Narzędzia do analizy wideo

Prawdopodobnie w 2017 roku około 73% ruchu w sieciach będzie stanowiła transmisja wideo. Dlatego też rośnie zapotrzebowanie na narzędzia umożliwiające analizę tego typu ruchu. Na razie ich wybór na rynku nie jest jeszcze zbyt duży. Niżej prezentujemy niektóre z już dostępnych tego typu aplikacji.

Transmisji wideo w sieciach zdecydowanie rośnie, ale wielkość tego zjawiska może być znacznie większa, niż wskazują oficjalne statystyki. Wynika to z faktu, że większość narzędzi do monitorowania wideo, rozpoznaje tylko kilka form takiego ruchu.

A jeśli transmisja wideo staje się coraz bardziej popularna, to wymusza konieczność analizy tego typu ruchu przez administratorów systemów sieciowych. Dlatego też, w najbliższym czasie można spodziewać się pojawiania się na rynku coraz większej ilości aplikacji oferujących tego typu funkcje. Obecnie nie ma ich zbyt wiele, ale niektóre, już dostępne na rynku oferują funkcje na które warto zwrócić uwagę.

Niżej prezentujemy niektóre z takich narzędzi.

Typy ruchu wideo

Możliwości i technologie analizy wideo w sieci zależą od rodzaju ruchu. Istnieją cztery główne kategorie. Pierwsza to transmisja realizowana z wykorzystaniem kodowania MPEG. Format MPEG najczęściej jest wykorzystywany w IPTV, ale pojawia się także w wybranych zastosowaniach medycyny, edukacji, monitoringu bezpieczeństwa. Charakterystyka tego ruchu polega na wykorzystaniu pakietów IP UDP, zawierających pakiety danych przenoszące strumienie zakodowane poprzez MPEG. Pakiety MPEG potrafią kompresować audio, wideo, a także dodają opis strumienia. Drugą kategorią ruchu jest dwukierunkowe wideo, wykorzystywane przykładowo w wideokonferencjach. Pakiety tego typu wyglądają podobnie jak ruch VoIP, zawierają dużą ilość danych. Dane wideo są przesyłane z wykorzystaniem protokołu UDP oraz RTP (Real-Time Protocol). Sygnalizacja informacji jest zapewniana przez inny protokół, przykładowo H.323, SIP, SCCP. Trzecią kategorią jest wideo strumieniowe o zmiennych parametrach, adaptacyjnie dostosowujące się do parametrów łącza. Ta forma wideo występuje w sieciach, w których dominuje transmisja przez protokół HTTP/TCP, przykładowo w przeglądarkach internetowych. Dane są przenoszone poprzez protokół TCP, więc wiele narzędzi dekodujących nie potrafi rozpoznać czy przesyłany jest ruchem głosowym czy wideo. Parametry wydajnościowe tego ruchu są zdecydowanie inne, niż w przypadku IPTV lub wideokonferencji. Prawie wszystkie adaptacyjne transmisje wideo są realizowane przy pomocy jednego z trzech formatów: Microsoft Silverlight, Adobe HDS (HTTP Dynamic Streaming), Apple HLS (HTTP Live streaming). Czwartą i ostatnią kategorią jest wideo strumieniowe przesyłane w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem RTSP (Real-Time Streaming Protocol). To znana i szybko rozwijająca się forma wideo, często stosowana przez kamery monitorowania. W zachowaniu jest podobna do transmisji adaptacyjnej, ale pozostaje często w ukryciu przed analizatorami ze względu na wykorzystanie protokołu TCP. Narzędzia do monitorowania sieci mogą nie wykrywać tego typu ruchu.

Problemem administratorów IT szukających odpowiedniego narzędzia jest najczęściej niedopasowanie oferty producentów do potrzeb użytkowników. Najmocniejsze narzędzia skupiają się na rynku dostawców usług, w szczególności organizacjach zajmujących się sieciami kablowymi i telewizyjnymi. Warto wymienić w tym gronie przykładowo produkty firm IneoQuest, Telchemy, JDSU, IXIA. Firmy skupiające się na rozwiązaniach dla przedsiębiorstw to m.in. SolarWinds, Fluke Networks, NetScout, Network Instrument Division JDSU, Cisco. Obecnie najczęściej wykorzystywanym interfejsem jest Ethernet, więc narzędzia stają się coraz bardziej uniwersalne i obsługują zarówno potrzeby przedsiębiorstw, jak i dostawców usług.

