Rozproszone systemy multimedialne. Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 1

Podobne dokumenty
Bezpieczeństwo i niezawodność systemów rozproszonych

DANE W SIECIACH TELEKOMUNIKACYJNYCH

Przesył mowy przez internet

Wideokonferencje MGR INŻ. PAWEŁ SPALENIAK

Serwery multimedialne RealNetworks

Dr Michał Tanaś(

USB HYBRID TV STICK. Instrukcja obsługi. Watch & record Digital TV & Analog TV programs on Your PC! MT4153

Transmisja danych multimedialnych. mgr inż. Piotr Bratoszewski

Audio i video. R. Robert Gajewski omklnx.il.pw.edu.pl/~rgajewski

2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

OFERTA NA SYSTEM LIVE STREAMING

IBM DCE/DFS. Mikołaj Gierulski. 17 stycznia 2003

MODEL WARSTWOWY PROTOKOŁY TCP/IP

Dwa lub więcej komputerów połączonych ze sobą z określonymi zasadami komunikacji (protokołem komunikacyjnym).

Wymagania i zalecenia dla usługi głosowej w Sieci FreePhone. MASH.PL Wymagania i zalecenia dla usługi głosowej w Sieci FreePhone Strona 1

Zarządzanie ruchem i jakością usług w sieciach komputerowych

USŁUGI DODATKOWE W SIECIACH BEZPRZEWODOWYCH VoIP oraz multimedia w sieciach WiFi problemy

Platforma e-learningowa

Instrukcja obsługi. Rejestrator cyfrowy IP FLEX-22IP FLEX-88IP FLEX-169IP FLEX-2016IP FLEX-3625IP

Rys. 1. Wynik działania programu ping: n = 5, adres cyfrowy. Rys. 1a. Wynik działania programu ping: l = 64 Bajty, adres mnemoniczny

Wykład 3: Internet i routing globalny. A. Kisiel, Internet i routing globalny

Instrukcja konfiguracji dekodera strumienia IP H.264 na sygnał: Video (BNC), VGA, YPbPr, HDMI typ. IN-IP-5904, IN-IP-5904-MP

Wykład III: Kompresja danych. Studia Podyplomowe INFORMATYKA Podstawy Informatyki

Compatible cameras for NVR-5000 series Main Stream Sub stream Support Firmware ver. 0,2-1Mbit yes yes yes n/d

Instrukcja obsługi. Rejestrator cyfrowy HD-SDI FLEX-4112HD-SDI

JVC CAM Control (na telefony iphone) Instrukcja obsługi

Bezprzewodowy serwer obrazu Full HD 1080p, 300N Mb/s Part No.:

Instrukcja Obsługi. CASIO 3D Converter. Technologia Led&Laser

Hikvision ivms

Compatible cameras for NVR-5000 series Main Stream Sub stream Support Firmware ver. 0,2-1Mbit yes yes yes n/d

INSTRUKCJA OBSŁUGI USB2.0 GRABBER

Czym jest Zerkam.pl?

OPROGRAMOWANIE KEMAS zbudowane jest na platformie KEMAS NET

Kompresja sekwencji obrazów - algorytm MPEG-2

Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia

Analiza technologii UPNP w kontekście strumieniowania multimediów. Paweł Szafer. Promotor: dr inż. doc. M. Sajkowski

Dźwięk w IOS. Wykład 8. Programowanie aplikacji mobilnych na urządzenia Apple (IOS i ObjectiveC) #import "Fraction.h" #import <stdio.

Rozwój optycznych torów transmisji danych WDM/DWDM WDM Multiplexing MPLambaS

Spis treści. Format WAVE Format MP3 Format ACC i inne Konwersja między formatami

DLNA Digital Living Network Alliance

K2 XVR-04, K2 XVR-08, K2 XVR-16, K2 XVR-24. Rejestrator Cyfrowy S E R I E: K2 XVR. DVR klient. Instrukcja użytkownika

Transmisja z gwarantowaną jakością obsługi w Internecie

WIDEOSERWER GXV3501 i GXV3504

Testy współpracy. Asterisk z techniką WebRTC

Sieci komputerowe - podstawowe technologie. Plan wykładu. Piotr Kowalski KAiTI

Pomiary jakości w dostępie do Internetu

Wykład II. Reprezentacja danych w technice cyfrowej. Studia Podyplomowe INFORMATYKA Podstawy Informatyki

