BRPI0718939A2 - serviÇo de transmissço contÍnua em tempo real ponto a ponto sensÍvel a contribuiÇço - Google Patents

Abstract

SERVIÇO DE TRANSMISSçO CONTÍNUA EM TEMPO REAL PONTO A PONTO SENSÍVEL A CONTRIBUIÇçO. É descrito um método para admitir um ponto sensível a contribuição participante em uma rede ponto a ponto que inclui receber uma pluralidade de parâmetros do sistema no ponto participante, a pluralidade de parâmetros do sistema incluindo adicionalmente um índice de recurso do sistema, e determinar um valor do grau de chegada qualificado para o ponto participante, o grau de chegada qualificado determinado refletindo um valor do índice de recurso do sistema. Também é descrito um nó de inicialização do sistema para uma rede ponto a ponto sensível a contribuição que inclui um dispositivo processador e um dispositivo de interface de rede acoplado no dispositivo processador, o dispositivo de interface de rede sendo adaptado para ser acoplado em uma rede de comunicação, o dispositivo processador sendo adaptado para receber uma solicitação de informação de identificação do ponto pai em potencial da rede de comunicação através do dispositivo de interface de rede e enquanto que o dispositivo processador é adaptado para responder com uma pluralidade de valores de identificação do dispositivo e um parâmetro do sistema.

Description

"SERVIÇO DE TRANSMISSÃO CONTÍNUA EM TEMPO REAL PONTO A PONTO SENSÍVEL A CONTRIBUIÇÃO"

Campo Técnico

A presente invenção diz respeito, no geral, a transmissão em rede ponto a ponto e, especificamente, a transmissão contínua em tempo real em uma rede ponto a ponto com base em incentivo.

Antecedentes da Invenção

Em um ambiente de transmissão contínua em tempo real ponto a ponto (P2P), há dois tipos de abordagens: com base em árvore e com base em malha. Algum trabalho foi feito no fornecimento de transmissão contínua em tempo real P2P sensível a contribuição para a abordagem com base em árvore. Nenhum trabalho conhecido foi feito para fornecer transmissão contínua em tempo real P2P sensível a contribuição para a abordagem com base em malha. Entretanto, a abordagem com base em malha supera o desempenho da abordagem com base em árvore em termos de robustez, eficiência, etc. Na abordagem com base em malha da transmissão contínua em tempo real P2P, o

ambiente é caracterizado por pontos com largura de banda de saída heterogênea restrita. E desejável fornecer transmissão contínua em tempo real P2P sensível a contribuição para uma abordagem com base em malha em que os pontos têm largura de banda de saída he- terogênea restrita. Sumário da Invenção

Transmissão contínua em tempo real será aqui descrita em termos de vídeo, mas também pode incluir qualquer tipo de mídia em transmissão contínua em tempo real, tal co- mo áudio digital. Da forma aqui usada, uma "/" denota nomes alternativos para os mesmos componentes, ou componentes iguais. Em uma modalidade da invenção, pontos com base em malha mantêm uma sobreposição / malha aleatoriamente conectada e direcionada. Em uma abordagem com base em malha da transmissão contínua em tempo real P2P, pontos / usuários recebem diferentes níveis de serviço proporcional à sua disposição de contribuir com a rede, em que a disposição é medida pela contribuição da largura de banda da ligação ascendente do ponto com a sobreposição da malha dividida pela largura de banda por fluxo. Sobreposições de transmissão contínua ponto a ponto consistem em pontos com

largura de banda heterogênea, assimétrica e limitada. Em uma abordagem para a maximi- zação da qualidade distribuída para pontos individuais em um ambiente como este, um sis- tema exemplar garante que a qualidade distribuída a cada ponto seja proporcional à sua contribuição. Em essência, a qualidade distribuída em um sistema com recurso restrito e- xemplar é sensível a contribuição. De acordo com uma modalidade exemplar da invenção, um mecanismo sensível a contribuição é incorporado em um sistema de transmissão contí- nua em tempo real ponto a ponto com base em malha. Em uma modalidade, pontos participantes incorporam uma distribuição de conteúdo em grande quantidade, em que um ponto filho puxa seus pacotes exigidos de um ou mais pontos pais. Para formar uma sobreposição, cada ponto mantém um certo número de pon- tos pais dos quais ele puxa seu conteúdo exigido. Cada ponto também serve como um pai para um número específico de pontos filhos e fornece conteúdo a eles.

