Servizi continui su rete IEEE 802.11

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Servizi continui su rete IEEE 802.11 Music
Everywhere

• Presentazione di Alberto Mercati
• Reti di Calcolatori LS

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Scenario applicativo adattamento di servizi
continui a reti wireless

• Servizi continui
• Problemi su reti IP come garantire QoS?
• Problemi delle reti wireless
• Perdita di pacchetti
• Handoff del client
• Caratteristiche dello scenario
• Servizio di streaming fornito da server legacy
• Rete Wi-Fi con più Access Point
• Hard horizontal handoff

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Architettura del sistema
RTP streaming
QoS monitoring
Circular Buffer
Circular Buffer
Ritrasmissione

• Architettura a 3 livelli
• Server
• Client
• Proxy (intermediario)
• Due livelli di buffering
• Client
• Proxy
• Proxy fornisce supporto a
• Mobilità
• Ritrasmissione

RTP streaming
Internet
RTP streaming
Streaming Server
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Punti fondamentali

• RTP-Retransmission è una proposta di estensione
  del protocollo RTP (Real Time Protocol), studiata
  per la ritrasmissione di pacchetti persi
• Non compromette il corretto funzionamento di RTP
  (compreso RTCP)
• Funziona anche con intermediari che non
  implementano RTP-R
• Adattamento in banda del servizio transcodifica
  dinamica dello stream audio per adattarsi a
  mutazioni delle condizioni operative
  (congestioni, handoff prediction, ecc)
• Cosa ho fatto io?
• Progetto e implementazione del sottosistema di
  buffering (lettura/scrittura, riproduzione, ecc)
• Progetto ed implementazione del Proxy
• Studio delladattamento in banda
• Cosa NON ho fatto Server, Client, monitoring
  dello stato della rete lato Client e predizione
  di handoff, implementazione del supporto a RTP-R

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Buffering

• Il buffering sul Client è la soluzione
  normalmente adottata per risolvere
• Jitter
• Perdita di pacchetti
• Arrivo fuori sequenza

• Funzionalità del buffer
• Proxy (finestra nascosta, reperimento frame)
  ActiveRTPBuffer.
• Client (inserimento fuori seq, riproduzione)
  PlayerBuffer.
• Utilizzo delle metafore proprie di JMF (classe
  DataSource)

FrameWindow
write
read
DataSource
DynamicCircularBuffer
Multiplexer
DataSource
Parser
ActiveRTPBuffer
Disponibile per utilizzo tramite JMF
Ottenuta tramite il supporto JMF ad RTP
ActiveRTPBuffer
PlayChain
PlayerBuffer
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Funzionamento del sistema MUSE

• Client Fisso
• Non si verifica handoff
• Ci possono essere occasionali perdite di pacchetti

Proxy buffer
Client buffer
0
1
2
3
NACK 2
0
1
2
Finestra nascosta
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Funzionamento del sistema MUSE

• Client mobile
• Previsione di handoff
• Congestione
• Diminuzione di banda

Handoff prediction, Congestione, ecc
Proxy buffer
Client buffer
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
Transcodifica dinamica del payload dei pacchetti
RTP
A parità di banda e memoria impiegata, abbiamo
una durata maggiore della riproduzione
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Funzionamento del sistema MUSE

• Client mobile
• Handoff
• Ripristino sessione impiego del supporto per
  RTP-R

Proxy buffer
Client buffer
Handoff
3
4
5
0
1
2
0
1
2
3
4
5
Finestra nascosta
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Funzionamento del sistema MUSE

• Client mobile
• Handoff
• Ripristino sessione impiego del supporto per
  RTP-R

Proxy buffer
Client buffer
0
1
2
6
7
8
NACK 3
0
1
2
3
4
5
3
4
5
NACK 4
Finestra nascosta
NACK 5
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Funzionamento del sistema MUSE

• Al momento del ripristino dopo un handoff, ci si
  aspetta che
• Il buffer del Client sia vicino allo svuotamento
• Il buffer del Proxy sia di grandi dimensioni e
  quasi completamente occupato
• È necessario
• Scaricare dati sul Client
• Liberare risorse sul Proxy

Alloccorrenza i buffer devono comportarsi come
due vasi comunicanti, eventualmente
ridimensionandosi
Proxy buffer
Client buffer
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Informazioni di contesto

• Per tutta la durata del servizio è necessario
  raccogliere informazioni di contesto per
• Conoscere lo stato del Client
• Valutare la QoS
• Gestire frame rate
• Informazioni comunicate dal Client al Proxy
  tramite opportuni pacchetti KeepAlive
• Dimensione buffer del Client
• Spazio libero e spazio occupato sul buffer
• Numero di frame ricevuti dallinizio della
  sessione
• Numero di sequenza dellultimo frame
  correttamente ricevuto
• Tempo equivalente ai dati mediali contenuti nel
  buffer

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Test e risultati sperimentali (1)
I test riportati illustrano i risultati della
parte di progetto di mia competenza

• Test 1
• Ridimensionamento del buffer
• Gestione della ritrasmissione dopo un handoff

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Test e risultati sperimentali (2)

• Test 2
• Ritrasmissione di pacchetti persi con RTP-R
• Combinazione di handoff e perdita di pacchetti

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Conclusioni

• Implementazione RTP-R e nuove opportunità offerte
  (?)
• Efficacia della ritrasmissione basata su RTP-R
• Nuove opportunità, non solo per reti wireless ma
  anche per Internet
• Architettura a tre livelli (?)
• Approccio efficace per adattare servizi continui
  a reti wireless
• Nessuna modifica da apportare al servizio
  originario
• Impiego di RTP-R per la ritrasmissione dei
  pacchetti persi durante un handoff (?)
• In tutti i test da noi effettuati, RTP-R si è
  sempre dimostrato in grado di gestire anche la
  perdita di sequenze di pacchetti consecutivi
• Le note dolenti
• Adattamento in banda (?) caratteristica non
  funzionante. Abbiamo incontrato problemi che non
  siamo ancora riusciti a superare
• JMF (?)

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Everywhere

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• FINE