TP de Streaming Vidéo - Introduction au streaming avec VLC - IR3
←
→
Transcription du contenu de la page
Si votre navigateur ne rend pas la page correctement, lisez s'il vous plaît le contenu de la page ci-dessous
IR3
DESTABEAU Sébastien – Hugo LECLERCQ –
Mathieu LOSLIER
TP de Streaming
Vidéo
Introduction au streaming
avec VLC
Date de remise : le 26 novembre 2013
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
INTRODUCTION
Ce TP est une première approche de la technologie liée au streaming. Par définition,
le streaming est une technique de lecture en continu, en flux, en transit ou avec une
diffusion en mode continu. Cette technique désigne un principe utilisé principalement
pour l’envoi de contenu en “live”. Très utilisée sur Internet, elle permet la lecture d’un
flux audio ou vidéo (cas de la Video On Demand) à mesure qu’elle est diffusée. Elle
s’oppose ainsi à la diffusion par téléchargement de fichiers qui nécessite de
récupérer l’ensemble des données d’une musique ou d’une vidéo avant de pouvoir
l’écouter ou le regarder.
De nos jours, le streaming intervient dans de nombreux domaines comme la vidéo-
conférence, les WebTV et radio Web, la télésurveillance, la VOD (Video On Demand)
ou encore le Peer-to-Peer.
Au travers de ce TP, nous allons installer et configurer un serveur de streaming afin
de mettre en pratique des diffusions passives et de la VOD (Video On Demand).
Aussi, les protocoles sous-jacents à cette technologie, à savoir, entre autres, RTP,
RTSP et SAP, sont à analyser.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
2
SOMMAIRE
TABLE DES MATIÈRES
Avant-propos ........................................................................................................................................... 4
Client de streaming VLC .......................................................................................................................... 6
1. Modules et options de VLC ......................................................................................................... 7
2. Installation de VLC ...................................................................................................................... 9
3. Ouvrir un fichier ......................................................................................................................... 10
4. Recevoir un flux réseau ............................................................................................................. 11
5. Test ............................................................................................................................................ 16
Serveur de diffusion VLC....................................................................................................................... 24
1. Test ............................................................................................................................................ 25
2. Mini-SAP server ......................................................................................................................... 40
3. Screencast ................................................................................................................................. 47
4. Wall ............................................................................................................................................ 55
5. Diffusion entre plusieurs réseaux .............................................................................................. 57
Conclusion ............................................................................................................................................. 59
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
3
AVANT-PROPOS
Il existe deux grandes sortes de diffusion. Nous allons découvrir leurs spécificités
dans cette courte partie.
Tout d’abord, nous avons la diffusion passive, dans laquelle un film est envoyé par
un serveur et visualisé par un ou plusieurs clients. Le streaming est géré par le
serveur et le client n’a aucun droit dessus. Il ne peut donc effectuer aucune action
directe sur le serveur (avancer ou se déplacer dans une vidéo).
Schéma 1 : Communication d’une diffusion passive client-serveur
Schéma 2 : Architecture client-serveur d’une diffusion passive
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
4
Si un client s’abonne à un groupe multicast, il recevra un flux identique aux autres
membres du groupe et ils le regarderont en même temps et simultanément. Ce mode
de transmission est utilisé le plus souvent lors du streaming en temps réel comme les
diffusions de vidéoconférences par exemple.
Puis, nous avons la diffusion active, c’est l’exemple de la vidéo à la demande (VOD)
pour laquelle chaque client demande son propre flux. Aucun serveur de diffusion
spécifique n’est requis. Toutefois, le client doit être capable de visionner le flux en
temps réel au lieu de le télécharger intégralement. Cette demande s’effectue à partir
d’un serveur Web et les échanges se font par les protocoles HTTP, FTP basé sur du
TCP ou encore RTP / RTCP pour communiquer entre machines. Les paquets perdus
sont retransmis jusqu’à réception. Il n’y a pas de qualité de connexion à l’utilisateur
car la diffusion ne s’adapte pas à cela. Il est recommandé de proposer sur le serveur
plusieurs encodages de qualité d’un même fichier.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
5
CLIENT DE STREAMING VLC
VLC (Video LAN Client) est à l’origine le logiciel client du projet VideoLan. Il peut être
utilisé en tant que serveur pour diffuser des fichiers MPEG-1, MPEG-2 et MPEG-4,
des DVDs ou de la vidéo en temps réel sur un réseau en unicast ou multicast; ou
utilisé en temps que client pour recevoir, décoder et afficher des flux vidéo sous de
nombreux systèmes d’exploitation. Pour résumer, c’est à la fois un lecteur et un
serveur multimédia multiplateforme. Il gère aussi l’affichage d’un grand nombre de
périphériques de capture telles que les cartes TV et les webcams.
VLC fonctionne sur de nombreuses plateformes : Linux, Windows, Mac OS X, BeOS,
BSD, Solaris, Familiar Linux, Yopy/Linupy et QNX. Il est capable de lire :
- Des fichiers MPEG-1, MPEG-2 et MPEG-4 / DivX depuis un disque dur, un
lecteur de CD-ROM, ...