Um ponto que deseja ingressar em uma rede P2P é aqui denotado como um ponto participante ou solicitante. Um nó de inicialização do sistema é um nó que se comporta co- mo um gerente de rede. Um ponto participante faz contato com o nó de inicialização do sis- tema a fim de ingressar na rede P2P. O nó de inicialização do sistema informa ao ponto par- ticipante sobre o número total de pontos / usuários na rede P2P. Em troca, o ponto partici- pante avisa ao nó de inicialização do sistema sobre sua disposição de contribuir, medida pela largura de banda que o ponto participante está disposto a contribuir para a sobreposi- ção / rede P2P. Usando a informação fornecida pelo nó de inicialização do sistema, o ponto participante calcula o número de pontos pais aos quais ele pode ser conectado. Em uma modalidade da invenção, o nó de inicialização do sistema mantém informação de estado para todos os pontos participantes. Em resposta a uma solicitação de um ponto participante / solicitante, o nó de inicialização do sistema fornece um conjunto aleatoriamente seleciona- do de pontos pais/participantes que pode aceitar novos pontos filhos para uma solicitação de chegada.

Cada ponto tenta manter um certo número de pontos pais qualificados (η) com base

no estado da sobreposição e na sua própria contribuição de largura de banda. Por sua vez, isto determina a largura de banda, e consequentemente a qualidade da comunicação, que o ponto pode receber. Cada ponto individual serve a um número específico de outros pontos como filhos com base na sua disposição e na disponibilidade dos pontos filhos. Em uma modalidade, pontos participantes formam uma sobreposição na qual pon-

tos individuais contribuem com sua largura de banda de saída pelo encaminhamento de um subconjunto do seu conteúdo disponível aos seus pontos conectados. Em uma abordagem com base em árvore, pontos participantes formam uma ou múltiplas sobreposições em for- ma de árvore, e cada ponto empurra todo o fluxo contínuo de dados ou uma parte em parti- cular dele (por exemplo, um subfluxo contínuo de dados ou uma descrição) para cada ponto conectado.

Em uma modalidade adicional da invenção, um sistema ponto a ponto sensível a contribuição inclui pelo menos um ponto saturado. Um ponto saturado é definido como um ponto cujo grau de nomeação é maior do que o grau máximo permitido. O grau do ponto somente pode tomar um valor de número inteiro. Em uma modalidade, um ponto tem um "grau de chegada e um grau em excesso reais".

Um método para admitir um ponto sensível a contribuição participante em uma rede ponto a ponto é descrito incluindo receber uma pluralidade de parâmetros do sistema no ponto participante, a pluralidade de parâmetros do sistema incluindo adicionalmente um ín- dice de recurso do sistema, e calcular um valor do grau de chegada qualificado para o ponto participante, o grau de chegada qualificado calculado refletindo um valor do índice do recur- so do sistema. Também é descrito um nó de inicialização do sistema para uma rede ponto a ponto sensível a contribuição que inclui um dispositivo processador e um dispositivo de in- terface de rede acoplado no dispositivo processador, o dispositivo de interface de rede sen- do adaptado para ser acoplado em uma rede de comunicação, o dispositivo processador sendo adaptado para receber uma solicitação de informação de identificação do ponto pai em potencial proveniente da rede de comunicação por meio do dispositivo de interface de rede, e enquanto que o dispositivo processador é adaptado para responder com uma plura- lidade de valores de identificação de dispositivo e um parâmetro do sistema.

Em uma modalidade da invenção, um ponto de transmissão contínua ponto a ponto com base em malha sensível a contribuição recebe qualidade que é proporcional à sua con- tribuição. Em uma outra modalidade da invenção, a utilização de recurso é maior do que 95 %, independente do fator de custo / taxa de tributo. Em uma ainda outra modalidade da in- venção, políticas de preempção adicionais são eliminadas e a disposição de um ponto (em vez da contribuição atual) é considerada, resultando em estabilidade da sobreposição signi- ficativamente maior. Em uma modalidade ainda adicional da invenção, o mecanismo sensí- vel a contribuição descrito é escalonável e, desejavelmente, funciona independente do ta- manho do grupo. De acordo com uma ainda outra modalidade da invenção, aumentar a fre- qüência de distribuição da informação na sobreposição reduz o sobreprocessamento de mensagens, ainda diminuindo a qualidade recebida dos pontos com vida curta. Em uma ainda outra modalidade da invenção, o número total de conexões determina a qualidade distribuída, não a identidade destas conexões.

