Resource Management and QoS guarantees for Parallel Image Processing in a Distributed Wireless System

• Autorzy: Dobrescu M.

Warianty tytułu

PL

Zarządzanie zasobami oraz gwarancją jakości usług w bezprzewodowych systemach dla równoległego przetwarzania obrazów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main goal of this work is to develop a computational framework in the context of the bandwidth needs for traffic generated in a distributed multimedia environment. Conceived as a groupware system able to run real-time applications, which model complex phenomena like multimedia applications which integrate audio, video and data and ensure parallel processing, this framework appear as a higher-level Computer Supported Collaborative Work (CSCW) system. For this purpose a specific platform architecture was proposed, that uses for communications between members real-time dependable (RTD) channels, a communication-oriented abstraction that can be configured to meet the QoS requirements of a variety of distributed applications. This customization ability is based in the construction of middle-ware services out of software modules called micro-protocols. Each micro-protocol implements a different semantic property or property variant and interacts with other micro-protocols using an event-driven model. On the platform prototype was tested a resource allocation protocol that uses a combination of bandwidth reservation and bandwidth borrowing to provide network uses with QoS in terms of guaranteed bandwidth, call blocking, and call dropping probabilities. Quite the first experiments were executed on a cluster of Pentium PCs, the final goal is to use wireless channels in order to value the additional flexibility afforded by the ability of multimedia applications to tolerate and adapt to transient changes in QoS and to ensure agent's mobility. Some preliminary simulation results are also presented.

PL

Zasadniczym celem artykułu jest przedstawienie platformy obliczeniowej uwzględniającej wymagania dotyczące pasma do przenoszenia ruchu w rozproszonym środowisku multimedialnym. Platforma ta została przemyślana jako system pracy grupowej zdolny do realizacji aplikacji w czasie rzeczywistym, które modelują złożone zjawiska. Aplikacje te mogą mieć charakter zintegrowany, łącząc elementy audio, video i klasycznych danych, mogą być wykonywane w sposób równoległy. Platforma należy do kategorii wyższego poziomu systemów Computer Supported Collaborative (CSCW). Do realizacji platformy posłużono się specjalną architekturą, która dla zapewnienia komunikacji pomiędzy uczestnikami używa zależnościowych kanałów czasu rzeczywistego (RTD) i abstrakcji zorientowanych na komunikację, skonfigurowanych tak, że możliwe jest spełnienie wymagań jakościowych dotyczących usług (QoS) dla szerokiej palety aplikacji. Lokalizacje platformy można łatwo wykonać dzięki wykorzystaniu serwisów warstwy pośredniej nazywanych mikro-protokołami. Każdy mikro-protokół realizuje inną własność semantyczną lub jej wariant oraz może współdziałać z innymi mikro-protokołami korzystając z modelu definiowanego zdarzeniami (eventdriven). Platforma posłużyła do testowania protokołu alokacji zasobów, który korzysta z rezerwacji i "pożyczania" pasma w celu zapewnienia żądanej jakości usług (QoS), zwłaszcza w obszarze zagwarantowaniu pasma, blokowania wywołań oraz prawdopodobieństw odrzucenia odwołań. Eksperymenty zostały przeprowadzone na komputerze klastrowym Pentium PC. Planuje się użycie kanałów łączności bezprzewodowej w celu oceny zdolności aplikacji multimedialnych do tolerowania i adaptowania się do przejściowych zmian w zakresie jakości wymaganych usług (QoS) oraz zapewnienia mobilności wykorzystywanego w rozwiązaniu agenta. Pierwsze symulacje w tym zakresie przyniosły zachęcające wyniki.

Słowa kluczowe

EN

real-time; dependability; group multicast; configurable systems; customization; bandwidth allocation; QoS provisioning; multimedia traffic; wireless network; resource management; mobile agent

• Wydawca: Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Archiwum Informatyki Teoretycznej i Stosowanej
• Rocznik: 2003
• Tom: T. 15, z. 2
• Strony: 85--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Dobrescu M.