Przewodnik instalacji

Formaty plików. graficznych, dźwiękowych, wideo

Wpisany przez Łukasz Nawrotek Niedziela, 08 Czerwiec :43 - Zmieniony Niedziela, 08 Czerwiec :44

INSTRUKCJA OBSŁUGI KAMERY PTZ

Podsystem graficzny. W skład podsystemu graficznego wchodzą: karta graficzna monitor

5 Konwersja RMVB do AVI w programie VirtualDubMod z użyciem kodeka XviD.

Numeryczna algebra liniowa

Nowe aplikacje i usługi w środowisku Grid

Implementacja modułu do wspomagania konfiguracji. Usługi i sieci teleinformatyczne następnej generacji aspekty techniczne, aplikacyjne i rynkowe

Multicasty w zaawansowanych usługach Internetu nowej generacji

HomeNetMedia - aplikacja spersonalizowanego dostępu do treści multimedialnych z sieci domowej

OSI Transport Layer. Network Fundamentals Chapter 4. Version Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 1

IPTV dla Operatorów. Wdrożenie Cyfrowej Platformy Espol HDTV w sieci Dostawcy Internetu.

Karta Video USB DVR-USB/42

DSL (od ang. Digital Subscriber Line)

Rozwiązania do przechwytywania, nagrywania i dystrybucji sygnałów audio/wideo w sieciach IP Edukacja

Projektowanie architektury systemu rozproszonego. Jarosław Kuchta Projektowanie Aplikacji Internetowych

Zapewnienie wysokiej dostępności baz danych. Marcin Szeliga MVP SQL Server MCT

Luxriot VMS. Dawid Adamczyk

Projektowanie sieci metodą Top-Down

QoS w sieciach IP. Parametry QoS ( Quality of Services) Niezawodność Opóźnienie Fluktuacja ( jitter) Przepustowość ( pasmo)

Data wykonania Część praktyczna

Podstawowe pojęcia związane z sieciami komputerowymi. mgr inż. Krzysztof Szałajko

Nowy sposób tworzenia i zarządzania systemem kolejkowym.

Załącznik nr 1 do zapytania ofertowego. Połączenie lokalizacji ŁOW NFZ wysokowydajną siecią WAN, zapewnienie dostępu do Internetu oraz

Instrukcja obsługi programu. BlazeVideo HDTV Player v6

Wstawianie filmu i odtwarzanie go automatycznie

Copyright 2016 HP Development Company, L.P.

Zarządzanie ruchem i jakością usług w sieciach komputerowych

Mobile Client Software. ivms Instrukcja obsługi

Sieci komputerowe - warstwa transportowa

Projekt: Microsoft i CISCO dla Zachodniopomorskich MŚP

NEO X5 Nr produktu

URZĄDZENIE DO BEZPRZEWODOWEGO STRUMIENIOWANIA MULTIMEDIÓW

MAXPRO NVR Serwer Do 24 Kanałów, 480 fps - 4CIF lub 160 fps - 720p HD. Pamięć operacyjna (RAM) OS i Aplikacja. Karta graficzna

Transmisja danych multimedialnych. mgr inż. Piotr Bratoszewski

GMPLS based control plane for Optical Burst Switching Network

Wstęp Wymagania systemowe Zawartość opakowania Kamera PC Wprowadzenie Konfiguracja kamery PC Instalacja sterownika...

DOSTAWA SPRZĘTU DO WIDEOKONFERENCJI DLA: LP Nazwa jednostki Adres Kod Miasto

Systemy konferencyjne. Transmisja multimediów w sieciach IP. Obraz i dźwięk. mgr inż. Łukasz Kosikowski

A2W II Miracast Dongle

CZĘŚĆ III ZAMÓWIENIA. Opis przedmiotu zamówienia sprzętu audiowizualnego

DŹWIĘK. Dźwięk analogowy - fala sinusoidalna. Dźwięk cyfrowy 1-bitowy 2 możliwe stany fala jest mocno zniekształcona

Rekompresja DVD do formatu RMVB w programie FilmShrink

K2 XVR-04 K2 XVR-08 K2 XVR-16 K2 XVR-24

TREND 250 H.264 DVR Central Management System

Jeszcze raz więc powtarzam - wymieramy NIE i przechodzimy do kolejnego obrazka.