Várias modalidades da invenção são adicionalmente descritas em um documento intitulado "lncorporating Contribution-Awareness into Mesh-Based Peer-to-Peer Streaming

Services", por Nazanin Maghaeri, Reza Rejaie e Yang Guo, com data de......e publicado

em.....

Uma rede de comunicação aqui usada inclui uma rede ponto a ponto que é uma sobreposição em uma rede de comunicação. Percebe-se que a rede de comunicação aqui usada pode ser com fios ou sem fios.

Descrição Resumida dos Desenhos A presente invenção é mais bem entendida a partir da seguinte descrição detalhada quando lida em conjunto com os desenhos anexos. Os desenhos incluem as seguintes figu- ras resumidamente descritas a seguir:

A figura 1 é um diagrama esquemático de uma árvore de difusão.

A figura 2 mostra os principais comandos básicos do sistema de acordo com a pre-

sente invenção.

A figura 3A é um diagrama esquemático do método centralizado de descoberta de

ponto.

A figura 3B é um diagrama de blocos da comunicação entre um ponto solicitante e o nó de inicialização do sistema no método centralizado de descoberta de ponto.

A figura 3C é um diagrama esquemático da operação detalhada do ponto solicitante da figura 3B.

A figura 3D é um diagrama de blocos da comunicação entre um ponto existente e o nó de inicialização do sistema no método centralizado de descoberta de ponto. A figura 3E é um diagrama esquemático da operação detalhada do ponto contatado

da figura 3D.

A figura 4A é um diagrama esquemático do método distribuído de descoberta de

ponto.

A figura 4B é um diagrama de blocos da comunicação entre um ponto solicitante e o nó de inicialização do sistema no método distribuído de descoberta de ponto.

A figura 4C é um diagrama esquemático da operação detalhada do ponto solicitante da figura 4B.

A figura 4D é um diagrama esquemático da operação detalhada do ponto contatado da figura 4B.

A figura 5A é um diagrama esquemático do método semidistribuído da descoberta

de ponto.

A figura 5B é um diagrama de blocos da comunicação entre um ponto solicitante e o nó de inicialização do sistema no método semidistribuído de descoberta de ponto.

A figura 5C é um diagrama esquemático da operação detalhada do ponto solicitante da figura 5B.

A figura 5D é um diagrama esquemático da operação detalhada do ponto contatado da figura 5B.

A figura 6 é um fluxograma do processo de descoberta de ponto.

A figura 7A é uma representação gráfica de uma função de custo básico / taxa de tributo de acordo com modalidades da invenção.

A figura 7B é uma representação gráfica de uma função da taxa de tributo / fator de custo básico incluindo piso de acordo com modalidades da invenção. A figura 7C é uma representação gráfica de uma função da taxa de tributo / fator de custo básica, considerando piso e saturação de acordo com modalidades da invenção.

A figura 8A é uma representação gráfica da variação do grau de chegada para um pequeno contribuidor típico de acordo com modalidades da invenção.

A figura 8B é uma representação gráfica da variação do grau de chegada para um

grande contribuidor típico de acordo com modalidades da invenção.

A figura 8C é uma representação gráfica do grau de chegada médio de pontos com base na sua vida útil de acordo com modalidades da invenção.

A figura 9A é uma representação gráfica da distribuição de média ponderada em grau em relação a uma função da taxa de tributo / fator de custo de dois de acordo com mo- dalidades da invenção.

A figura 9B é uma representação gráfica da taxa de desconexão média do pai em função de rotatividade de acordo com modalidades da invenção.

A figura 9C é uma representação gráfica da taxa de desconexão média do pai em função de preempção de acordo com modalidades.

