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Grid@TV: Um middleware para grades computacionais extensível aos
receptores de sinais digitais de TV
Aluno: Fabiano Costa TeixeiraOrientador: Prof. Dr. Marcos José Santana
Roteiro
Introdução Redes P2P Televisão Digital Grades Computacionais Projeto Grid@TV Conclusão
Introdução
Grades computacionais permitem o compartilhamento de recursos entre participantes geograficamente distribuídos
País está passando por um processo de implantação do Sistema Brasileiro de Televisão Digital
Em um ambiente de Televisão Digital Interativa é possível que a emissora envie uma aplicação a ser executada no receptor do telespectador e o resultado pode ser enviado de volta via IP
Introdução
Projeto visa a construção de um Middleware (para grades computacionais) com as seguintes características:– Permite a participação de PCs convencionais,
emissoras de TV e receptores digitais (set-top boxes)
– Fácil instalação, configuração e implementação de aplicações
Redes P2P
Permite que usuários espalhados por toda a Internet compartilhem recursos de diversas naturezas entre si
Os serviços oferecidos podem ser centralizados ou totalmente descentralizados
Compartilhamento pode ser:– Unidirecional: Usuário apenas consome recursos
do sistema– Bidirecional: Usuário pode consumir e oferecer
recursos para os demais.
Redes P2P – Redes Overlay
Redes overlay permitem um roteamento na camada de aplicação.
Um determinado nó pode acessar qualquer objeto situado na rede P2P.
Diversos mecanismos para redes overlay são encontrados na literatura:– CAN– Chord– Pastry– Tapestry
Redes P2P: JXTA
Plataforma, concebida pela Sun, para desenvolvimento de aplicações P2P
Provê facilidades para o desenvolvedor:– Identificador de nós independentemente do
endereço IP– Abstração do envio e recebimento de mensagens– Serviço de diretório (rendezvous) para publicação
de anúncios– Permite que nós existentes atrás de NAT’s e
firewalls possam participar da rede P2P– Entre outros
TV Digital
Dia 02/12/2007 começaram no Brasil as transmissões de sinais digitais de televisão
Diversos benefícios podem ser oferecidos ao telespectador:– Melhor qualidade de áudio e vídeo– Maior programação– Mobilidade– Interatividade
TV Digital – Arquitetura Básica
Sistemas MPEG-2
Um programa, no contexto da TV Digital, consiste em elementos digitais que juntos representam a entidade de entretenimento:– Vídeo, áudio e dados
Cada elemento é representado por um fluxo de elementar de dados (Elementary Stream – ES)
O MPEG-2 especifica como multiplexar esses fluxos de maneira a formar um único fluxo denominado Transport Stream (TS)
Sistemas MPEG-2: Pacotes de Transporte
Formato do pacote de transporte
Formato do cabeçalho
Sistemas MPEG-2: PSI
Sistemas MPEG-2: Carrossel de Dados
Durante a transmissão de uma programação, dados propriamente ditos podem ser transmitidos juntamente com áudio e vídeo
A transmissão é simplex via Broadcast DSM-CC (Data Storage Media – Command and
Control) permite que os dados sejam acomodados em módulos que são transmitidos de forma cíclica
TV Digital: Padrões
Um sistema de TV Digital envolve inúmeros processos
É possível organizá-los em uma estrutura de camadas
Transmissão
Transporte
Codificação
Middleware
Aplicações
TV Digital: Padrões
Diversos padrões podem ser encontrados:– ATSC: Padrão americano– DVB: Padrão europeu– ISDB: Padrão Japonês– ISDTV: Padrão Brasileiro
TV Digital: ISDTV
Padrão brasileiro que adota os mecanismos de transmissão e recepção do padrão Japonês e incorpora a camada de software desenvolvida no Brasil
TV Digital: Set-Top Box
Receptor dotado de recursos computacionais para:– Recepção, decodificação e processamento do fluxo
de transporte– Apresentação de áudio e vídeo– Execução de programas– Comunicação– Entre outros
Para execução de aplicações pode fazer uso do middleware Brasileiro: Ginga
TV Digital: Canal de Retorno
Permite que o set-top box se comunique com o “mundo externo” por meio de uma rede IP, por exemplo
O enlace pode ser realizado utilizando diversas tecnologias:– Wi-Fi– Wi-Max– ADSL– Cabo– Etc
Grades Computacionais
Paradigma de computação distribuída criado em meados dos anos 90
Permite o compartilhamento de recursos entre participantes heterogêneos e geograficamente distribuídos
Recursos compartilhados podem ser:– CPU– Discos– Licenças de software– Etc
Grades Computacionais
Alguns projetos já fazem uso de computação filantrópica para resolver problemas que exigem computação de alto desempenho– SETI@home– Roseta@home– LHC@home
Padronização é extremamente importante– OGSA– OGSI– WSRF
Grades Computacionais
Implementação de uma grade envolve muitos requisitos
Middlewares auxiliam a construção de uma grade por meio da abstração de requisitos:– Globus Toolkit– OURGRID– TVGrid
Grades Computacionais: TVGrid
Proposta que permite a utilização de recursos computacionais dos set-top boxes (STB) na construção de uma grade computacional
TaskServer envia um conjunto de tarefas por meio do carrossel de dados e o Trigger Application define qual será executada no STB.
Execução pode ser redundante Quando um receptor retorna o resultado de
uma tarefa, esta é retirada do TaskServer
Grid@TV
Brasil possui atualmente certa de 54 milhões de aparelhos de TV
Em menos de 10 anos o número de receptores digitais pode chegar a 80 milhões
Grande parque computacional encontrado no sistema de Televisão Digital
Grid@TV
Grid@TV é um middleware para grades computacionais P2P com os seguintes tipos de peers:– PC Peer– TV Peer– Broadcaster Peer
Cada peer pode atuar nos papéis de consumidor e provedor de recursos!
Grid@TV: Arquitetura
Grid@TV
Middleware se baseia na migração de objetos Java e invocação remota de métodos
Requisitos a serem observados:– Modelo de programação– Escalonamento– Migração de objetos– Segurança– Usabilidade
Grid@TV: Arquitetura Interna
Grid@TV: Segurança de Execução
Conclusão
Grid@TV será um middleware para grades computacionais convencionais que pode ser estendido ao sistema de televisão digital
Contribuição para:– Computação de alto desempenho – Aumento da capacidade local computacional dos
peers.– Inclusão digital do país
Conclusão
Contribuição para:– Módulos independentes que podem ser reutilizados
Sandbox Ambiente de migração e execução remota de métodos
– Algoritmos de escalonamento para o ambiente de televisão digital interativa
Perguntas...
Muito obrigado a todos!!!
Histograma da Bibliografia
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2008
Ano de publicação
Nú
mer
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e ar
tig
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