URL, DNS и потоковая передача данных
| English | Русский |
|---|---|
| Domain Name System/dəˈmeɪn neɪm ˈsɪstəm/ | Система доменных имен (DNS) |
| Uniform Resource Locator/ˈjuːnɪfɔːm rɪˈzɔːs ləʊˈkeɪtə/ | Единый идентификатор ресурса (URL) |
| protocol/ˈprəʊtəkɒl/ | протокол |
| domain name/dəˈmeɪn neɪm/ | доменное имя |
| resolver/rɪˈzɒlvə/ | резолвер |
| bit streaming/bɪt ˈstriːmɪŋ/ | битовый поток |
| real-time/rɪəl taɪm/ | в реальном времени |
| on-demand/ɒn dɪˈmænd/ | по требованию |
| buffer/ˈbʌfə/ | буферного |
| bit rate/bɪt reɪt/ | скорость передачи данных |
| lossy/ˈlɒsi/ | с потерями |
| compression/kəmˈpreʃn/ | сжатие |
Телефонная книга, управлявшая интернетом
- До 1983 года каждый компьютер в интернете находил другие, скачивая один текстовый файл HOSTS.TXT с единственного компьютера в Стэнфорде. Каждый раз, когда новый компьютер присоединялся, файл увеличивался, и все заново загружали его.
- Пол Моккапетрис заменил файл распределённой системой серверов, каждый из которых отвечал за свою часть именного пространства. Он назвал её Системой доменных имён (DNS).
- Именно поэтому вы вводите имя, а не двенадцать цифр, и почему сайт может переехать, не уведомляя вас.
- Этот урок посвящён тому, что вы вводите как адрес, системе, которая его ищет, и тому, как видео достигает вас до завершения загрузки.
URL
- Uniform Resource Locator (URL) указывает на один ресурс в вебе:
https://www.example.com/about/contact.html. - Протокол,
https, определяет способ получения ресурса. Доменное имя,www.example.com, называет сервер в читаемом виде. Путь,/about/contact.html, называет файл на этом сервере. - URL также может содержать номер порта и строку запроса после
?, но протокол, домен и путь — три элемента, которые спрашивают на экзамене.
В выражении https://www.example.com/about/contact.html что такое https?
https — это протокол; www.example.com — имя домена; /about/contact.html — путь.
Соотнесите каждую часть изображения https://www.example.com/about/contact.html с её названием.
URL состоит из протокола + доменного имени + пути — протокол указывает способ, домен — какой сервер, путь — какой ресурс.
Система доменных имён
- Компьютеры отправляют данные по IP-адресам, а не по именам. Система доменных имён (DNS) — это распределённый набор серверов, преобразующих доменное имя в IP-адрес.
- Браузер обращается к резолверу. Если у резолвера нет ответа в кэше, он спрашивает корневой сервер, который направляет его к серверу домена верхнего уровня для
.com, тот указывает на авторитетный сервер дляexample.com, который возвращает IP-адрес. - Затем браузер подключается к этому IP-адресу и запрашивает путь. Весь процесс поиска занимает миллисекунды и кэшируется, поэтому повторяется редко.
Резолвер, корневой, домен верхнего уровня, авторитетный: затем браузер подключается
Как DNS находит веб-сайт
Процесс поиска в DNS. Сеть маршрутизирует по IP-адресам, а не по именам — поэтому прежде чем загрузится что-либо, DNS должен преобразовать доменное имя в IP-адрес.
Система доменных имен (DNS) в основном:
DNS преобразует читаемые человеком доменные имена в числовые IP-адреса, которые фактически использует сеть.
Разбор примера: от введённого адреса до загруженной страницы
- Пользователь вводит URL. Браузер разделяет протокол, доменное имя и путь.
- Браузер отправляет доменное имя в резолвер DNS, который выполняет запросы в иерархии DNS, пока авторитетный сервер не вернёт IP-адрес сервера.
- Браузер открывает соединение с этим IP-адресом и отправляет HTTP-запрос для получения пути.
- Сервер возвращает страницу, и браузер отображает её. Четыре шага, и шаг DNS — самый часто пропускаемый.
Расставьте этапы поиска в DNS по порядку: от ввода адреса до загрузки страницы.
Резолвер проходит по иерархии (корень → TLD → авторитетный), пока не получит IP-адрес, после чего браузер подключается.
Зачем существует DNS
- Люди запоминают имена; маршрутизаторы доставляют данные по номерам. DNS позволяет обеим истинам быть верными одновременно.
- Сайт может переехать на новый сервер или распространиться на многие, изменив свою DNS-запись. Пользователи вводят то же самое имя.
- Система распределена, поэтому ни один сервер не хранит все имена, и она кэшируется на каждом уровне, чтобы нагрузка была распределена.
Почему в вебе используется DNS вместо того, чтобы пользователи вводили IP-адреса? Выберите все подходящие варианты.
DNS связан с именами, гибкостью и распределением. Поиск добавляет несколько миллисекунд; он не ускоряет саму загрузку страницы.