A figura 10A é uma representação gráfica da invenção das conexões qualificadas do computador, arredondadas para baixo, de acordo com modalidades da invenção.

A figura 10B é uma representação gráfica da média ponderada do ponto qualificado de acordo com modalidades da invenção. A figura 10C é uma representação gráfica da média ponderada do grau de chegada

de acordo com modalidades da invenção.

A figura 10D é uma representação gráfica da média dos pontos com alta largura de banda com grau de chegada qualificado e em excesso de acordo com modalidades da in- venção.

A figura 10E é uma representação gráfica da média dos pontos com baixa largura

de banda com grau de chegada qualificado e em excesso de acordo com modalidades da invenção.

A figura 11A é uma representação gráfica da média ponderada do grau de saída de acordo com modalidades da invenção. A figura 11B é uma representação gráfica da utilização média de acordo com moda-

lidades da invenção.

A figura 11C é uma representação gráfica da taxa de desconexão em função da preempção de acordo com modalidades da invenção.

A figura 12A é uma representação gráfica das conexões qualificadas do computa- dor - arredondadas para baixo - de acordo com modalidades da invenção.

A figura 12B é uma representação gráfica da média ponderada qualificada, tomada em relação à taxa de tributo / fator de custo de acordo com modalidades da invenção. A figura 12C é uma representação gráfica da média dos pontos com alta largura de banda com grau de chegada em excesso de acordo com modalidades da invenção.

A figura 12D é uma representação gráfica da média dos pontos com baixa largura de banda qualificados e com grau de chegada qualificado e em excesso de acordo com mo- dalidades da invenção.

A figura 12E é uma representação gráfica da média ponderada do grau de saída de acordo com modalidades da invenção.

A figura 12F é uma representação gráfica da utilização média de acordo com moda- lidades da invenção.

A figura 13A é uma representação gráfica da média ponderada do grau de chegada

de acordo com modalidades da invenção.

A figura 13B é uma representação gráfica da média dos pontos com alta largura de banda com grau de chegada qualificados e em excesso de acordo com modalidades da in- venção.

A figura 13C é uma representação gráfica da média dos pontos com baixa largura

de banda com grau de chegada qualificados e em excesso de acordo com modalidades da invenção.

A figura 14A é uma representação gráfica da média ponderada do grau de chegada de acordo com modalidades da invenção. A figura 14B é uma representação gráfica da média dos pontos com alta largura de

banda com grau de chegada qualificado e em excesso de acordo com modalidades da in- venção.

A figura 14C é uma representação gráfica da média dos pontos com baixa largura de banda com grau de chegada qualificado e em excesso de acordo com modalidades da invenção.

A figura 14D é uma representação gráfica da média do grau de chegada para pon- tos com alta largura de banda com vidas úteis diferentes de acordo com modalidades da invenção.

A figura 14E é uma representação gráfica da média do grau de chegada para pon- tos com baixa largura de banda com vidas úteis diferentes de acordo com modalidades da invenção.

A figura 14F é uma representação gráfica da freqüência normalizada da rotatividade para pontos com vidas úteis diferentes de acordo com modalidades da invenção.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas De acordo com uma modalidade da invenção, uma política de seleção para distribu-

ir largura de banda entre pontos participantes é baseada na contribuição dos pontos na rede P2P. Considerando que há N pontos e que a disposição do ponto i (Pi) é Wil a heurística 15

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aqui descrita determina o número total de pontos pais qualificados Ri que pi pode ter. Uma função de custo genérica é usada para determinar o número de pais qualificados que cada ponto pode ter:

em que Ri representa os pontos pais qualificados (também chamado grau qualifica- do), N é o número de pontos participantes, Wi é a disposição de Pi e t é a taxa de tributo / fator de custo. Pelo uso de uma taxa de tributo / fator de custo maior do que um, considera- se que hájargura de banda extra no sistema.

— O processo de descoberta de pai ocorre depois que o número de pontos pais quali- ficados, Ri, for determinado. Cada ponto deve localizar pelo menos um número Ri de pontos pais com os quais se conecta (para formar uma conexão). O processo de descoberta de pai deve distribuir a largura de banda de uma maneira justa e em tempo hábil. São aqui descri- tas três diferentes abordagens para habilitar pontos a descobrir pontos pais apropriados: centralizada, distribuída e semidistribuída. Também é aqui descrito um dispositivo que pode localizar os pontos pais apropriados em relação a um ponto participante / solicitante.