Administratorzy IT coraz częściej szukają więc narzędzi przeznaczonych do analizy i zarządzania ruchem wideo. Niżej przedstawiamy kilka popularnych narzędzi, wykorzystywanych do analizy ruchu wideo.

Telchemy

Telchemy jest producentem rozwiązań wideo stosowanych w milionach urządzeń różnych dostawców. Przykładowo agent VQMon jest wbudowany w układy TI, urządzenia Polycom i wiele innych produktów przeznaczonych do testów sieci, wideo, głosu, przesyłanych w czasie rzeczywistym. VQMon mierzy najbardziej krytyczne parametry różnego typu ruchu wideo. Agent może zostać zintegrowany w ruterach, zestawach mobilnych, systemach wideokonferencji, sprzęcie telekomunikacyjnym. Inne oferowane przez Telchemy narzędzie o nazwie SQProbe jest pasywną sondą programową, dzięki której użytkownicy mogą mierzyć straty, zmienność opóźnień, oczekiwany MOS (Mean Opinon Scores) oraz R-factor, oceniający jakość wideo. To standard przemysłowy służący do pomiarów jakości transmisji w systemach wideo-konferencyjnych.

W przypadku transportu strumieni, takich jak IPTV czy Apple HLS, SQProbe wykryje ramki I, P, B oraz przedstawi raport metryk opisywanych przez standard TR 101 290. Ten ostatni pozwala upewnić się, że określone wartości danych (metadata) i opis strumienia są wystarczająco często wysyłane, aby odbiornik zrozumiał jego strukturę i rozpoczął synchronizację. Jeżeli strumień nie jest szyfrowany, narzędzie pozwala przechwycić dane z pakietu i zmierzyć oraz określić aktualną jakość obrazu. Prawdopodobnie najważniejszą zaletą oprogramowania Telchemy jest zdolność do analizowania strumieni HTTP tworzonych przez rozwiązania Adobe, Apple, Microsoft, Microsoft. Większość znanych produktów analizy wideo nie potrafi rozpoznać obecności w pakietach przedstawionych wyżej strumieni transmisji wideo.

IneoQuest

VeriStream jest narzędziem stworzonym przez IneoQuest, którego celem jest analiza strumieni adaptacyjnych Adobe, Microsoft, Apple czy YouTube. Produkt jest przeznaczony dla dostawców usług, ale może się przydać także innym firmom. Podstawa metody analizy polega na określeniu czy serwer transmituje wideo z tą samą przepływnością, mniejszą lub większą, niż przepływność obserwowaną podczas oglądania wideo. Narzędzie może przewidywać czy będą występowały straty lub konieczność ponownego buforowania przesyłanej zawartości. Urządzenie prezentuje łatwe do zrozumienia dane dotyczące monitorowania, oznaczając istotne parametry odpowiednią kolorystyką.

Analiza IPTV jest mocną stroną IneoQuest. Oprogramowanie kompletne dekoduje i prezentuje informacje o strumieniach transportowych MPEG. Istnieje możliwość zmierzenia jakości wideo, analizowania wielu przydatnych statystyk. IneoQuest nie oferuje jednak dobrego narzędzia do analizy wideokonferencji. Od kiedy dostawcy usług oferują wideokonferencje jako usługi w chmurach, monitorowanie tej formy wideo nie musi być jednak koniecznością w przypadku wielu firm.

