Capitolo 338. Audio attraverso la rete
Ci sono tanti modi di gestire l'audio attraverso la rete. La tecnica più semplice, anche se non è necessariamente la più efficace, consiste nella realizzazione di una connessione TCP normale dove ogni nodo intrattiene una sessione indipendente. Si intende il limite di questo nel fatto che ogni utente che si collega aggiunge del carico alla rete. In pratica, questo approccio può andare bene solo in reti locali poco popolate, oppure con particolari doti di velocità.
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Figura 338.1. Idea generale del funzionamento di un sistema di diffusione di audio attraverso la rete, per mezzo di un servente con funzione di ripetitore.
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338.1 NetStreamer
Lo schema di funzionamento di NetStreamer (1) si basa su un demone, NrServer, che comunque deve essere avviato esplicitamente sullo sfondo, il quale svolge il ruolo di ripetitore nei confronti di uno o più clienti di trasmissione. Successivamente, gli utenti che vogliono collegarsi al ripetitore per ascoltare ciò che viene trasmesso, utilizzano altri clienti specifici per la ricezione. Come accennato le connessioni sono di tipo TCP e di solito si utilizza la porta 8 888.
Un solo servente NetStreamer può gestire più sorgenti audio (provenienti da altrettanti clienti per la trasmissione), per cui i clienti hanno la possibilità di scegliere su quale trasmissione «sintonizzarsi». In base a questo principio, NetStreamer simula la gestione di una stazione radio UHF che opera sulle frequenze tra 88 MHz e 108 MHz: i clienti di trasmissione, quando si collegano definiscono il nome della propria «stazione radio» e la «frequenza», rappresentando questa ultima attraverso un valore che esprime decimi di megahertz; i clienti per la ricezione si sintonizzano utilizzando come riferimento il valore della frequenza utilizzata dalle stazioni di trasmissione.
338.1.1 Attivazione di un ripetitore
Il ripetitore è quindi il servente di NetStreamer. Nella stessa rete possono essere predisposti diversi serventi indipendenti, anche se questo non dovrebbe essere di alcuna utilità. Tutto si limita all'avvio di NrServer con l'indicazione della porta TCP da utilizzare per le comunicazioni:
# NrServer :8888 &
In alternativa, è possibile indicare anche il nome del nodo, per uniformità con la notazione utilizzata dai clienti:
# NrServer localhost:8888 &
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Si osservi il fatto che NrServer deve essere messo esplicitamente in funzione sullo sfondo. |
338.1.1.1 Attivazione di una trasmittente
Il cliente che trasmette al ripetitore può essere collocato indipendentemente nello stesso elaboratore del ripetitore o in un altro nodo. Naturalmente, collocandolo nello stesso elaboratore si evita di intasare ulteriormente la rete locale con questa connessione.
Si tratta di utilizzare NrTransmitter, il quale deve avere una fonte di audio digitale, indicando in particolare il nodo del ripetitore, la porta di comunicazione, il nome della stazione radio virtuale e la frequenza virtuale di trasmissione.
Si distinguono tre situazioni importanti in funzione del modo in cui viene fornita l'informazione audio digitale al programma NrTransmitter: i file di dispositivo standard, lo standard input o una serie di file di registrazioni precedenti, realizzati sempre con NetStreamer.
338.1.1.2 Audio digitale proveniente dai dispositivi standard
Quando si dispone di una scheda audio, quello che questa è in grado di catturare, ovvero il canale audio indicato per la registrazione, può essere letto dai soliti file di dispositivo già mostrati più volte. Per fare in modo che un cliente di trasmissione NetStreamer prenda questa fonte, si utilizza la sintassi seguente:
NrTransmitter Device campionamento frequenza_virtuale nome_stazione [host]:porta
La parola chiave Device posta come primo argomento serve proprio a specificare questo comportamento del cliente di trasmissione. La frequenza di campionamento è un numero che si riferisce a kilohertz e comunque può essere scelto solo tra 8 e 16. La frequenza virtuale è un numero che esprime i decimi di megahertz a cui si vuole simulare la trasmissione radio.
