Standard DLNA e progettazione di reti multimediali domestiche

LogoDLNASulle pagine di AUDIOreview e Digital Video abbiamo più volte avuto occasione di parlare del protocollo DLNA e delle sue grandi potenzialità. Nell’articolo del numero di ottobre 2011 di Digital Video, Marco Meta ha descritto le principali caratteristiche dei dispositivi coinvolti in una rete DLNA e dei possibili software per sistemi operativi differenti, quali, ad esempio, Microsoft Windows e Android. Nel numero di gennaio di AUDIOreview abbiamo parlato di DLNA con riferimento soprattutto all’audio di alta qualità, spiegandone anche i basilari principi tecnici di funzionamento. In questo articolo vedremo invece come installare in casa propria una rete multimediale completa ed affidabile, con particolare riferimento all’utilizzo delle apparecchiature per la fruizione di video, foto e musica. Abbiamo deciso di strutturare la trattazione nelle seguenti tre parti fondamentali:

  1. Progettazione e sicurezza della rete informatica
  2. Scelta e configurazione degli elementi software
  3. Scelta e configurazione dei dispositivi hardware.

Riteniamo doveroso precisare che pur trattando un argomento essenzialmente legato al mondo dell’Home Entertainment, le discipline coinvolte sono molteplici, assai diversificate, nonché di notevole complessità, ragione per la quale non è possibile fornire un’esposizione esaustiva di tutti i processi coinvolti. Ci limiteremo quindi ad elencare una serie di regole comuni per poter comunque disporre di una rete funzionante e affidabile, dalla quale poter ricavare qualche ora di divertimento con i nostri contenuti multimediali preferiti. È altresì importante che il nostro sistema, una volta installato e configurato correttamente, sia assolutamente stabile ed affidabile, oltre che scalabile. Tutto questo è necessario affinché la visione di video, foto e l’ascolto di contenuti musicali possa essere del tutto agevole, senza il minimo sforzo anche da parte dell’utente meno preparato in materie informatiche. Per la stessa ragione, è altrettanto consigliabile disporre di dispositivi di alta qualità ed affidabilità, nonché di software (con riferimento soprattutto a Media Server e Media Controller) selezionato, robusto e ben progettato.

Del “Fattore Abilitante”, infatti, abbiamo parlato spesso proprio su queste pagine e riteniamo sia sempre di estrema importanza che tutti i processi operativi rispettino questa semplice regola, altrimenti le tecnologie coinvolte finiscono per diventare esse stesse una sorta di “collo di bottiglia”, ovvero un elemento in grado di sottrarre tempo e piacere alla visione di grandi film o all’ascolto di opere musicali o semplicemente alla visione su grande schermo delle fotografie delle proprie vacanze. Del resto, questo è il fine ultimo di un’architettura DLNA ben progettata, assicurare totale compatibilità nonché una completa interazione tra tutti i dispositivi in nostro possesso, in modo che, senza sforzo alcuno, si possa essere in grado di ascoltare dei file musicali in alta qualità residenti su uno smartphone o su un tablet direttamente attraverso il proprio sistema audio, visionare con un tablet le foto scattate con il proprio cellulare compatibile, oppure riprodurre attraverso il display di uno smartphone una sequenza video residente sul proprio server multimediale, magari ubicato in un altro locale della nostra abitazione. Proprio a questo proposito, vi invitiamo a prendere visione del sito ufficiale DLNA (www.dlna.org), da poco completamente rinnovato, non solo nella presentazione e nel layout grafico, ma anche nei contenuti e nei servizi offerti.

Attraverso l’utilizzo di simpatiche animazioni, anche gli utenti meno esperti possono comprendere le enormi potenzialità del sistema ed essere quindi stimolati a realizzare una semplice rete multimediale nella propria casa (Figura 1 e 2).

Figura 1

Figura 1

Figura 2

Figura 2

Il sito dispone poi di un motore di ricerca interno che consente di individuare apparecchiature appartenenti a tutte le categorie operative interessate, visionando il relativo modulo di certificazione (Figura 3). È doveroso ricordare che la certificazione DLNA di un determinato prodotto è decisamente costosa e quindi uno specifico apparato può essere equipaggiato di tutte le caratteristiche funzionali richieste (o almeno quelle di base) senza riportare esplicitamente la relativa certificazione, come ad esempio l’ottimo Linn DS Akurate, presentato e provato da Giovanni Falcone e Fabrizio Montanucci sul numero di marzo di AUDIOreview.

Figura 3

Figura 3

Entriamo ora nel vivo della nostra trattazione, incominciando forse dai processi operativi più complessi, ovvero la progettazione e realizzazione di una infrastruttura di rete.

