Aplicações Multimídia Distribuídas

Aplicações Multimídia Distribuídas

Material do seminário da disciplina Introdução à Multimídia do CIn/UFPE no semestre 2013.1

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Rodrigo Alves

August 14, 2013
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  1. Aplicações  Multimídia   Distribuídas   Bruno  Soares   Gustavo  Stor

      Pedro  Diniz   Rodrigo  Alves   Introdução  à  Mul<mídia  IF687  –  Centro  de  Informá<ca  –  UFPE  –  Agosto  de  2013    
  2. Roteiro  de  Conteúdo   1.  Introdução   1.  Definições  

    2.  Mo<vações   3.  Tipos  de  Sistemas  Mul<mídia   2.  Sistemas  de  Mul<mídia  Distribuídos   1.  Arquitetura  e  Caracterís<cas   2.  Fatores  que  influenciam   3.  Gestão  de  Qualidade  de  Serviço  (QoS)   4.  Gestão  de  Recursos   3.  Aplicações   4.  Desafios   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   2  
  3. De:inições   •  “Mul%mídia  é  o  campo  interessado  na  integração

     controlada   por   computador   de   textos,   gráficos,   imagens,   vídeos,   animações,   sons   e   qualquer   outro   meio   onde   todo   %po   de   informação  pode  ser  representado,  armazenado,  transmi%do   e  processado  digitalmente.”  [Fluckiger,  95]   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   3  
  4. De:inições   •  O  que  é?   •  E<mologia  

    •  Definição  precisa   •  Mul<mídia  como  adje<vo   •  Aplicação  mul<mídia   •  Tecnologia  mul<mídia   •  Rede  mul<mídia   •  Armazenamento  mul<mídia   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   4  
  5. De:inições   •  Diferença  entre   •  Mídia  capturada  e

     mídia  sinte<zada   •  Mídia  discreta  e  mídia  condnua   “SISTEMA  MULTIMÍDIA  É  UM  SISTEMA  CAPAZ  DE  MANIPULAR  AO   MENOS   UM   TIPO   DE   MÍDIA   DISCRETA   E   UM   TIPO   DE   MÍDIA   CONTÍNUA,  AS  DUAS  NUMA  FORMA  DIGITAL.”   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   5  
  6. Motivações   •  Entretenimento   •  Informação  sob  Demanda  

    •  Educação   •  Videoconferência   •  Telemedicina   •  Computação  colabora<va   •  TV  intera<va   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   6  
  7. Tipos  de  Sistema  Multimídia   •  Sistemas  Standalone   • 

    Sistemas  Distribuídos   •  Serviços  de  conversação   •  Serviços  de  mensagens   •  Serviços  de  recuperação   •  Serviços  de  distribuição   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   7  
  8. Sistemas  Multimídia  Distribuídos   Definição     Sistemas  distribuídos  são

     “uma  coleção  de  computadores   independentes  que  aparecem  para  o  usuário  como  um  único  e   coerente  sistema.”   Tanenbaum  e  Steen   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   8  
  9. Sistemas  Multimídia  Distribuídos   Definição     “Sistema  Mul<mídia  Distribuídos

     são  sistemas  cons<tuídos  por   bases  mul<mídia,  servidores  de  informação  e  clientes,  visam  a   distribuição  de  conteúdo  mul<mídia  através  das  redes.”   Veeravalii   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   9  
  10. Características   •  A  necessidade  de  infraestrutura  de  comunicação.  

    •  O    obje<vo  de  fornecer  serviços  de  comunicação  a   distância  na  maioria  das  vezes.   •  Uma  implementação  de  modelos  cliente-­‐servidor  e  peer-­‐ to-­‐peer.   •  Requisitos  maleáveis  de  acordo  com  a  finalidade  do   sistema.   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   10  
  11. Arquitetura  H.323  -­‐  Terminais   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   11

      Fonte:  hnp://www.protocols.com/papers/images/image1.jpg  
  12. Arquitetura  H.323  -­‐  Gatekeeper   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   12

      Fonte:  hnp://www.protocols.com/papers/images/image1.jpg  
  13. Arquitetura  H.323  -­‐  Gateway   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   13

      Fonte:  hnp://www.protocols.com/papers/images/image1.jpg  
  14. Arquitetura  H.323  -­‐  Multipoint   Control  Units   Aplicações  Mul<mídia

     Distribuídas   14   Fonte:  hnp://www.protocols.com/papers/images/image1.jpg  
  15. Fatores  de  In:luência   •  Largura  de  banda   • 

