Algoritmo de Escalonamento para Aplicações em uma Grade Computacional Extensível aos Receptores Digitais de Televisão Bruno Guazzelli Batista Orientadora: Profª Drª Regina Helena Carlucci Santana

Roteiro Introdução Grades Computacionais Televisão Digital Grid@TV Objetivos ICMC USP Grid@TV

Introdução Busca pelo aumento do poder de processamento Uma das soluções: Computação em Grade Vários computadores conectados por uma rede onde o trabalho é dividido e executado paralelamente. Baixo Custo Maior potencia computacional ICMC USP Grid@TV

Introdução Implantação do Sistema Digital de Televisão no país Será necessário que os telespectadores tenham um receptor digital (Set-Top Box) dotado de recursos computacionais para fazerem uso das vantagens providas por esse sistema Muitos desses recursos podem permanecer ociosos, possibilitando a criação de uma grade computacional. ICMC USP Grid@TV

Introdução Grid Anyware é um middleware para grades computacionais que tem como objetivo agregar elementos computacionais de diversas naturezas (Teixeira, 2009). Era chamado de Grid@TV - middleware de grade computacional ponto-a-ponto(P2P), capaz de agrupar em uma única organização virtual computadores convencionais e set-top boxes 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 Necessário que o mecanismo de escalonamento seja bastante robusto e eficaz. ICMC USP Grid@TV

Grades Computacionais Supercomputador virtual composto por equipamentos geograficamente distribuídos que visa o compartilhamento de recursos computacionais (processadores, discos, licenças de software, etc) entre as OV. Surgiu na metade do anos 90 Coordenar os recursos computacionais de maneira descentralizada usando padrões, interfaces e protocolos abertos. Alto desempenho com qualidade de serviço sob demanda do usuário da grade sem que este saiba o que está acontecendo -> transparência do sistema. ICMC USP Grid@TV

Organizações Virtuais (OV) Universidades, empresas e outras instituições independentes. Compostas para atender diversos tipos de trabalhos e pode variar em muitos aspectos Tamanho, finalidade à qual se destinam, escopo, duração, recursos, recursos disponíveis , quando e como. Necessitam ditar as regras sob as quais seus recursos podem ser compartilhados. ICMC USP Grid@TV

Modelo de Camadas de uma Grade Computacional (Teixeira, 2009) Arquitetura Modelo em camadas semelhante a uma ampulheta Modelo de Camadas de uma Grade Computacional (Teixeira, 2009) ICMC USP Grid@TV

Arquitetura - Camadas Camada Ambiente: Acomoda os diversos recursos compartilhados pela grade computacional. Camada Conectividade e Segurança: Define um conjunto básico de protocolos (ex: IP, ICMP, TCP,UDP) para atender aos requisitos de comunicação e autenticação de uma operação da grade computacional. Camada Coletivo: Possui protocolos e API’s que implementam um conjunto de operações sobre uma coleção de recursos. Camada Aplicação: Aplicações propriamente ditas que operam utilizando os recursos disponíveis na grade. ICMC USP Grid@TV

OGSA, OGSI e WSRF Padronização é uma questão muito importante. Possibilita que soluções desenvolvidas por diferentes instituições possam interagir entre si. OGSA (Open Grid Services Architecture) OGSI (Open Grid Services Infrastructure) WSRF (Web Services Resource Framework) ICMC USP Grid@TV

Televisão Digital 2 de Dezembro de 2007- primeira transmissão de sinais digitais na cidade de São Paulo. Decreto presidencial 4901 SBTVD, além de promover recursos de entretenimento e cultura, deve promover diversos outros benefícios como, por exemplo, a democratização da informação por meio da inclusão digital e aprendizagem à distância. ICMC USP Grid@TV

Televisão Digital Benefícios oferecidos aos telespectadores: Melhor qualidade de áudio e vídeo Maior programação Mobilidade Interatividade Aparelhos de televisão devem ser capazes de realizar todos os procedimentos necessários para apresentar uma programação. Para isso, utilizam Set-Top Box. ICMC USP Grid@TV

TV Digital – Arquitetura Básica ICMC USP Grid@TV

TV Digital - Padrões ATSC: Padrão americano DVB: Padrão europeu ISDB: Padrão Japonês ISDTV: Padrão Brasileiro ICMC USP Grid@TV

Set-Top Box Realiza: processamento de fluxo de transporte, decodificação, apresentação de áudio e vídeo, execução de programas, comunicação com emissoras de televisão, entre outras funcionalidades. Para execução de aplicações pode fazer uso do middleware Brasileiro: Ginga Necessita de recursos computacionais como unidade de processamento e memória. Grande número de receptores + natureza computacional do Set-Top Box = grande número de recursos computacionais ociosos. ICMC USP Grid@TV

Grid Anyware – Contexto TV Digital Proposta de middleware de grade computacional P2P capaz de agrupar em uma única OV computadores convencionais e Set-Top Boxes (Teixeira, 2009). Compartilhamento bi-direcional, onde set-top box pode ser provedor e consumidor de recursos. Provedor: compartilha seus ciclos ociosos da CPU para que usuários remotos possam utiliza-los. Consumidor: faz uso de recursos remotos aumentando a potência computacional da grade. ICMC USP Grid@TV

Grid Anyware – Contexto TV Digital Na arquitetura P2P torna-se pré-requisito a existência,no set-top box, de um canal de retorno com acesso a Internet. Possibilita que receptor se comunique diretamente com outros equipamentos de mesma natureza ou computadores convencionais. Baseia-se na migração de objetos Java e invocação remota de métodos ICMC USP Grid@TV

Arquitetura Grid Anyware – Contexto TV Digital Arquitetura Grid@TV(Teixeira, 2009) ICMC USP Grid@TV

Objetivos Determinar como deverão ser distribuídas as aplicações para os PC Peers, Broadcaster Peers e TV Peers. Essa distribuição poderá ser feita considerando tanto o envio via broadcast quanto o envio unicast. Devem ser considerados: Comportamento com bastante dinamismo; Capacidade atual de processamento do Broadcaster Peer: determinado pela audiência; Características e objetivos dos consumidores de recursos; Informações sobre os tipos de nós disponíveis. ICMC USP Grid@TV

Perguntas e Sugestões Obrigado! ICMC USP Grid@TV