Progettazione e configurazione della rete locale

Progettare e realizzare in tempi brevi una rete locale affidabile e di buona qualità, costituita da un elevato numero di apparati, non è certamente un compito semplice. È interessante comunque rilevare il fatto che oggi i router adibiti ad uso residenziale e in generale i moderni sistemi operativi siano in grado di offrire un elevato grado di affidabilità, semplicità di installazione, configurazione ed utilizzo. Infatti attraverso l’implementazione di appositi automatismi, conformi agli standard stabiliti da un’importante associazione denominata Forum UPnP (Universal Plug & Play, su cui la stessa DLNA basa parte delle proprie specifiche), gli apparati stessi sono in grado di stabilire connessioni di rete e divenire quindi operativi automaticamente in pochissimo tempo, senza sforzo alcuno da parte dell’utente finale. Ormai quasi tutte le configurazioni casalinghe che prevedono l’utilizzo di un semplice PC (notebook o desktop) sono dotate di un router ADSL equipaggiato anche di un Access Point wireless e di almeno quattro porte Ethernet cablate. Tuttavia per installare una buona rete locale, apparati fondamentali come router, switch ed eventuali access point wireless o ripetitori di segnale devono essere di buona qualità e in grado di offrire un vasto numero di funzionalità per una configurazione ottimale. Certamente non conviene risparmiare su questi dispositivi, tanto più che oggi apparati di assoluto pregio possono essere acquistati a poche centinaia di euro. È bene anche comprendere che gli automatismi Plug&Play facilitano in larga misura la configurazione della rete, ma per ottenere performance decisamente notevoli, nonché per assicurare un elevato grado di sicurezza e protezione dei propri dati, è indispensabile qualche semplice intervento manuale, soprattutto se gran parte della rete si appoggia su un’infrastruttura wireless. Tale soluzione infatti può rivelarsi perfettamente adeguata anche in un contesto di fruizione di contenuti multimediali ad alta risoluzione, offrendo nel contempo tutti i vantaggi di installazione fisica di apparati e server, lasciando quindi all’utente la massima libertà di movimentazione delle macchine coinvolte all’interno della propria abitazione. Per poter usufruire di materiale audio e video in alta definizione la nostra rete dovrà necessariamente essere:

  • stabile
  • affidabile
  • scalabile
  • sicura.

Per prima cosa sarà necessario individuare le principali caratteristiche operative di ciascun dispositivo, nonché il loro posizionamento ottimale all’interno dello spazio analizzato. Per connettere dal punto di vista logico i vari apparati, abbiamo a disposizione essenzialmente tre tipi di tecnologie:

  1. Cavi Ethernet RJ45 (Standard IEEE 802.3)
  2. WLAN Wi-Fi (Standard IEEE 802.11n)
  3. Soluzioni Powerline (Ethernet su onde convogliate).

A causa dell’estrema varietà di configurazioni architettoniche che di volta in volta saranno oggetto di analisi, si dovrà ricorrere a una soluzione mista che, se del caso, potrà arrivare a comprendere segmenti appartenenti alle tre tecnologie esemplificate. Iniziamo quindi a presentare brevemente le tre tipologie di collegamento esposte, precisando che, considerata la vastità dell’argomento, in questa sede ci limiteremo a fornire esemplificazioni di carattere meramente pratico.

Per quanto riguarda i cavi Ethernet dotati di connettore RJ45, diciamo immediatamente che si tratta della soluzione migliore, soprattutto per quanto concerne affidabilità e stabilità. Attenzione però, perché non tutti i cavi sono uguali e, al fine di rendere la nostra rete affidabile e scalabile, conviene procedere alla posa di cavi certificati per le trasmissioni Gigabit Ethernet (Standard IEEE 802.3u), che permettono teoricamente di raggiungere velocità di trasferimento pari a 1000 Mbit/s, dieci volte la velocità nominale di Fast Ethernet. Quest’ultimo sarebbe di per sé pienamente sufficiente per supportare flussi audio e video in HD, ma ricordiamo anche la frequente necessità di spostare notevoli quantità di Gigabyte di dati dai dischi fissi dei nostri personal computer verso i server NAS multimediali presenti sulla rete. Per una LAN Gigabit Ethernet, consigliamo di utilizzare esclusivamente cavi di Categoria 5e o, ancora meglio, di Categoria 6. In entrambi i casi, i cavi dovranno essere dotati di schermatura (STP – Shielded Twisted Pair oppure S/STP). Per quanto riguarda invece le soluzioni wireless, il problema diventa certamente più complesso, in quanto sarà periodicamente necessario verificare la portata e la stabilità del segnale nello spazio utilizzato. Per quanto riguarda la connettività wireless basata su IEEE 801.11n, precisiamo che i canali radio sono in grado di operare sia nella banda dei 2,4 GHz, sia nella banda dei 5 GHz. Quest’ultima può offrire prestazioni decisamente superiori, giungendo ad una velocità teorica di 450 Mbps (Megabit per secondo). Sebbene tale limite sia raramente raggiunto, conviene scegliere apparati come access point wireless o estensori di campo compatibili con tale banda di frequenze, anche se non tutte le schede wireless a bordo di dispositivi client come notebook, smartphone o tablet sono in grado di agganciare tale tipologia di segnale. In fase di installazione di una rete wireless, sarà quindi necessario verificare le compatibilità di tutte le schede wireless coinvolte. Discorso a parte meritano invece i cosiddetti estensori di segnale o Range Extender.

