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Requisitos de QoS em Redes Infra-estruturadas

Nasredes sem o infra-estruturadas, osprin ipaisrequisitos a se omentar são:

Largura de Banda - É a apa idade total de transferên ia da rede (em Mbps) em um dado momento. Nesse tipo de rede, é ne essário implementar me anismos que

garantamumaestimativarazoáveldalarguradebandadisponível,jáqueainterfa e

de rede não noti a a apli ação sobre a apa idade atual do enla e. A estimativa

desse valorpode prevenir uma perda ex es siva de pa otes, porexemplo;

de uxo multimídia esse problema deve ser ombatido, porque pode prejudi ar a

qualidade de reprodução do áudio e/ou vídeo. A estimativa da largura de banda,

juntamente om a utilização de buers , pelo re eptor e pelo servidor, ajudam a

minimizar ou eliminar esse problema;

Perdadepa otes-Pode sergeradapor ongestionamentonarede,por olisões,pelo númeroex es sivode retransmissõesna amadaMACouporinterferên iasnomeio.

Diferentemente do que a onte e om o jitter, as onseqüên ias da perda de pa otes

não são glit hes, mas ongelamentode imagem e/ou som;

Qualidade do sinal - A potên ia do sinal é medida em de ibéis, enquanto sua qua-lidade, em intervalos de valores, que variam de a ordo om o fabri ante dos NICs

( Network InternetCards). Aqualidadedosinal éumamétri aimportanteparaa

reali-zação deadaptaçõesnas apli ações, poisosinalsofreum desvane imentode a ordo

om adistân iaem relaçãoao pontode a esso.

Diversos trabalhos vêm estudando adaptações, om o objetivo de superar problemas

inerentes às redes sem o. A seguir, serão apresentados algumas dessas pesquisas. A

equipe Mi rosoft, através do projeto qWave , apresenta uma denição para QoS e alguns

parâmetros importantes de serviço da rede para a transmissão de streamings de vídeo e

áudio. IndraLaksonopropõeoemprego on omitantedaprioridadedeuxo edeté ni as

de uso de buers . Amit Mahajan et al. sugerem que ousuário estabeleça uma prioridade

entre os uxos de áudio e vídeo. Arlindo da Con eição e Fábio Kon inferem o valor da

largura de banda, assim omo Pengpeng Ni, porém por meio de métodos distintos. Por

m, Arlindo da Con eição propõe adaptações om base na qualidade do sinal de ada

pontode a esso.

A experiên ia relatada em [Mi rosoft 2004℄, hamada de qWave, traz a seguinte

de-nição de QoS: "QoS se refere a me anismos usados para forne er um nível desejado de

serviço da rede para uma apli ação sobre uma rede IP". A equipe ainda salienta que

os parâmetros mais importantes de serviço da rede devem ser largura de banda, jitter e

perda de pa otes. Esse trabalho apresenta omo opções para se al ançar o nível de QoS

desejado a reserva de banda na rede ou o forne imento de um serviço preferen ial para

determinados tráfegos sele ionados, o que impli a a on essão de um serviço de melhor

esforço para outrostipos de tráfego.

lhos om redeswireless: limitaçãode largurade banda,grandevariaçãodoatraso,al an e

limitadoeinstabilidadedabandadevidoaobstruções, alémdeinterferên iaseproblemas

domeiofísi o. Umpontointeressantereforçadonesse do umentoé queapli ações

desen-volvidas para redes sem o, prin ipalmente as que trabalham om áudio e vídeo, devem

ser adaptáveis. Se a rede sofrer alguma degradação, a apli ação deve invo ar métodos

de adaptação sem queo impa to para o usuárioseja signi ativo; exemplo de um desses

métodos é a adaptação para uma qualidadeinferior de vídeo.

Em relação à largura de banda, [Laksono 2004℄ desta a a insu iên ia das té ni as

onven ionais de uso de buers e de prioridade de uxo quando apli adas isoladamente

nasredessem o. Nesseambiente, háperdas súbitaseseverasnalarguradebanda,oque

pode a arretar perda de pa otes. Por sua vez, a té ni atradi ional de buerização sofre

também om essa instabilidade,o que levaà ne essidade de buers maiorespara forne er

QoSnopior enário. A soluçãoé trabalhar omas duasté ni as simultaneamente: sehá

prioridade de uxo, a transmissão não será prejudi ada e não será ne essário um buer

tão grande, mesmo om a queda na taxa de transferên ia. Ou seja, se as duas té ni as

apli adasseparadamentenãoajudammuitonatransmissãomultimídiaviawireless,quando

empregadasem onjunto, podem resultar em melhorqualidade.