A distribuição de um fluxo contínuo de dados multimídia em tempo real porTneio de sobreposições P2P é uma abordagem promissora para suportar transmissão contínua um para muitos na Internet. No geral, esta abordagem é referida como transmissão contínua P2P. Na transmissão contínua P2P, usuários participantes (pontos) contribuem ativamente com seus recursos (tanto largura de banda quanto espaço de armazenamento) pelo enca- minhamento de seu conteúdo disponível para outros pontos. Os recursos disponíveis agre- gados escalonam com a população de usuário / ponto e, potencialmente, podem acomodar qualquer número de pontos participantes. Pontos participantes formam uma sobreposição na qual pontos individuais contribuem com sua largura de banda de saída pelo encaminha- mento de um subconjunto de seu conteúdo disponível aos pontos conectados.

A maior parte do esforço no projeto de protocolos de transmissão contínua P2P foi restrita a um ambiente com recursos altamente provisionados no sistema. Entretanto, alguns aspectos importantes que foram amplamente ignorados, e são críticos em desenvolvimentos reais, são pontos com largura de banda assimétrica e heterogênea e recursos insuficientes na sobreposição. A presente invenção aborda estas questões pela consideração de ambien- tes altamente heterogêneos em que hospedeiros fazem contribuições desiguais à sobrepo- sição em função de sua limitada largura de banda de saída ou falta de disposição. Além do mais, nestes ambientes, os recursos totais no sistema podem não ser suficientes para que cada um receba qualidade completa do fluxo contínuo de dados.

É desejável habilitar pontos a receber qualidade do fluxo contínuo de dados propor- cional às suas contribuições, ainda utilizando efetivamente todos os recursos no sistema.

(1) Estas políticas podem mais bem utilizar largura de banda dos pontos com alta largura de banda, oferecer melhor qualidade a pontos com baixa largura de banda e encorajar pontos a contribuir mais para receber maior qualidade. Métodos possíveis de monitoramento dos re- cursos totais do sistema são discutidos, incluindo centralizado, distribuído e semidistribuído.

PRIME é uma técnica de transmissão contínua em tempo real na qual cada sistema

de transmissão contínua P2P consiste em dois componentes principais: (i) uma construção de sobreposição que organiza pontos participantes em uma sobreposição e (ii) distribuição de conteúdo que determina a distribuição do conteúdo a pontos individuais através da so- breposição. De acordo com uma modalidade da presente invenção, estes recursos são combinados com um mecanismo sensível a contribuição.

Pontos participantes formam uma sobreposição ou malha aleatoriamente conecta- da, que é um gráfico direcionado. Cada ponto mantém um certo número de pontos pais dos quais ele recupera conteúdo, e um certo número de pontos filhos aos quais ele distribui con- teúdo. Para cada ponto, o número de pontos pais e o número de pontos filhos são denota- dos como aquele grau de chegada e de saída do ponto, respectivamente. Para utilizar efeti- vamente a largura de banda da ligação de acesso dos pontos participantes, o grau de che- gada e de saída de cada ponto é ajustado proporcional às suas largura de banda de chega- da bdown β largura de banda de saída bup disponíveis. A razão da largura de banda de che- gada (ou de saída) pelo grau de chegada (ou de saída) representa a largura de banda mé- dia de cada conexão, que é chamada de largura de banda por fluxo ou bwpf.

Bwpf é um parâmetro de configuração que é selecionado a priori e conhecido pelos pontos individuais. Especificamente, os graus de chegada e de saída de um ponto são ajus- tados para ser bd0wn/bwpf e bup/bwpf, respectivamente. Em uma modalidade como esta, cada conexão oferece grosseiramente a mesma quantidade de taxa de dados ao ponto receptor. Portanto, de acordo com uma modalidade, a qualidade de recepção de um ponto é propor- cional ao seu número de pontos de chegada.

