IT, media - systemy i technologie

Wydajne i inteligentne sieci świadome przesyłanych treści

Gwałtowny, wykładniczy wzrost ruchu w Internecie oznacza, że dostarczanie treści do użytkowników wymaga inwestowania w infrastrukturę, nowe technologie oraz nowe metodologie. Finansowani ze środków UE naukowcy przesuwają powyższe granice, zmieniając sposób dostarczania treści, dzięki czemu użytkownicy uzyskają dostęp na żądanie do treści o wysokiej rozdzielczości (HD) oraz materiałów trójwymiarowych (3D).

Szacuje się, że filmy oraz pozostałe materiały wymagające dużej przepustowości będą podstawową przyczyną przyszłego nasilenia ruchu w Internecie. Zgodnie z przewidywaniami w roku 2016 przez Internet co sekundę będzie przesyłane około 1,2 miliona minut filmów (ponad dwa lata). Jednak współczesne sieci przesyłają powyższe treści w niezbyt wydajny sposób.

"Obecnie Internet służy głównie do uzyskiwania dostępu do danych, dostarczania i strumieniowania ich, a także do korzystania z usług sieciowych. Użytkowników interesują wyłącznie treści, a nie miejsce ich przechowywania, pod warunkiem, że treści te dostarczane są na czas, i w niezawodny sposób", tłumaczy dr Theodore Zaharidis, dyrektor ds. technicznych w greckiej firmie Synelixis Solutions. "Użytkownik wie, że pragnie obejrzeć wiadomości CNN, filmy dostępne przez YouTube, czy też sprawdzić prognozę pogody, korzysta więc z przeglądarki internetowej, pozwalającej pobrać dane z odpowiedniego serwera".

"By obsłużyć zapytania pochodzące od poszczególnych użytkowników serwery aplikacji miliardy razy powielają fragmenty informacji, które następnie przemierzają globalną sieć. Często fragmenty te są identyczne. Oznacza to, że te same dane przesyłane są wielokrotnie przez te same segmenty sieci, co powoduje wykładniczy wzrost ruchu internetowego oraz wymagań wobec infrastruktury sieciowej".

Istnieje jednak znacznie bardziej wydajna alternatywa, która pozwala nie tylko zmniejszyć obciążenie serwerów i sieci, ale także sprawia, że użytkownicy mogą w prostszy i szybszy sposób odnaleźć pożądane treści i uzyskać do nich dostęp. Powyższe rozwiązanie pozwoliłoby także poprawić jakość usług świadczonych użytkownikom oraz wzbogacić przesyłane treści. Kluczowym elementem jest skupienie się nie tylko na kanałach przesyłowych, ale także na przesyłanych treściach, poprzez wbudowanie inteligentnych mechanizmów w obrębie sieci, dzięki czemu serwery, routery oraz urządzenia posiadane przez użytkowników końcowych będą "wiedziały" jakie treści i z jakiej lokalizacji pobierają użytkownicy, co pozwoli, na przykład, dostosowywać strumieniowane treści do warunków panujących w sieci, w celu zoptymalizowania materiałów o wysokiej rozdzielczości do urządzeń, na których będą wyświetlane.

Powyższe podejście do projektowania tzw. Przyszłych Sieci Dostarczania Treści ('Future Content Networks' - FCNs) wdrożono i przetestowano w ramach projektu "Świadome treści wyszukiwanie, pobieranie oraz strumieniowanie danych" ('Content-aware searching, retrieval and streaming', COAST), którego koordynatorem był włoski oddział firmy STMicroelectronics. Projekt COAST uzyskał wsparcie finansowe w kwocie 3 milionów euro ze strony Komisji Europejskiej.

Dr Zahariadis, koordynator techniczny inicjatywy COAST, podkreśla, że podejście obrane przez uczestników projektu było możliwe dzięki ciągłemu wzrostowi mocy obliczeniowej, ilości pamięci oraz ilości pamięci podręcznej urządzeń sieciowych oraz urządzeń posiadanych przez użytkowników końcowych, który sprawia, że urządzenia te mogą stać się świadome przesyłanych treści. To z kolei umożliwiło opracowanie trzech kluczowych rozwiązań, wdrożonych przez uczestników projektu w obrębie architektury sieci FCN.

Po pierwsze węzły sieciowe (np. routery, bramy oraz urządzenia posiadane przez użytkowników) wzbogacono o inteligencję, która pozwala im na bieżąco identyfikować i klasyfikować przesyłane treści oraz określać, skąd treści te są pobierane i gdzie są przechowywane, w celu optymalnego dopasowania zapytań o dane do dostępności pasma oraz w celu sprostania wymogom umów dotyczących gwarancji świadczonych usług ('Service Level Agreements' - SLA) w zakresie poboru danych.

Po drugie wdrożono kompleksową, świadomą przesyłanych treści architekturę dostarczania danych, obejmującą rozwiązania pozwalające wydajnie i dynamicznie analizować infrastrukturę i określać rodzaj urządzeń, z których korzystają użytkownicy, dzięki czemu treści są stale optymalizowane pod kątem urządzenia, przez które są pobierane i na którym będą wyświetlane.

Po trzecie zespół COAST opracował technologię pozwalającą optymalizować treści multimedialne pod kątem preferencji użytkowników oraz parametrów sieci i urządzeń. Co więcej, użytkownicy mają możliwość własnoręcznego modyfikowania oglądanych treści, poprzez, np. wybór kamery lub też zbliżanie i oddalanie obrazu.