Figura 4

Figura 4

In Figura 4 vediamo, a puro titolo esemplificativo, un ripetitore wireless WN2500RP della Netgear. Questi apparati sono molto utili per connettere due segmenti di rete che si trovano in zone differenti del medesimo edificio. È importante che sia il router wireless principale (o l’access point principale) sia il Range Extender siano in grado di operare nella banda dei 5 GHz, in modo che la ripetizione del segnale radio avvenga in questa banda di frequenze. Adottando questa soluzione avremo quindi la possibilità di creare molteplici reti wireless (2,4 GHz e 5 GHz), ognuna con le sue determinate regole di sicurezza logica, su cui si attesteranno i vari dispositivi client compatibili, in relazione alla loro distanza fisica dall’emettitore radio più vicino. Il Range Extender, a sua volta, può essere dotato di un certo numero di porte Ethernet RJ45 (di solito si tratta di quattro connettori) a cui poter collegare altri dispositivi di rete. In questo caso si tratta solitamente di porte compatibili almeno con lo standard Fast Ethernet (100 Mbps). In sintesi, il comportamento di questi Range Extender è del tutto analogo a quello di un bridge o di uno switch. Ricordiamo che uno switch è molto importante per estendere la propria rete oltre il numero di porte Ethernet cablate previste dal nostro router principale. Nel caso dei router domestici tali porte sono limitate generalmente a soli quattro connettori, quindi per assicurare una completa disponibilità di porte per i nostri collegamenti conviene scegliere uno switch con almeno otto porte, compatibile con lo standard Gigabit Ethernet. Lo switch è anche molto utile all’interno di un’architettura DLNA, dove un Digital Media Server (ad esempio un NAS – Network Attached Storage) e un Media Renderer sono entrambi connessi al medesimo switch. In questo caso, infatti, le comunicazioni avvengono esclusivamente su questo segmento, senza quindi gravare in modo significativo sul router principale. Lo switch opera infatti a livello 2 ISO/OSI utilizzando gli indirizzi MAC (Media Access Control, ovvero gli indirizzi fisici assegnati univocamente ad ogni scheda di rete) delle macchine collegate.

Per quanto riguarda gli apparati ad onde convogliate, ne abbiamo parlato diffusamente proprio sulle pagine di Digital Video. Ricordiamo brevemente che questi adattatori permettono di utilizzare la rete elettrica domestica come mezzo trasmissivo per trasportare flussi di dati a differenti velocità che possono variare in relazione alla configurazione dell’impianto elettrico casalingo. In pratica viene condiviso il canale fisico di trasmissione, sovrapponendo alla frequenza della normale linea elettrica un segnale a frequenza più elevata che contiene le informazioni utili. Il vantaggio di una tale installazione è facilmente intuibile; non occorre assolutamente posare cavi Ethernet per collegare tra loro differenti locali, ma sarà sufficiente dotarsi di una o più coppie di adattatori Powerline per risolvere il problema. Tuttavia le velocità raggiunte non possono certamente competere con una efficiente rete Gigabit Ethernet realizzata con appositi cavi di categoria adeguata.
Dopo avere quindi definito il nostro progetto ed avere posizionato e collegato correttamente le varie apparecchiature, passiamo alla semplice configurazione logica di tutta la nostra rete locale. In questo contesto ci limiteremo a dare informazioni di massima, al fine di ottenere le più elevate prestazioni possibili, unitamente ad un buon grado di sicurezza (vedi box separato). I moderni sistemi operativi Microsoft, con particolare riferimento a Windows 7, dispongono di sofisticati automatismi che permettono al sistema operativo stesso di rilevare e configurare automaticamente gli apparati di rete compatibili. Il nostro consiglio è comunque quello di prendere un minimo di dimestichezza con i protocolli di base e con l’architettura della rete che ci prepariamo a configurare. Per prima cosa sarà utile disabilitare il servizio DHCP sia sul router principale, sia su tutti gli altri apparati, e quindi procedere ad assegnare manualmente un indirizzo IP univoco ad ogni dispositivo. Il server DHCP è presente sostanzialmente su tutti i router residenziali e su tutti gli apparati client di cui possiamo disporre.

Si tratta di un servizio operante a layer 7 ISO/OSI che permette l’assegnazione automatica di un IP univoco ad ogni dispositivo client che ne faccia utilizzo. Per pure ragioni di sicurezza logica, soprattutto nel contesto di una LAN con segmenti wireless, consigliamo fortemente di spegnere tale servizio e di procedere alla configurazione manuale delle singole macchine (vedi box di approfondimento sul tema della sicurezza logica nelle reti locali). L’estrema eterogeneità degli apparati che possono entrare a fare parte di una rete multimediale non permette di fatto di fornire un’esemplificazione unica e definitiva delle configurazioni di rete in questo specifico senso. È utile comunque ricordare sempre che in quasi tutte le casistiche ipotizzabili, una volta disabilitato il servizio DHCP, il sistema necessita che l’utente fornisca almeno cinque parametri di base, ovvero l’indirizzo IP del dispositivo da configurare (si dovrà sempre procedere all’assegnazione di indirizzi IP univoci, ossia non ci potranno essere due macchine nella medesima LAN con lo stesso indirizzo IP giacenti nella medesima subnet), l’indirizzo del gateway principale, che corrisponde al nostro router centrale che assolve anche le funzioni di gateway verso la rete Internet, la subnet mask (la maschera di sottorete) e i server DNS primari e secondari. Questi ultimi possono essere lo stesso indirizzo IP del gateway, nel caso si voglia utilizzare il servizio DNS fornito dal nostro Internet Service Provider, oppure possiamo utilizzare un servizio DNS esterno, come gli ottimi server DNS di Google (in questo caso si dovrà procedere all’inserimento dell’indirizzo 8.8.8.8 come server primario e 8.8.4.4 come server secondario).

