DVMA : Un Algorithme de Marquage pour les Flux MPEG4
dans un Réseau DiffServ Auteurs: Toufik AHMED, Guillaume BURIDANT, Ahmed MEHAOUA
Présenté par : AHMED ToufikAHMED Toufik
CNRS-PRiSM Lab. Université de Versailles - France
Résumé
Contexte et Motivations Architecture de MPEG-4 Contributions :
Transport de MPEG-4 sur RTP/IP DVMA : Algorithme de marquage de flux MPEG4
Evaluation de performance Conclusion
Contexte
Conditions pour une application multimédia dans les réseaux :
Besoin de QoS de bout en bout Optimisation des resources réseaux
Protocoles TCP/IP : RTP, RTCP, et RTSP Modèles de gestion de la QoS sur IP :
IntServ et DiffServ
Objectifs
Transport de flux vidéo MPEG 4 sur réseaux IP :
Profile d’encapsulation RTP (Couche Transport) Mécanisme de marquage DiffServ (Couche Réseau) Signalisation OSI MPEG-4 DMIF / IETF SIP
(Couche Session)
Interactive AudiovisualScene
Composition and Rendering
SL SLSL SL ...
PrimitiveAV Objects
SceneDescriptionInformation
ObjectDescriptor
...ISO/IEC 14496-2VisualISO/IEC 14496-3 Audio
Compression Layer
SL
Upchannel
Information
SL
...AU AU AU AU AU AUAU AU
Sync LayerISO/IEC 14496-1 Systems
ISO/IEC 14496-6 DMIFISO/IEC 14496-1 Systems
Delivery Layer
IP ATM ...
Architecture de MPEG-4
Transport de MPEG-4 sur IP Compression Layer
Elementary Stream
SL Layer SL Layer +RTP extension
Standart MPEG-4
Approche Alternative
Delivery Layer RTP P lug-inUDPIP
RTPUDPIP
Fragmentationrules
1 2 3
1 : Approach [8]2 : Approach [9]3 : Our Approach
RTP/UDP/IP
1-2
1 : Approche [ATT]2 : Approche [[INRIA/Microsoft]3 : Approche [NTT]4 : Notre approche
43
DVMA : Algorithme de marquage de
paquets vidéo sur DiffServ (audio & OD)
AudioAF1x
if stream is “audio stream” then (application of property 2)if coder rate is “low rate” then
DSCP=AF Low Drop Prec//example AF11
if coder rate is “medium rate” thenDSCP=AF Medium Drop Prec//example AF12
if coder rate is “high rate”then DSCP=AF High Drop Prec//example AF13
if stream is “objects descriptor, scene descriptor” (application of property 4 )
then DSCP = EF//descriptions streams are significant, no loss//it’s necessary that these streams will be available //as soon as possible in MPEG-4 player to interpret //correctly the scene
Policin
g
ODBIFS
EF /AF ?
DVMA : Algorithme de marquage de paquets vidéo sur DiffServ (Video)
VideoAF2x
if stream is “video stream” (application of property 3)
if “base layer video stream” (level 1 = mimimum QoS)then DSCP = AF low Drop Prec //example AF21
if “ enhanced layer video stream 1” (level 2 = medium QoS)then DSCP = AF Medium Drop Prec //example AF22
if “enhanced layer video stream 2” (level 3 = maximum QoS)then DSCP = AF Medium Drop Prec //example AF23
minQoS
medQoS
maxQoS
Policin
g
Performance Evaluation - Testbed -
Architecture des routeurs IP Diffserv
Queuing Discipline
Filter
Class
Queuingdiscipline
Class
Queuingdiscipline
Filter
FilterInput Output
Signalisation MPEG-4 DMIF
DMIF
DNI
MPE
G
- 4
Pum
p
D AI
RTP
DMIF
DNI
MPE
G
- 4
P lay
er
D AI
RTP
JMF Player
MPEG - 4 Server MPEG - 4 Client
JM F - based
DMIF - TO - DMIF Signal ing
IP - b ased Network
MPE
G-4
Mar
ker
Signalisation DMIF et QoS
Paramètres de QoS spécifiés par le propriétaire du service MPEG-7 peut être utilisé pour automatiser cette
fonction
Paramètres de QoS portés par les primitives DA_channelAdd() comme QoSDescriptor
Ports RTP/IP assignés à chaque flux (session) PHB assigné à chaque session.
