PROTOKOL JARINGAN SISTEM MULTIMEDIA Pengantar

  Wireless PAN (Personal Area Network) : bluetooth (sampai

• ^• M U L T I M E D I A

  2 Mbps, jarak < 10 m)

Universitas Gunadarma PROTOKOL MULTIMEDIA & QoS PROTOKOL JARINGAN SISTEM MULTIMEDIA Pengantar

• Protokol adalah persetujuan tentang bagaimana komunikasi diproses
• Pada sistem multimedia terdistribusi, dibutuhkan protokol jaringan yang antara 2 node.

  mengaturnya.

• Protokol jaringan yang paling umum digunakan sekarang ini adalah
• Jaringan komputer : seperangkat komputer otonom yang secara protokol jaringan berbasis IP (Internet Protocol) eksplisit terlihat (secara eksplisit teralamati) dan terhubung satu-sama lain. [Tanembaum, 1996]

  Arsistekur Protokol Berlapis

• Tipe jaringan komputer: _o

   Local Area Network (LAN) : jaringan kecepatan tinggi pada _o suatu lingkungan lokal tertentu.

   Metropolitan Area Network (MAN) : jaringan kecepatan tinggi

  untuk node yang terdistribusi dalam jarak jauh (biasanya untuk _o satu kota atau suatu daerah besar)

   Wide Area Network (WAN), komunikasi untuk jarak yang sangat _o jauh. Contoh: Internet Wireless Network, peralatan end-user untuk mengakses jaringan dengan menggunakan transmisi radio pendek atau sedang.

• Wireless WAN : GSM (sampai 20 Kbps)
• Wireless LAN/MAN : WaveLAN (2-11 Mbps, sampai 150 m) _{o o}

  Tiap layer menerapkan suatu protokol tertentu Pn Data pada tiap layer akan diformat sesuai dengan Pn

  _o Layer proses aplikasi pemakai UDP (connectionless

  Layer N suatu node akan berkomunikasi dengan Layar N pada

• Menyediakan mekanisme error oriented), TCP, dan

  node lainnya

  control untuk setiap transmisi paket _o data Gateway

  Antar layer saling berinterkoneksi dengan menggunakan n-

• Network menterjemahkan alamat logika

  IP, ATM (Asynchronous

  service

  jaringan ke alamat fisiknya Layer Transmission Mode), Router _o (komputer -> MAC)

  Arsitektur Node A dengan Node B harus memiliki arsitektur yang

• bertangggung jawab terhadap :

  sama

  pengalamatan, mengatur masalah jaringan seperti packet switching dan data congestion (kemacetan data)

  Perbedaan OSI Network Layer dengan TCP/IP Layer

• jika router tidak dapat mengirimkan data frame yang lebih besar, maka lapisan jaringan harus dapat

  7 Application

  memecah frame tersebut menjadi unit

  6 Presentation Application

  yang lebih kecil. Pada sisi penerima, lapisan jaringan menyatukan kembali

  5 Session

  data Data link Mengubah paket data menjadi bit - Bridge, Switch

  4 Transport Transport

  terbuka 1010101 dan pada sisi Layer penerima mengubah dari bit terbuka

  3 Network Network

  ke paket

  2 Data Link

  Menangani frame data antara lapisan -

  Host-to-Network

  Network dan lapisan Physic

  1 Physical

  Menerima bit stream dari lapisan fisik - dan mengubahnya menjadi frame untuk diteruskan ke lapisan Jaringan

  OSI Layer TCP/IP

• Bertanggung jaw ab untuk pengiriman frame yang bebas error ke komputer

  Open System Interconnection Model:

  lain melalui layer physical (error control)

  Layer Description Examples

• Mendefinisikan metode yang digunakan untuk mengirim dan Sebagai antarmuka dengan user HTTP, FTP, SMTP, RTP, - Application

  menerima data pada jaringan (Flow

• Memungkinkan akses ke layanan RSTP, RCP, CORBA, IIOP, control) jaringan yang mendukung aplikasi

  Physical mengirimkan bit stream sepanjang Repeater, Hub - RMI media komunikasi fisik Layer

  Presentation Menterjemahkan dari format aplikasi SSL (Secure Socket Layer), - mendefinisikan kabel, - kartu ke format jaringan antarmuka, dan aspek-aspek fisik CORBA data Replication