- Des DVDs et VCDs depuis une carte satellite (DVB-S)
- Des flux MPEG-1, MPEG-2 et MPEG-4 envoyés sur le réseau par un VLS ou
un VLC
VLC peut également être employé en tant que serveur pour diffuser :
- Des fichiers MPEG-1, MPEG-2 et MPEG-4 / DivX
- Des DVDs
- Depuis une carte d’encodage MPEG
Vers :
- Une machine (c’est-à-dire à une adresse IP) : ceci est appelé unicast
- Un groupe dynamique de machines que les clients rejoignent ou quittent (une
adresse IP multicast) : ceci est appelé multicast
Environnement
Pour mettre en oeuvre les technologies liées au streaming, nous utiliserons une
architecture réseau très simpliste de la forme suivante :
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
6
Schéma 3 : architecture réseau classique pour le streaming
Ainsi, nous pouvons observer la présence d’une machine faisant office de serveur de
streaming, d’adresse IP 172.17.2.3,
172.17.2.3 et un client, d’adresse IP 172.17.2.4,
172.17.2.4 qui va
pouvoir lire le flux envoyé. Dans ce qui suit,
suit, nous allons donc utiliser VLC en tant que
client en premier lieu.
1. Modules et options de VLC
VLC utilise un système modulaire, ce qui permet un ajout simplifié de nouvelles
nouvelle
fonctions et de nouveaux formats. Par défaut, l’installation de VLC comporte tous les
modules. Si vous avez installé VLC par un fichier binaire, vous aurez donc tous les
modules par défaut. Les
es informations concernant le système modulaire de VLC
peuvent être retrouvées à l’adresse http://www.videolan.org/doc/vlc
http://www.videolan.org/doc/vlc-user-
guid/fr/ch02.html.
Quels sont ses modules et leurs objectifs
objectifs (voir le site VideoLAN) ?
Les modules d’entrée
Ceux-ci
ci permettent à VLC de lire depuis différentes sources. VLC essaie de choisir le
module le plus adapté au moment de la lecture. Pour forcer l’utilisation d’un module
particulier, il suffit de lancer VLC avec l’option --access NOM_DU_MODULE.
NOM_DU_MODULE
Les démultiplexeurs
Dans un flux, les signaux vidéo et audio sont toujours inclus dans un format
“conteneur”. Les démultiplexeurs extraient les flux de ce conteneur et les envoient
aux décodeurs. Par exemple, un fichier
fichier AVI peut contenir une vidéo encodée en
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
7
MPEG-4 ou une vidéo non compressée. AVI est seulement un format de stockage. Il
n’est pas un format de compression.
Les décodeurs
Ces modules permettent à VLC de supporter de nombreux codes (formats de
compression).
Les modules de sortie vidéo
Les modules de sortie vidéo permettent d’afficher de la vidéo sur votre écran. Au
lancement, VLC essaie de deviner le module de sortie vidéo le plus adapté à votre
système. Si vous désirez toutefois lancer un module particulier, lancez VLC avec
l’option --vout NOM_DU_MODULE.
Les modules de filtre vidéo
Ces modules vous permettent de modifier l’image (désentrelacement, réglage du trio
teinte / contraste / saturation, recadrage, etc.). Pour les activer, utilisez VLC avec l’
option --filter filter1, filter2, ...
Les modules de sortie audio
Ces modules vous permettent de choisir le système de sortie du son. VLC essaie de
deviner le module de sortie audio le plus adapté à votre système. Si vous souhaitez
toutefois forcer l’utilisation d’un module spécifique, lancez VLC avec l’option --aout
NOM_DU_MODULE.
Les modules d’interface
Ces modules vous permettent de choisir une ou des interfaces (graphique ou de
contrôle).
Les autres modules
Il est difficile de tous les catégoriser. Néanmoins, nous pouvons parler du module
sout qui offre les services d’un serveur de streaming. Il sera employé dans la
prochaine partie du TP.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
8
Désormais, nous allons passer à l’installation des outils nécessaires.
nécessaires
2. Installation de VLC
Les deux machines de l’environnement de travail étant sous le système d’exploitation
Linux avec une distribution Debian, l’installation
l’installation de VLC se fait au travers des
commandes suivantes :
apt-get update
apt-get install vlc
Pour lancer VLC, il suffit de taper vlc en ligne de commande d’un terminal. Vous
pouvez tout aussi bien le lancer en tant qu’interface graphique depuis le menu
principal dans Applications > Son et vidéo > Lecteur multimédia VLC.
VLC
Attention, vous pouvez rencontrer
rencontrer l’erreur suivante au lancement de VLC en mode
root :
Capture 1 : Erreur au lancement de VLC en mode root
Pour pallier à cela, vous devrez éditer le fichier /usr/bin/vlc dont le contenu est le
suivant :
Capture 2 : Edition du fichier /usr/bin/vlc
/usr/bin/v
Et remplacer geteuid par getppid.
getppid
Capture 3 : Remplacement de geteuid par getppid
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
9
Ensuite, VLC peut se lancer normalement en tant que root.
3. Ouvrir un fichier
Pour ouvrir un fichier, il existe deux manières. Soit nous passons par l’interface
graphique de VLC en accédant au menu Média > Ouvrir un fichier puis en
sélectionnant la vidéo à lancer,
lancer, soit nous utilisons la ligne de commande suivante :
vlc –vvv
vvv MON_FICHIER.mpg
En ligne de commande, l’option –vvv indique le mode verbeux le plus élevé.
