REDES INTEGRADAS DE TELECOMUNICAÇÕES II 2011 / 2012

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1 Departamento de Engenharia Electrotécnica REDES INTEGRADAS DE TELECOMUNICAÇÕES II 2011 / º ano 8º semestre 2º Trabalho prático: Serviço de distribuição de vídeo com CORBA e JMF Luis Bernardo

2 1. OBJECTIVOS Criação de uma aplicação distribuída, que use a invocação remota de objectos, o serviço trading da arquitectura CORBA, e a distribuição de conteúdos multimédia com o protocolo RTP (Real Time Protocol) utilizando JMF. O problema consiste na realização de um serviço de distribuição de vídeo a pedido por rede (ou, Digital Vídeo). A aplicação permite a cada cliente ligar-se a um dos servidores DV e pedir um conteúdo de áudio ou vídeo. Este servidor é responsável pela criação dos feixes RTP para o cliente, e pela criação de um objecto CORBA, que permite ao cliente controlar o "Play" e "Stop" dos feixes multimédia. Caso o ficheiro não exista localmente, o servidor deve procurar por outros servidores DV com o ficheiro pedido utilizando o serviço de trading. Servidor DV 2 Cliente DV 1 Cliente DV 2 Servidor DV 1 A aplicação é composta por dois tipos de programas: um programa para os clientes pedirem e visualizarem os filmes (Cliente DV); um programa servidor distribuidor de conteúdos (Servidor DV). É fornecida o binário do cliente e um início de realização do servidor, com a interface gráfica e a gestão de ficheiros. Também é fornecido o acesso o binário com uma implementação completa do servidor DV. Pretende-se que seja desenvolvida, pelos alunos, um servidor DV compatível com o protocolo especificado nas secções seguintes. 2. Especificações 2.1 Interfaces O conjunto de interfaces do serviço DVB está declarado no ficheiro DVBIf.idl no módulo DVBIf. Este módulo inclui a definição das interfaces e dos tipos de dados auxiliares usados nas funções das interfaces. Foram definidos três tipos de interfaces para interligar os dois tipos de programa: stream_dvb : A interface utilizada por clientes para controlar a apresentação de um conteúdo; cli_dvb : A interface usada pelos clientes para pedirem a visualização de um conteúdo, e se ligarem a um servidor; 1

3 serv_dvb : A interface facultada pelos servidores para permitirem consultas aos filmes disponíveis, e delegar clientes remotos para o servidor local. O módulo também define o formato da representação dos pontos terminais RTP: // RTP endpoint definition for video+audio transfer struct RTP_Endpoint { boolean has_video; // Se transmite vídeo string ip_v; // IP do feixe vídeo short port_v; // Porto do feixe de vídeo boolean has_audio; // Se transmite áudio string ip_a; // IP do feixe áudio short port_a; // Porto do feixe de áudio Um ponto terminal define o endereço IP e porto associado aos feixes de vídeo e áudio, e implicitamente aos feixes RTCP associados, nos portos impares imediatamente a seguir. Relembra-se que como o tipo de dados está declarado dentro do módulo DVBIf é referenciado no software a desenvolver como DVBIf.RTP_Endpoint Interface stream_dvb A interface stream_dvb define três operações: // Interface for video playback control interface stream_dvb { boolean start(); boolean stop(); oneway void destroy(); Esta interface é usada nos clientes para controlar a apresentação de um vídeo no servidor. A operação start solicita o arranque do envio dos feixes RTP, podendo falhar caso estes já estejam activos, ou por falha no arranque dos objectos JMF. A função stop é usada para terminar a apresentação do vídeo de uma forma fiável (semântica at-most-once), destruindo os objectos. Pode falhar caso a apresentação não esteja activa. A função destroy termina todas as acções activas e liberta os objectos, de forma semelhante à função stop. No entanto, como tem uma semântica one-way é não bloqueante, podendo falhar Interface cli_dvb A interface cli_dvb define uma operação: // Interface for stream creation cliente-dvb interface cli_dvb { boolean get_video(in string filename, in RTP_Endpoint irtp, out RTP_Endpoint ortp, out stream_dvb ifref, out string message); A operação get_video permite aos clientes pedirem o visionamento do filme com o nome filename. O cliente fornece junto com o pedido o endereço do terminal RTP que vai ser usado na recepção do vídeo (irtp), e se se pretende receber vídeo e/ou áudio, nos campos has_video e has_audio. O servidor retorna o endereço do terminal RTP que vai enviar o vídeo (ortp, com a indicação dos feixes activos), a referência ifref para um objecto 2

