Projectresultaten RaBBIT. Raamwerk voor reactieve dynamische resource scheduling: intelligente capaciteitsbenutting in een gedistribueerde omgeving

Projectresultaten RaBBIT Raamwerk voor reactieve dynamische resource scheduling: intelligente capaciteitsbenutting in een gedistribueerde omgeving

Katja Verbeeck Patrick De Causmaecker Wouter Souffriau Koen Vangheluwe Yolande Berbers Yves Van Rompay

Studienamiddag: Intelligente integratie van elektronische apparaten in leef- en werkomgeving (18 december 2007)

Agenda ∴ Doelstelling project

Doelstelling

∴ Toepassingen

Lancelot

− Lancelot

Rmoni

− RMoni

Televic

− COMmeto + Artec

COMmeto

− Televic

Artec

∴ Ontologie

Ontologie

∴ Video demo

Video demo

∴ Conclusie

Conclusie


Doelstelling van ∴ Doel: ontwerp en implementatie van een raamwerk ... ... voor dynamische resource scheduling in een gedistribueerde omgeving ∴ Keywords: − dynamic resource scheduling − uitvoering juiste activiteit op juiste moment − optimale capaciteitsbenutting − netwerk resources

Doelstelling Lancelot Rmoni Televic COMmeto Artec

− context awareness: elke resource leeft in een context (CoDAMoS project, DISTRINET K.U. Leuven, UGent, VUB, LUC) − beslissingen nemen met gedeeltelijke informatie -> agents

Ontologie Video demo Conclusie

∴ Gevallenstudies in samenwerking met enkele bedrijven


RaBBIT: partners Doelstelling Lancelot Rmoni Televic COMmeto Artec Ontologie Video demo Conclusie



Gevallenstudies



Lancelot Research ∴ Achtergrond: − Ontwikkeling OpenComRTOS − Real-Time Operating System − Ontwikkeld mbv formele logica ∴ Mapping op Rabbit model: − Taken plannen − Toewijzen aan: CPU, Memory blocks, I/O ports, communication ports, communication paths. − Configuratie varieert

Doelstelling Lancelot Rmoni Televic COMmeto Artec Ontologie Video demo Conclusie


Lancelot Research ∴ RCPSP: Resource Constrained Project Scheduling Problem

Doelstelling

∴ Netwerk van activiteiten

Lancelot

4

2

Rmoni

6

1

5

8

3

COMmeto

7

Artec

∴ Nood aan resources R1

R2

A1 A2 A3

Televic

R3

2 3 1

0 3 1

Ontologie

R4 3 0 2

1 0 4

Video demo Conclusie

∴ Doel: makespan minimaliseren

2 1

3

5

7 4

6

8


Lancelot Research ∴ Optimale oplossing zoeken:

Doelstelling

− rekenintensief

Lancelot

− geheugenintensief

Rmoni

∴ Daarom lokale optimalisatietechnieken gebruiken

Televic

− verplaatsingen doen

COMmeto

− tot geen verbetering meer = lokaal optimum

Artec Ontologie Video demo Conclusie


Lancelot Research: Realisatie Doelstelling Lancelot Rmoni Televic COMmeto Artec Ontologie Video demo Conclusie


Rmoni: Doel Ontwikkeling draadloze installatietool voor Zigbee-netwerken

Doelstelling Lancelot

optimale dekking bekomen eenvoudige installatie mobiele toestellen

Rmoni Televic COMmeto Artec Ontologie Video demo Conclusie


Rmoni: realisatie ∴ Compact .NET Framework Applicatie op PDA

Doelstelling

∴ Bluetooth

Lancelot

∴ Plattegrond in Scalable Vector Graphics

Rmoni

∴ Plaatsing nieuwe router voorstellen

Televic COMmeto Artec Ontologie Video demo Conclusie


Televic ∴ Nurse call: data synchronisatie − verpleegster heeft PDA − bluetooth, WiFi − wisselende connectiviteit ∴ Plannen van synchronisatiemoment − voorspellen wanneer verpleegster in de buurt van bluetooth access point is



Televic: realisatie ∴ Paden zoeken die verpleegsters volgen

Doelstelling

∴ Markov-ketens en nde orde Markov-ketens

Lancelot

− rekening houden met huidige toestand of n vorige toestanden ∴ Waarschijnlijkheid van volgende locatie berekenen



Artec ∴ Multimediaal Taallabo − Audio en video − Over IP-netwerk ∴ Dynamisch aanpassen van audio/video streams − Nu: manueel door de gebruiker − Wij: automatisch in functie van beschikbare bandbreedte



COMmeto: start ∴ Domoticasysteem met een in-house ontwikkelde server

Doelstelling

∴ Audio/Video

Lancelot

−

Dynamisch aanpassen in functie van beschikbare bandbreedte

Rmoni

−

Alarmsignalen

Televic

Home Automation Server

COMmeto WORKSTATION .