    Necessidades  computacionais  dos  ar<scios  envolvidos   (processamento  de  texto,  ferramenta  de  desenho,  etc)   •  Aspectos  de  escalabilidade  em  relação  ao  número  de   par<cipantes   •  Jiner   •  Scaling   •  Latência   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   15  
  16. Gestão  de  Qualidade  de  Serviço   (QoS)   Representa  

    um   conjunto   de   caracterís<cas   quan<ta<vas   e   qualita<vas   de   um   sistema   mul<mídia   distribuído   que   são   necessários   para   determinadas   funcionalidades   de   uma   aplicação.   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   16  
  17. Gestão  de  Qualidade  de  Serviço   (QoS)   Ú<l  

    para   caracterizar   a   transmissão   em   termos   de   confiabilidade,  atraso  e  vazão  com  base  em  parâmetros  que   variam  de  acordo  com  a  aplicação.   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   17  
  18. Gestão  de  Qualidade  de  Serviço   (QoS)   Compromissos  

    •  Gerir  recursos  de  modo  a  oferecer  garan<as  de  entrega  a   tempo   •  Garan<r   a   atribuição   e   escalonamento   apropriado   dos   recursos   •  Tratar   de   forma   condnua   os   problemas   de   modo   a   preservar  a  transmissão  sempre  com  a  melhor  qualidade   disponível.   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   18  
  19. Gestão  de  Qualidade  de  Serviço   (QoS)   Elementos  necessários

      •  Processo   de   negociação   para   determinar   admissão   de   aplicações   •  Controle   de   admissão   para   permi<r   admissão   de   aplicações   quando  isso  não  afeta  a  QoS  das  aplicações  atuais   •  Alocação   de   recursos   e   escalonamento   para   sa<sfazer   os   requisitos   •  Técnicas  de  degradação  suave  do  serviço  para  manutenção  da   qualidade  da  transmissão  conforme  os  parâmetros  mudam     Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   19  
  20. QoS:  negociação  de  recursos   •  Aplicações  necessitam  de  recursos

      •  O   gestor   QoS   concede   os   recursos   disponíveis   quando   possível   •  Quando  não  é  possível  a  aplicação  deve  tentar  uma  nova   negociação   •  Monitoramento   condnuo   dos   recursos   (alocação   e   liberação  no  tempo  devido   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   20  
  21. QoS:  declaração  de  requisitos   •  Requisitos  Hard:  requisitos  obrigatórios

     para   estabelecimento  de  sessão.     •  Exemplo:  videoconferência  (transmissão  em  tempo-­‐real)   que  não  possa  ser  iniciada  sem  uma  determinada  taxa  de   bits  fornecida  pela  rede   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   21  
  22. Gestão  de  Qualidade  de  Serviço   (QoS)   Negociação  e

     renegociação   •  Parâmetros  da  QoS  são  passados  de  uma  camada  para   outra   •  Cada  camada  determina  se  pode  suportar  o  serviço   requerido.  Em  caso  afirma<vo  os  recursos  são   devidamentos  alocados  para  a  aplicação   •  Em  caso  de  problema  na  negociação,  o  comportamento   do  sistema  ocorre  de  acordo  com  a  sofis<cação  do   serviço.  Sistemas  mais  sofis<cados  indicam  ao  usuário  o   nível  de  QoS  suportado  e  estabelem  a  sessão  com  este   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   22  
  23. Sistemas  multimídia  distribuídos  não  são  estáticos   e  durante  uma

     sessão  ativa  podem  ocorrer  variações  na   QoS  por  várias  razões:   •  O  usuário  decide  reduzir  a  qualidade  dos  dados  ou  eliminar   determinados  canais   •  O  usuário  decide  aumentar  a  qualidade  da  transmissão   •  A  aplicação  pode  necessitar  acesso  a  dados  mul<mídia   adicionais     •  A  transmissão  pode  sofrer  perdas  de  cone<vidade  e  ter  de   degradar  os  dados  envolvidos   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   23  
  24. Gestão  de  Qualidade  de  Serviço   (QoS)   Degradação  suave

      •  Problema  da  variância  de  muitos  parâmetros  durante  a   transmissão  requer  ajustes  durante  a  conexão  para   minimizar  gaps  na  qualidade  do  serviço   •  Quando  o  cliente  no<fica  sobrecarga,  a  aplicação  deve   ser  capaz  de  reduzir  “graciosamente”  a  qualidade  dos   dados  transmi<dos  a  fim  de  manter  a  transmissão  com  a   melhor  qualidade  ainda  possível   •  Candidatos  usuais:  qualidade  da  imagem  e  do  áudio     Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   24  
  25. Gestão  de  Qualidade  de  Serviço   (QoS)   Garan<a  

