;

75

Kamil Jireˇs


...

shared-network

iptv-settopbox‘‘ { ’’ # IPTV group subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 { option routers 192.168.1.254; vendor-option-space AMINO; option AMINO.homepage

http://server.iptv/amino‘‘; ’’

} }

...

host stb1.iptv { fixed-address 192.168.1.1; hardware ethernet 00:02:02:02:02:02; } host stb2.iptv { fixed-address 192.168.1.2; hardware ethernet 00:02:02:03:03:03; }

4.4.6

amino.htm

Webová stránka slouˇz´ıc´ı pro konfiguraci program˚ u na set-top-boxech AMINO. <META HTTP-EQUIV=

CACHE-CONTROL‘‘ CONTENT= NO-CACHE‘‘> ’’ ’’ <META HTTP-EQUIV= EXPIRES‘‘ CONTENT= Wed, 30 Jun 2010 06:49:05 +0200‘‘> ’’ ’’ <META HTTP-EQUIV= PRAGMA‘‘ CONTENT= NO-CACHE‘‘> ’’ ’’ <META NAME= ROBOTS‘‘ CONTENT= NONE‘‘> ’’ ’’ <TITLE>Nab´ ıdka program˚ u

76

Kamil Jireˇs


<SCRIPT language=

JavaScript‘‘> ’’ ASTB.SetChannel(0,’http://server.iptv/amino’); ASTB.SetChannel(1,’igmp://239.204.1.1:1234;video=257;audio=273’) ASTB.SetChannel(2,’igmp://239.204.1.2:1234;video=513;audio=529’) ASTB.SetChannel(3,’igmp://239.204.1.3:1234;video=769;audio=785’) ASTB.SetChannel(4,’igmp://239.204.1.4:1234;video=1025;audio=1041’) <style> td

{ font-size : 75% ; }

body

{ overflow: auto ; }

’’ ’’ ’’ ’’ ’’

width: 20%;‘‘>0 Info strana 1 CT 1 2 CT 2

width: 20%;‘‘>3 CT 24 4 CT 4

4.5

Parametry dostupn´ ych multiplex˚ u DVB-T

Tyto hodnoty jsou platné pro Prahu na jaˇre 2010 - pˇrevzato dne 24.6.2010.

77

Kamil Jireˇs

multiplex


Technické parametry

Kanál: Frekvence:

43

typ

n´ azev programu

TV

ˇ 1 CT

TV

ˇ 2 CT

730 MHz TV TV

s´ıt’ 1

ˇıˇrka pásma: S´

Veˇrejnoprávn´ı

Vys´ılac´ı mód:

multiplex

ˇ 24 CT ˇ 4 CT

ˇ y rozhlas 1 8 MHz Radio Cesk´ 8 kHz

ˇ y rozhlas 2 Radio Cesk´

Ochrann´ y interval:

ˇ y rozhlas 3 1/4 Radio Cesk´

Kódov´ y pomˇer:

2/3

Modulace:

64 QAM

ˇ y rozhlas 4 Radio Wave Radio Cesk´ ˇ y rozhlas D-dur Radio Cesk´ ˇ y rozhlas Leonardo Radio Cesk´ ˇ y rozhlas Rádio Cesko ˇ Radio Cesk´

Tabulka 4.5: Multiplex DVB-T na u ´zem´ı Prahy - s´ıt’ 1 (zdroj: [15]) Pˇrevzato z webov´ ych stránek digitalnitelevize.cz, aktuálnost: jaro 2010

multiplex

Technick´ e parametry Kanál: Frekvence:

typ 41

634 MHz TV TV

s´ıt’ 2

ˇıˇrka pásma: S´ Vys´ılac´ı mód:

8 MHz TV 8 kHz

TV


1/4 TV


2/3

Modulace:

n´ azev programu

TV Nova Nova Cinema TV Prima TV Cool Barrandov

64 QAM


78

Kamil Jireˇs

multiplex



s´ıt’ 3

typ

n´ azev programu

TV

Z1

TV

Public TV

46(59) 674(778) MHz

ˇıˇrka pásma: S´

8 MHz TV

Vys´ılac´ı mód:

8 kHz


1/4


2/3

Modulace:

TV

TV Noe Prima HD

Radio Proglas

64 QAM


multiplex


s´ıt’ 4

typ

n´ azev programu

TV

ˇ CT1 (MPEG4 HD)

8 MHz TV

Nova (MPEG4 HD)

64 818 MHz

ˇıˇrka pásma: S´ Vys´ılac´ı mód:

8 kHz

TV


1/8 TV


2/3

Modulace:

O2 Info ´ cko TV Oˇ

64 QAM


79

Kamil Jireˇs

frekvence

634 MHz


N´ azev s´ıtˇ e

program

typ

PMT PID

NOVA CINEMA

TV

400

NOVA

TV

100

BARRANDOV TV

TV

300

TV

500

PRIMA

TV

200

Prima (MPEG-4 HD)

TV

1280

Noe TV

TV

512

TV Public

TV

768

Z1

TV

1024

Radio

4096

CT 1

TV

256

CT 2

TV

512

CT 24

TV

768

CT 4

TV

1024

CRo1-Radiozurnal

Radio

4096

SIT 1

CRo2-Praha

Radio

4352

CESKA TELEVIZE

CRo3-Vltava

Radio

4608

CRo Radio Wave

Radio

4864

CRo D-dur

Radio

5120

CRo Leonardo

Radio

5376

CRo Radio Cesko

Radio

5632

TV Public

TV

768

Z1

TV

1024

Radio

4096

CT HD (MPEG-4)

TV

1100

Nova HD (MPEG-4)

TV

1200

O2 Info (MPEG-2)

TV

1300

Ocko TV (MPEG-2)

TV

1400

CESKE

RADIOKOMUNIKACE Prima COOL

674 MHz

Sit 3 Czech Digital Group

Proglas

730 MHz

778 MHz

Sit 3 Czech Digital Group

818 MHz

Telefonica O2

Proglas

Tabulka 4.9: PMT PID pro programy v DVB-T multiplexech Platnost dat pro oblast Prahy ke dni 24.6.2010 Hodnota PMT PID je v des´ıtkové soustavˇe.

80

Kamil Jireˇs


Z´ avˇ er S´ıt’ové sluˇzby jiˇz dnes patˇr´ı k neodmysliteln´ ym souˇca´stem lidského ˇzivota. Tato práce se zamˇeˇrila na sluˇzbu ˇs´ıˇren´ı audio/video signálu skrze poˇc´ıtaˇcovou s´ıt’ - IPTV. Téma Vyuˇzit´ı IPTV v akademické s´ıti bylo pojato ve smyslu technick´ ych prostˇredk˚ u pro nasazen´ı funguj´ıc´ıho systému pro provozován´ı IPTV. Principiálnˇe nen´ı problém odvys´ılat jak´ ykoli signál, kter´ y jsme schopni dopravit“ do poˇc´ıtaˇce. Mohlo by se jednat ” o vys´ılán´ı pˇrednáˇsky, právˇe prob´ıhaj´ıc´ı konference, promoce, ˇci libovolné jiné události v´ yznamné pro akademickou obec. V rámci práce bylo pro názornost pˇredloˇzeno ˇreˇsen´ı ˇs´ıˇren´ı digitáln´ıho televizn´ıho signálu. Televizn´ı signál je nezanedbateln´ ym zdrojem informac´ı o dˇen´ı v celém svˇetˇe. Kromˇe informaˇcn´ıho charakteru má charakter bezesporu i vzdˇelávac´ı. Pro v´ yuku ciz´ıch jazyk˚ u je nezbytn´ y kontakt s mluven´ ym slovem. S vyuˇzit´ım satelitn´ı paraboly jsou volnˇe ˇ dostupné programy (ve smyslu nekódované) v nejr˚ uznˇejˇs´ıch jazyc´ıch, napˇr´ıklad CT24 (ˇceˇstina), TA3 (slovenˇstina), BBC World (angliˇctina), Euronews (nˇemˇcina, angliˇctina, ˇspanˇelˇstina, francouzˇstina, italˇstina, ruˇstina,. . . ) a mnoho dalˇs´ıch. Práce nebyla pojata jako komerˇcn´ı projekt, nezab´ yvala se tud´ıˇz finanˇcn´ı návratnost´ı ani jin´ ymi aspekty, které by bezesporu musela zohledˇ novat, jednalo by se o komerˇcn´ı projekt. Hlavn´ı c´ıl práce byl zamˇeˇren na nasazen´ı IPTV s vyuˇzit´ım bezplatnˇe dostupn´ ych aplikac´ı. Tohoto c´ıle se podaˇrilo dosáhnout. Byl zprovoznˇen server, kter´ y pouˇz´ıvá pouze aplikace, které je moˇzné bezplatnˇe (a samozˇrejmˇe legálnˇe) z´ıskat i provozovat. Jediné náklady byly spojeny s poˇr´ızen´ım hardware - poˇc´ıtaˇc, satelitn´ı paraboly, kabeláˇz. D´ılˇc´ım c´ılem v teoretické ˇcásti bylo seznámen´ı s nezbytn´ ymi ˇcástmi systému, protokoly pouˇz´ıvan´ ymi bˇehem pˇrenosu signálu a s chybami, které mohou nastat bˇehem pˇrenosu. I tohoto c´ıle se podaˇrilo dosáhnout. V rámci teoretického seznámen´ı s problematikou byly pˇredstaveny ˇcásti systému, které mus´ı obsahovat libovolné ˇreˇsen´ı zab´ yvaj´ıc´ı se IPTV problematikou. V rámci protokol˚ u byly pˇredstaveny protokoly, se 81