A titolo di esempio, volendo trasmettere quello che viene dalla scheda audio con un campionamento di 16 kHz utilizzando la frequenza virtuale di 88,5 MHz per la stazione radio denominata «Stazione 1», che utilizza il ripetitore dinkel.brot.dg alla solita porta 8 888, si può utilizzare il comando seguente:
$ NrTransmitter Device 16 885 "Stazione 1" dinkel.brot.dg:8888 &
In alternativa, se il ripetitore si trova nello stesso elaboratore, si poteva fare riferimento al nodo localhost, abbreviando eventualmente nel modo seguente:
$ NrTransmitter Device 16 885 "Stazione 1" :8888 &
338.1.1.3 Audio digitale proveniente dallo standard input
Quando l'audio viene fornito a NrTransmitter attraverso lo standard input, questo deve essere in un formato PCM, ovvero senza intestazione particolare, praticamente quello che genera MP3blaster, solo che per il momento MP3blaster non può emetterlo in questo modo:
mp3blaster --sound-device=file_temporaneo file_mp3
Successivamente:
cat file_temporaneo | NrTransmitter StdIn campionamento frequenza_virtuale nome_stazione <-'
`->[host]:porta campionamento_in_ingresso
Rispetto alla sintassi vista per l'utilizzo dei dispositivi standard, in questo caso il primo argomento è la parola chiave StdIn, aggiungendo in coda un numero corrispondente alla frequenza di campionamento con cui arrivano i dati in ingresso. L'esempio dei comandi seguenti mostra l'utilizzo di una pipe con nome per ricreare un flusso continuo.
$ mkfifo /tmp/musica
$ mp3blaster --sound-device=/tmp/musica
In un altro terminale o console virtuale:
$ cat /tmp/musica | NrTransmitter StdIn 16 885 "Stazione 1" <-'
`->dinkel.brot.dg:8888 44 &
oppure, se la trasmissione avviene nello stesso nodo locale:
$ cat /tmp/musica | NrTransmitter StdIn 16 885 "Stazione 1" :8888 44 &
338.1.2 Audio digitale contenuto all'interno di «nastri»
Attraverso NetStreamer è possibile registrare dei file con un formato audio digitale speciale, che nella logica di questo applicativo sono dei nastri, esattamente come si farebbe in una stazione radio. Verrà mostrato in seguito come realizzare tali file; per il momento si tenga presente che devono avere l'estensione .tape.
NrTransmitter Directory campionamento frequenza_virtuale nome_stazione <-'
`->[host]:porta directory_dei_nastri
Rispetto a quanto visto in precedenza, si osserva che il primo argomento è la parola chiave Directory e in coda si nota l'indicazione di una directory all'interno della quale NrTransmitter va a cercare i file che terminano con l'estensione .tape. Questi file vengono scelti con una sequenza casuale e trasmessi in continuazione. Vengono riproposti i due esempi già visti in precedenza; in particolare, si fa riferimento ai file contenuti probabilmente in un disco montato per l'occasione: /mnt/musica.
$ NrTransmitter Directory 16 885 "Stazione 1" dinkel.brot.dg:8888 <-'
`->/mnt/musica &
$ NrTransmitter Directory 16 885 "Stazione 1" :8888 /mnt/musica &
338.1.3 Ricezione di una stazione radio virtuale
La ricezione è un procedimento più semplice; tutto quello che serve è indicare la frequenza virtuale e il ripetitore a cui ci si vuole collegare:
NrReceiver frequenza_virtuale [host]:porta
Il risultato viene passato ai file di dispositivo per l'input dell'audio digitale. Per esempio, per ascoltare la trasmissione proveniente dal ripetitore collocato nel nodo dinkel.brot.dg (alla solita porta) alla frequenza virtuale di 88,5 MHz, si può usare il comando seguente:
$ NrReceiver 885 dinkel.brot.dg:8888
In alternativa a NrReceiver si può utilizzare NrRecFrontend che, come suggerisce il nome, è un programma frontale per X. In tal caso si indica solo il ripetitore a cui collegarsi, perché la frequenza è specificata attraverso il pannello di questo programma.
