Qualidade de Serviço Parametrização de serviços –por causa da heterogeneidade de requisitos vinda de diferentes aplicações distribuídas –flexibilidade e “customização” –a parametrização de serviços é definida em padrões (ex.: ISO) através da noção de Qualidade de Serviço (QoS)

Um Modelo de Camadas com respeito a QoS Usuário Aplicação Sistema (S.O. e Sistema de Comunicação) Dispositivos MMRede (System Qos) (Application QoS) (User QoS) (Device QoS) (Network QoS)

Descrição de QoS Variedade de aplicações, mídias e qualidade de redes e sistemas QoS nos níveis de –aplicação –sistema –rede

Descrição de QoS (cont.) Parâmetros de QoS da aplicação descrevem requisitos em termos de: –qualidade da mídia: características da mídia e suas características de transmissão –relações entre mídias: conversão ou sincronização

Parâmetros de QoS do sistema –critérios quantitativos e qualitativos –quantitativos: podem ser avaliados em termos de certas medidas (bps, no. de erros, tempo de processamento, etc.) parâmetros de QoS: throughput, delay, tempo de resposta, especificação de buffer, etc. –qualitativos: especificam os serviços esperados para atender a QoS ex.: sincronização interstream, entrega ordenada de dados, mecanismo de recuperação, escalonamento, etc. Descrição de QoS (cont.)

Parâmetros de QoS da rede –carga da rede: caracterizada pelo interarrival time médio/mínimo, tamanho do pacote/célula e tempo de serviço no nó –desempenho da rede: expressa pelo limite de atraso fonte-destino –parâmetros de QoS: latência, bandwidth, jitter

Tipos de Serviço Garantido: especificado através de representação determinística ou estatística Previsível: baseado no comportamento passado (histórico) da rede Melhor esforço (best effort): sem garantias ou baseado em garantias parciais

Recursos Serviços para aplicações multimídia distribuídas (em rede) precisam de recursos para executar suas funções Principais recursos: –banda de canais de comunicação –espaço de buffer –capacidade de processamento das CPUs

Gerência de Recursos Principal objetivo: entrega garantida de dados multimídia Principais ações para alcançar o objetivo: –reservar e alocar recursos (fim-a-fim) para que o tráfego flua de acordo com a especificação de QoS –fornecer recursos –adaptar-se a mudanças de recursos durante o processamento de dados multimídia

Gerência de Recursos (cont.) O subsistema de gerência de recursos inclui gerentes nos servidores, assim como nos clientes Protocolos de gerência de recursos são usados para trocar informações sobre recursos entre os gerentes

Relação entre QoS e Recursos O parâmetro de QoS end-to-end delay determina o comportamento de serviços de transmissão no caminho entre a fonte e o destino com respeito a –packet scheduling (bandwidth allocation) –queuing (buffer allocation) –task scheduling (CPU processing time allocation)

Chamada Multimídia Antes que qualquer transmissão com garantias de QoS seja feita, os seguintes passos devem ser executados: –a aplicação (ou o usuário) define a QoS –os parâmetros de QoS são distribuídos e negociados –os parâmetros de QoS são “traduzidos” entre as diferentes camadas ex.: tamanho do video frame para tamanho do pacote de transporte

Passos (cont.) –Os parâmetros de QoS devem ser mapeados em requisitos de recursos –os recursos requisitados devem ser admitidos: checagem de disponibilidade de recursos reservados alocados no caminho entre fonte e destino Do ponto de vista de gerência de recursos, o fechamento de uma chamada multimídia = desalocação de recursos

Negociação de QoS Peer-to-peer –negociação entre aplicações Layer-to-layer communication Exemplos: –negociação usuário-aplicação –negociação aplicação-sistema

Negociação (cont.) Exemplo: a taxa de apresentação de vídeo e o tamanho do video frame juntos fazem o parâmetro de throughput da rede. –Se o limite de throughput for relaxado, o novo valor (throughput) é determinado baixando-se a qualidade da imagem ou baixando-se a taxa de apresentação (fps)

Scaling Redução da amostragem de um feixe da dados e apresentar uma fração do conteúdo original Scaling pode ser feito tanto no emissor como no receptor Métodos de scaling: –transparente –não-transparente: requer uma interação do sistema com as camadas mais altas

Scaling (cont.) Para áudio, scaling transparente é difícil porque a apresentação de uma fração dos dados originais é facilmente notada pelo ouvinte (humano) Para vídeo, scaling se aplica em várias dimensões: –temporal: o número de frames transmitidos em um intervalo de tempo é reduzido [transparente] –espacial: reduz o número de pixels de cada imagem [transparente] –espaço de cores: reduz o número de entradas no espaço de cores [não-transparente] exs.: colorido -> p&b; 16M -> 256 cores

Negociação (cont.) Com a introdução de uma contabilidade adequada (custos), a negociação de QoS fica mais próxima da realidade. Ex.: –em um serviço de vídeo-sob-demanda, recursos são economizados se um vídeo pode ser movido para um servidor mais próximo do cliente –isto pode ser mais fácil quando se tem conhecimento prévio da demanda assim, o usuário que pede por um vídeo com antecedência poderia pagar menos do que o usuário que escolhe um vídeo e imediatamente deseja acessá-lo

Transmissão Multimídia Várias restrições devem ser consideradas para fornecer garantias durante uma transmissão multimídia: –restrições de tempo (inclui delays) –restrições de espaço (buffers) –restrições de dispositivos (alocação de frame grabbers) –restrições de frequência (bandwidth de sistema e de rede) –restrições de confiabilidade

Confiabilidade Um alto grau de confiabilidade é necessário em sistemas multimídia distribuídos por causa de: –(des)compressão: alguns esquemas de áudio e vídeo não toleram perdas; pode haver perda de sincronização –percepção humana: erros podem resultar em uma baixa aceitação do sistema multimídia –integridade de dados: por exemplo, um erro induzido na gravação dos dados é irrecuperável