Em uma modalidade, um mecanismo de distribuição de conteúdo tipo em grande quantidade é empregado para distribuição de conteúdo. As vantagens principais da distribu- ição de conteúdo em grande quantidade são sua capacidade para utilizar efetivamente a largura de banda de saída dos pontos participantes e sua robustez em relação à dinâmica das participações dos pontos (ou rotatividade). Distribuição de conteúdo tipo em grande quantidade incorpora relato de conteúdo empurrado com solicitação de conteúdo puxado. Como um ponto pai, cada ponto relata periodicamente seus pacotes recém recebidos aos seus pontos filhos. Como um ponto filho, cada ponto solicita periodicamente um subconjunto de pacotes exigidos de cada um dos seus pontos pais com base no pacote disponível rela- tado em cada ponto pai e na largura de banda disponível de cada ponto pai para o ponto filho solicitante. Em uma modalidade, estas solicitações do ponto filho são feitas em uma base periódica.

Os pacotes solicitados de cada ponto pai são determinados por um algoritmo de agendamento de pacotes. Em uma modalidade, um ponto pai recebe periodicamente uma lista de pacotes solicitados dos pontos filhos e distribui os pacotes na ordem solicitada. Ca- da ponto pai distribui os pacotes solicitados por cada ponto filho por meio de um mecanismo controlado de congestionamento, tais como TCP ou RAP. Em uma modalidade, a informa- ção para cada ponto é periodicamente atualizada com cada instância de uma mensagem de sinalização de atividade.

Em uma modalidade, para acomodar a heterogeneidade da largura de banda entre os pontos, o conteúdo é codificado com codificação de descrição múltipla (MDC). MDC or- ganiza conteúdo de transmissão contínua em diversos subfluxos contínuos de dados, em que cada subfluxo contínuo de dados é independentemente decodificado. A qualidade dis- tribuída a cada ponto é proporcional ao número de subfluxos contínuos de dados indepen- dentes que ele recebe. A codificação MDC permite que cada ponto receba um número a- propriado de subfluxo contínuo de dados que são distribuídos por meio da sua largura de banda de ligação de acesso.

Um algoritmo de agendamento de pacotes deve alcançar os dois objetivos seguin- tes:

(i) utilizar completamente a largura de banda disponível de cada ponto pai; e (ii) garantir distribuição, no tempo apropriado, dos pacotes solicitados pelos pontos

filhos.

Em várias modalidades, a efetividade do sistema é determinada de acordo com se cada ponto tem um número apropriado de pontos filhos ou não, de forma que seus recursos sejam efetivamente utilizados e cada ponto possa identificar e estabelecer conexões com um número apropriado de pais proporcional ao seu compartilhamento de recursos disponí- veis. Dessa maneira, em algumas modalidades, a avaliação do desempenho do mecanismo sensível a contribuição é baseada exclusivamente na produtividade entre os pontos, sem considerar os mecanismos de distribuição de conteúdo e a qualidade distribuída real. Em uma modalidade, o desempenho de um mecanismo sensível a contribuição para transmis- são contínua com base em malha é avaliado com base em uma capacidade de um ou mais pontos individuais manter seus respectivos graus de chegada e de saída em valores em particular.

Em pelo menos uma modalidade, o padrão de distribuição dos pacotes individuais através da malha de sobreposição (o caminho que um pacote atravessa para alcançar, da fonte até cada ponto) depende do comportamento coletivo do algoritmo de agendamento de pacotes em todos os pontos participantes, bem como da topologia da malha de sobreposi- ção. Em várias modalidades, cada ponto mantém-se informado sobre a largura de banda disponível (através de medição passiva) e sobre o conteúdo disponível em cada ponto pai (usando relatos periódicos).

Dada esta informação, o algoritmo de agendamento é periodicamente invocado pa- ra determinar os pacotes solicitados de cada ponto pai em duas etapas. Primeiro, o agenda- dor identifica novos pacotes com os registros de tempo mais altos que ficaram disponíveis entre os pontos pais durante o último período de relato. Estes novos pacotes são sempre solicitados, pelos pontos filhos, aos pontos pais. Segundo, em uma modalidade, um subcon- junto aleatório de outros pacotes ausentes é solicitado a cada ponto pai para utilizar comple- tamente a largura de banda de chegada. Para alcançar equilíbrio de carga, se um pacote estiver disponível em mais do que um ponto pai, ele é solicitado a um pai que tem a menor razão dos pacotes solicitados pelos pacotes totais que podem ser servidos pelo ponto pai.