Capture 4 : Mode verbeux de VLC
Dans la grande majorité des cas, la reconnaissance du type de fichier se fait
automatiquement. Nous allons maintenant passer à l’échelle d’un réseau local et
tenter de recevoir un flux vidéo sur notre machine via le réseau.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
104. Recevoir un flux réseau
VLC est capable de lire des flux provenant du réseau tels que HTTP, UDP, RTP ...
Pour rappel, RTP (RealTime Transport Protocol) est un protocole de transport
temps-réel au dessus du protocole UDP et a pour rôle d’acheminer les données. Il
contrôle cet acheminement avec le protocole RTCP (RealTime Transport Control
Protocol). Pour chaque média à acheminer, que ce soit de l’audio ou de la vidéo, un
seul canal RTP et un seul canal RTCP sont utilisés simultanément. Ainsi, leur
couplage va même jusqu’à la désignation d’un numéro de port pair pour RTP et un
numéro de port impair immédiatement supérieur pour le protocole RTCP. RTP est un
protocole à état géré par des méthodes de contrôle du flux telles que PLAY, SETUP,
PAUSE, RECORD, entre autres.
Quelle est la commande ainsi que les options de l’interface graphique pour
recevoir un flux unicast UDP / RTP (envoyé par VLC ou par le stream output de
VLC) ?
En supposant que la machine serveur envoie un flux unicast UDP / RTP sur le port
1234, le client peut recevoir ce dernier avec la commande suivante :
%vlc rtp://172.17.2.4:1234
Via l’interface graphique de VLC, il suffit de se rendre dans Média > Ouvrir un flux
réseau et enfin, d’indiquer l’URL suivante :
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
11Capture 5 : Configuration d’un flux de streaming via UDP côté client
Capture 6 : Capture d’un flux de streaming via RTP côté client
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
12Quelle est la commande ainsi que les options de l’interface graphique pour
recevoir un flux HTTP ?
Toujours en supposant que la machine serveur envoie un flux HTTP, le client peut
recevoir ce dernier avec la commande suivante :
%vlc –vvv
vvv http://172.17.2.4/backwaters.mpeg
En supposant que la vidéo backwaters.mpeg est à la racine /var/www du serveur
Web, on peut passer, de la même manière, via l’interface graphique :
Capture 7 : Configuration d’un flux de streaming via HTTP côté client
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
13Capture 8 : Configuration du port, du chemin et du codec d’un flux de
streaming via HTTP côté serveur
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
14Capture 9 : Configuration du codec d’un flux de streaming via HTTP côté
serveur
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
15Capture 10 : Capture d’un flux de streaming via HTTP côté client
5. Test
Ce premier test consiste à lire un flux HTTP depuis un serveur Web. Dans un
premier temps, nous allons installer Apache sur la machine serveur. La commande
pour installer le serveur Web est la suivante :
apt-get install apache2
Puis, nous allons placer un fichier vidéo comme backwaters.mpeg dans le
répertoire /var/www de la machine qui fait office de serveur. Ainsi, elle sera
accessible depuis le protocole HTTP. Enfin, nous allons lancer un client VLC, quel
que soit le moyen, pour lire cette vidéo et analyser en détail le contenu des
messages échangés entre le client et le serveur avec Wireshark. Nous lançons VLC :
root@pccop0b002b-04:~# vlc
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
16Nous allons pouvoir analyser en détail le contenu des messages échangés entre le
client et le serveur par Wireshark.
De la même manière qu’auparavant, nous passons par l’interface graphique pour lire
la vidéo via HTTP :
Capture 11 : Configuration d’un flux de streaming via HTTP côté client
Le résultat est donc le suivant :
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
17Capture 12 : Capture d’un flux de streaming via HTTP côté client
Nous avions au préalable lancé Wireshark en mode capture pour écouter le réseau
et nous avons filtré les paquets pour n’écouter que les trames TCP et HTTP qui nous
intéressent. Dans ce qui suit, nous désignerons l’adresse IP 172.17.2.13 pour
identifier le client et l’adresse IP 172.17.2.4 pour identifier le serveur. Nous avons
relevé ces trames concernant VLC en mode HTTP :
Capture 13 : Capture Wireshark des trames de VLC en mode HTTP
Les trois premières trames représentent la connexion TCP par le three-hand-shaking
du protocole TCP (SYN, SYN + ACK, ACK). Concentrons-nous désormais sur la
trame du GET.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
18Analyser la méthode GET. Quelle est la valeur de Range ? Expliquer.
Capture 14 : Trame du GET de la vidéo backwaters.mpeg en mode HTTP
Cette requête d’obtention de la vidéo backwaters.mpeg fait intervenir de
nombreuses trames TCP suivant le GET pour fournir cette vidéo au client.
Capture 15 : Requête HTTP détaillée de la trame GET d’obtention de la vidéo
Les informations intéressantes à ce niveau-là sont la version du client VLC et le
champs User-agent (vlc/1.1.3 LibVLC/1.1.3) possédant un Range de 0 bytes car il
s’agit du point de démarrage de la vidéo.
Quelle est la taille et le type de la vidéo ? Ces champs sont véhiculés dans quel
message ?
