Наконец, веб-поиск предоставляет нам возможности, которые мало влияют на непосредственное устройство сети, но оказывают большое воздействие на интернетсервисы — финансирование рекламы. Реклама — это двигатель экономики, благодаря которому сеть разрастается. Главное отличие от печатной рекламы заключается в способности выдавать рекламу, основываясь на том, что ищет пользователь, и таким образом повысить ее релевантность. Такое изменение механизма направлено на добавление к результатам поиска наиболее релевантной рекламы (Edelman и др., 2007).
Конечно, эта новая модель послужила причиной возникновения новых проблем, таких как накручивание числа кликов по ссылке (click fraud), при котором программы имитируют пользователей, щелкающих мышкой по рекламе, что приводит к перечислению средств, заработанных не самым честным путем.
7.4. Потоковая передача аудио и видео
Веб-приложения и мобильный веб — это, конечно, замечательное изобретение последних лет в области использования сети, однако далеко не единственное. Для многих аудио и видео служат чашей святого Грааля сетевых технологий. Слово «мультимедиа» возбуждает и разработчиков, и коммерсантов. Одни видят в мультимедиа бесконечный источник интересных технических проблем, связанных, например, с передачей голоса через IP или доставкой видео по заказу, возможно интерактивного, другие — не меньший источник прибыли.
Хотя идея отправки аудио и видео через Интернет появилась еще в семидесятых, только в начале XXI века передача мультимедиа в реальном времени (real-time audio
и real-time video) стала возможной. Трафик в реальном времени отличается от вебтрафика тем, что передача должна идти с определенной скоростью, чтобы иметь смысл. Кроме того, просмотр постоянно прерывающегося видео в замедленном темпе вряд ли кому-то доставит удовольствие. В противоположность, при обращении к Всемирной паутине в сети могут быть короткие перебои, а на загрузку страницы может уходить больше или меньше времени (в определенных пределах), и это не станет серьезной проблемой.
Чтобы обеспечить такие изменения, произошло два события. Во-первых, компьютеры стали гораздо мощнее, они стали оснащаться микрофонами и камерами, так что появилась возможность легко вводить, обрабатывать и выводить аудио- и видеоданные. Во-вторых, были решены все проблемы с пропускной способностью Интернета. Длинные ссылки, ведущие к центру Интернета, работают со скоростью нескольких гигабайт в секунду, а широкополосный доступ и беспроводная связь 802.11 доходят до пользователей на периферии Интернета. Это развитие позволило интернет-провайдерам переносить огромные объемы трафика через обычные телефонные модемы на 56 Кбит/с, благодаря чему обычные пользователи могут подключаться к Интернету в 100-1000 раз быстрее, .
С расширением пропускной способности канала вырос аудио- и видеотрафик, но это произошло по разным причинам. Телефонные разговоры занимают сравнительно небольшую часть канала (64 Кбит/с, а при сжатии еще меньше), но телефонные услуги всегда были дорогими. Компании обратили внимание на возможность переложить телефонный трафик на Интернет, чтобы сократить телефонные счета. Такие проекты, как Skype, дали пользователям возможность совершать телефонные звонки бесплатно, используя интернет-соединения. Быстро развивались телефонные компании, которые увидели дешевый способ передавать обычные голосовые звонки, используя оборудование, предназначенное для выхода в сеть. В результате многократно возросло количество передаваемых по интернет-сетям голосовых данных, которые называются «Голос поверх IP» (Voice over IP, VoIP) или интернет-телефонией (Internet telephony).
В отличие от аудио видео занимает значительную часть пропускной способности канала. интернет-видео в хорошем качестве кодируется со сжатием до примерно 1 Мбит/с, а ведь в обычном DVD-фильме около 2 Гбайт. До появления широкополосного доступа в Интернет пересылка фильмов была невозможной. Но теперь все изменилось. С распространением скоростного доступа у пользователей впервые появилась возможность смотреть размещенное в сети видео из дома. И многие именно так и делают. Около четверти пользователей каждый день заходят на YouTube, популярный видеосайт. Прокат видеофильмов сегодня заменили загрузки из Интернета. А общий размер размещенных видеороликов совершенно изменил структуру интернет-трафика. Уже сегодня большая часть информации, размещенной в Интернете, — это видео, а через несколько лет на долю видео будет приходиться около 90 % интернет-трафика (Cisco, 2010).