La definizione della subnet mask, o maschera di sottorete, è estremamente importante per definire il range di appartenenza di una determinata macchina all’interno di una data rete IP, al fine di ridurre il traffico sviluppato sulla stessa, semplificando la ricerca di un determinato host che, se viene a trovarsi nella medesima rete, non verrà raggiunto mediante processi di routing, ma esclusivamente utilizzando l’indirizzo MAC individuato mediante un’interrogazione della tabella ARP. In estrema semplificazione e nella quasi totalità dei casi, la nostra subnet potrà essere valorizzata a 255.255. 255.0 che prevede la possibile assegnazione di 254 host nella sottorete (più precisamente si tratta di 256 possibili indirizzi IP [2^8] dai quali bisogna sottrarre la default network 0.0.0.0 e il broadcast) oppure 255.255.255.128 (126 host) o anche 255.255.255.192 (62 host), più che sufficienti nella quasi totalità di possibili configurazioni residenziali. In Figura 5 vediamo uno schema semplificato di una possibile configurazione di rete in ambito domestico, costituita da apparati di rete, server DLNA, controller wireless quali tablet e smartphone, ed infine renderer/player DLNA come schermi Full HD ed impianti audio.

Figura 5

Figura 5

Scelta e configurazione degli elementi software

Quando parliamo di software all’interno di un’architettura DLNA, possiamo egualmente riferirci a programmi adibiti alle funzioni di Server, Renderer/Player e Controller. In questo articolo faremo riferimento in modo particolare ai software Media Server e Media Controller, in quanto le funzionalità di player/renderer sono in qualche modo già presenti negli apparati come Schermi TV o Network Audio Player, oggetto di presentazione nella sezione successiva. Ad essere precisi, anche le funzioni tipiche di un Media Server possono essere già implementate in un server NAS (Network Attached Storage) compatibile con UPnP/DLNA. Proprio qui emerge una delle importanti caratteristiche operative di una rete multimediale, soprattutto in relazione al “fattore abilitante” di cui abbiamo parlato spesso. Possiamo in effetti scegliere di usare un PC (desktop o notebook) come server DLNA utilizzando Windows Media Player oppure uno dei tanti programmi, come ad esempio l’ottimo Mezzmo di Conceiva, di cui parleremo tra breve. Da un lato, l’utilizzo di Windows Media Player risulta semplice ed immediato e naturalmente a costo zero.

D’altra parte, tale software non offre il supporto per alcune tipologie di file multimediali, come ad esempio il formato audio Flac. Sono invece normalmente supportati i più comuni file video, anche nella versione in HD. A prescindere da quale software decidiamo di installare, dobbiamo ricordare infatti che un Personal Computer non è probabilmente lo strumento più adatto a diventare un Media Server DLNA affidabile e soprattutto comodo da usare, a causa delle complesse configurazioni possibili su un tale sistema, dei tempi di caricamento del sistema operativo, della rumorosità delle ventole di raffreddamento, nonché del consumo elettrico elevato. Un server NAS, al contrario, una volta correttamente configurato, può restare sempre attivo sulla rete, entrando in modalità “dormiente” quando non viene utilizzato per lungo tempo, riducendo ulteriormente rumorosità e consumi, di fatto già inferiori rispetto a una workstation o a un PC desktop.

Nonostante questi fattori, oggi un notebook di adeguata potenza di calcolo e di elevata silenziosità dei componenti interni può anche essere usato come Media Server, laddove installazioni in ambienti di dimensioni particolarmente limitate rendono difficoltoso il collegamento di molteplici apparati. In ambiente Microsoft Windows presentiamo un paio di programmi server decisamente ben progettati e realizzati. Il primo si chiama Mezzmo ed è sviluppato dalla società australiana Conceiva Pty. Ltd. (www.conceiva.com). Il prezzo è di circa 30 dollari USA, ma può essere scaricato e provato in tutte le sua funzionalità per un periodo di tempo limitato. Questo programma si è dimostrato particolarmente leggero e veloce, pronto per un utilizzo immediato, ma anche estremamente versatile e configurabile. La compatibilità con i vari formati audio e video è pressoché completa ed è stato correttamente riconosciuto da tutti i controller che abbiamo utilizzato per le nostre prove, reagendo correttamente a tutti i comandi impartiti, compresa la funzionalità di ricerca e di posizionamento all’interno di una sequenza video o brano musicale. In Figura 6 vediamo la schermata principale di questo server, dove è ovviamente possibile organizzare i nostri file multimediali, gestire i metadati presenti in ogni file ed eseguire un monitoraggio completo della rete, attribuendo a ciascun client collegato un determinato set di permessi in base ai nostri criteri di pianificazione in materia di sicurezza. Come possiamo vedere, per ogni file vengono mostrati il sistema di codifica utilizzato, la velocità in bit-rate, i metadati, il numero di canali audio e tanti altri importanti parametri.

Figura 6

Figura 6

In Figura 7 e in Figura 8 vediamo due interessanti caratteristiche di questo programma, ovvero la possibilità di eseguire una completa transcodifica di un determinato file audio/video in base alle possibilità di riproduzione da parte del player utilizzato. Tale transcodifica può essere eseguita in realtime (in questo caso occorrono macchine multiprocessore di grande potenza e stabilità) oppure in background prima dell’esecuzione del file medesimo. Il secondo programma di cui ci occupiamo in questo articolo si chiama Wild Media Server e può essere scaricato, provato ed eventualmente acquistato (al prezzo di 15 USD) dal sito web del produttore (www.wildmediaserver.com).