Comme vous avez pu le constater dans la capture précédente, Wireshark ne nous a
pas fournit d’informations concernant la taille de la vidéo en octets (il n’y a pas de
champs Content-Length présent) ni même le type de vidéo (il n’y a pas de champs
Content-Type). Nous ne sommes donc pas en mesure de les fournir dans cette
question. Nous avons dû chercher un paquet perdu dans la liste des trames
capturées par Wireshark car nous ne trouvions vraiment pas d’information à ce sujet.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
19Capture 16 : Taille et type de vidéo précisé dans la trame
C’est dans une trame utilisant le protocole HTTP//1.1, catégorisé comme “206 Partial
Content(video/mpeg)” (Code HTTP 206 Contenu partiel d’une vidéo avec codec
MPEG) que nous avons pu trouver les informations suivantes :
- La taille du contenu de ce paquet : Content-Length : 200000 octets
- La taille de la vidéo spécifiée de valeur 25696260 octets (soit 24,5 Mo) du
champs : Content-Range : bytes 25496260-25696259 = 1
- Le type de la vidéo : Content-Type : video/mpeg et aussi dans l’entête
Media Type : video/mpeg
Connaissant la taille de la vidéo, VLC peut ainsi calculer plus facilement
l’avancement dans le temps quand l’utilisateur change le curseur de position dans
l’interface client de VLC.
HTTP permet d’initialiser ou de réinitialiser le flux vidéo. Il agit comme un contrôleur
et transporte les messages d’informations sur la vidéo, comme la taille totale, la
position dans la lecture ou encore le type de la vidéo. TCP, quant à lui, se charge
uniquement de véhiculer le contenu de la vidéo.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
20La technique représente une diffusion passive ou à la demande ?
Il s’agit bien d’une vidéo à la demande (c’est-à-dire une diffusion active) car le client
peut agir sur le champs Range afin de déplacer le curseur de la vidéo. Pour preuve,
la capture ci-dessous
dessous dont le champs Range vient d’obtenir la nouvelle valeur de
25496260 bytes lors d’un clic pour faire avancer la lecture de la vidéo :
Capture 17 : Déplacement du curseur de la vidéo
vidéo dans le client VLC
Lorsqu’on déplace le curseur de position du film, qu’est ce qui change dans
les messages échangés avant et après cette action ?
éplacement du curseur de la vidéo dans le client VLC
Capture 18 : Nouveau déplacement
Dans la capture ci-dessus,, nous remarquons que le client est obligé d’émettre une
nouvelle trame GET à chaque changement de position du curseur dans la vidéo.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
21Ainsi, cela change la valeur du Range. Nous avons donc un nouveau Range de
40480 bytes. Le serveur déplace son curseur de lecture et envoie la vidéo à la
position demandée par le client.
Pour tester le plugin VLC pour mozilla, qui permet à l’utilisateur de ne pas
s’embêter à ouvrir son logiciel VLC, réalisez et testez une page de test
contenant un code HTML (n’oubliez pas d’installer le paquet mozilla-plugin-
vlc).
Pour ce qui suit, nous avons installé le paquet mozilla-plugin-vlc via la commande :
apt-get install mozilla-plugin-vlc
Pour tester le plugin VLC pour mozilla, qui permet à l’utilisateur de ne pas s’embêter
à ouvrir son logiciel VLC, nous avons réalisé et testé une page de test contenant le
code HTML suivant :
Demo of VLC mozilla plugin
Demo of VLC mozilla plugin - Example 1
Play
video1
Pause
video1
Stop
video1
Fullscreen
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
22Commenter ce code.
Ce code HTML contient ce qu’il faut pour charger une vidéo à l’adresse
http://172.17.2.4/backwaters.mpeg du localhost et la jouer en boucle, en lecture
automatique, de taille 400 x 300 pixels, avec le plugin VLC pour le navigateur Web. Il
y a des outils de contrôle Javascript permettant d’effectuer une lecture (Play), une
pause (Pause), d’arrêter la lecture (Stop) et de mettre en plein écran (Fullscreen).
Nous obtenons donc ceci dans un navigateur Web :
Capture 19 : Player de streaming intégré à une page Web
Comment désactiver la lecture en boucle ?
Pour désactiver la lecture en boucle, nous remplaçons loop=”yes” par loop=”no”
dans le code HTML de la page Web.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
23SERVEUR DE DIFFUSION VLC
Le stream output du VLC permet à ce dernier de servir de serveur de streaming et
non de client et possède des fonctionnalités très étendues :
- Envoi en unicast et en multicast, en Ipv4 ou en Ipv6, tout ce que VLC est
capable de lire par UDP/RTP ou HTTP
- Sauvegarde du flux d’entrée vers un fichier AVI, PS, TS ou OGG
- Transcodage du flux d’entrée et envoi
Le stream output possède une puissante architecture qui utilise des modules.
Chaque module apporte des fonctionnalités et il est possible de chaîner les modules
pour combiner ces possibilités.
Quels sont les modules ainsi que leurs fonctionnalités ?
Le modules standard
Un des modules les plus intéressants, cité en début de document, est le module sout
qui offre à VLC la panoplie complète pour devenir un serveur de streaming. Il est en
charge de l’envoi des flux sur le réseau, qui peuvent être multiplexés.
La commande suivante permet de définir une sortie au format HTTP sur l’interface
d’écoute HTTP :
vlc –sout ‘#standard{access=http, dst=192.168.1.61:8080}
Si nous souhaitons multiplexer la sortie, voici un exemple de commande pour un flux
multiplexé au format Transport Stream :
vlc “in” –sout ‘#standard{access=http, mux=ts, dst=192.168.1.61:8080}
Les modules d’affichage (Display)
Avec ce module, le serveur peut afficher le flux. Il est couplé à duplicate.