Kamil Jireˇs


kter´ ymi je moˇzno se setkat ve spojen´ı s tématikou IPTV. Ne vˇsechny byly vyuˇzity v rámci realizace distribuce signálu. Teoreticky byly rozebrány i chyby, které mohou nastat. Nicménˇe bˇehem zkuˇsebn´ıho provozu se ˇza´dné ze zmiˇ novan´ ych chyb v´ yraznˇe neobjevovali - pˇr´ıpadné zhorˇsen´ı obrazu obˇcas nastalo, ale ˇcetnost byla zanedbatelná (obvykle ve spojen´ı s nˇejak´ ym u ´konem, napˇr´ıklad pˇrepnut´ı“ programu a ˇcekán´ı na ” sestaven´ı“ datové cesty). ” D´ılˇc´ım c´ılem v praktické ˇca´sti bylo zvolen´ı vhodného HW a SW vˇcetné konfigurace prostˇred´ı. I tohoto c´ıle se podaˇrilo dosáhnout. Zvolené komponenty vˇcetné popisu konfigurace a konfiguraˇcn´ıch soubor˚ u jsou souˇca´st´ı této práce. Za pˇr´ınos práce povaˇzuji souhrné seznámen´ı s IPTV tématikou ve spojen´ı s uceˇ aˇr je schopen zprovoznit IPTV len´ ym návrhem prostˇred´ı pro vys´ılán´ı obsahu. Cten´ server vyuˇzit´ım zde obsaˇzen´ ych informac´ı i bez hlubˇs´ı znalosti IPTV. Uvádˇené informace jsou dostaˇcuj´ıc´ı i pro základn´ı správu ve smyslu pˇridáván´ı ˇci u ´pravu vys´ılan´ ych televizn´ıch program˚ u na serveru, kter´ y byl zprovoznˇen na základˇe tˇechto informac´ı.

82

Kamil Jireˇs


Terminologick´ y slovn´ık Term´ın

Zkratka V´ yznam[zdroj]

Conditional Access

CA

datov´ y tok

→ podm´ınˇen´ y pˇr´ıstup Mnoˇzstv´ı informac´ı pˇrenáˇsen´ ych médiem za jednotku ˇcasu. [10]

digitáln´ı video

Posloupnost

obrázk˚ u

reprezentovaná

binárn´ımi daty (bity), které popisuj´ı koneˇcnou mnoˇzinu barev a u ´roveˇ n jasu. [10] → satelit

druˇzice IPTV IP Televize

Televizn´ı zobrazovac´ı zaˇr´ızen´ı navrˇzené pro pˇr´ıjem a zpracován´ı televizn´ıch kanál˚ u sprze IP s´ıt’. [10] Sluˇzba pˇrenosu televizn´ıho signálu skrze IP s´ıt’. [autor]

kartov´ y server

→ kl´ıˇcov´ y server

kl´ıˇcov´ y server

Poˇc´ıtaˇc

schopn´ y

vytváˇret,

spravovat

nebo pˇr´ıˇrazovat hodnoty pro ˇsifrovac´ı systém.[10] klient

Zaˇr´ızen´ı (obvykle poˇc´ıtaˇc) vyuˇz´ıvaj´ıc´ı sluˇzby. [autor]

podm´ınˇen´ y pˇr´ıstup

Kontroln´ı

proces

pouˇzit´ y

v

komu-

nikaˇcn´ım systému kter´ y limituje pˇr´ıstup neoprávnˇen´ ym osobám k médiu nebo sluˇzbˇe. [10] router