Figura 7

Figura 7

Figura 8

Figura 8

In Figura 9 vediamo la schermata principale di questo software, unitamente alla form che mostra le caratteristiche di un file video in riproduzione su un dispositivo player (un TV-LED Samsung 46C7000) mostrato nella parte inferiore della schermata. Anche in questo caso, le possibilità di configurazione sono molto numerose, la compatibilità con un elevatissimo numero di formati audio e video è assolutamente assicurata ed infine il programma non ha mostrato segnali di instabilità o di degrado delle performance anche su macchine dotate di processori non particolarmente veloci e con un limitato numero di GB di memoria RAM.

Figura 9

Figura 9

Infine anche con svariate applicazioni installate su vari dispositivi controller (soprattutto su Android) questo Media Server ha sempre reagito egregiamente a tutti i comandi impartiti, anche quelli raramente utilizzati. Per quanto riguarda i programmi da installare sui dispositivi controller, la scelta non è così semplice, considerata la grande vastità di applicazioni disponibili e l’improbabile compatibilità totale tra tutti i dispositivi ed elementi software coinvolti. Incominciamo quindi con fornire alcune indicazioni di massima cui prestare attenzione per l’identificazione di un software controller stabile, sicuro e facilmente configurabile. La caratteristica più importante di un controller è certamente la qualità della sua interfaccia utente e le funzioni da essa esposte. È essenziale che tale interfaccia possa offrire un elevato livello di usabilità e responsività ai comandi impartiti, anche su schermi di limitate dimensioni. Ricordiamo che spesso queste applicazioni sono destinate a girare su tablet o smartphone, perciò è essenziale che pulsanti, barre di scorrimento, caselle di selezione ed altri controlli similari siano sempre accessibili con facilità. Per quanto riguarda le specifiche funzionalità, diciamo subito che le più importanti sono da identificare nella possibilità di programmare playlist di riproduzione, anche lunghe e complesse, da inviare poi alla macchina renderer, senza dover più intervenire sulla medesima programmazione. Con particolare riferimento alle sequenze video, qualunque sia il sistema di codifica adottato, è davvero consigliabile poter disporre di una barra di scorrimento, adeguatamente reattiva, mediante la quale si possa saltare da un punto all’altro del filmato con facilità, riducendo al minimo i tempi di latenza e di buffering.

Tali tempistiche, che possono variare da pochi decimi di secondo ad alcuni secondi, sono anche condizionate dalle prestazioni della rete nel suo complesso, nonché dalle performance del server multimediale in esecuzione. È opportuno anche che la UI (User Interface) del controller possa esporre anche tutti quei controlli aggiuntivi eventualmente previsti dal renderer collegato. Nel caso di schermi TV, ad esempio, si potrà di volta in volta disporre di una serie di barre di scorrimento per controllare finemente parametri come il volume audio, il grado di luminosità, saturazione, contrasto o addirittura i singoli canali RGB. Vediamo quindi che i parametri in gioco sono davvero tanti, ragione per la quale ci limitiamo a consigliare, a puro titolo esemplificativo, due software per piattaforma Android che, nonostante vengano forniti gratuitamente, si sono dimostrati decisamente versatili ed affidabili con tutte le configurazioni hardware/software utilizzare nelle nostre prove.

Abbiamo anche installato questi software su più versioni di Android a bordo di differenti dispositivi fisici, ottenendo gli stessi apprezzabili risultati. Il primo programma si chiama Skifta (vedi Figura 10) ed è disponibile sul sito ufficiale (www.skifta.com) oppure può essere scaricato direttamente sul proprio tablet dal Market Android. In Figura 11 vediamo invece il sito web di Twonky. Si tratta di una suite di prodotti estremamente completa ed anche la versione mobile si è rivelata molto buona, offrendo funzioni avanzate di tutto rispetto, tra le quali notiamo la possibilità di trasformare lo stesso tablet o smartphone in un piccolo server DLNA dal quale prelevare contenuti multimediali (foto o video realizzati con lo stesso dispositivo) da visualizzare su qualsiasi altro elemento player/renderer presente sulla nostra rete DLNA, oppure addirittura su un altro tablet, magari con uno schermo a maggiore risoluzione, oppure sul nostro PC o sullo schermo TV.

Figura 10

Figura 10

Figura 11

Figura 11

Scelta e configurazione dei dispositivi hardware

In questa sezione presentiamo sommariamente le caratteristiche più importanti che i vari dispositivi hardware devono possedere per assicurare una fruizione piacevole e di qualità dei nostri contenuti multimediali. Prima di tutto rimaniamo ancora un poco nel territorio informatico poiché è assolutamente doveroso parlare dei server NAS (Network Attached Storage). Si tratta, in sintesi, di apparati dotati di tre elementi fondamentali ovvero unità a dischi (solitamente ridondate), scheda di rete (per l’interfacciamento alla rete locale o alla rete Internet) e sistema operativo. Come possiamo vedere si tratta di apparecchiature che possono raggiungere elevati livelli di complessità ed utilizzo, in base ovviamente all’utenza di destinazione. Nel nostro caso ci soffermiamo ovviamente sulle capacità di questi apparati di attestarsi su una rete DLNA e quindi fornire ai player/renderer i contenuti selezionati. Oggi quasi tutti i NAS delle più importanti case costruttrici offrono pieno supporto alla connettività DLNA, con tanto di server multimediale preinstallato. A titolo puramente illustrativo vediamo il NAS Stora della Netgear in Figura 12.

