Una architettura peer-topeer per la visualizzazione 3D distribuita

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1 Una architettura peer-topeer per la visualizzazione 3D distribuita Claudio Zunino Andrea Sanna Dipartimento di Automatica e Informatica Politecnico di Torino

2 Argomenti Obiettivi Visualizzazione distributa La tecnologia peer-to-peer JXTA L architettura della rete realizzata L architettura del peer Test e risultati Conclusioni MIMOS 2004 Torino, ottobre 2/14

3 Obiettivi La realizzazione di una piattaforma multi utente per la visualizzazione distribuita di oggetti 3D. L architettura distribuita deve consentire: L interazione dell utente con i modelli visualizzati L interazione e la comunicazione tra gli utenti MIMOS 2004 Torino, ottobre 3/14

4 La visualizzazione distribuita Le tecnologie per la visualizzazione distribuita hanno seguito sempre due approcci: Calcolo su grandi quantità di dati e visualizzazione su terminali meno performanti Visualizzazione d insieme: tipica nel caso di una squadra, in cui ogni membro sta guardando lo stesso soggetto, che è spesso manovrato da uno dei componenti MIMOS 2004 Torino, ottobre 4/14

5 Tecnologie P2P Due tipi di tecnologie usate per realizzare ambienti distribuiti votati al calcolo e alla condivisione di risorse Un P2P propriamente detto prevede un accesso diretto tra due nodi (peer) della rete che vogliono comunicare; un peer può fungere sia da client sia da server e alcune volte viene detto servent. Al contrario, il classico paradigma del grid prevede un approccio client-server La distinzione attuale tra griglie e P2P è sempre più difficile da individuare: le tecnologie grid incorporano sempre più soluzioni e caratteristiche del P2P e viceversa MIMOS 2004 Torino, ottobre 5/14

6 Tecnologie P2P Il sistema distribuito deve offrire al generico utente tutta la risorsa computazionale o di memorizzazione richiesta, evitandogli la necessità di una diretta gestione e mantenimento L utente vede il sistema come un unico ambiente al quale connettersi In un architettura P2P non esiste un server centrale In un P2P puro tutti i peer hanno lo stesso ruolo (Gnutella) Nei P2P parzialmente centralizzati, ci sono alcuni nodi che assumo un ruolo più importante degli altri (Morpheus e Kazaa) Nei P2P strutturati l allocazione dei dati dipende dalla topologia della rete (Chord, Can e Pastry) MIMOS 2004 Torino, ottobre 6/14

7 JXTA L architettura di JXTA è divisa in tre layer: platform layer (core) service layer application layer Un architettura JXTA consiste di una serie di nodi interconnessi (i peer) che possono essere: sensori, Personal Computer, PDA, telefoni cellulari, server, super-computer. Ogni peer agisce indipendentemente e asincronamente ed è univocamente identificato da un peer identifier. I peer possono essere organizzati in gruppi MIMOS 2004 Torino, ottobre 7/14

8 L architettura proposta Nel sistema sono presenti due tipi di peer: Peer Edge forniscono tutti servizi di visualizzazione e comunicazione in una rete locale Peer Rendezvous permettono a peer Edge appartenenti a LAN diverse di comunicare dal punto di vista funzionale sono equivalenti ai peer Edge MIMOS 2004 Torino, ottobre 8/14

9 L architettura del peer GUI: pacchetto per la gestire l interfaccia grafica e la visualizzazione delle finestre di videoconferenza j3d: librerie per l ambiente virtuale, basate su Java 3D JXTA: sistema per la comunicazione Background : pacchetto per la gestione dell applicazione Util: interfaccia tra l applicazione e il sistema di comunicazione MIMOS 2004 Torino, ottobre 9/14

10 Sistema di videoconferenza È basato sulle librerie Java Media Framework La comunicazione può essere solo audio o audio/video in base alla banda disponibile È possibile visualizzare fino a 3 finestre video contemporaneamente selezionabili da una lista MIMOS 2004 Torino, ottobre 10/14

11 Area per il caricamento dei modelli 3D Area per la visualizzazione degli utenti connessi e dei modelli condivisi Mappa dell ambiente virtuale Area per la comunicazione Ambiente virtuale MIMOS 2004 Torino, ottobre 11/14

12 Test e risultati Il sistema deve fornire: Buoni tempi di risposta Scalabilità Affidabilità Test effettuati su: Rete locale Rete distribuita con Rendezvous peer MIMOS 2004 Torino, ottobre 12/14

13 Test e risultati L affidabilità viene gestita, oltre che dai meccanismi base di JXTA, anche da un sistema di monitoraggio aggiuntivo: In caso di crash di un peer Rendezvous in una rete, i peer Edge orfani si collegheranno ad un altro Se il peer che ha avuto il crash era l unico, un peer Edge diventerà Rendezvous automaticamente Videoconferenza gestita con un controllo sulla banda della connessione per escludere il video, in caso di risorse insufficienti MIMOS 2004 Torino, ottobre 13/14

14 Conclusioni È proposta un infrastruttura distribuita per la visualizzazione e la condivisione di oggetti 3D Gli utenti possono incontrarsi nell ambiente virtuale usando degli avatar e comunicare usando un sistema di chat e un sistema di videoconferenza Gli utenti possono visualizzare e condividere oggetti 3D partendo da formati di file diversi (3DS, VRML) La piattaforma è indipendente dal sistema operativo e dalla configurazione hardware Per la rete è stata usata un architettura peer-to-peer basata su JXTA che garantisce Scalabilità Affidabilità MIMOS 2004 Torino, ottobre 14/14