[Mahajanet al. 2002℄ rela ionam largura de banda e perda de pa otes, embora não

tratem diretamente do primeiro item. Os autores sugerem que a apli ação forneça uma

interfa e amigávelna qual o usuário es olha o uxo prioritário natransmissão - o áudio

ouo vídeo. A partirdessa es olha, aodete tar a queda da largurade banda, a apli ação

interrompeo uxo damídiapreterida. É importanteressaltar quea apli açãonão bus a

inferirovalordalarguradebanda;naverdade, aodete tarore ebimentodemaispa otes

da informação preterida, em detrimento da preferida, ela realiza uma adaptação que

remodela o uxo de a ordo om as preferên ias dousuário.

Já [da Con eição e Kon2006b℄ preo upam-se em inferir ovalorda largurade banda.

Umavez queohardware não forne eataxade transmissão,épre isoinferiressa taxapara

realizaradaptações naapli ação. Uma das formas de fazer essa inferên ia é a té ni ade

paresde pa otes. O artigoutilizamétodos heurísti os para en ontrar patamares nataxa

de transmissão, isto é, tenta determinar um valor de orte entre a apa idade mínima e

a apa idade máxima da banda. Para isso, apli a-se a té ni a de desvio padrão sobre o

tempo de re ebimento entre os pa otes, e o resultado é utilizado na estimativa da taxa

redeatravésde um métodosimplesqueutilizaotamanhodopa oteenviadoeotamanho

dos pa otesre ebidos.

Em [Pengpeng 2003℄, a estimativa da largura de banda é realizada também om o

uso dome anismode paresde pa otes. A largurade banda é al ulada apartir darazão

do tamanho dos pa otes pela dispersão, que é a diferença entre o tempo de hegada do

segundo em relação ao primeiropa ote. Nesse trabalho, a té ni a da média exponen ial

é utilizada para examinar e medir uma seqüên ia de valores de dispersão e largura de

bandaao longodo tempo.

Nas redes sem oinfra-estruturadas aqualidadedosinal é um requisitofundamental

para um possível pro esso de adaptação. Devido ao me anismo Automati Repeat reQuest

(ARQ)dasredessemoIEEE802.11,utilizadoparaaretransmissãode pa otesperdidos,

adegradaçãonaqualidadedosinalmuitas vezes sóseráper ebidaquando aqualidadeda

onexãojá estiverum tanto deteriorada.

Em [da Con eição e Kon 2006a℄, a qualidade do sinal do ponto de a esso utilizado é

monitorada pelo liente, que dene diferentes faixas de valores. Cada faixa pode

orres-ponder a um nível de operação e, no momento que o orre uma mudança nesse nível, o

liente omuni a ao servidor. Em apli ações que utilizam uxos multimídia, uma

adap-tação possível pode ser a redução da taxa de transferên ia, por parte do servidor, no

momento em que ele identi a uma queda no nível de operação do liente. Podem ser

realizadas também outras formas de adaptação, omo aredução na qualidadedos dados

multimídiaea migração de pontode a esso.

Umadasformasde realizarareduçãonaqualidadedosdadosmultimídiaestádes rita

em[Mahajanet al. 2002℄. Nesse aso,oservidorarmazenadiversasversõesdainformação

multimídia om qualidadesdistintas. Aodete tar adiminuição da apa idade doenla e,

a apli açãoreduz a qualidade dos dados e passa a transmitiruma versão om qualidade

inferior,diminuindo assim aperda de pa otes.

Umaoutraopçãodeadaptaçãosãoasmigrações,os hamadoshandos. Amudançade

ponto de a esso pode propor ionar à apli ação uma melhoria onsiderável na qualidade

da onexão. Sendo assim, as apli ações nas redes sem o devem forne er me anismos

para monitorar e dete tar o melhor ponto de a esso e o melhor momentopara realizar a

migração, de formaautomáti aetransparente aos usuários.

mos,eseusefeitosdevemserreduzidosatravésdousoe ientedebuers . Algunstrabalhos

omo[Ramanie Savage 2005℄,[Tan etal. 1999℄,[Dutta et al. 2003℄e [Pa k e Choi 2002℄

bus amreduzir este períodode des onexão.

Mesmo om períodos de des onexão, amigração pode ser, em determinados

momen-tos, aúni a adaptação apaz de re uperar aqualidade perdida da onexão e aqualidade

de apresentaçãodamídia. Sabendodisso, natentativade ofere eruma melhorqualidade

de serviço às apli ações de transferên ia multimídia em redes infra-estruturadas, o

pre-sente trabalho apresenta políti as desenvolvidas om o objetivo de determinar o melhor

momentoe o melhor pontode a esso para a operação de hando . Mais detalhes sobre as

políti as desenvolvidas serão apresentados noCapítulo4.

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