Le module RTP
Le serveur peut envoyer un flux en RTP avec l’option rtp.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
24Le module de transcodage (Transcode)
Après la lecture d’un flux, VLC peut le diffuser sous un format différent. Ainsi,
transcode permet de modifier ce format de flux et son taux de compression. Par
exemple, cela permet au serveur de définir un nouveau flux MPEG-2 en sortie, où
l’on peut paramétrer son taux de compression (option vb), le type de format de sortie
audio (option mpga) et le taux de compression audio (option ab), par la commande
suivante :
vlc “in” –sout=’#transcode{vcodec=mp2v, vb=600, scale=1, acodec=mpga,
ab=128}
Le module de duplicata (Duplicate)
Cela offre au serveur la fonctionnalité de dupliquer un flux vers une nouvelle chaîne
tout en laissant la possibilité de le visionner simultanément.
Cette liste de modules est non-exhaustive et le reste peut être consulté sur le site
officiel de VLC. Nous sommes fin prêt pour tester notre serveur VLC.
1. Test
Effectuer une diffusion unicast en UDP / RTP grâce au serveur VLC et un client
VLC et analyser en détail le contenu des messages échangés.
Du côté du serveur
Pour commencer, le protocole RTP (RealTime Protocol) permet le transport des
données soumises à des contraintes de temps réel, typiquement de la vidéo et de
l’audio. Ainsi, pour diffuser notre vidéo backwaters.mpeg via un flux RTP, nous
pouvons utiliser l’interface graphique de VLC. Il suffit de se rendre dans le menu
Média > Flux > onglet Fichier et de sélectionner le fichier à diffuser. Nous passons à
la suite de la configuration de la diffusion en cliquant sur le bouton Stream.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
25Capture 20 : Configuration d’une diffusion multicast côté serveur – partie 1
Nous allons continuer la configuration en appuyant sur le bouton Next.
Next
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
26Capture 21 : Configuration d’une diffusion multicast côté serveur – partie 2
Enfin, nous pouvons spécifier le protocole de transport utilisé pour la diffusion du flux
vidéo. Puis, nous allons ajouter la destination via le bouton Add.. Ainsi, il est possible
d’ajouter une multitude de destinations différentes pour par exemple partager une
vidéo avec plusieurs personnes
personnes toujours de manière à respecter de l’unicast.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
27Capture 22 : Configuration d’une diffusion multicast côté serveur – partie 3
Maintenant, nous pouvons spécifier le port UDP de destination ainsi que le conteneur
de transport utilisé (ici, MPEG Transport Stream).
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
28Capture 23 : Configuration d’une diffusion multicast côté serveur – partie 4
A ce stade, la configuration est presque terminée. Nous pouvons modifier le TTL par
exemple, ainsi que diverses options. Nous pouvons remarquer que la commande
VLC est construite avec tous les paramètres appliqués à notre configuration.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
29Capture 24 : Configuration d’une diffusion multicast côté serveur – partie 5
Ainsi, nous utilisons le module –sout pour spécifier une diffusion du flux. Au
passage, nous pouvons observer ici que la vidéo est transcodée. Cela signifie que
nous réencodons la vidéo avec le codec MPEG-2
MPEG mp2v avec un bitrate de 800
Kbps.. Aussi, nous réencodons l’audio avec un bitrate de 128
8 Kbps (avec le codec
mpga).
). Nous spécifions aussi le nombre de canaux à 2 (cela correspond aux
différents flux, vidéo et audio). Enfin, nous précisons que nous utiliserons le module
rtp pour envoyer un flux RTP en sortie avec pour destination dst = 172.17.2.13.
172.17 Il
suffit désormais de cliquer sur le bouton Stream pour commencer la diffusion de la
vidéo.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
30Du côté du client
Sur le client, la démarche est plus rapide. Il suffit, comme précédemment, de se
rendre dans le menu Média > Ouvrir un flux réseau et d’entrer l’URL du réseau de
diffusion dans l’onglet Réseau :
rtp://172.17.2.4:5004
Les flux audio et vidéo sont-ils
sont séparés ? Montrer et expliquer.
Capture 25 : Capture Wireshark des flux vidéo et audio de la diffusion côté
client
Cette capture Wireshark montre les échanges effectués entre le client et le serveur
au début de la diffusion. Nous pouvons remarquer que le premier paquet ICMP
“destination unreachable”” nous indique que le client n’avait pas encore ouvert son
port 5004. De ce fait, lorsque
que le serveur a tenté d’envoyer un flux unicast vers le
client sur le port UDP 5004, le client lui a indiqué que son port 5004 était fermé. Par
la suite, le client a accepté tous les flux UDP. En analysant un paquet UDP envoyé
par le serveur, nous pouvons constater que Wireshark ne reconnaît pas le flux RTP
car nous utilisons un port “exotique” 5004 pour la diffusion de notre flux. Afin que le
flux soit reconnu, il suffit d’utiliser la méthode Decode As dans le menu Analyze :
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
31Capture 26 : Méthode Decode As du menu Analyze de Wireshark
Dès lors, nous obtenons :
Capture 27 : Analyse des trames RTP
Il est maintenant plus facile d’analyser les échanges des trames RTP. Voici le
contenu du premier paquet envoyé par le serveur :
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
32Capture 28 : Contenu du premier paquet envoyé par le serveur
Nous pouvons constater qu’il existe différents PID,, chacun correspond aux différents
flux audio et vidéo. Une des informations les plus importantes est le payload type,
définit ici en tant que MPEG-2
MPEG TS (Transport Type).
