Prenos multimedijskih vsebin

Prenos multimedijskih vsebin
Vaje
Anton Kos
Ljubljana, oktober 2013
Primeri računskih nalog
Laboratorij za komunikacijske naprave
Naloga

Prenesti moramo digitalizirani arhiv filmov iz ZDA v EU






10.000 filmov
povprečna velikost digitaliziranega filma 4 GB
hitrost zapisovanja filma v digitalni obliki na disk 1 Gbit/s
hitrost internetne povezave 100 Mbit/s
koliko časa traja prenos preko omrežja in koliko z diski
Rešitev






10.000 filmov je 40 TB
prenos preko interneta bi trajal 320 Tbit / 100 Mbit/s = 3,2 Ms
to znese ~37 dni
zapisovanje na diske bi trajalo 320 Tbit / 1 Gbit/s = 320 ks
to znese ~3,7 dni
če dodamo še prevoz s letalom ali celo ladjo (cca 20 dni) je
to še vedno hitreje kot prenos preko Interneta.
Laboratorij za komunikacijske naprave
3
Prenos multimedijskih vsebin
Naloga

Kaj je hitreje?



Podatki




prevoz filmov na DVD z ladjo
prenos filmov preko Interneta
prenesti moramo milijon DVD, ki so v povprečju 85% polni
povprečna hitrost prenosa podatkov na Internetu je 8 Mbit/s
ladja iz Amerike v Evropo pluje 20 dni
Internet:


(103 x 0.85 x 4.7 x 1024 MB) / 1 MB/s = 4.09 x 106 s ~130 let
za 1000 DVD je rezultat ~47 dni
Laboratorij za komunikacijske naprave
4
Prenos multimedijskih vsebin
Naloga

Podana je čakalna vrsta M/M/1

Izračunaj izkoriščenost sistema, povprečno število
paketov v čakalni vrsti N in povprečni čas prebit v
čakalni vrsti T.



povprečno število prihodov: l = 40 paketov/s
povprečno število postreženih: m = 50 paketov/s
Rešitev:




Izkoriščenost sistema r = l/m = 4/5 = 0,8
N = r/(1-r) = 4
T = (1/m)/(1-r) = (1/50)/(1-0,8) = 0,1 s/paket
ali preko Littlovega teorema: N= l T --> T= 0,1 s/paket
Laboratorij za komunikacijske naprave
5
Prenos multimedijskih vsebin
Naloga

Velikosti paketov so med 100 in 500 bytov ter ustrezajo
enakomerni verjetnostni porazdelitvi .


Kolikšen odstotek paketov je daljši od 465 bytov?
Velikosti paketov so celoštevilske diskretne vrednosti.




obstaja 401 paketov različnih dolžin
paketov, ki so daljši od 465 bytov je v našem primeru 35
zato je njihov delež enak 35/401 = 0,087281
ali 8,73%
Laboratorij za komunikacijske naprave
6
Prenos multimedijskih vsebin
Naloga

Glajenje prometa v omrežni napravi opravljamo s
pomočjo vedra z žetoni.




hitrost polnjenja vedra z žetoni r = 3000 bitov/s
Žetoni prihajajo enakomerno
hitrost izhodne linije R = 5000 bitov/s (r<R)
velikost vedra b = 2000 bitov
r
Kolikšna je največja velikost izbruha?






Vedro
ob času 0 naj bo vedro polno
Paket
Čakalnica
v času t naj se vedro izprazni
Neenakomerni prihodi
v tem času pošljemo Rt podatkov
velja b + rt = Rt  t = b/(R-r)
to nam da velikost izbruha B = b + rt = b + br /(R-r)
kar znese 2000 + 2000 * 3000 /2000 = 5000 bitov
Laboratorij za komunikacijske naprave
7
b
Odhodi v izbruhih
R
Prenos multimedijskih vsebin
Naloga

Podatke prenašamo preko povezave z verjetnostjo
bitne napake 3 10-7.