Поток битов
- Поток мультимедиа (битстриминг) передаёт мультимедийные данные непрерывным потоком, который получатель воспроизводит по мере поступления, вместо того чтобы сначала скачивать весь файл.
- Поток в реальном времени захватывается и передаётся по мере события: прямая трансляция спорта или видеозвонок. Перемотать нельзя, критически важна низкая задержка.
- По запросу воспроизводит файл, уже сохранённый на сервере. Можно поставить на паузу и перемотать, сервер может отправлять данные вперёд.
Буфер находится между сетью и плеером
Потоковые медиа воспроизводятся по мере поступления, не дожидаясь полной загрузки файла.
Это определяющая особенность потоковой передачи — приемник воспроизводит поток по мере его поступления (с небольшим буфером), а не ждет полной загрузки.
По сравнению с потоковой передачей в реальном времени (трансляцией), потоковая передача по требованию:
Контент по требованию (on-demand) заранее записан, поэтому его можно поставить на паузу/перемотать, а сервер может буферизировать данные с большим запасом. Прямая трансляция не поддается перемотке и требует низкой задержки.
Буферы и скорость потока
- Буфер хранит несколько секунд данных перед началом воспроизведения, чтобы кратковременное падение скорости сети не останавливало картинку. Потоки по запросу могут буферизироваться значительно вперёд; поток в реальном времени может буферизироваться лишь немного, иначе он перестанет быть прямым.
- Скорость потока — количество бит в секунду, необходимое стриму. Она должна оставаться ниже скорости широкополосного подключения, иначе данные будут поступать медленнее, чем воспроизводятся, и воспроизведение зависнет.
- Сжатие с потерями снижает скорость потока: движущиеся изображения скрывают мелкие потери, и поток должен помещаться в пропускную способность.
Почему плеер стриминга использует буфер?
Буфер хранит несколько секунд опережающего контента, поэтому короткие замедления сети не приводят к остановке воспроизведения.
Для того чтобы стрим воспроизводился без зависаний, его битрейт должен оставаться ____ скорости широкополосного подключения.
Если требуется больше бит в секунду, чем предоставляет соединение, данные поступают медленнее, чем воспроизводятся, и буфер опустошается.
Разбор примера: почему нужно сжимать перед прямой трансляцией?
- Объясните, почему видео сжимается перед тем, как транслироваться в реальном времени.
- Несжатый поток потребовал бы больше полосы пропускания, чем есть в соединении, поэтому кадрыwould поступать с опозданием, и воспроизведение зависло бы.
- Сжатие уменьшает количество бит, поэтому скорость потока остаётся ниже скорости широкополосного подключения, а задержка остаётся небольшой.
- Требуется меньше места на диске и затрат на обоих концах. Поздний пакет в потоке в реальном времени просто отбрасывается, потому что прямой эфир не может ждать его.
Разбор примера: конвейер реального времени
- Опишите, как событие транслируется зрителям в прямом эфире.
- Камера и микрофон захватывают и дискретизируют событие. Данные кодифицируются с использованием сжатия для уменьшения объёма.
- Стрим передается через сеть пакетами. Устройство зрителя буферизирует небольшое количество, затем воспроизводит, отбрасывая любые пакеты, пришедшие слишком поздно.
- Сравнение с потоком по запросу: файл уже существует, поэтому сервер может отправлять вперёд, буфер может быть большим, а зритель может поставить на паузу и перемотать.
Расставьте этапы потоковой передачи в реальном времени по порядку.
Захват, кодирование, передача, воспроизведение. Сжатие происходит перед передачей — именно это позволяет удерживать битрейт в пределах пропускной способности.
Потерянные баллы
- DNS превращает имя в IP-адрес, никогда наоборот в ответе на экзамене, и именно он не является тем, что доставляет страницу.
- Поток в реальном времени всё ещё может использовать буфер; просто он небольшой. То, чего он не может делать, так это перемотка.
- Скорость потока сравнивается со скоростью соединения. Если скорость потока выше, стрим зависает; укажите, что к чему относится.
- Часть протокола URL — это
https, а неwww.wwwявляется частью доменного имени.
В потоковой передаче в реальном времени пакет, пришедший слишком поздно, удерживается до тех пор, пока не сможет быть воспроизведен на своем месте.
Прямая трансляция не может ждать: опоздавший пакет отбрасывается, и воспроизведение продолжается. Только контент по требованию (on-demand) позволяет себе подождать, так как он буферизирует данные далеко вперед.
Вы поняли
- URL = протокол + доменное имя + путь; DNS преобразует доменное имя в IP-адрес через резолвер → корневой → домен верхнего уровня → авторитетный серверы
- DNS существует для того, чтобы люди использовали имена, роутеры — числа, а сайт мог перемещаться без изменения своего имени
- битстриминг воспроизводит медиа по мере поступления: реальный — это прямой эфир и невозможно перемотать, по запросу — это сохранённые файлы и можно
- буфер перекрывает просадки сети; скорость потока должна оставаться ниже скорости широкополосного подключения, поэтому стримы используют сжатие с потерями