Figura 12

Figura 12

La più importante caratteristica che un NAS di questa fascia deve possedere è certamente rappresentata dalla compatibilità con la maggior parte di file audio e video possibili. Come è noto, la varietà di codificatori oggi disponibili è davvero elevata, ma ricordiamo che quelli di uso più comune, ovvero quelle tipologie di codec utilizzati da contenuti multimediali creati in proprio o legalmente acquistati, non sono poi così numerosi. Segnaliamo comunque che sui relativi siti web dei vari produttori è possibile verificare con metodica precisione tutti i tipi di file supportati dal NAS in osservazione. Per attivare le funzionalità DLNA è sufficiente, nella maggioranza dei casi, selezionare la relativa casella di spunta (checkbox) nel pannello di controllo del NAS, a cui si accede mediante un’interfaccia web visualizzabile con un normale browser. Alcuni NAS più sofisticati possiedono controlli aggiuntivi come la gestione dei metadati, i controlli degli accessi e i privilegi autorizzativi e soprattutto la capacità di transcodificare al volo i file che si trovano nelle cartelle condivise.

In Figura 13 vediamo la scheda di controllo delle opzioni di transcodifica audio previste dal sistema operativo DSM 3.2 a bordo di un NAS Synology DiskStation. Alcune tipologie di codifica audio lossless possono essere decodificate in realtime, così che il server potrà consegnare al renderer/player una sequenza in LPCM (PCM lineare non compresso). In questo caso, tale opzione risulta particolarmente apprezzabile nel caso di file audio APE; raramente infatti abbiamo riscontrato compatibilità verso questo formato da parte di lettori o sintoamplificatori DLNA compatibili. Ecco che allora questa soluzione si dimostra efficace, dato che è sufficiente la compatibilità con il PCM lineare da parte dell’apparato di riproduzione. In ogni caso ricordiamo di prestare attenzione alle sequenze decodificate, dal momento che talune macchine presentano limitazioni in frequenza di campionamento e bit di quantizzazione accettati nel caso si voglia riprodurre audio PCM.

Figura 13

Figura 13

Un’altra importante caratteristica da tenere in considerazione nell’acquisto di un server NAS per uso multimediale in rete DLNA risiede nella capacità della macchina (ed eventualmente dei dischi rigidi in essa installati) di servire con affidabilità e stabilità più di un client collegato. Questo dipende essenzialmente da che tipologia di configurazione residenziale ci troviamo di fronte, ma è chiaro che se un solo Network Attached Storage viene adibito a Media Server con una decina di client di cui almeno la metà attivi contemporaneamente che richiedono streaming video in alta definizione 1080p, allora si dovrà essere certi che la macchina in questione possa agevolmente supportare un tale livello di traffico di rete. In alternativa si può pensare di utilizzare più di un server DLNA. L’abbassamento dei prezzi di questa categoria di prodotti infatti permette tranquillamente di dotarsi di almeno due NAS che eventualmente possono essere messi in configurazione di back-up notturno automatico mediante il protocollo RSync, di fatto preinstallato in molti apparecchi di questa fascia. Infine notiamo che taluni Media Server DLNA, soprattutto software da installare sul proprio personal computer, ma anche a bordo di macchine fisiche come dischi di rete, presentano una funzionalità in grado di eseguire una sorta di adeguamento del flusso dati, in termini di compressione e bitrate, in base al throughput di rete sui collegamenti LAN verificando anche se il flusso dati avviene su linee cablate oppure attraverso sistemi wireless.

Questa opzione rende possibile il trasferimento di materiale multimediale particolarmente esigente in termini di banda disponibile, soprattutto se si è soliti utilizzare client wireless o un Range Extender di cui abbiamo parlato. In tal modo, però, mentre nel caso di sequenze video l’occhio umano sarebbe in grado di cogliere immediatamente il degrado e l’abbassamento di risoluzione operato dal sistema, nel caso di audio alle più alte risoluzioni tale perdita di informazioni non verrebbe rilevata istantaneamente, se non da un orecchio particolarmente allenato, con buone capacità analitiche e sensibilità musicale. Per questa ragione, la funzionalità di cui abbiamo parlato dovrebbe essere sempre disattivabile dall’utente e comunque il player o il renderer utilizzati devono essere in grado di visualizzare il sistema di codifica dei flussi ricevuto unitamente al relativo bitrate. In questo modo l’utente è in grado di monitorare i segnali effettivamente codificati e tutti i relativi parametri trasmessi dal media server e riprodotti dal renderer.