      A  garan<a  plena  do  QoS  só  pode  ser  dada  quando  os   recursos  necessários  estão  disponíveis  e  o  escalonamento   de  processos  for  apropriadamente  implementado.     A  gestão  de  QoS  para  sistemas  mul<mídia  distribuídos   deve  também  ser  pensada  levando  em  consideração  todos   os  parâmetros  variáveis  que  influenciam  na  transmissão  e   qualidade  dos  dados  bem  como  na  infraestrutura   necessária  para  verificação  condnua  do  estado  da   transmissão   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   25  
  26. Aplicações   •  Dropbox   •  Google  Drive   • 

    Google  +  Hangouts   •  Skype   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   26  
  27. Dropbox   •  Cloud  Storage   •  Sincronização  de  Arquivos

      Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   27  
  28. Google  Drive   •  Edição  Colabora<va   •  Cloud  Storage

      Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   28  
  29. Google+  Hangouts   •  Sistema  de  áudio  e  videoconferência.  

    •  Compar<lhamento  de  tela   •  Mensagem  instantânea     Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   29  
  30. Skype   •  Sistema  de  áudio  e  videoconferência.   • 

    VoIP     Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   30  
  31. Referências   •  KALKBRENNER,  Gerrit  et  al.  Quality  of  service

     (QoS)  in   distributed  hypermedia-­‐systems.  In:  CONFERENCE  ON   COMPUTER  COMMUNICATIONS  AND  NETWORKS,  4.,  1995,   Las  Vegas.  Quality  of  service  (QoS)  in  distributed   hypermedia-­‐systems.  Las  Vegas:  Four  Interna<on  Conference   On  Computer  Communica<ons  And  Networks,  1995.  p.  529  -­‐   534.   •  VOGEL,  Andreas  et  al.  Distributed  Mul<media  and  QOS:  A   Survey.  Ieee  Mul>media,  Los  Alamitos,  p.  10-­‐19.  02  jun.  1995.   •  COULOURIS,  George  et  al.  Distributed  Systems:  Concepts  and   Design.  [s.l.]:  Addison-­‐wesley,  2011.  1008  p.   •  ALEXA.  Dropbox  site  info:  Metricas  Dropbox.  Disponível  em:   <hnp://www.alexa.com/siteinfo/dropbox.com>.  Acesso  em:   05  ago.  2013.   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   31  
  32. Referências   •  SPENCER,  Ruth  (Ed.).  Obama's  Google  Hangout:  a

     prime.  Disponível   em:  <hnp://www.theguardian.com/commen<sfree/2013/feb/14/ obama-­‐state-­‐of-­‐the-­‐union-­‐google-­‐hangout>.  Acesso  em:  05  ago.   2013.   •  BRASIL.  Anatel.  Agencia  Nacional  de  Telecomunicações.  Serviços  de   Voz  sobre  IP.  Disponível  em:  <hnp://www.anatel.gov.br/Portal/ exibirPortalPaginaEspecial.do? acao=&codItemCanal=1216&codigoVisao=4&nomeVisao=Cidad %E3o&nomeCanal=Internet&nomeItemCanal=Servi%E7os%20de %20voz%20sobre%20IP%20(VoIP)>.  Acesso  em:  05  ago.  2013.     •  ENZ,  Ledcia  de  Godoy;  CUNHA,  Wagner  Brandão  da;  SANAVRIA,   Claudio  Zarate.  Web  2.0  na  educação  matemá<ca:  Uma  experiência   de  uso  pedagógico  do  Google  Driver®.  V  Seminário  de   Educação,  Nova  Andradina,  p.  6-­‐13.  12  ago.  2013.  Disponível  em:   <hnp://www.uems.br/eventos/semana2013/arquivos/ 54_2013-­‐08-­‐08_08-­‐41-­‐00.pdf>.  Acesso  em:  12  ago.  2013.     Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   32  
  33. Referências   •  TANENBAUM,  Andrew  S.;  STEEN,  Maarten  Van.  Distributed

      Systems:  Principles  and  Paradigms.  2.  ed.  [s.  L.]:  Pren<ce  Hall,   2006.  704  p.   •  SAADE,  Débora  Chris<na  Muchaluat.  Fundamentos  de   Sistemas  Mul>mídia.  Disponível  em:  <hnp:// www.midiacom.uff.br/~debora/fsmm/pdf/parte1.pdf>.   Acesso  em:  03  ago.  2013.   •  VEERAVALII,  Bharadwaj.  Distributed  Mul>media  Systems  -­‐   Overview,  Key  Technologies  and  Solu<ons  in  the  Design  of  a   DMMS.  Disponível  em:  <hnp://encyclopedia.jrank.org/ ar<cles/pages/6729/Distributed-­‐Mul<media-­‐Systems.html>.   Acesso  em:  03  ago.  2013.   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   33  
  34. Obrigado!   Aplicações  Mul<mídia  Distribuídas   34