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Publicações do PESC

Título
Mecanismos de Compartilhamento de Recursos para Aplicações de Mídia Contínua na Internet
Linha de pesquisa
Redes de Computadores
Tipo de publicação
Tese de Doutorado
Número de registro
Data da defesa
7/4/2006
Resumo

Os mecanismos de compartilhamento de recursos são essenciais para tornar os sistemas de vídeo sob demanda escaláveis e, portanto, economicamente viáveis para amplo emprego em diversas atividades de nossa sociedade como, por exemplo, ensino, pesquisa e entretenimento. Neste escopo, como contribuições principais, esta tese apresenta um modelo analítico preciso e simples para calcular a distribuição de uso da banda do servidor e faz a proposta de três novas técnicas de compartilhamento de banda considerando a interatividade do cliente.

O modelo analítico desenvolvido considera o serviço de atendimento realizado pela clássica técnica Patching e aborda tanto o caso da transmissão de um único objeto como de múltiplos objetos. No caso do servidor de único objeto, obtém-se a distribuição modelada por meio de uma variável aleatória binomial, parametrizada pela taxa de chegada de requisições e duração do objeto. Já no caso do servidor de múltiplos objetos, mostra-se que a distribuição é dada pela soma de variáveis aleatórias binomiais independentes. Os experimentos conduzidos validam o modelo proposto e ilustram a importância do uso desta distribuição em projetos reais, enfatizando seu uso para avaliação e determinação da qualidade de serviço do sistema.

Em relação às três novas técnicas propostas, as duas primeiras são baseadas em Patching e a última no paradigma de HSM (Hierachical Stream Merging). Através de simulações e análises competitivas, evidencia-se o satisfatório nível de otimização de banda. Ainda, no escopo de interatividade, apresenta-se neste trabalho uma aproximação analítica para um importante limiar de tempo usado em decisões de união e abertura de fluxos e discute-se sobre outros limiares correlacionados. Por fim, também é investigado a importância do uso de buffer local no lado do cliente e o impacto de pequenas descontinuidades do serviço visando a otimização da banda.

Abstract

Resource sharing mechanisms are essential to make video on demand servers more scalable and therefore economically deployable for several modern society activities such as teaching, research and entertainment. In this scope, this thesis mainly presents a precise and simple analytical model to calculate the bandwidth usage server distribution and proposes three novel bandwidth sharing techniques that consider client interactivity.

The analytical model assumes the server operating with the classical Patching technique and studies the single object case as well as the multiple object case. In the former, it is shown that the bandwidth distribuition may be satisfactorily modeled as a binomial random variable; and in the latter, as a sum of independent binomial random variables. The experiments have validated the analytical model and outlined how important this distribution is for instance in real video on demand system designs.

As for the three novel techniques, the two rst ones are based on the Patching scheme and the last on HSM (Hierarchical Stream Merging) protocols. Considerable bandwidth savings are observed through simulation and competitive analysis in several dierent real-case based scenarios. Still in the scope of interactivity, this thesis presents an analytical approximation for an important time threshold used for merging and opening new streams in the system and discusses over other related time thresholds. At last, the use of local buer in the client side and the impact of service descontinuities on bandwidth optimization are both investigated in this work as well.

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