­čçę­čç¬ Video­čÄ×´ŞĆ Microservice­čľą´ŞĆ Konzept­čôł (2018)­čÉ╗

4. Technisches Umfeld

Im ersten Teil werden die Streamingformate und -protokolle sowie ihre technischen und wirtschaftlichen Eigenschaften beschrieben. Im darauffolgenden Teil wird ein Zeitraffer der Entwicklung von Live Streaming seit seiner ersten technischen Norm RFC 1889 (RTP) in 1992 bis zum heutigen technischen Stand pr├Ąsentiert.

Der dritte Teil behandelt die Komponenten, die eine integrierte Streamingl├Âsung ausmacht. Im 4. Teil wurden Mittel beschrieben, mit denen ein Webvideo in Eigenregie auf einen privaten Webspace und auf eine Webseite eingef├╝gt werden kann. Schlie├člich wird im Teil 4.5. auf die AES Verschl├╝sselung und ihre praktische Anwendung im HLS-Protokoll eingegangen. Abschlie├čend wird im letzten Teil das DRM Konzept beleuchtet.

4.1. Streamingformate und -protokolle

Die Geschichte des Streamings ├╝ber TCP/IP ist keine einheitliche Geschichte einer bestimmten Softwarekomponente. Im Laufe der Jahre haben sich relevante Streamingtechnologien eher dadurch gekennzeichnet, dass sie eine L├╝cke in einem schon bestehenden Datenworkflow gef├╝llt haben, um das Live-Medium zum Enduser zu ├╝bertragen. Andere haben ein geeignetes Multimedia-Software-├ľkosystem geschaffen, wie Macromedia, welches der Ausgangspunkt f├╝r ein Streaming-├ľkosystem wurde. Einige der technischen und wirtschaftlichen Eigenschaften, die den Kernpunkt diverser Streamingtechnologien darstellen, hat der Verfasser wie folgt identifiziert:

  • Bandbreitenoptimierung
    • durch die Anwendung einer multicastingf├Ąhigen TCP/IP Netzwerkinfrastruktur zwischen Medienserver und User (bspw. Mbone)
    • durch die Anwendung von Internetcaches (bspw. HTTP-basierte Protokolle)
  • Formate und Protokolle
    • TCP-basierte Protokolle (bspw. HTTP) und UDP-basierte Protokolle (bspw. RTP)
    • Zustandsvolle (bspw. RTSP) und zustandslose (bspw. HTTP) Protokolle (stateful, stateless)
    • Propri├Ątere und freie Formate und Protokolle
    • Geschlossene und offene Formate und Protokolle
  • Medienserver
    • zustandslose (stateless, bspw. HTTP) und zustandsvolle (stateful, bspw. RTMP) Protokolle
    • Propriet├Ąre Medienserver, die die Protokolle des jeweiligen Softwareherstellers unterst├╝tzen (bspw. Helix Universal Server26, Adobe Media Server27)
    • Medienserver unabh├Ąngiger Softwareproduzenten, die verschiedene Protokolle diverser Hersteller sowie offene Standards in einem Softwarepaket integrieren (bspw. red528, Wowza Streaming Server29)
  • Playoutfunktion
    • Flash Video -Player (Flash Video, HTTP Progressive Download, Live Streaming)30
    • Microsoft Silverlight ÔÇô Smooth Streaming
    • HTML5 Video (Media Source Extension)31
    • Set-Top-Boxen (je nach Hersteller und Betreiber verschiedene Formate und Codecs)
    • weitere browser-, anwendungs- und herstellerspezifische Standards, bspw. der <video>-Tag im Opera Browser im Jahr 2007, bevor er zum HTML5-Standard wurde32
  • Latenz
    • Echtzeitprotokolle (bspw. RTP, RTSP, WebRTC)
    • Protokolle mit Zeitverschiebung (bspw. segmentierte Streams ├╝ber das HTTP-Protokoll)
Abbildung 5: Streaming-Distributionswege Der Autor Al Kovalick hat die Distributionswege identifiziert.

Der Autor legt seinen Schwerpunkt auf privates vs. ├Âffentliches Streaming, weiter unterscheidet er zwischen Unicast/Multicast-Verfahren, zwischen Broadcast und Bidirektionaler Kommunikation (Two-way / One-way) und er stellt den ÔÇ×gemeinsamenÔÇť Live-Event-Aspekt im Gegensatz zum ÔÇ×individuellemÔÇť VoD-Erlebnis33.

4.2. Evolution der Streamingtechnologien

Einer der ersten Standardisierungsversuche zur digitalen Live├╝bertragung von AV-Signalen im Internet war das Real-time Transport Protocol (RTP), das im Jahr 1992 als Request for Comments -Dokument RFC 1889 von der Internet Engineering Task Force (IETF) ver├Âffentlicht wurde. Wie bereits erw├Ąhnt, hat das amerikanische Universit├Ątsprojekt Mbone (siehe Abbildung 6) im Jahr 1994 den Videomitschnitt eines Live-Konzertes der Band Rolling Stones mit Erfolg in den gesamten Vereinigten Staaten und dar├╝ber hinaus (vornehmlich an akademische Computer) ├╝ber das Internet gesendet34. Ein Jahr darauf hat Progressive Networks einen weiteren aufsehenerregenden Radiostream eines Baseballspiels ├╝ber seine eigene IPTV-Infrastruktur (Streaming Server, Streaming Protokoll sowie Player in Eigenregie) gesendet35.

