Multimedia Streaming over Best Effort Networks using Multi-Level Adaptation and Buffer Smoothing Algorithms Michael Kropfberger , Oct 2004 Neben den bereits bekannten Netzwerkanwendungen wie das Versenden von E-Mails und das Surfen im Internet, ist eine neue Technologie im Vormarsch: das Strömen von Multimediadaten. Doch bevor dieser neue Anwendungsfall sich wirklich im heutigen Internet durchsetzen kann, müssen noch einige Probleme beseitigt werden. Die folgenden Maßnahmen sind absolut notwendig für eine funktionierende Streaming-Umgebung: - Das gleichmäßige Aussenden von Strömen mit variablen Bitraten, welches unnötige Spitzenbelastungen verhindert. - Kontrolle des Clientseitigen Pufferfüllstands, um ein ruckelfreies Abspielen der Daten zu gewährleisten. - Das Erkennen von Paketverlusten und deren Fehlerbehebung bzw. die Veranlassung einer erneuten Übertragung. - Schnelle und exakte Messung der real vorhandenen Bandbreite. - Auf kurzfristige und kleinbereichige Bandbreitenvariationen muss schnell und effektiv mit Adaptionsstrategien (wie zB das Verwerfen von Frames) reagiert werden, welche die benötigte Bandbreite verringern, aber trotzdem die visuelle Qualiät nicht übermäßig beeinträchtigen. - Bei langfristigen und starken Bandbreitenvariationen muss der aktuell aktive Strom durch eine Bitraten-mäßig angepasste Variante ersetzt werden. Viele Forscher haben die obig genannten Themen bereits erkannt und behandelt. Leider wurden diese immer nur als Einzelprobleme angesehen, und es wurden niemals alle miteinander in einem großen Server-Client Streaming-System eingesetzt und auf deren Zusammenspiel analysiert. Diese Dissertationsarbeit hat sich genau dieses zum Ziel gesetzt und wird die am meisten versprechenden Kombinationen präsentieren und analysieren. Da die einfache Kommunikation zwischen Multimedia-Servern und Klienten eine der wichtigsten Anforderungen für alle Internetapplikationen darstellt, wurde besonderer Wert auf Standardkonformität gelegt. Als Ergebnis daraus entstand ein frei verfügbares Open-Source-Projekt, welches das Strömen und Adaptieren von Multimediadaten in Internet-ähnlichen Netzwerken unterstützt. Diese einfach zu erweiternde Software nennt sich "ViTooKi -- The Video ToolKit" und ist unter http://vitooki.sourceforge.net zu finden. Die äusserst flexible Programmierbibliothek repräsentiert ein stabiles Streaming-Testsystem und ermöglicht ein effizientes Strömen von Multimediadaten im Internet. Es vereint alle obig genannten Themen wie gleichmäßiges Aussenden von Daten, sichere Pufferverwaltung, erneutes Senden bei Paketverlusten und schnelle Bandbreitenanpassung durch eine Kombination von fein- und grobgranularen Adaptionsmechanismen. All das immer unter Bedacht der absoluten Standardkonformität, um mit anderen Multimedia-Applikationen auch in Zukunft zusammenarbeiten zu können.