Łączność w zarządzaniu. DNI technik SATELITARNYCH czerwca 2007

Adapter bezprzewodowy istream HD do Gier oraz Multimediów 300Mb/s, b/g/n, 2T2R MIMO Part No.:

Kopia zapasowa DVD w programie DivX Converter

Navroad XARO + mapa SYGIC Europa

Industrial Ethernet Dokumentacja techniczna połączenia Sterowniki S7-400(300) firmy Siemens - System PRO-2000 firmy MikroB

Transkrypt:

Rozproszone systemy multimedialne Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 1

Systemy multimedialne Systemy multimedialne posiadają zazwyczaj własne dedykowane technologie przesyłania i obróbki danych Coraz częściej jednak korzystają także ze standardowych komputerów i standardowych sieci Typowy sprzęt multimedialny kamery, mikrofony, monitory jest obsługiwany przez współczesne komputery i systemy operacyjne Popularne komputerowe aplikacje multimedialne: multimedia poprzez WWW telefonia internetowa wideo na życzenie wideo konferencje Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 2

Elementy systemu multimedialnego Video camera and mike Local network Local network Wide area gateway Video server Digital TV/radio server Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 3

Własności danych multimedialnych Podstawową własnością danych multimedialnych jest to, że ich funkcjonowanie odbywa się w czasie, poprzez ciągłą zmienność Dane przekazywane są w postaci bloków (próbek dźwięku samples, ramek wideo frames) o określonym rozmiarze z określoną częstotliwością Wierne odtworzenie strumieni multimedialnych wymaga znaczących zasobów obliczeniowych i komunikacyjnych Braki zasobów mogą doprowadzić do utraty możliwości prezentacji danych multimedialnych Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 4

Własności danych multimedialnych Charakterystyka typowych multimedialnych strumieni danych Data rate (approximate) Sample or frame size frequency Telephone speech 64 kbps 8 bits 8000/sec CD quality sound 1.4 Mbps 16 bits 44,000/sec Standard TV video 120 Mbps up to 640 x 480 24/sec (uncompressed) pixels x16 bits Standard TV video (MPEG 1 compressed) 1.5 Mbps variable 24/sec HDTV video (uncompressed) 1000 3000 Mbpsup to 1920 x1080 pixels x24 bits 24 60/sec HDTV video MPEG 2 compressed) 10 30 Mbps variable 24 60/sec Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 5

Zaspokajanie potrzeb multimediów interactive video high quality audio insufficient resources scarce resources network file access abundant resources remote login 1980 1990 2000 Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 6

Projektowanie systemów multimedialnych Podstawowym zadaniem przy projektowaniu systemów multimedialnych jest zagwarantowanie dostępności zasobów podczas prezentacji danych, tzw. zarządzanie jakością usług (quality of service (QoS) management) zarządzanie obejmuje planowanie wykorzystania, rezerwację, alokowanie zasobów systemowych na potrzeby systemu Jeśli system nie jest w stanie zapewnić odpowiedniej jakości usług, nadal można prezentować dane na zasadzie najlepszych starań (best effort) tak działają np. usługi multimedialne w ramach przeglądarek internetowych Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 7

System multimedialny PC/workstation PC/workstation Camera A Codec K Window system G Codec H Microphones B Mixer L Screen C D Codec Network connections M Video file system Video store Window system : multimedia stream White boxes represent media processing components, many of which are implemented in software, including:codec: coding/decoding filter mixer: sound mixing component Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 8

Elementy zarządzania jakością usług (QoS) System zarządzania jakością usług realizuje swoje funkcje poprzez: negocjacje dostępu z systemami operacyjnymi zasobów zarządzanie dostępem po uzgodnieniu kontraktu Parametrami dostępu do zasobów są: przepustowość (bandwidth) impulsywność (burstiness) opóźnienie (latency) czas przesłania od źródła do celu fluktuacje (jitter) zmienność opóźnienia procent strat (loss rate) na skutek przepełnienia buforów na skutek zbyt późnego przybycia danych (próbki, ramki) Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 9

System multimedialny Component Bandwidth Latency Loss rate Resources required Camera Out: 10 frames/sec, raw video Zero 640x480x16 bits A Codec In: Out: 10 frames/sec, raw video MPEG 1 stream Interactive Low 10 ms CPU each 100 ms; 10 Mbytes RAM B Mixer In: Out: 2 44 kbps audio 1 44 kbps audio Interactive Very low 1 ms CPU each 100 ms; 1 Mbytes RAM H Window system In: Out: various 50 frame/sec framebuffer Interactive Low 5 ms CPU each 100 ms; 5 Mbytes RAM K Network connection In/Out: MPEG 1 stream, approx. 1.5 Mbps Interactive Low 1.5 Mbps, low loss stream protocol L Network connection In/Out: Audio 44 kbps Interactive Very low44 kbps, very low loss stream protocol Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 10