Aktivn´ı s´ıt’ové zaˇr´ızen´ı, které smˇeruje datagramy k c´ıli. [autor]

satelit

Pˇrirozené, nebo umˇelé tˇelˇeso ob´ıhaj´ıc´ı ve vesm´ıru. [27]

server

Zaˇr´ızen´ı (obvykle poˇc´ıtaˇc) poskytuj´ıc´ı sluˇzby. [autor] Pokraˇcován´ı na dalˇs´ı stránce 83

Kamil Jireˇs


Pokraˇcován´ı z pˇredchoz´ı stránky Term´ın

Zkratka V´ yznam[zdroj]

smart card

Pˇrenosné zaˇr´ızen´ı velikosti kreditn´ı karty schopné uchovat a zpracovat informace unikátn´ı pro drˇzitele karty. [10]

stream

Soustavn´ y datov´ y tok. [autor]

switch

Aktivn´ı s´ıt’ové zaˇr´ızen´ı, které pˇrep´ıná datagramy na s´ıti. [autor]

Transmission Control Pro- TCP

Protokol urˇcen´ y pro pouˇzit´ı jako vysoce

tocol

spolehliv´ y host-host protokol. [18]

84

Kamil Jireˇs


Literatura [1] Black

Ark

sis

[online].

Technology

IPC-4U500

c2010

[cit.

4U

Rackmount

2010-10-29].

Server

Dostupné

z

ChasWWW:

[2] Buy.com

[online].

c2010

[cit.

2010-11-13].

Cisco

multicast

Dostupné

z

WWW:

[3] PARKHURST,

W.

R.

routing

and

switching.

New York : McGraw-Hill, 1999. ISBN 0-07-134647-3. ˇ a [4] Cesk´

televize

[online].

c2010

[cit.

2010-11-13].

Dostupné

z

WWW:

[5] Digitáln´ıTelevize.cz: digitáln´ı televize, digitáln´ı vys´ılán´ı, dvb-t [online]. c2010 [cit. 2010-11-13]. Dostupné z WWW: ´ ´ Alena. Velký pr˚ [6] DOSTALEK, Libor; KABELOVA, uvodce protokoly TCP/IP a systémem DNS. 5. aktualizované vydán´ı. Brno : Computer Press, a.s., 2008. 488 s. ISBN 978-80-251-2236-5. [7] DistroWatch.com: Put the fun back into computing. Use Linux, BSD. [online]. c2010 [cit. 2010-06.29]. Dostupné z WWW: [8] Dolot : Install SASC-NG [online]. c2010 [cit. 2010-06-29]. Dostupné z WWW: . [9] GM

Electronic

[online].

c2010

[cit.

2010-12-06].

Dostupné

z

WWW:

<www.gme.cz> [10] HARTE, Lawrence. IPTV Basics : Technology, Operation and Service. FuquayVarina (NC) : Althos, 2007. 412 s. ISBN 193281356X. 85

Kamil Jireˇs


[11] LinuxTV.org : Television with Linux [online]. c2010 [cit. 2010-06-29]. Dostupné z WWW: . [12] KOTT, Petr. MPEG2. Brno, 2005. 2 s. Referát. Masarykova Univerzita. Dostupné z WWW: http://www.fi.muni.cz/lemma/referaty/05/Kott Petr-MPEG2.pdf. [13] DUGATKIN, Diego; DE LA ROSA, Tony. Multicast: Conformance and Peformance Testing [online]. c2010 [cit. 2010-06-28]. Dostupné z WWW: . [14] MuMuDVB : a DVB IPTV streaming free software [online]. c2010 [cit. 2010-06-29]. Dostupné z WWW: [15] Parabola.cz (satelity, DVB-T, kabel, digitáln´ı vys´ılán´ı) [online]. c2010 [cit. 201006-28]. Dostupné z WWW: . [16] Pasnet: Praˇzská akademická poˇc´ıtaˇcová s´ıt’ [online]. c2010 [cit. 2010-11-07] Dostupné z WWW: . [17] Products & Solutions : Mulitcast Introduction [online]. c2010 [cit. 2010-06-30]. H3C. Dostupné z WWW:
Solutions/

Technology/IP Multicast/Technology Introduction/200702/201278 57 0.htm>. [18] STANDARD. RFC793:TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL. Listopad 1981 Dostupné z WWW: . [19] FENNER, W. RFC2236 : Internet Group Management Protocol, Version 2 [online]. Network Working Group, Listopad 1997. Dostupné z WWW: . [20] MEYER, D. RFC 2365 : Administratively Scoped IP Multicast line].

Network

Working

Group,

ˇ Cervenec

1998.

