一个基于操作系统的分布式多媒体系统的架构

一个基于操作系统分布式多媒体系统架构

序言

分布式多媒体应用程序引入了新在全部系统设计挑战水平从网络协议和操作系统应用程序支持平台。本文描述了一个面向对象体系结构整合网络服务和操作系统支持分布式多媒体系统。体系结构,称为动态对象体系结构(DOA),是基于开放分布式处理(ODP)、国际标准在分布式系统和用户机-服务器体系结构。DOA利用面向对象技术来满足需求分布式多媒体系统如连续媒体,自然同时、动态质量服务(QoS)和组通信。架构还提供了一个路径使用成熟行业标准开发新应用程序,同时保留旧应用程序兼容性。

1介绍

分布式多媒体应用程序引入了新在全部系统设计挑战水平从网络协议和操作系统应用程序支持平台。早期多媒体系统(彩信)提供了一个硬件前端支持传输和表示不一样媒体类型这么作为视频和音频。然而,现在认识到这是不够,一个类应用程序这需要直接访问连续媒体数据类型存在。它一直是公认操作系统是需要促进多媒体应用程序,另外,它也被认出这微内核,用户级线程和分裂水平调度全部饰演着关键角色,在支持连续媒体。小研究,不过,完成了在网络操作系统集成服务功效来支持分布式多媒体系统(DMS)。这一集成关键目标是保持透明度之间网络通信协议和应用程序从而许可程序员使用熟悉概念而调用远程操作。

彩信有一定特点,现有支持传统系统在技术上是无法处理。这些包含连续媒体、自然同时,动态服务质量(QoS)和组通信[2]。比如,因为连续性质多媒体数据、缓存不能被有效地用于提升数据访问速率彩信。另外,这个连续数据特征使静态语义传统遥控器过程调用(RPC)在彩信不适宜。尽管并行I/O技术已经有效地用于提升I/O速率在传统系统同时延迟需求多媒体应用介绍另一个维度问题。具体来说,套实时演示设备在多媒体系统必需绑在一起所以,她们消耗数据在固定比率甚至当她们输入数据起源于不一样起源。即使数据传输在传统应用程序强调只有数据可靠性,同时延迟需求多媒体系统需要数据传动不仅是可靠,但也不太敏感。

OS1参考模型和协议还展示一些局性多媒体应用。尤其是,在传统应用程序值QoS参数是静态生命周期中一个连接。然而,在多媒体应用,它是可取能够重新磋商QoS参数值在运行时(1)。这是不可能目前OS1协议。另外,点对点OS1参考模型特点也让它不适合组通信[15]。集团沟通——一个经典多媒体应用,是经典是多媒体会议。

分布式多媒体环境通常会是异构,由很多不一样工作站各组件由一个或多个类型网络。这个固有非均质性,它是关键是DMS是开放。方法担保需要互联互通、互操作性和可移植性。尽管用户端-服务器分布式系统支持一个等级互操作性,经验这么系统一直关键由当地域域

网络(lan)。基础用户机-服务器模型不太可能提供完整处理方案DMSs。因为迁移复杂性从当地吗分布式系统更多全球系统[9]。这个面向对象方法在处理了期望这种复杂性。所以,我们采取标准化工作开放分布式处理(ODP)IS0和使用封装和继承财产面向对象来提升互操作性。

在本文中,我们发展动态对象体系结构(DOA)作为一个架构整合网络服务和操作系统。这种架构基于开放分布式处理(ODP),国际标准分布式系统和用户机-服务器体系结构。利用面向对象DOA技术处理新需求分布式多媒体系统如连续媒体,自然同时、动态QoS和组通信。体系结构还提供了一个路径,建立良好行业标准能够用来开发新应用程序方便吗和旧应用程序兼容性。本文其它部分组织以下。第二节调查相关工作在这个区域。第三节提出了一个简单概述OSI和ODP标准。第四节给出我们动态对象体系结构(DOA)基于ODP和参考

