Μελέτη, σχεδιασμός, υλοποίηση και αξιολόγηση ενός κατανεμημένου συστήματος δυναμικής διαχείρισης των δικτυακών πόρων, σε διαδραστικά συστήματα επίγειας ψηφιακής ευρυεκπομπής.

Abstract

Η έλευση του προτύπου επίγειας ψηφιακής ευρυεκπομπής DVB-T επέτρεψε την δημιουργία αποκεντρωμένων δικτυακών υποδομών διαδραστικής επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης (IDVB-T), ικανών να διασυνδέσουν Παροχείς Υπηρεσιών και Τελικούς Χρήστες. Σε αυτά τα δίκτυα ο ανταγωνισμός των υπηρεσιών για το διαθέσιμο εύρος ζώνης μπορεί να οδηγήσει σε υποβάθμιση της δικτυακής απόδοσης του IDVB-T, άρα και υποβάθμισης του παρεχόμενου, από το δίκτυο, επιπέδου ποιότητας υπηρεσίας. Για την αντιμετώπιση αυτού του ενδεχομένου, η αποτελεσματική διαχείριση των δικτυακών πόρων είναι αναγκαία. Προς αυτή την κατεύθυνση, οι μέχρι τώρα ερευνητικές προσπάθειες έχουν οδηγήσει σε κεντρικοποιημένους και ημικατανεμημένους τρόπους διαχείρισης, οι οποίοι όμως έχουν--σε διαφορετικό βαθμό--προβλήματα κλιμακοθετησιμότητας και κεντρικού σημείου αποτυχίας. Σε αντιδιαστολή εμείς προτείνουμε ένα πλήρες κατανεμημένο σύστημα διαχείρισης δικτυακών πόρων, το οποίο λόγω του περιφερειακού τρόπου λειτουργίας του αντιμετωπίζει με επιτυχία προβλήματα τέτοιου είδους. Σχεδιάσαμε και υλοποιήσαμε το προτεινόμενο σύστημα διαχείρισης έτσι ώστε να υποστηρίζει δύο τρόπους εισαγωγής πολιτικών καταμερισμού πόρων. Με τον πρώτο τρόπο ο χρήστης, με την χρήση γραφικού περιβάλλοντος, εισάγει και ενεργοποιεί την επιθυμητή πολιτική, ενώ με τον δεύτερο η εκάστοτε πολιτική αποστέλλεται μέσω δικτυακής μετάδοσης και εφαρμόζεται αυτόματα από το σύστημα. Στα πλαίσια της αξιολόγησης, ενσωματώσαμε στο προτεινόμενο σύστημα έναν "δίκαιο" και έναν με "βάρη" αλγόριθμο καταμερισμού πόρων, και εκτελέσαμε μια σειρά από πειράματα σε ένα πραγματικό IDVB-T δίκτυο, τα οποία και απέδειξαν την αποτελεσματικότητα του προτεινόμενου μηχανισμού ακόμα και σε συνθήκες υψηλού δικτυακού φόρτου.

The advent of the Digital Video Broadcasting standard for terrestrial application (DVB-T) enabled for the realization of decentralized Interactive DVB-T (IDVB-T) network infrastructures, capable of interconnecting Service Providers and End Users. In such networks, the services competition for the available bandwidth, can result in the degradation of IDVB-T's network performance, and thus degradation of the offered, by the network, Quality of Service (QoS) level. Towards handling such situations, an efficient management of the network resources is mandatory. In this direction, the so far research efforts have been focused to centralized and semi-distributed management approaches, with both of them having--to different degrees--problems of scalability and Single Point of Failure(SPF). In contrast to these approaches, we propose a fully distributed system of managing IDVB-T's network resources, as its peripheral operation will handle better scalability and SPF problems. We designed and implemented the proposed management system to support two modes of importing policies regarding sharing resources. In the first mode the user, using a graphical user interface, imports by hand and activates the desired policy, while in the second mode the policy is sent via the network and is applied automatically by the system. As part of the evaluation process, we integrated in the proposed system a "fair" and a "weighted" algorithm for sharing the network resources, before performing a series of experiments, in a real IDVB-T network, with the results proving the effectiveness of our management system, even under high network traffic.