De acordo com várias modalidades, o nó de inicialização do sistema coordena im- plicitamente as conexões entre os pontos, desse modo, aumentando a probabilidade de su- cesso durante o processo de descoberta de pai. Em pelo menos uma modalidade, percebe- se que um pai pode rejeitar uma solicitação em função de uma recente mudança no estado de um ponto contatado. De acordo com uma modalidade, uma solicitação à qual um ponto contatado serve como um pai é precedida pela troca de mínima informação de estado local (isto é, Wi, a-, e Ri).

Em algumas modalidades que empregam o algoritmo de agendamento supradescri- to, cada segmento do conteúdo é distribuído a pontos participantes individuais em duas fa- ses: fase de difusão e fase em grande quantidade. Durante a fase de difusão, cada ponto recebe qualquer parte de um novo segmento do seu ponto pai no nível mais alto (mais pró- ximo da fonte). Portanto, partes de um segmento recém gerado são progressivamente pu- xadas por pontos em diferentes níveis. Por exemplo, partes de um segmento recém gerado são puxadas por pontos no nível 1 depois de um período de tempo (Δ) e, então, puxadas por pontos até o nível 2 depois de 2 * Δ, e assim por diante. Depois de d períodos de tempo, todos os pontos na sobreposição têm uma parte do novo segmento.

Assim, em algumas modalidades, cada parte de um segmento é distribuída somen- te uma vez pela fonte. Portanto, o grupo de pontos que recebe uma parte do segmento du- rante a fase de difusão forma uma árvore que é enraizada em um ponto no nível 1 e é cha- mada de árvore de difusão. Os nós escuros da figura 1 formam uma árvore de difusão. To- das as conexões de pontos no nível i nos seus pontos filhos no nível i+1 são chamadas de conexões de difusão. Estas conexões ficam localizadas em uma árvore de difusão.

Durante a fase em grande quantidade, cada ponto recebe todas as partes ausentes de um segmento do seu ponto pai no mesmo nível ou em níveis inferiores (mais distantes da fonte). Estes pontos pais são chamados de pais em grande quantidades. A fase em grande quantidade pode tomar mais de um período de tempo, já que pais em grande quantidades podem não ter todas as partes ausentes do segmento. Exceto pelas conexões de difusão, todas as outras conexões na malha de sobreposição são conexões em grande quantidades. A coleção de conexões em grande quantidades forma uma malha direcionada que é cha- mada de malha em grande quantidade. A malha em grande quantidade é usada para trocar diferentes partes de cada segmento entre diferentes árvores de difusão.

Em resumo, cada parte de qualquer novo segmento é difundida por meio de uma árvore de difusão em particular durante a fase de difusão daquele segmento. Então, as par- tes disponíveis são trocadas entre pontos, em diferentes árvores de difusão, por meio da malha em grande quantidade, durante a fase em grande quantidade, em relação ao seg- mento.

Para habilitar pontos a receber qualidade proporcional à sua contribuição no siste- ma, a técnica de transmissão contínua P2P supradescrita é intensificada com os seguintes quatro mecanismos da figura 2:

1. Atualização e propagação de informação no nível do sistema;

2. Computação de conexões qualificadas por ponto e em excesso;

3. Descoberta de ponto;

4. Políticas.

Em relação à figura 2, o comando básico de política "atualizar" representa a neces- sidade de computar os parâmetros de abrangência do sistema N, Wi e a contribuição real de pi (fi), e propaga os parâmetros a todos os pontos na rede. O grau de chegada qualificado (Ri) e em excesso (Ei) é computado para cada ponto de acordo com a equação dada a se- guir.