Koliko bitov je verjetno napačno prenesenih, če je:



Število prenesenih bitov je:


hitrost povezave 2,4 Gbit/s
čas prenosa podatkov 150 s
150 s * 2,4 109 bit/s = 3,6 1011 bitov
Napačno prenesenih je zato v povprečju:

3,6 1011 bitov * 3 10-7 = 1,08 105 bitov
Laboratorij za komunikacijske naprave
8
Prenos multimedijskih vsebin
Komentar rezultatov
laboratorijskih vaj
Laboratorij za komunikacijske naprave
Vsebina



Simulacija sodostopa (Aloha in Ethernet)
VOIP na omrežju Ethernet
Primerjava BE in DS delovanja
Laboratorij za komunikacijske naprave
10
Prenos multimedijskih vsebin
Aloha - model
Laboratorij za komunikacijske naprave
11
Prenos multimedijskih vsebin
Aloha - rezultati
Laboratorij za komunikacijske naprave
12
Prenos multimedijskih vsebin
Slotted Aloha - rezultati
Laboratorij za komunikacijske naprave
13
Prenos multimedijskih vsebin
Ethernet - model
Laboratorij za komunikacijske naprave
14
Prenos multimedijskih vsebin
Ethernet - rezultati
Laboratorij za komunikacijske naprave
15
Prenos multimedijskih vsebin
Ethernet - rezultati
Laboratorij za komunikacijske naprave
16
Prenos multimedijskih vsebin
VOIP - model
Laboratorij za komunikacijske naprave
17
Prenos multimedijskih vsebin
VOIP – 10% predobremenitve
Laboratorij za komunikacijske naprave
18
Prenos multimedijskih vsebin
VOIP – 30% predobremenitve
Laboratorij za komunikacijske naprave
19
Prenos multimedijskih vsebin
VOIP – 50% predobremenitve
Laboratorij za komunikacijske naprave
20
Prenos multimedijskih vsebin
VOIP – 50% predobremenitve
Laboratorij za komunikacijske naprave
21
Prenos multimedijskih vsebin
VOIP - rezultati
10000,00
10%
20%
1000,00
30%
STD zakasnitve [ms]
40%
50%
100,00
10,00
1,00
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
0,10
Skupna obremenitev omrežja [%]
Laboratorij za komunikacijske naprave
22
Prenos multimedijskih vsebin
Primejava BE in PRI - model
Laboratorij za komunikacijske naprave
23
Prenos multimedijskih vsebin
Primejava BE in DS - rezultati
Laboratorij za komunikacijske naprave
24
Prenos multimedijskih vsebin
Primejava BE in DS - rezultati
Laboratorij za komunikacijske naprave
25
Prenos multimedijskih vsebin
Primejava BE in DS - rezultati
Laboratorij za komunikacijske naprave
26
Prenos multimedijskih vsebin
Primejava BE in PRI - rezultati
Slika 4c: Povprečne izgube IP paketov pri BE arhitekturi
in 50% obremenitvi povezave (%)
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
FTP BE50
WWW BE50
Video BE50
Speech BE50
0,00
10
20
30
40
Laboratorij za komunikacijske naprave
50
60
70
80
27
90
Prenos multimedijskih vsebin
Primejava BE in PRI - rezultati
Slika 4b: Povprečne izgube IP paketov pri BE arhitekturi
in 90% obremenitvi povezave (%)
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
FTP BE90
WWW BE90
Video BE90
Speech BE90
0,00
10
20
30
40
Laboratorij za komunikacijske naprave
50
60
70
80
28
90
Prenos multimedijskih vsebin
Primejava BE in PRI - rezultati
Average packet loss (%)
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
10
WWW BE100
20
30
40
50
60
70
Share of real-time traffic (%)
Laboratorij za komunikacijske naprave
29
Speech BE100
80
90
Prenos multimedijskih vsebin
Vprašajte
Izvor?
Ponor?
Laboratorij za komunikacijske naprave
30
Prenos multimedijskih vsebin