• Semua format yang berbeda pada
• mendefinisikan bagaimana NIC lapisan aplikasi akan diubah menjadi

  terpasang pada hardware, bagaimana format umum yang dapat dimengerti kabel terpasang pada NIC

• mendefinisikan teknik untuk oleh model OSI lainnya

  mengirimkan bit stream dengan teknik

• Melakukan enkripsi/dekripsi, kompresi, encoding/decoding

  Amplitudo Modulation dan Frequency Mengatur siapa yang dapat mengirim - Session Gateway, NetBIOS, RPC Modulation (melalui kabel), sinyal data pada waktu tertentu dan berapa

  (melalui fiber optic), atau gelombang lama waktu yang diberikan (melalui wireless) Error detection and recovery -

  Manage session connections - Transport - Mengatur flow control antar TCP (connection oriented),

  Protokol IP (Internet Protocol)

• Berdasarkan RFC 791
• Fungsi penting IP: _{o o} Menentukan jalur yang ditempuh antara pengirim dan penerima.

  Switching : memindahkan paket dari input router ke output router _o yang sesuai Call Setup : beberapa arsitektur jaringan membutuhkan setup koneksi dahulu.

• Format Datagram IP
• IPv4 (tahun 1982) menggunakan panjang alamat sebesar 32 bit yang

  Tidak menjamin urutan pengiriman

• ^•
• Setiap paket memiliki alamat tujuan
• Duplikasi message sangat dimungkinkan
• Memfasilitasi multicasting (transmisi data pada _o

• Pengalamatan IPv4 (tahun 1994) dibagi menjadi 5 kelas:

  subset network yang telah disepakati) Contoh: semua protokol multimedia yang tidak memerlukan error koreksi. Misal RTP (Real-time Transport Protocol)

• Protocol TCP _o

  Menyediakan layanan transport connection oriented dan reliable:

• Adanya pengecekan error menggunakan
• IP versi 6 distandarisasi dengan RFC 2460 _o

  mekanisme acknoledgment Alamat menggunakan : (semicolon) hexadesimal

• Dijaga urutan message 69dc:8864:ffff:ffff:0: 1 280:8c0a:ffff
• Segmentasi data stream dari lapisan aplikasi

  Yang sama jika ditulis secara desimal dengan IPv4 ^o

• Komunikasi duplex (2 arah)

  105.220.136.100.255.255.255.255.0.18.128.140.10.255.255 _o Tidak cocok untuk protocol multimedia, karena:

• TCP akan menghentikan pengiriman data jika

  Protokol TCP (Transmission Control Protocol) terjadi kemacetan.

• RFC 793
• Tidak real-time
• Menyediakan komunikasi logika antara proses aplikasi yang berjalan
• Terjadi timbal balik dari penerima ke pengirim pada host yang berbeda

  jika pengoriman sukses. Pada multimedia tidak diperlukan error koreksi, TCP retransmission dapat menyebabkan jitter (perbedaan waktu antara waktu keberangkatan dan kedatangan).

• Protokol HTTP _{o o}

  The most popular protocol Pada RFC 2616, HTTP didefinisikan sebagai :

  “The Hypertext Transfer Protocol (HTTP) is an application-level protocol for distributed, collaborative, hypermedia information

• Ada dua protokol : TCP dan UDP (User Datagram Protocol)
• Protocol UDP _o

  systems.” Menyediakan layanan transport unreliable dan connectionless:

• HTTP 1/0 (non-pesistent) dan HTTP 1/1 (persistent)
• IPv4 (tahun 1982) menggunakan panjang alamat sebesar 32 bit yang

• Bersifat stateless (server tidak memelihara informasi dari client

  sebelumnya)

• Method umum: GET, POST, dan HEAD
• Kode status HTTP: _o
• MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) digunakan untuk mendeteksi file multimedia di Internet _o
• 301 Moved Permanently • 304 Not Modified _o
• 400 Bad Request • 401 Unauthorized • 403 Forbidden • 404 Not Found _o
• Saat browser menjumpai MIME type, browser melakukan salah satu dari hal-hal berikut: _o mulai mengirimkan file dan membukanya menggunakan program aplikasi yang telah asosiasikan sebelumnya. _o mengijinkan user menyimpan file ke dalam disk/hardisk _o menanyakan pada user aplikasi apa yang akan digunakan untuk membuka file _o mengijinkan user membatalkan transfer file
• 501 Not Implemented • 503 Service Unavailable
• HTTP mendukung : cookie dan HTTP Authentication
• Terutama difokuskan pada Continous media (video dan audio)
• Memliki karakteristik: _o