Artec Ontologie TOUCHSCREEN

Video demo WiFi A.P.

GSM

PDA

Conclusie TABLET CAMERA WiFi A.P. BLUETOOTH

LAPTOP Media Server

IR

TV

INTERNET DSL/CABLE

HiFi VIDEO/DVD DOORPHONE PHONE


COMmeto: server Doelstelling

HOME AUTOMATION SERVER

Lancelot Rmoni Televic COMmeto Artec Ontologie

MCPMOD 500 /dev/ttyS0 <modules> <MOD2DM address="20"/> <MOD4R inputAddress="1" outputAddress="1"/>



COMmeto / Artec ∴ Doel: dynamische scheduling van multimedia streams

Doelstelling

∴ Vermijden van overbelasting netwerk voorbeeld: slechte kijkervaring

Lancelot

∴ Optimale benutting beschikbare capaciteit ∴ Prioriteiten




Ontologie



Ontologie proces om product te produceren Activity

goed of dienst Produces

Restricts Requires

ondersteunt uitvoering activiteitn

Lancelot

Product Imposes

Resource

Rmoni Televic

Satisfies

Constraints Imposes

Doelstelling

COMmeto Artec

Imposes

Ontologie

Demand


gebruiker creëert vraag naar product Capacity Allocatie

toewijzen activiteit aan resource


Ontologie (2)

Allocatie

Context

toewijzen activiteit aan resource

Doelstelling Lancelot Rmoni

alle relevante extrensieke informatie

Televic

CPU intrinsic attribute to PDA

COMmeto

extrensic attribute to application

Artec Ontologie

CONTEXT


CONTEXT

=> not a part of the context

=> part of the context


Ontologie (3)

DomainObject

abstractie van object uit reële wereld



Ontologie (4) Doelstelling Lancelot

is_a

Activity

Scheduling

contains

Component

Televic COMmeto

is_a

restricts

Domain

Demand

context

Object

imposes

is_a

Rmoni

Context Element

is_a


Constraint

Resource

Product

imposes


Toepassing: video demo

Demand

Product

Activity

Resource

Capacity

Allocatie

gebruiker wil video kijken gestreamde video

Constraints - maximale bandbreedte - kwaliteiten video - prioriteiten

play, stop, pause, change quality netwerk, videosource


bandbreedte

toewijzen activiteit aan resource voor bepaalde hoeveelheid bandbreedte


Video demo: agenten

ResourceAgent

ProductAgent

Doelstelling Lancelot Rmoni Televic

VideoAgent VideoAgent VideoAgent

NetworkAgent

COMmeto Artec Ontologie Video demo Conclusie

netwerkverbinding - communicatie - videostream


Video Streaming ∴ Hoe de perceptie van de de gebruiker weergeven?

Doelstelling

∴ Utility functie

Lancelot

− nuttigheid van een bepaalde kwaliteit uitdrukken

Rmoni

− wiskundige formulering

Televic

− waarde 0 ... 1 in functie van de bitrate

COMmeto

− literatuuronderzoek gedaan



Video Streaming: Utility Functie ∴ kijkervaring voor de gebruiker in functie van bitrate

FTP

Video Streaming


Breslau, L. and Shenker, S. (1998) Chuang-Yueh Chen et al. (2006) "Best-Effort versus Reservations: “A QoS Dynamic Bandwidth Partitioning A Simple Comparative Analysis” (Q-DBP) Using Fermi-Utility Functions” Studienamiddag: Intelligente integratie van elektronische apparaten in leef- en werkomgeving (18 december 2007)

Fermi-Utility Function Doelstelling Lancelot Rmoni Televic COMmeto Artec Ontologie Video demo Conclusie

1

U s bw=

bw avg −bw

1e

U s bw peak ≃1

ks


Streamin video: kwaliteiten Doelstelling Lancelot Rmoni Televic COMmeto Artec Ontologie Video demo Conclusie


Streaming video: kwaliteiten U3

Doelstelling Lancelot Rmoni Televic COMmeto

U2

Artec Ontologie

U


U1 q1

q2

q3

q 1  q 2 ⇒ U1  U2 ⇒  U=U 2−U1 Studienamiddag: Intelligente integratie van elektronische apparaten in leef- en werkomgeving (18 december 2007)