Per quanto riguarda la scelta degli apparati renderer/player il discorso è decisamente più complesso, considerata la vastità di apparecchiature oggi disponibili. In primo luogo consigliamo sempre di esaminare attentamente le caratteristiche tecniche dell’apparato che intendiamo acquistare, per accertarci che il medesimo disponga delle funzionalità che ci interessano. In un contesto di fruizione di contenuti in una rete domestica, ci dovremo concentrare sulla compatibilità dei vari formati audio e video in riproduzione, sulla certificazione DLNA e sulle funzioni di rete che la macchina è in grado di supportare. Abbiamo infatti detto che la certificazione DLNA non è propriamente economica e quindi taluni dispositivi non riportano il relativo logo, tuttavia essi sono in qualche modo in grado di interfacciarsi alla rete locale multimediale, sia pure con talune limitazioni. Se intendiamo utilizzare una determinata macchina prevalentemente in ambiente di rete, è bene poter capire subito quali sono le sue specifiche possibilità funzionali in questo preciso contesto operativo. A questo proposito ricordiamo che DLNA prevede anche una modalità operativa denominata “2-Box Model” che a sua volta viene suddivisa in “2-Box Push Controller” (vedi Figura 14) e “2-Box Pull Model” (vedi Figura 15).

Figura 14

Figura 14

Figura 15

Figura 15

In questo scenario non è previsto l’abituale utilizzo di un terzo elemento adibito alle funzioni di controller, bensì uno specifico dispositivo può eseguire la richiesta di un contenuto direttamente a un Media Server (2-Box Pull Model) oppure diventare media Server a sua volta, indirizzando lo stesso contenuto multimediale direttamente a un renderer/player individuato sulla rete locale (Push Controller +PU+). Queste possibilità operative sono in realtà molto importanti, poiché liberano l’utente dalla necessità di possedere un controller e contribuiscono a rendere veloce ed immediata la fruizione di qualsiasi contenuto su qualsiasi dispositivo. Ad esempio, le foto appena scattate con il nostro smartphone possono essere inviate direttamente ad uno schermo TV in alta risoluzione proprio mediale la modalità “Push Controller”.

Ovviamente lo smartphone o il tablet in questione dovrà essere in grado di rilevare la presenza dello schermo TV nella lista dei dispositivi renderer e lo schermo dovrà a sua volta essere in grado di supportare questa funzionalità. In questo contesto, l’usabilità ed il livello di interazione delle interfacce grafiche deve essere sufficientemente elevato al fine di rendere l’esperienza utente quanto più semplice ed immediata possibile. Molti sintoamplificatori e lettori Blu-ray possiedono funzionalità DLNA complete, mentre altri sono compatibili con i più diffusi formati di compressione audio e video, ma presentano limitazioni nella riproduzione mediante flussi di rete oppure non vengono “visti” come player o renderer all’interno di un’architettura DLNA/ UPnP. È opportuno quindi valutare attentamente il prodotto da acquistare, soprattutto in relazione all’utilizzo al quale sarà prevalentemente destinato. In ambito puramente video, dovremo verificare la compatibilità della macchina con i più diffusi formati e se essa è in grado di riprodurli mediante streaming su una rete. Queste caratteristiche dovrebbero essere sempre chiaramente indicate nelle pagine del sito web del produttore (anche su quelle localizzate in lingua italiana) ed ovviamente sul manuale operativo.

La presenza di una interfaccia utente comodamente visibile attraverso il proprio schermo TV può compensare addirittura l’assenza di un eventuale display e di un pannello di controllo frontale, se escludiamo i controlli attivabili dal telecomando in dotazione. Se lo streaming A/V avviene attraverso uno schermo TV, l’intera interfaccia è visibile esclusivamente mediante lo schermo stesso. In questo ambito operativo è opportuno disporre anche di controlli avanzati, laddove supportati anche dai Media Server utilizzati. Nel caso invece si voglia usufruire esclusivamente di materiale audio, il discorso è un po’ più complesso, in quanto, sebbene molti sintoamplificatori e lettori Blu-ray siano in grado di leggere i più diffusi formati (Flac, Wave, Mp3, Aac), si dovrà puntualmente verificare la possibilità di controllare i processi di riproduzione di un brano (play, pausa, stop) senza essere costretti ad attivare un dispositivo video di alcun tipo, fatta eccezione per quei dispositivi che possono agire anche da controller, come ad esempio un tablet. Quindi è altresì determinante che il player/renderer possa agevolmente essere rilevato nella corretta categoria DLNA di appartenenza da qualsiasi controller che si attesta sulla nostra LAN multimediale. Purtroppo non tutti i player fino ad oggi provati, escludendo naturalmente i network audio player dedicati, sono in grado di soddisfare questo importante requisito. In questo caso se il display frontale dell’apparecchio non è in grado di visualizzare la lista dei server presenti sulla rete e di sfogliarne le relative cartelle e i relativi file con gli appositi controlli sul pannello frontale o sul telecomando, il concetto di “fattore abilitante” perde qui gran parte del suo significato. Ecco perché se intendiamo acquistare una macchina essenzialmente per uso video, ma che in qualche modo possa regalarci ore di puro ascolto anche con contenuti audio acquistati in rete, dobbiamo prestare attenzione alle capacità operative in relazione agli altri componenti del nostro sistema multimediale.

Conclusioni

Come abbiamo potuto vedere, le possibilità che il sistema DLNA ci offre sono davvero numerose e giammai limitate al solo mondo della musica liquida. Certamente la musica acquistata legalmente in rete offre la possibilità di una fruizione veloce e di alta qualità, anche nel contesto di un’architettura semplice e di ridotte dimensioni. È sufficiente infatti un notebook di buona qualità, un router ADSL e un player per poter apprezzare i nostri brani preferiti con tempi di attivazione del sistema estremamente contenuti. Se invece prevediamo che la nostra rete multimediale debba essere composta da svariati apparati anche diversificati, in funzione della fruizione di contenuti da parte di diversi membri della nostra famiglia, allora sarà bene pianificare gli acquisti in base alle caratteristiche tecniche che ci interessano e quindi spendere un po’ più di tempo nel processo di configurazione dell’intera rete.