4 stream_dvb que permite controlar a sua apresentação, e uma mensagem de texto message, que deve ser ecoada no cliente para o utilizador Interface serv_dvb A interface serv_dvb define três operações: // Interface for DVB - DVB server communication interface serv_dvb { boolean query_file(in string filename, out short available); boolean get_video(in string filename, in RTP_Endpoint irtp, out RTP_Endpoint ortp, out stream_dvb ifref, out string message); A operação query_file permite a um servidor pesquisar se o ficheiro filename existe no servidor, devolvendo o número de clientes que o servidor ainda pode suportar (available). Retorna um booleano com a existência do ficheiro. A operação get_video é usada por servidores para delegar clientes que a eles se ligaram para outros servidores. Executa a mesma operação que a homónima da interface cli_dvb. 2.2 Servidor DV Deve desenvolver um Servidor DV capaz de suportar vários clientes em paralelo. O servidor DV é o objecto responsável por manter toda a informação referente aos feixes activos. Quando o servidor arranca, oferece uma interface cli_dvb, de maneira a permitir que clientes se lhe liguem (através de uma aplicação cliente), e uma interface serv_dvb, de maneira a permitir que outros servidores se liguem ao servidor. As interfaces DVBIf.cli_DVB e DVBIf.serv_DVB devem ser registadas no servidor de trading com um nome único no sistema (e.g. serv01), de forma a permitir a coexistência de vários servidores em simultâneo. Os objectos stream_dvb criados localmente são privados, só sendo conhecidos dos clientes a quem foram atribuídos Registo dos servidores no trader O objecto cli_dvb deve ser registado no serviço DVBIf.DVUserService e o objecto serv_dvb deve ser registado no serviço DVBIf.DVServService. Os serviços estão definidos no ficheiro DVBIf.st, representado abaixo. Os dois registos incluem o nome do servidor (server_name). O registo do objecto serv_dvb deve ser realizado com duas propriedade dinâmicas, number_films e number_streams, respectivamente com o número de filmes partilhados e com o número de clientes que ainda pode suportar. O registo deve ser retirado antes de parar o servidor. 3

5 #include "DVBIf.idl" module DVBIf { service DVUserService { interface cli_dvb; mandatory property string server_name; service DVServService { interface serv_dvb; mandatory property string server_name; mandatory property short number_films; mandatory property short number_streams; Verificou-se que a implementação do trader distribuída com o OpenORB tem vários erros. Um erro frequente com propriedades dinâmicas é o falhar sistemático de pesquisas quando um dos objectos registados é destruído sem ser removido do trader. Este erro pode ser contornado, reinicializando o trader. Outro erro ocorre quando o cliente e o servidor estão em máquinas diferentes, falhando a comunicação com o trader. Neste caso, o problema resolve-se associando o nome da máquina (em Linux está no ficheiro /etc/sysconfig/network) ao endereço IPv4 global Associação de clientes a uma sessão RTP Sempre que o servidor receber um novo get_video de um cliente, o servidor deve pesquisar se tem o ficheiro pedido. Se não tiver o ficheiro, o servidor deve pesquisar no trader por outros servidores, tentando sequencialmente delegar o cliente para os servidores com mais ficheiros que ainda não estão saturados. Se tiver o ficheiro e ainda não tiver atingido o número máximo de clientes deve aceitar o cliente. Se já atingiu o limite, deve usar o serviço de trading para pesquisar outro servidor DB com o ficheiro que aceite o pedido. O cliente recebe uma referência para um objecto stream_dvb, que lhe permite controlar uma apresentação do conteúdo multimédia. Após a apresentação, o servidor deve desligar o cliente automaticamente Interface gráfica A interface gráfica do servidor inclui botões para adicionar ficheiros (Add), para remover ficheiros da lista (Remove), para limpar o texto da jtextarea (Clear Text), e o botão mais à direita, que tanto pode ter escrito "Stop" como "Activate". Este botão é usado para arrancar e para parar o servidor. O servidor recebe três configurações em caixas de texto: o nome (Name), o número máximo de clientes que suporta (Max RTP), e a localização do servidor de trading (TS). Na tabela, apresenta a lista de ficheiros partilhados, indicando o nome do ficheiro (Name), a localização (vai ser sempre local ao servidor) na coluna Location, e o número de clientes que está associado ao ficheiro na coluna Clients. 4