Video demo: Resources toewijzen ∴ Stel: wil video spelen -> allocatie vragen voor hoogste kwaliteit


VideoAgent

Rmoni

NetworkAgent

Televic

Request [bw, priority, time] Refuse

Agree Failure Inform-done: inform Inform-result: inform

COMmeto Artec

allocatie uitvoeren


indien overladen: bandbreedte vrijmaken indien niet vol: vrije bandbreedte toewijzen


Contract Net protocol

∴ Contracten afsluiten voor taken, goederen, … ∴ Twee uitwisselbare rollen: − Manager definieert deelproblemen & coördineert het gehele probleem

Doelstelling Lancelot Rmoni Televic COMmeto Artec Ontologie

− Aannemer voert de deeltaak uit (eventueel m.b.v. onderaannemers)



Contract Net Protocol Doelstelling

aannemers

manager

aannemers Lancelot

aannemers manager manager


Contract toekennen Aankondigen van een taak

Indienen van een bod


Video demo: bandbreedte vrijmaken

NetworkAgent beste proposal selecteren sorteren op: 1. oplopende priority 2. oplopende cost 3. aflopende BW Ag. V1 V3 V5 V2 V4 V7 V6

Pr. 1 1 1 2 3 3 4

Cst. 0.4 0.4 0.5 0.3 0.2 0.3 0.2

BW 30 20 20 20 20 30 10

VideoAgent VideoAgent VideoAgent CFP [bw] Refuse

Propose [cost, priority, bw]


reject-proposal

Video demo

accept-proposal

Conclusie

Failure Inform-done: inform Inform-result: inform

bereken ΔU lagere kwaliteit herallocaren


Video demo: vrije bandbreedte toewijzen

NetworkAgent beste proposal selecteren sorteren op: 1. aflopende priority 2. aflopende ΔU 3. oplopende BW Ag. V1 V3 V2 V6 V5 V8 V7 V4

Pr. 4 4 4 3 3 2 1 1

ΔU 0.3 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.4 0.4

BW 10 20 20 20 30 20 20 30

VideoAgent VideoAgent VideoAgent CFP [bw] Refuse Propose [ΔU, priority, bw]


reject-proposal

Video demo

accept-proposal

Conclusie

Failure Inform-done: inform Inform-result: inform

bereken ΔU hogere kwaliteit herallocaren


Video demo: dealloceren ∴ Stel: wil video stoppen/pauzeren -> deallocatie vragen


VideoAgent

Rmoni

NetworkAgent

Televic

Request deallocation Refuse

Agree Failure Inform-done: inform

COMmeto Artec

deallocatie uitvoeren


indien bandbreedte over: bandbreedte toewijzen

Inform-result: inform Studienamiddag: Intelligente integratie van elektronische apparaten in leef- en werkomgeving (18 december 2007)

Video demo: samengevat VideoAgent

NetworkAgent

VideoAgent VideoAgent VideoAgent

Doelstelling

Change Quality

Deallocatie

Allocatie

Lancelot

Request allocation if overloaded Request deallocation if bw leftover Request changeQuality if overloaded

Rmoni

bw vrijmaken

Televic

minstens 1 proposal

COMmeto Artec

vrije bw toewijzen minstens 1 proposal


bw vrijmaken minstens 1 proposal

if bw leftover

vrije bw toewijzen minstens 1 proposal


Video Demo ∴ Demo

Doelstelling

− Implementatie in JADE (zie seminaries)

Lancelot

− Geen scalable videocodec beschikbaar

Rmoni

− Grafiek toont verloop bandbreedte in de tijd

Televic COMmeto Artec Ontologie Video demo Conclusie


Conclusie ∴ Ontologie is toegepast in concrete gevallenstudie

Doelstelling

∴ Verschillende gevallenstudies zijn uitgewerkt in demonstrators

Lancelot Rmoni

∴ Mogelijke verbeteringen video demo:

Televic

− Netwerk bestaat uit knopen, elke knoop is een NetworkAgent

COMmeto

− Voorspellingen in rekening brengen bij toewijzingen

Artec

− gaat ten koste van de reactiviteit?

∴ Andere verbeteringen: − Voorspellen van locaties implementeren in domotica systeem − Verblijfsduur voorspellen



Projectresultaten RaBBIT. Raamwerk voor reactieve dynamische resource scheduling: intelligente capaciteitsbenutting in een gedistribueerde omgeving

Recommend Documents