Dostupné

z

[on-

WWW:

. [21] Handley, M.; Perkins, C.; Whelan, E. RFC 2974 : Session Announcement ˇ ıjen 2000. Dostupné z WWW: Protocol [online]. Network Working Group, R´ .

86

Kamil Jireˇs


[22] COTTON, M.; VEGODA, L.; MEYER, D. RFC 5771 : IANA Guidelines for IPv4 Multicast Address Assignments [online]. Network Working Group, Bˇrezen 2010. Dostupné z WWW: . ISSN 2070-1721. [23] Softex

NCP:

lefonie

internet,

[online].

IPTV,

c2010

poˇc´ıtaˇcové

[cit.

kurzy,

2010-06-28].

it

obchod,

Dostupné

z

ip

te-

WWW:

. ´ Václav. Vademecum správce s´ıtˇe. Praha : Grada, 2001. 428 s. ISBN [24] JIROVSKY, 80-7169-745-1. [25] VideoLAN

[online].

c2010

[cit.

2010-06-29].

Dostupné

z

WWW:

[26] Motorola VIP 1910-9 : WIFI.ASPA.cz [online]. c2010 [cit. 2010-12-05]. Dostupné z WWW: [27] Wikipedie: Otevˇrená encyklopedie [online]. c2010 [cit. 2010-10-29]. Dostupné z WWW:

87

Kamil Jireˇs


Seznam tabulek 1.1

Rozd´ıly mezi unicastem a multicastem . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

3.1

Zvolené HW komponenty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

3.2

Nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ı distribuce LINUXu dle distrowatch.com . . . . . . . . .

35

3.3

Aplikace zamˇeˇrené na sledován´ı systému . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

4.1

Parametry inicializaˇcn´ıho souboru DVB-T . . . . . . . . . . . . . . . .

57

4.2

Parametry inicializaˇcn´ıho souboru DVB-S . . . . . . . . . . . . . . . .

58

4.3

V´ ysledek plné autokonfigurace MuMuDVB . . . . . . . . . . . . . . . .

62

4.4

V´ ysledek ˇca´steˇcné autokonfigurace MuMuDVB . . . . . . . . . . . . . .

63

4.5

Multiplex DVB-T na u ´zem´ı Prahy - s´ıt’ 1 (zdroj: [15]) . . . . . . . . . .

78

4.6


78

4.7


79

4.8


79

4.9

PMT PID pro programy v DVB-T multiplexech . . . . . . . . . . . . .

80

88

Kamil Jireˇs


Seznam obr´ azk˚ u 1.1

Schéma systému pro vys´ılán´ı - pojet´ı VideoLAN. (zdroj: [25]) . . . . . .

5

1.2

Distribuce pomoc´ı unicatu a multicastu. (zdroj: [13]) . . . . . . . . . .

12

1.3

Aplikace VLC (verze 1.1.4.1, OS LINUX) (zdroj: autor) . . . . . . . . .

15

1.4

AMINO 110 (zdroj: [23]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

1.5

Motorola VIP1920 (zdroj: [26]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

1.6

konektory pro pˇripojen´ı set-top-box˚ u (zdroj: [9] upraveno autorem) . .

16

1.7

IP hlaviˇcka - IPv4. (zdroj: [27] upraveno autorem) . . . . . . . . . . . .

17

1.8

Zapouzdˇren´ı dat bˇehem pˇrenosu v s´ıt´ı TCP/IP. (zdroj: [27]) . . . . . .

17

1.9

Formát IGMPv2 (zdroj: [19] upraveno autorem) . . . . . . . . . . . . .

19

1.10 Vliv funkce IGMP Snooping na datov´ y tok. (zdroj: autor) . . . . . . .

20

2.1

Realizované ˇreˇsen´ı. (zdroj: autor) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

2.2

Um´ıstˇen´ı parabol (zdroj: autor) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

2.3

Patch panel pro anténn´ı svody (zdroj: autor) . . . . . . . . . . . . . . .

26

2.4

Schéma s´ıt’ového zapojen´ı (zdroj: autor) . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

2.5

Switch 3com 4500 (zdroj: [2]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

3.1

Skˇr´ıˇ n Eurocase IPC 4U-500 server case 19” (zdroj: [1]) . . . . . . . . .

30

89

width: 20%;‘‘>0 Info strana	1 CT 1	2 CT 2
width: 20%;‘‘>3 CT 24	4 CT 4

Vysoká škola ekonomická v Praze

Recommend Documents