NrRecFrontend [host]:porta
La figura 338.2 mostra come si può presentare NrRecFrontend quando è collegato alla stazione radio virtuale vista tante volte in questi esempi.
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Figura 338.2. Pannello frontale del ricevitore di NetStreamer.
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Come si può osservare, appare anche il pulsante <record>. Questo permette di iniziare una registrazione in un file .tape di NetStreamer. Per la precisione, si registra la trasmissione nel file ~/default.tape. Questo file può essere poi rinominato e utilizzato per le trasmissioni.
338.1.4 Creazione di nastri
Oltre alla possibilità di registrare dei file .tape per NetStreamer attraverso il pannello di un ricevitore NrRecFrontend, si può usare il programma NrEncoder che è in grado di generare tali file a partire da un formato PCM.
NrEncoder campionamento_in_ingresso campionamento_in_uscita
Lo schema sintattico mostra che gli unici argomenti sono il campionamento in ingresso e quello in uscita espressi in kilohertz. L'input viene fornito attraverso lo standard input e l'output si ottiene dallo standard output. Per esempio, con l'aiuto di mp3blaster si può convertire un file MP3 in due passaggi:
$ mp3blaster --sound-device=/tmp/musica mio_file.mp3
$ cat /tmp/musica | NrEncoder 44 16 > mio_file.tape
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Il formato di questi file di NetStreamer è precisamente: CCITT ADPCM. |
338.2 Icecast
Icecast (2) è un sistema di trasmissione di audio digitale MP3 attraverso il protocollo HTTP. Il meccanismo di funzionamento è quello a cui si accenna all'inizio del capitolo, con la particolarità di presentare il flusso digitale come fa il protocollo HTTP, iniziando con l'intestazione seguente, seguita poi dalla codifica MP3:
HTTP/1.0 200 OK Server: icecast/1.0.0 Content-type: audio/mpeg
Icecast si compone di un servente, corrispondente all'eseguibile icecast e di un programma cliente per la trasmissione al servente, ovvero al ripetitore, dei file MP3 che altri clienti possono poi ricevere e riprodurre.
Il servente icecast non richiede file di configurazione, dal momento che tutte le informazioni necessarie per il suo funzionamento vengono fornite attraverso la riga di comando; tuttavia, le distribuzioni GNU/Linux possono organizzare il pacchetto in modo da avviare il servizio nell'ambito della procedura di inizializzazione del sistema, dove lo script di avvio potrebbe leggere un file di configurazione con le informazioni necessarie a comporre il comando completo di avvio di icecast.
icecast [opzioni]
A titolo di esempio si può vedere come potrebbe essere strutturato, in modo elementare, lo script per l'avvio del servizio Icecast:
#!/bin/sh
#
# init.d/icecast {start|stop|restart}
#
# Importazione della configurazione di Icecast
. /etc/defaults/icecast
# Analisi dell'argomento usato nella chiamata.
case "$1" in
start)
echo -n "Avvio del servizio Icecast: "
/usr/sbin/icecast $OPZIONI &
echo
;;
stop)
echo -n "Disattivazione del servizio Icecast: "
killall icecast
echo
;;
*)
echo "Utilizzo: pippo {start|stop}"
exit 1
esac
exit 0
Si può osservare che lo script importa inizialmente il file /etc/defaults/icecast, nel quale evidentemente viene dichiarata la variabile di ambiente OPZIONI. Per esempio, sempre semplificando al massimo, questo file esterno potrebbe essere strutturato nel modo seguente, con l'unico scopo di stabilire una parola d'ordine per l'invio di un flusso audio da ritrasmettere:
PASSWORD=ciao OPZIONI="-p $PASSWORD"
Il servente di Icecast utilizza in modo predefinito delle porte TCP per ricevere e inviare il flusso audio MP3. La porta 8 000 viene utilizzata normalmente per concedere l'accesso ai programmi cliente, la porta 8 001 viene utilizzata per ricevere il flusso audio da ritrasmettere ed eventualmente la porta 8 002 serve per l'amministrazione remota del servente.
L'esempio mostrato anticipa l'uso dell'opzione -p, con la quale si stabilisce una parola d'ordine. Ciò permette di evitare che un cliente non autorizzato possa utilizzare il servente per trasmettere un flusso audio. Le opzioni principali per l'utilizzo di icecast sono riepilogate brevemente nella tabella 338.1.
Tabella 338.1. Opzioni principali di icecast.
338.2.1 Trasmissione al ripetitore
Icecast offre il programma shout per la trasmissione al servente del flusso audio MP3:
shout host [opzioni] [file_mp3]...
In condizioni normali, è più che sufficiente l'indicazione dell'indirizzo o del nome del nodo in cui si trova il servente da contattare per la trasmissione, assieme all'elenco di file MP3 da trasmettere. Spesso è necessario aggiungere una parola d'ordine per accedere al servente e questo si ottiene con l'opzione -P. La tabella 338.2 riepiloga alcune opzione di uso comune.
Tabella 338.2. Opzioni principali di shout.
$ shout dinkel.brot.dg -P ciao *.mp3
L'esempio precedente fa sì che vengano trasmessi i file corrispondenti al modello *.mp3 al servente dinkel.brot.dg, fornendo la parola d'ordine «ciao», utilizzando la porta TCP predefinita (8 001).
$ shout dinkel.brot.dg -P ciao -p elenco
Questo secondo esempio è simile al precedente, con la differenza che i file MP3 non vengono elencati nella riga di comando, ma sono forniti in un elenco contenuto nel file di testo elenco.
$ shout dinkel.brot.dg -P ciao -r -l -p elenco
Questo ultimo esempio aggiunge l'uso delle opzioni -r e -l, con le quali si ottiene rispettivamente una sequenza casuale nell'ordine dei file audio trasmessi e una trasmissione senza fine.
338.2.2 Ricezione del flusso audio digitale
Il sistema usato da Icecast per trasmettere audio digitale MP3 attraverso il protocollo HTTP è uno standard diffuso, per cui sono diversi i programmi per l'esecuzione di file MP3 che sono anche in grado di collegarsi a un flusso di questo tipo. In particolare è disponibile FreeAmp, che per accedere a un servente Icecast si utilizza semplicemente così:
freeamp http://host:porta
Per esempio,
$ freeamp http://dinkel.brot.dg:8000
fa sì che FreeAmp si colleghi al nodo dinkel.brot.dg, alla porta 8 000 in attesa di un flusso MP3.
Icecast offre anche un programma cliente abbastanza spartano, che si limita a emettere il flusso ottenuto attraverso lo standard output. Si tratta di listen:
listen host porta [proxy porta]
La sintassi del programma è essenziale; in particolare si può osservare il vantaggio dato dall'uso del protocollo HTTP, che in questo modo consente di utilizzare anche un proxy se ciò è necessario per raggiungere la rete esterna.
Da solo, listen serve a poco, perché non fa altro che ricevere il flusso MP3 emettendolo attraverso lo standard output; tuttavia può essere utile per verificare il funzionamento del servizio di Icecast.
Appunti di informatica libera 2003.01.01 --- Copyright © 2000-2003 Daniele Giacomini --daniele @ swlibero.org1) NetStreamer GNU GPL