Se estendiamo infatti il concetto di fruizione multimediale anche al video e alla visione di fotografie realizzate con i nostri apparati, ci rendiamo conto di quanto possa essere comoda e soddisfacente l’interazione delle macchine coinvolte. Le nostre case, però, non devono diventare una sorta di centro elaborazione dati, con macchinari ingombranti, invadenti che necessitano manutenzione e configurazioni giornaliere. In questo caso le attività tecniche e sistemistiche diventerebbero predominanti rispetto alle possibili funzioni finali cui gli apparati stessi sono destinati. Come si vede quindi le discipline in gioco sono molteplici (dalla domotica alle reti di calcolatori, passando per soluzioni estetiche di interior design e alta fedeltà audio/video) e la pianificazione consapevole della nostra architettura si rivela estremamente importante per garantire a noi e alla nostra famiglia ore di divertimento con musica, video e foto di qualità.

di Stefano Corti


 

Sicurezza informatica nelle reti wireless IEEE802.11n

Il tema della sicurezza informatica è oggi di grande rilevanza e purtroppo spesso ignorato e sottovalutato, soprattutto proprio in contesti di reti di calcolatori ed apparati installati presso abitazioni private. La grande quantità di servizi e contenuti presenti nella rete Internet contribuisce a sviluppare un traffico di dati e di informazioni spesso caratterizzate da elevati gradi di importanza e riservatezza. Le reti wireless sono di fatto diventate d’uso quotidiano in moltissime case ed appartamenti.

Per rendersene conto è sufficiente fare una passeggiata per una strada della propria città con un tablet o uno smartphone alla ricerca di una rete wireless ed osservare la lista di reti che verranno individuate in base ai nostri spostamenti. È chiaro che i sistemi wireless, basati su frequenze radio che si propagano nell’aria, espongono la nostra rete ad intercettazioni ed intrusioni di varia natura e complessità, in modo molto più significativo rispetto ad una rete locale interamente cablata. Considerata l’estrema vastità e complessità dell’argomento, in questa sede ci limiteremo a fornire informazioni e tecniche basilari per non cadere negli errori più comuni e lasciare così che la nostra LAN sia attaccabile anche da persone non particolarmente esperte di sofisticate tecniche di hacking e cracking. È importante sapere che oggi i router per uso domestico sono dotati di tutte le funzioni per elevare il grado di sicurezza della propria rete, così come la quasi totalità degli altri apparati di rete, siano essi server di rete o client. A questo proposito è sempre utile controllare con periodicità gli aggiornamenti firmware disponibili per il router centrale e per tutte le macchine coinvolte. Le apparecchiature più sofisticate dispongono di automatismi che provvedono a mantenere aggiornato il proprio firmware interrogando con regolarità i server del produttore.

Abbiamo parlato in precedenza del servizio DHCP. Come ogni servizio esposto su una rete, esso si presta ad essere oggetto di attacchi o intrusioni da parte di client non autorizzati che possono così ricevere un indirizzo IP univoco e scoprire quindi l’indirizzo del router a bordo del quale gira il servizio in questione. Conviene quindi procedere allo spegnimento logico del server DHCP sia sul router principale, sia su un eventuale Range Extender. È opportuno altresì cambiare l’indirizzo IP del router stesso, evitando di utilizzare quello di default configurato in fabbrica. Per il router e per ogni apparato di rete come server NAS è fortemente consigliabile personalizzare le credenziali di accesso al pannello di controllo e alle directory esposte sulla LAN, mediante un attento uso di username e password (evitare la combinazione admin – admin e altre simili parole facilmente individuabili da attacchi a dizionario).

Per quanto riguarda la sicurezza wireless, ci limitiamo a ricordare alcune semplici regole. Il nome SSID della rete (sia essa generata dal router principale o da un eventuale estensore di segnale) può essere nascosto mediante una elementare tecnica di offuscamento disponibile su molti router domestici. È poi possibile applicare ad entrambi i dispositivi citati una sorta di filtraggio a livello MAC, ossia fornire l’elenco degli indirizzi MAC di tutte le schede wireless autorizzate ad attestarsi su un determinato Access Point. È poi di estrema importanza utilizzare sempre lo standard WPA2 (Wi-Fi Protected Access v2) che utilizza l’algoritmo crittografico AES (Advanced Encryption Standard) e comporre una password formata almeno da 16 caratteri, includendo obbligatoriamente lettere minuscole e maiuscole, numeri e caratteri speciali. Nel caso in cui si disponga di un Range Extender, si dovrà procedere alla creazione di una rete con nome differente e con password differenti, in modo che i vari dispositivi – adeguatamente configurati – siano in grado di poter selezionare la rete più appropriata in base alla potenza del segnale. La robustezza della password è di fatto la misura di sicurezza più efficace contro l’attacco da parte di personale esperto ed estremamente competente, considerato che il filtraggio MAC e l’offuscamento del nome SSID rappresentano certamente un mezzo di difesa debole, realmente efficace solamente contro semplici attacchi iniziati da pirati occasionali o improvvisati (i cosiddetti hacker-wannabe).


 

 

da Digital Video n. 144 Maggio 2012

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