Abbildung 6: Reichweite des Mbone-Netzwerkes zur Zeit des Rolling Stones -Konzerts (1994)36

In demselben Jahr hat Netscape Inc. zusammen mit der Columbia University eine ÔÇ×InternetmultimediaoffensiveÔÇť angek├╝ndigt, der sich die 11 gr├Â├čten damaligen Internet- und Computerfirmen angeschlossen haben37. Im folgenden Jahr, 1996, haben Progressive Networks, Netscape und die Columbia University den Standard RTSP als RFC 2326 beim IETF eingereicht.

Dies waren die ersten Technologien zur Live├╝bertragung von Audio- und Videomedien. Nach ihnen folgten weitere, die alle den Nachteil besa├čen, dass sie einen ausschlie├člich dazu konzipierten Desktopclient ben├Âtigten. Abwechslung schuf die Firma Macromedia mit ihrem 2002 ver├Âffentlichten Flash Player 6, der erstmalig das Live Streaming ÔÇô von FLV-enkodierten Audio- und Videoinhalten ÔÇô direkt auf Webseiten erm├Âglichte. Darauf folgten die ersten Entwicklungen in Richtung Live Streaming ├╝ber HTTP sowie die ersten Ans├Ątze f├╝r das Adaptive Streaming.

Opera hat 2007 eine beeindruckende Lab-Version ihres Browsers vorgestellt, der erstmalig die Einbindung von Videoinhalten auf Webpages schlicht mittels des <video>-Tags erm├Âglichte, was vorher einige bis viele Zeilen Java-, JavaScript- bzw. ActionScript-Code auf einer Webpage ben├Âtigte38. OperaÔÇśs Prototyp konnte Theora/Ogg-enkodierte Videodateien per HTTP lesen und anzeigen, ohne Verwendung von Flash, Java oder eines Streaming Servers. Andere Browserproduzenten folgten mit ihren Implementierungen, bis das W3C die Media Source Extension ins Leben gerufen hat, die die Multimediaf├Ąhigkeiten aller Browser vereinfachen und vereinheitlichen sollte.

Das Flash-Format f├╝r Webvideo sollte zun├Ąchst ins damals neuartige iPhone eingebaut werden, Apple hat sich aus der Zusammenarbeit jedoch wiederholt zur├╝ckgezogen. Adobe hat es nicht geschafft, die Einbu├čen in die Flash Plattform, die durch dieses Man├Âver entstanden sind, wieder gut zu machen, wodurch die Lebensdauer der Flash Plattform mittlerweile bis 2020 beschr├Ąnkt wurde39. Sogar Youtube hat aus diesem Grund seine Streamingarchitektur damals auf HTTP-basiertes Video umgestellt, um die Kompatibilit├Ąt zum iPhone zu gew├Ąhrleisten40. Facebook folgte. Flash war nichtsdestotrotz die erste weltweit beliebte Internet-Multimedia-Plattform, weswegen es eine Petition gibt, diese Umgebung als ÔÇ×Open Source Zombie f├╝r k├╝nftige Generationen zum Erkunden der InternetgeschichteÔÇť zu bewahren, denn sonst gerieten ÔÇ×all die Spiele und Anwendungen in VergessenheitÔÇť41.

Kennzeichnung des StreamingstandardsJahr der ersten Ver├ÂffentlichungInformationen
RTP Real-time Transport Protocol199242https://tools.ietf.org/html/rfc1889
Mbone Multicast Backbone199443https://web.archive.org/web/20070830093020/http://www.vislab.uq.edu.au/research/accessgrid/software/advideo
RTSP Real-Time Streaming Protocol44199645https://tools.ietf.org/html/rfc2326
H.323 Packet-based multimedia communications systems1998https://www.itu.int/rec/T-REC-H.323/en/
SIP Session Initiation Protocol1999https://tools.ietf.org/html/rfc2543
SIP revised2002https://tools.ietf.org/html/rfc3261
RTMP (Flash Player 6)46 47 Real-Time Messaging Protocol200248https://helpx.adobe.com/flash/kb/supported-codecs-flash-player.html
MMS Microsoft Media Server Windows Media Services 92003https://en.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Media_Server
HTTP Progressive Download (Flash Player 7)200349https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_mp4_module.html
Opera stellt den Prototypen des HTML5-<video>-Tag vor, der vorerst mit den Theora/Ogg-Codecs kompatibel ist2007https://dev.opera.com/articles/a-call-for-video-on-the-web-opera-video-release-on-labs/
MSS Microsoft Smooth Streaming200850https://www.iis.net/downloads/microsoft/smooth-streaming
HLS HTTP Live Streaming200951https://tools.ietf.org/html/rfc8216
HDS (Flash Player 10.1) HTTP Dynamic Streaming201052https://www.adobe.com/products/hds-dynamic-streaming.html
MPEG-DASH MPEG Dynamic Adaptive Streaming over HTTP2011https://web.archive.org/web/20111009063030/http://www.oipf.tv/live/oipf/release_2.html
WebRTC Real-Time Communication2011https://webrtc.org/
MSE Media Source Extension (HTML5)2012https://w3c.github.io/media-source/
RTSP 2.02016https://tools.ietf.org/html/rfc7826
Tabelle 5: Streamingstandards im Laufe der Internetevolution
ÔÇĽ ├╝berarbeitet am 23.12.2021

Mittlerweile ist es ohne weiteres m├Âglich, in modernen Browsern mit oder ohne JavaScript ein Video mittels <video>-Tag in eine Webseite einzuf├╝gen, sofern es ein von der MSE und vom Browser unterst├╝tztes Format besitzt.