• University of Bucharest Splaiul Independentei 313 Bucharest, Romania

Bibliografia

• [1] [Ade95] F. Adelstein and M. Singhal, “Real-Time Causal Message Ordering in Multimedia Systems”, Proc. 15th Int'l Conf Distributed Computing Systems, pp. 36-43, May 1995.
• [2] [Bir9l] K. Birman, A. Sehiper, and P. Stephenson, “Lightweight Causal and Atomic Group Multicast”, ACM Trans. Computer Systems, vol. 9, no. 3, pp. 272-314, Aug. 1991.
• [3] [Bol97] R. Bolla, F. Davoli, and M. Marchese, “Bandwidth Allocation and Admission Control in ATM Networks with Service Separation”,IEEE Comm., pp. 130-137, 1997.
• [4] [Cha97] C.-C. Chao and W. Chen, “Connection Admission Control forMobile Multiple-Class Personal Communication Networks”, IEEEJ. Sel. Areas in Comm., vol. 15, pp.1618-1626, 1997.
• |5] [Che99] S. Chen and K. Nahrstedt, "Distributed Quality-of-Service Routing in Ad-Hoc Networks”, IEEE J. Sel. Areas in Comm., vol. 17, pp. 1488-1505, 1999.
• [6] [ChiOO] M. Chiu and M.A. Bassiouni, “Predictive Scheme for Handoff Prioritization in Cellular Networks Based on Mobile Positioning”, IEEE J.Sel. Areas in Comm., vol.18, pp. 510-522, 2000.
• [7] [Cri95] F. Cristian, H. Aghili, R. Strong, and D. Dolev, “Atomic Broadcast: From Simple Message Diffusion to Byzantine Agreement", Information aiulComputation, vol. 118, no. I, pp. 158-179, 1995.
• [8] [Cru91] R. Cruz, “A Calculus for Network Delay, Part I: Network Elements in Isolation”, IEEE Trans. Information Theory, vol. 37, no. 1, pp. 114-131, Jan. 1991.
• [9] [DeMOO] H. De Meet , A. La Corte, A. Puliafito, and O. Tomarchio,“Programmable Agents for Flexible QoS Management in IP Networks”, IEEE J. Selected Areas in Comm., vol. 18, no. 2, Feb.2000.
• [10] [E1J01) B. El-Jabu and R. Steele, “Cellular Communications Using Aerial Platforms”, IEEE Trans. Vehicular Technology, vol. 50, pp. 686-700, 2001.
• [11] [EpsOO] B.M. Epstein and M. Schwartz, “Predictive QoS-Based Admission Control for Multiclass Traffic in Cellular Wireless Networks”, IEEE J. Sei. Areas in Comm., vol. 18, pp. 523-534, 2000.
• [12] |Gol98] G. Goldszmidt and Y. Yemini, “Delegated Agents for Network Management”, IEEE Comm. Magazine, pp. 66-70, Mar. 1998.
• [13] [HoOl] C.-J. Ho, C.-T. Lea, and G.L. Stuber, ’’Call Admission Control in Microcell/Macrocell Overlaying System”, IEEE Trans. Vehicular Technology, vol. 50, pp. 992-1003, 2001.
• [14] [JanOO] W.A. Jansen. “Countermeasures for Mobile Agent Security”, Computer Comm., vol. 23, pp. 1667-1676, 2000.
• [15] [Mau96]A.Mauthe,D.Hutchison, G.Coulson and S.Namuye,“Multimedia Group Communications Towards New Services", Distributed Systems Eng., vol. 3, no. 3, pp. 197-210, Sept. 1996.
• [16] [Nag96] M. Nagshineh and M. Schwartz, “Distributed Call Admission Control in Mobile/Wireless Networks”, IEEE J. Selected Areas in Comm., vol. 14, pp. 711-717, 1996.
• [17] [01i98] C. Oliviera, J. Kim, and T. Suda, “An Adaptive Bandwidth Reservation Scheme for High Speed Multimedia Wireless Networks”, IEEE J. Sei. Areas in Comm., vol. 16, pp. 858-874, 1998.
• [18] [Pap02] S. Papavassiliou, A. Puliafito, O. Tomarchio, and J. Ye, “Mobile Agent-Based Approach for Efficient Netw ork Management and Resource Allocation: Framework and Applications”, IEEE J. Selected Areas in Comm., vol. 20, no. 4, pp. 858-872, May 2002.
• [19] [Pet89] L. Peterson, N. Buchholz, and R. Schlichting, “Preserving and Using Context Information in Interprocess Communication”, ACM Trans. Computer Systems, vol. 7, no. 3, pp. 217-246, Aug. 1989.
• [20] [Pow91 ] D. Powell, Delta-4: A Generic Architecture for Dependable Computing, ed. Springer- Verlag 1991.
• [21 ] |Rag98] S.V. Raghavan and S.K. Tripathy, Networked Multimedia Systems, Prentice-Hall, 1998.
• [22] [WanOI ] K. Wang and L.-S. Lee. "Design and Analysis of QoS Supported Frequent Handover Schemes in Cellular ATM Networks”, IEEE Trans. Vehicular Techn., vol. 50, pp. 942-953, 2001.
• [23] [Wre96] D. Wrcge, E. Knightly, H. Zhang, and J. Liebeherr, “Deterministic Delay Bounds for VBR Video in Packet-Sw'itching Networks: Fundamental Limits and Practical Tradeoffs”, IEEE/ACM Trans.Networking, vol. 4, no. 3, pp. 352-362, June 1996.