6 2.3 Cliente DV Quando se prime o botão Activate, o cliente DV pesquisa o servidor de trading (localizado em TS) para obter uma lista de servidores DV, e invoca sucessivamente a operação get_video nos servidores DV com o parâmetro File até ter sucesso. Na operação get_video é passada a informação se se pretende omitir o áudio (no audio) ou o vídeo (no video), através do parâmetro irtp. Após ser estabelecida a ligação, é activado o botão Play, permitindo invocar a operação start(), que faz aparecer as janelas de visualização do vídeo e/ou de controlo do áudio. Uma visualização pode ser interrompida em qualquer altura premindo o botão Activate. 3. MÓDULOS FORNECIDOS Para facilitar o desenvolvimento do serviço, são fornecidos: o executável do cliente, e acesso a um executável do servidor DV no laboratório; os ficheiros DVBIf.idl e DVBIf.st com as definições das interfaces; o ficheiro DVB.corba_thread.java para correr a tarefa CORBA em paralelo com o processamento dos eventos gráficos; o ficheiro DVB.DVserver.java com a definição da interface gráfica do servidor e as funções de gestão da lista gráfica de ficheiros; O ficheiro DVB.global_methods.java com métodos globais para seleccionar portos livres, e para visualizar objectos DVBIf.RTP_Endpoint como Strings. Não se esqueça de arrancar os Servidores de Nomes e de Trading antes de correr os executáveis da aplicação introduzindo na linha de comandos source ~/bin/start_corba.sh ou source ~/bin/stop_corba.sh. 3.1 Desenvolvimento do trabalho O trabalho vai ser desenvolvido em cinco semanas, onde a primeira semana é uma aula de introdução à programação de aplicações CORBA com OpenORB e JMF em Java. Propõe-se que sejam definidas as seguintes metas para a realização do trabalho: 0. aula de aprendizagem deve ler a documentação da Introdução ao CORBA, realizar o exercício proposto, e aprender a lógica de funcionamento da aplicação; 1. no fim da primeira aula deve ter realizado a criação e o registo e cancelamento dos objectos cli_dvb e serv_dvb no serviço de trading. Deve estar a trabalhar na realização da operação get_video da classe cli_dvb, para ficheiros locais; 2. no fim da segunda aula deve ter realizado a operação get_video, com a activação dos objectos stream_dvb, que permitem ligar os clientes ao servidor e apresentar os filmes; 3. no fim da terceira aula deve ter a rotina de pesquisa no trader por servidores alternativos quase concluída. Todos os aspectos de utilização da classe AVtx devem estar testados; 4. no fim da última aula deve ter acabado os testes da aplicação, corrigindo os últimos erros de programação. 5

7 POSTURA DOS ALUNOS Cada grupo deve ter em consideração o seguinte: Não perca tempo com a estética de entrada e saída de dados Programe de acordo com os princípios gerais de uma boa codificação (utilização de indentação, apresentação de comentários, uso de variáveis com nomes conformes às suas funções...) e Proceda de modo a que o trabalho a fazer fique equitativamente distribuído pelos dois membros do grupo. 6