Regulacja strumieni danych Przeciwdziałanie skutkom impulsywności wygładzanie strumieni danych za pomocą buforowania (a) Leaky bucket (b) Token bucket Token generator Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 11

Specyfikacja przepływu wg RFC 1363 Protocol version Maximum transmission unit Bandwidth: Delay: Loss: Token bucket rate Token bucket size Maximum transmission rate Minimum delay noticed Maximum delay variation Loss sensitivity Burst loss sensitivity Loss interval Quality of guarantee Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 12

Zarządzanie jakością usług Procedury negocjacji dostępu do zasobów mogą być złożone ze względu na: zmienność w przestrzeni dane mogą wędrować z wielu źródeł, poprzez wiele kanałów, do wielu punktów docelowych zmienność w czasie w trakcie realizacji aplikacji parametry przepływu danych mogą się zmieniać współdzielenie kanałów komunikacyjnych przez wiele aplikacji Sposobami realizacji kontraktu dotyczącego dostępu mogą być: rezerwacja zasobów dla danej aplikacji łączenie (multipleksing) strumieni z różnych aplikacji, tak aby statystycznie uzyskać pełniejsze wykorzystanie zasobów w takiej sytuacji gwarancje dla każdej z aplikacji są tylko statystyczne i w momentach spiętrzenia żądane parametry mogą nie być zapewniane Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 13

Zarządzanie jakością usług System zarządzający zasobem dokonuje planowania jego wykorzystania: na zasadzie kolejkowania stosując algorytmy planowania w czasie rzeczywistym Aby radzić sobie z sytuacjami, kiedy żądane parametry przesyłu nie są zapewniane można stosować adaptację strumienia danych skalowanie zależne od aplikacji, np. dla strumienia wideo: czasowe zmniejszenie liczby ramek na sekundę przestrzenne zmniejszenie rozdzielczości obrazu częstotliwości modyfikacja kompresji amplitudy zmniejszenie głębi kolorów każdego piksela filtrowanie skalowanie w węzłach pośrednich Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 14

Przykład system wideo na życzenie Elementy i wymagania: rozbudowana biblioteka filmów klienci oglądający filmy na żywo (z pauzami i przewijaniem) systemy klienckie w postaci komputerów osobistych z małymi buforami na dane, stąd fluktuacje strumieni powinny być małe wysoka jakość odtwarzania małe straty pakietów liczba klientów do kilku tysięcy, możliwość oglądania hitów przez wielu klientów jednocześnie odporność na awarie serwerów Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 15

Przykład system wideo na życzenie low bandwidth network Controller high bandwidth 0 n+1 1 n+2 2 n+3 3 n+4 n 2n+1 Cub 0 Cub 1 Cub 2 Cub 3 Cub n ATM switching network video distribution to clients Start/Stop requests from clients Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 16

Przykład system wideo na życzenie Organizacja przechowywania filmów: każdy film jest podzielony na bloki (o rozmiarze ok. 0.5 s czyli ok. 0.5 MB) kolejne bloki przechowywane są w kolejnych komputerach (cubs) z zawijaniem każdy blok dodatkowo dzielony jest na d (od 4 do 8) porcji zapasowych, rozłożonych w kolejnych komputerach (jeśli blok znajduje się w komputerze i tym, porcje zapasowe tworzące blok przechowywane są w komputerach od i+1 do i+d) dzięki temu system może tolerować awarię serwera (przejmujące jego rolę komputery muszą rezerwować sobie odpowiedni zapas mocy) Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 17

Przykład system wideo na życzenie Organizacja pracy komputerów komputery przechowują listę okienek w każdym okienku znajdują się dane pojedynczego aktualnie obsługiwanego przez system klienta, m.in.: adres komputera klienta dane odtwarzanego filmu (nazwa pliku, aktualna pozycja w pliku, czas dostarczenia następnego bloku) komputer realizuje zadania dla każdego okienka: zapakowanie i wysłanie bloku danych do klienta aktualizacja stanu okienka i przesłanie do kolejnego komputera Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 18

Przykład system wideo na życzenie 2 block play time T 1 block service time t 0 slot 0 slot 1 slot 2 slot 3 slot 4 slot 5 slot 6 slot 7 viewer 4 free free viewer 0 viewer 3 viewer 2 free viewer 1 state state state state state Krzysztof Banaś Systemy rozproszone 19