  1xx: informational _o 2xx: successful, e.g. 200 OK _o 3xx: redirection

  4xx: Client Error

  5xx: Server Error

  Karakteristik Multimedia Data

  Voluminous

• Streaming media adalah suatu teknologi yang mampu mengirimkan file audio dan video digital secara real time pada jaringan komputer
• Membutuhkan data rate tinggi dan berukuran besar _o
• Membutuhkan low delay
• Membutuhkan sinkronisasi dan interaktif
• Streaming vs Download
_o Download

  Real-time and Interactive

  Pengantar

  Text (text/plain, text/html) _o Image (image/gif, image/jpeg, image/png) _o

  Video (video/mpeg, video/quicktime) _o Audio (audio/basic, audio/wav) _o

  Application (application/msword, application/octet-stream)

  Multimedia Streaming

• suatu standard untuk mengirimkan data multimedia secara real-time, bergantung pada protokol Transport • Berjalan diatas UDP tapi bisa juga diatas protokol lain _o
• (+) standard file (bisa dibaca oleh semua jenis mesin).
• (+) kualitas bagus
• (-) waktu download lama _o
• Protocol QoS (Quality of Service) untuk menjamin kualitas streaming.
• Merupakan bagian pengkontrolan paket data pada RTP
• Data Rate: ukuran kecapatan transmisi data, satuannya kbps or Mbps - Latency (maximum packet delay) : waktu maksimum yang dibutuhkan dari transmisi ke penerimaan yang diukur dengan satuan milidetik _o

• (+) download dan simpan file dalam HD sehingga dapat dinikmati pada saat offline.
• (+) dapat dilihat berkali-kali.
• (+) dapat dilakukan pada bandwith dengan kecepatan rend ah
• (+) Web master tidak perlu risau dengan bandwith
• (+) Web master tidak dibatasi oleh besar file
• (-) Hanya dapat dilihat pada saat online
• (-) Kualitas gambar jelek

  QUALITY OF SERVICE (QoS)

• Packet Loss / Error : ukuran error rate dari transmisi packet data yang diukur dalam persen. _o
• Streaming Protocol _o

  Kualitas Video

  Packet hilang (bit loss) yang biasanya dikarenakan buffer yang terbatas, urutan packet yang salah termasuk dalam error rate ini. _o Packet Loss = Frame dari Transmitter – Frame dari Receiver

  Dalam voice communication: <= 50 ms

  Beberapa parameter QoS:

• digunakan untuk mereserve bandwith sehingga data dapat tiba ditujuan dengan cepat dan tepat. _o
• Jitter : ukuran delay penerimaan paket yang melambangkan smoothness dari audio/video playback.
• Protocol yang mendukung ‘conferencing’ dengan mengganda-kan (multiplying) data pada sekelompok user penerima _o

  RTSP – Real-Time Streaming Protocol (RFC 2326)

  RTCP – Real-Time Control Protocol

  RTP – Real Time Transport Protocol (RFC 1889)

  SMRP – Simple Multicast Routing Protocol

  RSVP – Resource Reservation Protocol

  Streaming

• Tidak bisa ditetapkan secara pasti karena presepsi user berbeda-beda
• Pada umumnya dipengaruhi faktor: frame rate, image quality, brightness, frame loss, dan warna.
• Perbandingan kualitas image dengan frame rate _o
• digunakan oleh program streaming multimedia untuk mengatur pengiriman data secara real-time, tidak bergantung pada protokol Transport.
• Metode yang ada: PLAY, SETUP, RECORD, PAUSE dan TEARDOWN
• Digunakan pada Video on Demand
^o

  Semakin baik kualitas image, biasanya frame rate video jelek

  _{75 100} The sweet spot

  Frame rate is ₅₀ Image is not but not high but image ₂₅ good quality is poor _{Frame Rate 5} motion

_{10 1 5 2 0 2 5 3 0}