the application initiates
the service DA_ServiceAttach
(IN: DMIF_URL,uuData)
DN_SessionSetup
(IN: nsId, CalledAddr,CallingAddr, CapDescr)
(OUT: rsp, CapDescr)
DN_ServiceAttach
(IN: nsId, serviceId,serviceName, ddData)
(OUT: rsp, ddData)
DA_ServiceAttach
(IN: ssId,serviceName,
uuData)
(OUT: rsp, uuData)(OUT: rsp, ssId,uuData)
determinewhether a
new networksession
is needed
attach to theservice
Connect to theapplication
runningthe service
the applicationrunning
the servicereplies
1
2
3
4
5
67
8
Application ApplicationDAIDAI DMIF Layer DMIF LayerDNI + Network + DNI
Local DMIF Terminal Remote DMIF Terminal
Signalisation DMIF phase 1:Initiation de la Session
Signalisation DMIF phase 2: Ajout de canaux
the applicationrequests
a new channel DA_ChannelAdd
(IN: ssId, loop ([qos],dir, [sAdd],[ rAdd],
uuData))
DN_TransMuxSetup
(IN: nsId, loop(TAT, qos,sAddr, rAddr, resources))
(OUT: loop(rsp, resources))
DN_DownstreamChannelAdd
(IN: nsId, serviceId, loop(CAT, [sAdd], [rAdd], [qos],
ddData))
(OUT: loop(rsp, TAT, ddData))
DA_ChannelAdd
(IN: ssId, loop (chId, [qos], dir, [sAdd], [rAdd], uuData))
(OUT: loop (rsp,uuData))
(OUT: loop (rsp,chId, uuData))
determinewhether a
new networkconnectionis needed
request the channel
Notify theapplication
runningthe service
the applicationrunning
the service replies
1
6
5
2
3
4
78
Application ApplicationDAIDAI DMIF Layer DMIF LayerDNI + Network + DNI
Local DMIF Terminal Remote DMIF Terminal
DA_UserCommand
(IN: ssId, uuData)9DN_UserCommand
(IN: nsId, serviceId, ddData)10DA_UserCommand
(IN: ssId, uuData)
12
[DN_DownstreamChannelAdd]
DA_Data
(IN: chId, streamData)
DA_Data
(IN: chId, streamData, errorFlag)
11
Codage vidéo MPEG-4 hiérarchique
Variation des pertes de paquets en fonction de la charge
Diffserv Best Effort
Pertes de paquets : Scénario IP Best Effort
Load 80 % Load 95 %
Perte de paquets : Scénario IP DiffServ
Load 80 % Load 95 %
Délai de bout en bout : Scénario IP best effort
Load 80 %
Load 95 %
Délai de bout en bout : Scénario IP DiffServ
Load 95 %Load 80 %
Conclusion Contributions :
Un algorithme de marquage de paquets vidéo MPEG-4 pour routeur IP DiffServ a été proposé et validé
Configuration de domaines DiffServ selon plusieurs PHBs.
Résultats des tests :Réduction de la perte des données sensibles Réduction du délai de bout en bout (~50%)
Travaux Futurs
Passerelles de signalisation DMIF-SIP pour des conférences multimédias :
Interconnexion DMIF2SIP Interconnexion Interworking Function
DVMA dynamique et adaptatif Utilisation de BB (bandwidth Broker / COPS
Server) et de surveillances d’évènements réseaux.