Учитывая то, ширины полосы пропускания достаточно для передачи видео и аудио, ключевым вопросом разработки приложений для проведения конференций и передачи мультимедиа является сетевая задержка. Для аудио и видео требуется представление в реальном времени, то есть они должны проигрываться с определенной скоростью, чтобы быть полезными. Долгие задержки предполагают, что звонки, которые должны быть интерактивными, таковыми не являются. Эта проблема будет вам понятна, если вы хоть раз разговаривали по спутниковому телефону. Ведь в этом случае задержка даже на полсекунды ужасно раздражает. При проигрывании музыки и фильмов через сеть абсолютная задержка не играет роли, так как она влияет только на то, когда начнется проигрывание файла. Но варьирование задержки, которое называется неустойчивой синхронизацией (jitter), все еще имеет значение. Оно должно маскироваться плеером, иначе аудио будет звучать неразборчиво, а видео будет постоянно дергаться.
В этом разделе мы обсудим некоторые стратегии, позволяющие разобраться с этой проблемой, а также протоколы для установки аудио- и видеосессий. После того как мы расскажем об аудио и видео, мы остановимся на трех случаях, для которых используются разные методы. Первый и самый простой случай, который мы рассмотрим, — это передача сохраненного в сети видео, как, например, при просмотре файлов на YouTube. Следующий по сложности случай — это передача потокового живого мультимедийного контента. Примерами этого служат онлайн-радио и телевидение (IPTV), когда радио-и телестанции вещают через Интернет. Последний и самый сложный случай — это интерактивные аудио- и видеоконференции, такие как звонки через Skype,
Часто термин мультимедиа (multimedia) используется в контексте Интернета и обозначает аудио и видео. Буквально мультимедиа означает использование двух или более средств аудиовизуальной информации. По этому определению выходит, что данная книга является объектом мультимедиа, так как в ней есть текст и графика (рисунки). Тем не менее вы, вероятно, представляете себе мультимедиа несколько иначе, так что мы будем использовать этот термин для обозначения медиа, длящегося во времени (continuous media), то есть проигрываемого в течение определенного интервала времени. На практике чаще всего это аудио и видео, то есть звук, плюс движущееся изображение.
Несмотря на такое довольно понятное определение, многие, говоря о «мультимедиа», имеют в виду только чисто звуковую информацию, например интернет-телефонию или интернет-радио. Строго говоря, они не правы. Более удачным термином в данном случае является словосочетание потоковая информация (streaming media), однако мы, поддавшись стадному инстинкту, все же будем именовать аудиоданные, передающиеся в реальном масштабе времени, «мультимедиа».
7.4.1. Цифровой звук
Звуковая волна представляет собой одномерную акустическую волну (волну давления). Когда такая волна достигает уха, барабанная перепонка начинает вибрировать, вызывая вибрацию тонких костей внутреннего уха, в результате чего в мозг по нерву посылается пульсирующий сигнал. Эта пульсация воспринимается слушателем как звук. Подобным образом, когда акустическая волна воздействует на микрофон, им формируется электрический сигнал, представляющий собой амплитуду звука как функцию времени.
Человеческое ухо способно слышать сигналы в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц, хотя некоторые животные, например собаки, могут слышать и более высокие частоты. Громкость, воспринимаемая ухом, изменяется логарифмически по отношению к амплитуде, поэтому отношение силы двух звуков с амплитудами A и B обычно измеряется в децибелах (дБ), как 10 log10(A/B). Если принять нижний порог слышимости (давление около 2 х 105 Па) для синусоидальной волны частотой 1 кГц за 0 дБ, то громкости обычного разговора будет соответствовать 50 дБ, а болевой порог наступит при силе звука около 120 дБ, что соответствует отношению амплитуд равному 1 млн.