). Cette information permet au
client VLC de savoir que les différents flux seront bien multiplexés dans des TS
(Transport Stream).
). Ainsi, chaque flux sera identifié à l’aide d’un PID, ici 75 en
décimal soit 0X4b en hexadécimal. Les flux audio
o et vidéo sont donc bien séparés.
Effectuer une diffusion multicast en HTTP grâce au serveur VLC et un client
VLC (Ne pas oublier que le port HTTP par défaut de VLC est 8080) et analyser
en détail le contenu des messages échangés.
De la même manière que pour la question précédente sur le serveur, nous lançons la
diffusion en HTTP :
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
33Capture 29 : Configuration de la diffusion multicast HTTP côté serveur – partie
1
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
34Capture 30 : Configuration de la diffusion multicast HTTP côté serveur – partie
2
Cette configuration correspond à la commande suivante :
vlc backwaters.mpeg
:sout='#transcode{vcodec=mp2v,vb=800,scale=1,acodec=mpga,ab=128,channe
ls=2,samplerate=44100}:standard{access=http,mux=ts,dst=172.17.2.4:8080}'
Dans ce scénario, nous utilisons le module standard (avec le paramètre
access=http)) pour définir notre flux de sortie en tant que flux HTTP. Nous
transcodons de la même manière que précédemment. Nous préciserons cependant
que nous souhaitons multiplexer notre
no flux dans des TS. En RTP,
RTP nous avions
beaucoup moins de choix quant à l’utilisation d’autres conteneurs. Pour le client, il
suffit d’ouvrir un flux réseau et de spécifier l’url :
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
35Capture 31 : Configuration de la diffusion multicast HTTP côté client
Dans la capture ci-dessus,
dessus, nous n’avons pas besoin de spécifier le nom de la vidéo.
Il suffit juste de réceptionner le flux en HTTP. Pour cela, nous avons relevé les
paquets échangés depuis Wireshark :
Capture 32 : Capture Wireshark des paquets échangés entre le client et le
serveur en diffusion multicast HTTP
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
36Nous allons détailler la requête GET envoyée par le client dans la capture suivante :
Capture 33 : Détails de la requête GET du client
Nous remarquons que l’entête Range est à 0. En effet,
et, il ne s’agit pas ici de diffusion
en Video On Demand. Le serveur envoie la vidéo dans l’état actuel où elle se trouve.
Quelle est la différence entre une diffusion unicast en UDP / RTP et HTTP ?
Les trames d’une diffusion unicast en UDP / RTP comporte des entêtes moins
grosses que celles utilisant le protocole HTTP. RTP doit respecter des contraintes de
temps réel, ce que HTTP ne propose pas. RTP ne supporte que le format MPEG-2
MPEG
tandis que HTTP est apte à en supporter bien plus comme l’AVI, l’OGG,
l’O ... Au niveau
des échanges lors de la connexion, seul HTTP initie une connexion. Ainsi, il évite
toute inondation dûe aux requêtes de demande de l’état du port.
Effectuer et analyser avec Wireshark une diffusion multicast en utilisant UDP /
RTP.
Pour cet exercice, nous conservons notre serveur, notre premier client et nous
configurons un deuxième client. Pour résumer, l’adresse IP 172.17.2.4 correspond à
l’adresse IP du serveur, 172.17.2.8 et 172.17.2.16 sont les adresses IP des clients.
L’avantage
e du multicast est l’importante économie offerte en bande passante lors de
la diffusion du flux.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
37Capture 34 : Capture Wireshark des trames UDP entre les clients et le serveur
Si nécessaire, il faut régler le TTL lors de la configuration de l’émission en multicast
afin de pouvoir aisément transmettre le flux aux destinations. Par défaut, le TTL est à
1 car il n’y a qu’un seul voisin direct lors de nos démarches en salle de TP.
Nous répétons toutes les démarches du serveur pour émettre le flux multicast aux
clients et des clients pour se connecter en RTP au flux multicast du serveur. Les
relevés Wireshark de la capture ci-dessous prouvent que les échanges entre les
clients et le serveur fonctionnent bien et la vidéo est bien retransmise chez les deux
clients. Quand nous étudions plus précisément les trames RTP provenant du
décodage (option Decode As de Wireshark avec un filtrage sur RTP), nous
remarquons que comme précédemment, le flux RTP est bien arrivé à destination de
chaque client.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
38Capture 35 : Décodage des trames RTP via l’option Decode As de Wireshark
Pour automatiser l’abonnement automatique à un groupe UDP multicast tout
en utilisant le plugin mozilla sur le client, réalisez une page de test spécifique
contenant le code HTML indiqué dans l’énoncé.
Pour automatiser l’abonnement automatique à un groupe UDP multicast tout en
utilisant le plugin mozilla sur le client, nous allons réaliser une page de test spécifique
contenant le code HTML suivant :
Demo of VLC mozilla plugin
Demo of VLC mozilla plugin - Example 2
Play
video2
Stop
video2
Fullscreen
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
39Nous obtenons donc ceci dans un navigateur Web à l’adresse http://172.17.2.4 :
Capture 36 : Player de streaming intégré à une page Web du client pour un flux
RTP multicast
Comme nous accédons bien à la vidéo depuis le navigateur du client, nous
considérons que le client reçoit bien le flux multicast et par conséquent qu’il est bien
inscrit au groupe multicast.