Cisco

Zestaw narzędzi pochodzących od Cisco jest dobrym rozwiązaniem w przypadku, gdy korzystamy z urządzeń końcowych i sieciowych, stanowiących rozwiązania Cisco. Kluczowym składnikiem architektury określanej nazwą Medianet jest oprogramowanie agenta MSI (Media Services Interfaces). Agent funkcjonuje w urządzeniach końcowych oraz sieciowych. Cisco potrafi wykrywać prawie każdą formę wideo przesyłanego przez sieć. Obsługiwane są strumienie pochodzące z urządzeń konferencyjnych, kamer monitoringu, klientów UC (Unified Communication). Ruch może być identyfikowany, tworzone są statystyki ruchu oraz badanie jakości wideo. Z informacji dostarczonych przez producenta nie wynika jednak jednoznaczne czy strumienie adaptacyjne mogą być wykrywane i zarządzane.

Wireshark

Bezpłatne narzędzia open source też nie powinny zostać pominięte w tym zestawieniu. Tego typu popularne oprogramowanie Wireshark oferuje funkcje analizy strumieni wideo. Potrafi wykryć rozmowy wideo zestawiane przez urządzenia wykorzystujące protokołu H.323 lub SIP. Podstawowe statystyki o przepływach są dostępne w formacie zbliżonym do prezentowanego w ramach analizy danych VoIP. Wireshark nie posiada aktualnie funkcji analizy strumieni adaptacyjnych takich jak Flash, Silverlight, Apple HLS. Dekoduje natomiast dane zawarte w pakietach MPEG. Warto zorientować się w jaki sposób można filtrować ruch pochodzący z serwera realizującego strumieniowanie, ponieważ niefiltrowany ruch to setki tysięcy pakietów. Gdy ilość ruchu w sieciach będzie wzrastała, programiści Wiresharka będą musieli stworzyć bardziej przyjazny interfejs użytkownika, ponieważ aktualnie jest on trudny do wykorzystania.

Network Instruments (JDSU)

Network Instruments jest najważniejszym graczem na rynku analizy danych wideo. Aktualnie NI został przejęty przez JDSU. Oferowane przez ta firmę narzędzie do analizy ruchu wideo nazywa się GigaStor i jest dostarczane z interfejsem zarządzania Observer. Observer ma interfejs wyglądający podobnie do oferowanego przez Wireshark. Udostępnia jednak zupełnie inny poziom zarządzania danymi wideo. Posiada zdolność identyfikowania przepływów wideo, które wykorzystują protokoły RTP lub RTSP. Jest więc użyteczny do analizy wideokonferencji, a także monitoringu wideo. Narzędzie raportuje kluczowe statystyki IPTV, które pozwalają określić zgodność strumieni ze standardem TR 101 290. Standard ten pozwala upewnić się, że dostawca kodera wysyła kluczowe dane z częstotliwością niezbędną do efektywnego zarządzania strumieniami. Z pomocą narzędzia można wyciągnąć dane ze strumieni IPTV i obejrzeć wideo w celu obserwacji zacięć i opóźnień. W przypadku ruchu RTSP pochodzącego z kamer monitorowania bezpieczeństwa, można sprawdzić informacje o czasie w nagłówkach RTP, które są opakowywane wewnątrz TCP. To dość unikalna funkcjonalność. Największą zaletą tego oprogramowania jest możliwość nagrywania i analizy ruchu z wykorzystaniem informacji archiwalnych. Wyszukiwanie problemów związanych z wideo jest często procesem wymagającym szczegółowego przeglądania dziesiątek tysięcy pakietów w celu odnalezienia zdarzeń, które trwały ułamek sekundy. Natomiast w zakresie analizy adaptacyjnego wideo, oprogramowanie NI ma najmniejsze możliwości, ale aktualnie również w tym kierunku produkt ten jest rozwijany.

Trwa przygotowywanie produktów...

Narzędzi do analizy wideo na rynku nie ma zbyt wiele. Producenci niektórych aplikacji do analizy ruchu sieciowego dopiero przygotowują się do wprowadzenia tego typu funkcji. Warto wspomnieć o narzędziach pochodzących od SolarWinds, WildPackets, NetScout, Frederick Engineering. SolarWinds jest przygotowany do wprowadzania nowych funkcjonalności wideo jeszcze w tym roku. Natomiast WildPacket dekoduje niektóre formy wideo, ale nie rozpoznaje strumieni adaptacyjnych.


TOP 200