Planning of Demanding Media Streams

Mgr. Pavel Troubil, Ph.D.

Advanced ('rigorózní') thesis

Abstract:

Záměrem dizertační práce je výzkum a vývoj metod pro plánování náročných datových přenosů v počítačových sítích. Pokročilá prostředí pro spolupráci, např. UltraGrid, umožňují kvalitní vzdálenou spolupráci v reálném čase. K tomu využívají takových toků dat, které jsou svojí požadovanou šířkou pásma blízké kapacitám dnešních páteřních linek. Taková prostředí nacházejí uplatnění např. v medicíně pro vzdálené konzultace, dále při vzdálené výuce, nebo ve filmovém průmyslu. Charakteristickým jevem je současný přenos několika proudů dat v síti, z nichž každý je přenášen od jednoho vysílajícího k několika příjemcům současně. Pro potřebu interaktivity takových přenosů je třeba hledat spojení s minimální přenosovou latencí. Současné metody směrování používané v Internetu nejsou pro takové přenosy vhodné, neboť by snadno docházelo k zahlcení sítě. Cílem dizertační práce je vyvinout takové algoritmy pro plánování mnohonásobných současných m:n přenosů, které zamezí zahlcení sítě a mezi jinými kritérii budou optimalizovat zpoždění při přenosu. Algoritmy budou podporovat rozšíření základního plánovacího problému např. o podporu nepřesné informace o síťové topologii či překódování videa v síti na nižší datový tok. Vyvinuté metody a algoritmy budou implementovány v prostředí CoUniverse pro orchestraci prostředí pro vzdálenou spolupráci.

Abstract:

Aim of the thesis is a research and development of methods for planning of demanding multimedia streams in computer networks. Advanced collaborative environments, e. g. UltraGrid, allow for high quality remote collaboration in real time. To achieve the high quality, these environments transmit data streams with bandwidth close to capacities of current network links. Such collaborative environments are useful in, e. g., medicine for remote consultation, remote teaching, or movie industry. Usually, multiple high bandwidth streams are transmitted concurrently, each of them from a single source to multiple recipients. Minimal latency routes are sought to achieve high interactivity of the environments. Methods currently used in the Internet are not suitable for such transmissions due to high risk of network congestion. Aim of the thesis is to develop methods and algorithms for transmission of multiple concurrent m:n transmissions requiring high bandwidth. The algorithms will avoid network congestion and minimize, among other objectives, transmission latency. They will also support extensions of the basic problem of, e. g., uncertain network topology, or multimedia transcoding in the network. Proposed methods and algorithms will be implemented in the CoUniverse middleware for orchestration of collaborative environments.

Keywords

data streams planning, multicast routing, CoUniverse, plánování náročných datových přenosů, směrování v multicastu

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 2. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 25. 5. 2012
• Reader: prof. Ing. Miroslav Švéda, CSc., Rong Qu, Ph.D., BSc.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Advanced ('rigorózní řízení') programme / field:
Informatics / Computer Networks and Communication