Effectuer des tests à partir de plusieurs clients. Les tests sont-ils concluants ?
Les tests sont concluants car dans la pratique, nous avons été en mesure de
reproduire l’écran de la capture ci-dessus dans chacun des clients et de recevoir le
flux multicast que nous sommes censés obtenir après s’être inscrit au groupe. Nous
remarquons que le bouton de pause n’existe pas. Cela se justifie par le fait que ce
n’est pas de la Video On Demand mais bien une émission multicast en RTP d’un flux
vidéo.
2. Mini-SAP server
On peut ajouter un service de découverte de services utilisant le standard SAP / UDP
sur la solution VideoLAN. SAP signifie Session Announcement Protocol. Le mini-
SAP-server envoie des annonces indiquant les programmes multicast sur le réseau
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
40en Ipv4 ou en Ipv6 et les VLCs clients reçoivent ces annonces puis y ajoutent
automatiquement les programmes annoncés à leur liste de lecture. Cela permet à un
client d’avoir la liste des programmes disponibles pour qu’il puisse s’y connecter. Le
protocole SDP (Session Description Protocol) est utilisé pour décrire les flux RTP
de SAP.
Dans ce qui suit, nous mélangerons un peu les réponses aux questions des
méthodes 1 et 2 vu qu’elles se chevauchent dans la pratique.
Méthode 1
Dans la méthode 1, nous allons utiliser l’option SAP fournie par l’outil VLC. Après
avoir analysé en détail son fonctionnement, nous vérifierons la présence des
programmes de diffusion annoncés.
Utiliser l’option SAP de l’outil VLC
Pour cela, il faut se rendre dans l’onglet View > Playlist > Network Streams (SAP)
pour consulter la playlist des programmes de diffusion annoncés.
Capture 37 : Playlist SAP
Nous sélectionnons notre programme défini au préalable avec notre serveur. Cela
charge dans la capture suivante, le programme de la TV_DES_GAGNANTS.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
41Capture 38 : Lecture d’un flux proposé dans la playlist du SAP
Dans la méthode 2, nous allons installer et configurer un mini-SAP-server. Après
avoir analysé en détail son fonctionnement, nous vérifierons la présence des
programmes de diffusion annoncés.
Installer et configurer un mini-SAP-server
Tout d’abord, nous allons télécharger le fichier à l’adresse
http://www.videolan.org/streaming/. Nous allons ensuite l’extraire, le configurer, le
compiler puis l’installer via les commandes suivantes :
%tar Jxf miniSAPserver-version.tar.gz
%cd miniSAPserver-version
%./configure # seulement si la version est supérieure ou égale à la 0.2.3
%make
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
42Il faut ensuite configurer le fichier sap.cfg pour faire fonctionner correctement le
serveur. Les parties les plus importantes sont l’adresse de multicast pour lequel
s’abonner et le Time-To-Live. Voici le notre, configuré pour offrir les services d’un
programme PROGRAM_TV accessible à partir du groupe
GROUPE_DES_GAGNANTS dont l’adresse IP multicast et le port sont définis. Toute
information en rouge dans ce qui suit est propre à notre configuration du serveur
SAP.
# sap.cfg - Configuration file of the mini SAP server
# Global miniSAPserver options
[global]
# Number of seconds between announces. 5 is default. Internet announces
better use 30.
sap_delay=5
# The network interface on which to stream.
#interface=eth0
# Then you should have one "[program]" section per program announced
# Note that only announces for MPEG2 TS streams are supported.
# Though announces of other types of streams may work for some clients,
# they will not be compliant to the announce spec. and are not at all
# guaranteed to work.
# IPv4 example
[program]
# Name of the program (as it will show up in the VLC playlist)
name=PROGRAM_TV
# Name of the streaming entity (organisation)
user=videolan
# DNS or IP of the machine on which you run the stream
machine=streamer.domain.org
# Website of the streaming entity (organisation)
site=http://www.domain.org
# Multicast IP address of the program
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
43address=239.255.12.38
# UDP Port
port=1234
# The name of the playlistgroup your announce will be part of in the VLC
playlist
playlist_group=GROUPE_DES_GAGNANTS
# If you wish to send custom SDP to clients, specify the full path to the
# SDP file
#customsdp=/path/to/broadcast.sdp
# IPv6 example
[program]
name=TV2
user=videolan
machine=streamer.domain.org
site=http://www.domain.org
address=ff08::1
port=1234
# RTP example
[program]
type=rtp
name=TV_DES_GAGNANTS
user=videolan
machine=streamer.domain.org
site=http://www.domain.org
address=227.65.43.20
port=1234
Pour démarrer le serveur, il faut exécuter la commande suivante :
%./sapserver –c sap.cfg
Nous pouvons tout aussi bien effectuer la démarche au travers de l’interface
graphique de VLC :
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
44Capture 39 : Configuration du serveur SAP via l’IHM de VLC
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
45Analyser en détail le fonctionnement
Dès le démarrage du serveur SAP, le client reçoit les trames suivantes :
Capture 40 : Trames SAP / SDP du serveur SAP au client
Notre adresse multicast est désignée ici par 239.255.255.255. Le client 172.17.4.16
écoute le flux provenant des annonces du serveur SAP.