模型面向对象技术。第五部分叙述了实现DOA关键组件。我们——“得出摘要在第六节简明注意正在进行工作。

2相关工作

在这一节中,我们回顾部分以前工作在这区域。研究在操作系统支持多媒体应用迄今落入两大类别。在第一个类别,努力执导关键是在构建定制软件运行在专门硬件支持多媒体应用程序。经典努力在这个方向包含潘多拉系统5,飞马座项目[6]和IBM BeiTS系统11 4。在第二个类别,现有操作系统修改为包含支持多媒体应用程序。例子包含IJNIX工作调度器[8]SVR4,扩展到合唱微核[3]和线程实现在艺术操作系统线程中实施系统伊利诺伊州。

潘多拉[5],一个试验系统网络多媒体应用程序,使用一个子系统来处理多媒体外围设备。它使用transputers,奥卡姆相关代码来实现时间至关关键函数。流实现基于独立数据段包含信息交付、同时和错误恢复。缓冲区分配方案许可运输音频和视频格式数据。这是经过使用两个专业类型缓冲区:解耦缓冲区进程之间或硬件单元,不一样时运行,使流和追回缓冲区伴随抖动是当地时钟同时。

在飞马座项目[6],试图设计和实现一个通用操作系统支持分布式多媒体应用。关键目标之一是该项目标促进用户级多媒体交互式处理数据同时维护全部理想属性一个分布式系统如资源共享、数据共享、安全性和容错。飞马座使用一个共享地址空间为当地组相互信任机器,分享相同数据表示。对象存放我定制来有效管理持久化对象和多媒体数据和文件系统是日志结构。

IBM已经开发了一个新一代端到端通信系统称为HeiTS[4]。HeiTS是设计用于处理高速数据应用程序和多媒体应用程序在IBM ' s小系统线(PS / 2在OS / 2和RlSC系统/6000年在AIX)。两个有很多吸引人特征在HeiTS是满足实时要求和高效数据处理能力。HeiTS使用线程来处理视听数据流和实时需求。一个资源管理系统在HeiTS实施支持这个吗种调度。它许可最大努力和确保连接,和提供调度程序必需信息实时调度。和尊重高效数据处理、高性能缓冲区管理系统已经实现了它支持数据分段和重组单位、链接和锁定缓冲区。净效应这些特征是降低费用和降低很多无须要数据系统中运动。HeiTS还实现了较低四层OS1参考模型,允很多播网络层、多路复用数据链路层,分割,端到端流控制。

在[8]一个方法使用现有操作系统加工连续媒体数据是提供。结果表明,现有调度器在UNIX SVR4中当处理连续媒体应用程序是不能接收。一个新调度类SVR4在性能上提供了显著提升，超出现有UNIX SVR4调度和分析。

一个微内核基础方法来处理需求连续媒体也被提议[3]。具体来说,在[3],它扩展了合唱微内核体系结构支持端到端质量服务(QoS)提议。关键概念处理代表QoS控制通信用户级线程之间可能存在不一样机器上,分割级调度架构和一个进程基础水平调度架构传输协议。

用户级线程一个实现ARTS操作系统讨论了[11]。对两个经典线程周期和非周期线程进行了描述。周期性线程,被定义为开始时间，期间,期限和最差情况下实施时间,而非周期性线程被定义为最终期限,最糟糕情况实施时间和最坏情况间隔时间。ARTS支持分裂等级用户调度方案处理用户级线程调度管理水平在一个高等级调度器需要一个全局视图在全部过程中。一个期限处理程序也能够被定义在一个线程-线程基础来处理服务质量退化问题。这些作品证实使用微内核，用户级线程和分裂级调度方案在支持连续媒体时饰演着关键角色。然而,大量工作是必需操作系统功效整合和网络服务。

其它相关工作在DMS一直在该地域通信和网络[12]。在端系统架构,工作在[10,7,17]是太摘要代表一个实际端系统。另外,假设基础ISO / OSI模型,而不是提议扩展,这些不一样研究工作被限制在自己能力,以满足新吗DMS要求。