Eliminowanie zbędnego ruchu

"Zmieniając metodologię dostarczania treści możemy zmniejszyć ilość zbędnego (powielonego) ruchu przesyłanego przez te same łącza internetowe, a w konsekwencji ograniczyć niezbędne inwestycje infrastrukturalne oraz wydłużyć czas użytkowania istniejącej infrastruktury, nadążając jednocześnie za stale rosnącym zapotrzebowaniem na przepustowość", tłumaczy dr Zahariadis. "Natomiast wzbogacając mechanizmy wyszukiwania treści o pasywne katalogowanie oraz o określanie poziomu popularności możemy szybko dostarczać najbardziej odpowiednie materiały, dostosowane do preferencji użytkownika oraz określonego przez niego kontekstu".

Bezpośrednie korzyści dla użytkowników obejmują ławy, szybki i potencjalnie tańszy dostęp do treści, jeśli płacą oni za czas dostępu lub ilość przesyłanych danych, przy jednoczesnym ułatwieniu im dzielenia się treściami. Natomiast dostawcy treści będą mogli dotrzeć do szerszej publiczności, dzięki usprawnionym mechanizmom indeksowania i wyszukiwania, a operatorzy sieci będą mogli wydłużyć czas korzystania z istniejącej infrastruktury i odłożyć na później kosztowne inwestycje, które w przeciwnym razie byłyby niezbędnym elementem sprostania rosnącemu zapotrzebowaniu na przepustowość.

Co istotne, technologia COAST jest skalowalna i pozwala nadążyć za stale wzrastającym zapotrzebowaniem na przepustowość niezbędną do przesyłania filmów o wysokiej rozdzielczości, a w przyszłości także filmów 3D.

Uczestnicy projektu COAST wnieśli ponadto znaczący wkład na rzecz standardu "Dynamicznego, Elastycznego Strumieniowania danych po HTTP" MPEG ('Dynamic Adaptive Streaming over HTTP' - DASH), który pozwala płynnie dostosowywać treści wideo do zmieniających się warunków sieciowych, oferując wysoką jakość obrazu, bez zacinania czy wielokrotnego buforowania. Podczas prac projektowych firma STMicroelectronics, wraz z pozostałymi partnerami inicjatywy COAST, zaprezentowała pierwszy prototyp klienckiego oprogramowania do strumieniowania 3D w oparciu o protokół DASH, pracującego na platformie wbudowanej. Obecnie firma STMicroelectronics nadal aktywnie promuje powyższy standard.

Prace uczestników projektu pozwoliły ponadto wnieść wkład na rzecz innych działań standaryzacyjnych, obejmujących między innymi grupy robocze organizacji 'Internet Engineering Task Force' (IETF) odpowiedzialne za standardy AVT, CDNI, ALTO oraz Decade, a także grupę roboczą TISPAN, należącą do Europejskiego Instytutu Norm Telekomunikacyjnych ('European Telecommunications Standards Institute' - ETSI) oraz 'Digital Living Network Alliance' (DLNA).

Rozważane jest także komercyjne wdrożenie technologii opracowanych podczas inicjatywy COAST, zwłaszcza przez hiszpańską firmę Telefónica, będącą partnerem projektu. Telefonica I+D (oddział badawczo-rozwojowy firmy Telefonica) zidentyfikowała już potencjalne obszary zastosowań, których wykorzystanie, przy współpracy z partnerami inicjatywy COAST oraz firmami trzecimi, może zaowocować usprawnieniem usług z zakresu dostarczania treści, oferowanych przez firmę Telefonica, wesprzeć wdrażanie nowych treści, a także wzbogać mobilną sieć komórkową, którą zarządza ten operator.

Pozostali partnerzy projektu, między innymi STMicroelectronics, NEC, Yahoo oraz Synelixis, również wykorzystują wyniki uzyskane w ramach projektu, we współpracy z własnymi działami produktowymi i biznesowymi, podkreśla koordynator techniczny inicjatywy COAST. Co więcej, współpraca pomiędzy partnerami projektu jest wciąż kontynuowana.

"Chociaż formalnie nie jest planowane rozpoczęcie projektu, który stanowiłby kontynuację inicjatywy COAST, członkowie konsorcjum nadal współpracują w zakresie badań dotyczących powiązanych dziedzin, w tym sieci skupionych wokół przesyłanych treści, rozproszonego wyszukiwania i indeksowania informacji, dynamicznego dostosowywania treści, a także wydajnego ich przesyłania", twierdzi dr Zahariadis.

Projekt COAST uzyskał wsparcie finansowe w ramach Siódmego Programu Ramowego UE (7PR).

Odnośnik do strony internetowej projektu:

- strona internetowa projektu "Świadome treści wyszukiwanie, pobieranie oraz strumieniowanie danych" - 'Content-aware searching, retrieval and streaming'

Pozostałe odnośniki:

- strona internetowa Agendy Cyfrowej Komisji Europejskiej

data ostatniej modyfikacji: 2015-01-20 08:26:45
Komentarze



Przegląd uczelni w Polsce
uniwersytet_morski_boks_przeglad_uczelni.gif
boks_przeglad_uczelni.gif

Polskie uczelnie w obrazach
miniatura
miniatura
miniatura Uniwersytet Gdański - 12
Polityka Prywatności