Capture 41 : Etude plus poussée d’une trame SAP / SDP
Quand nous observons les détails de la deuxième trame SAP / SDP, nous observons
bien l’encapsulation autour des paquets SAP et SDP. Toutes deux contiennent des
informations précieuses sur le type d’émission (ici, en broadcast du serveur
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
46miniSAPserver), le port d’écoute (1234), le nom du programme
(TV_DES_GAGNANTS), l’encodage (UTF-8), le format (MP2T/9000).
Vérifier la présence des programmes de diffusion annoncés
Pour éviter de répéter inutilement les mêmes captures, les programmes de diffusion,
comme vu dans la méthode 1, sont bien présents et sont correctement affichés chez
le client.
3. Screencast
VLC permet de réaliser très facilement un screencast, c’est-à-dire une capture vidéo
de son écran, comme un screenshot mais sous forme de vidéo.
Montrer en détail les étapes pour capturer et diffuser une vidéo de votre écran.
Un screencast, aussi appelée capture vidéo de l’écran, est un enregistrement vidéo
d’un écran d’ordinateur accompagné la plupart du temps d’une narration audio. De la
même façon qu’une capture d’écran (screenshot) peut être vue comme une photo de
ce que l’utilisateur voit à l’écran, la capture vidéo (screencast) peut être assimilée à
un film de ce que l’utilisateur voit à l’écran. Il existe deux types de screencast :
- Enregistrement dans un fichier
- Diffusion en streaming
Nous allons détailler les deux fonctionnalités.
Screencast dans un fichier
Dans un premier temps, il faut ouvrir une fenêtre VLC, puis aller dans Média sur la
barre des tâches et cliquer sur l’onglet Ouvrir un périphérique de capture....
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
47Capture 42 : Sous-menu d’accès à l’option de screencast dans un fichier
Cette action fait apparaître une fenêtre de paramétrage :
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
48Capture 43 : Fenêtre de paramétrage du screencast de fichier
Ensuite, il faut sélectionner le mode de capture. Ici, il s’agit du mode Bureau. Puis, il
faut sélectionner le champs débit d’image pour la capture.. Ici, nous avons choisit
10 ips (images par seconde).
seconde). Pour finir, il faut cliquer sur le bouton Lire pour faire
démarrer la séquence d’enregistrement. Voici une capture d’écran de la phase
d’enregistrement du screencast :
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
49Capture 44 : Phase d’enregistrement du screencast de fichier
Screencast en streaming
Pour le streaming, nous allons sur la même fenêtre que pour l’enregistrement en
fichier :
Capture 45 : Sous-menu d’accès à l’option de screencast en streaming
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
50Quand nous cliquons sur Ouvrir un périphérique de capture, la fenêtre de
configuration s’ouvre. Nous sélectionnons le mode de capture Bureau et nous
changeons le débit d’images à 10 image/s comme précédemment, mais cette fois,
nous choisirons le bouton Diffuser comme ci-dessous :
Capture 46 : Fenêtre de paramétrage du screencast en streaming
Ensuite, nous arrivons sur la page de paramétrage en 3 étapes :
- La sélection de la source de diffusion. Ici, il ne faut rien changer si nous
avons sélectionné auparavant le mode de capture Bureau.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
51Capture 47 : Sélection de la source de diffusion
- Les destinations et le transcodage de la vidéo.
vidéo. Ici, nous
nou avons choisi
d’ajouter un destinataire UDP.
Capture 48 : Choix des destinations et transcodage vidéo
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
52Lors de l’ajout de la destination, il ne faut pas oublier de cliquer sur Ajouter et
renseigner l’adresse de destination ainsi que le port.
Capture 49 : Ajout de la destination
Du fait que le test a été effectué à domicile, l’adresse IP du client est
192.168.1.61.
Capture 50 : Informations sur le client
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
53- Les options où l’on renseigne par exemple le TTL. En TP, aucun changement
n’était nécessaire. A domicile, nous avons du changer le TTL car il y avait
plusieurs switchs entre le serveur et le client.
Capture 51 : Autres options de configuration
Pour terminer, nous appuyons sur le bouton Diffuser.. Cela lance l’enregistrement de
la vidéo dont voici la capture de la fenêtre VLC en mode de diffusion :
Capture 52 : VLC en mode de diffusion streaming
Pour le client, les configurations restent les mêmes que dans l’exercice de
transmission par UDP. Le client affiche
affiche bien l’écran du serveur en live :
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR33 Informatique et Réseaux 3ème année
54Capture 53 : Capture du live provenant du serveur chez le client
4. Wall
VLC permet de créer un mur d’écran, c’est-à-dire plusieurs fenêtres VLC, en utilisant
le module --vout-filter avec l’option wall.
Montrer la commande ainsi que le résultat.
Comme cité en introduction, VLC permet de faire de nombreuses choses. Dans cet
exercice, nous allons montrer comment réaliser un mur d’écrans avec plusieurs
fenêtres VLC. En tout premier lieu, nous allons ouvrir VLC et aller dans Outils sur la
barre de tâches. Puis, nous allons cliquer sur l’onglet Liste des effets et filtres.
Université ESIPE – Marne-la-Vallée
Promotion 2013 – 2014
IR3 Informatique et Réseaux 3ème année
55Vous pouvez aussi lire