Em uma modalidade da descoberta distribuída de ponto, são feitas tentativas para localizar Ri + Ei pontos pais ociosos, ou pontos pais com pontos filhos potencialmente pre- emptíveis, contatando pontos em potencial de todo o agrupamento de pontos. Em uma mo- dalidade de descoberta centralizada de ponto, são feitas tentativas para localizar Ri + Ei pon- tos pais ociosos, ou pontos pais com pontos filhos potencialmente preemptíveis, por meio de um conjunto / lista / fila de pontos selecionados pelo nó de inicialização do sistema. Em ou- tras modalidades, abordagens alternativas são usadas, incluindo modalidades com recursos combinados das modalidades de descoberta centralizada e distribuída de ponto. Se for loca- lizado um ponto em potencial que já está conectado, uma regra de acordo com a Tabela 2 é usada para determinar se um filho do ponto em potencial é preemptível. Se um ponto filho for preemptível, então, o ponto filho é preemptado.

Os parâmetros no nível do sistema precisam ser atualizados e propagados no curso da transmissão contínua em tempo real. Estes parâmetros incluem N, Wi e f,, definidos na Tabela 1. Mediante chegada, de acordo com uma modalidade, o ponto participante faz con- tato com o nó de inicialização do sistema e informa ao nó de inicialização do sistema sobre sua disposição de servir outros pontos (Wi). Em uma modalidade, em cerca de o mesmo tempo, o ponto participante recebe uma lista de pontos pais em potencial aos quais ele pode se conectar. O nó de inicialização do sistema, em uma modalidade como esta, tem a infor- mação sobre o número total de pontos no sistema, N, e a disposição agregada de todos os pontos, I(Wi).

Quando um ponto afasta-se, ele deve fazer contato com o nó de inicialização do sistema e desregistrar (isto é, registrar seu afastamento) da sobreposição. Um ponto pode deixar de desregistrar da sobreposição se houver um travamento ou outra condição fatal. Caso contrário, o ponto que sai deve avisar o nó de inicialização do sistema sobre o seu afastamento da sobreposição. Por exemplo, de acordo com uma modalidade da invenção, cada ponto transmite uma mensagem ADEUS ao nó de inicialização do sistema imediata- mente antes do seu afastamento. Se o nó de inicialização do sistema não receber uma mensagem de sinalização de atividade de um ponto por um intervalo de tempo especificado (por exemplo, 2 * τ segundos - em que "τ" é um intervalo de tempo padrão, tal como um intervalo de sinalização de atividade), ele considera que o ponto se afastou e remove aquele registro do ponto. Em uma modalidade, o nó de inicialização do sistema mantém um estado atualizado dos pontos individuais e, assim, pode determinar facilmente recursos do estado do nível do grupo, tais como N e PWi.

Símbolo Definição N Número total de pontos no sistema Wi A disposição do pif medida pelo grau, isto é, sua contribuição de largura de banda na sobreposição dividida pela largura de banda por fluxo, bwpf fi Contribuição real (grau de saída) do ponto i Ri Grau de chegada qualificado computado de p. Ei Grau de chegada em excesso computado do ponto i η Grau de chegada qualificado real do ponto i β| Grau de chegada em excesso real do ponto i Max O número de conexões exigidas para receber fluxo contínuo de dados em tempo real com qualidade completa Tabela . Definição de Símbolos Importantes

A contribuição real f, de um ponto p, varia durante o tempo. Portanto, o sistema pre-

cisa atualizar periodicamente esta informação a fim de computar a contribuição agregada de todos os pontos Σ(ί,). A computação pode ser realizada de várias maneiras, incluindo os dois métodos exemplares descritos a seguir:

* Atualização centralizada: Nesta abordagem, os pontos fazem contato com o nó de inicialização do sistema toda vez que suas contribuições reais mudarem.

* Atualização distribuída: Nesta abordagem, a informação de contribuição é propa- gada ao longo de uma árvore de difusão. Um ponto atualiza periodicamente seu ponto pai na árvore de difusão considerando sua contribuição atual mais a contribuição agregada dos seus pontos descendentes (filhos) (na árvore de difusão). Os pontos de primeiro nível transmitirão as atualizações ao nó de inicialização do sistema global. Na atualização distri- buída, o valor de Σ(ί,) P°de não ser preciso, já que a informação somente é atualizada peri- odicamente (ou esporadicamente, dependendo da modalidade). Entretanto, pelo ajuste do intervalo de tempo entre atualizações, precisão suficiente é alcançada.

A informação agregada de N, Z(Wi) e também precisa ser propagada a todos os pontos para que os pontos computem o número de conexões de chegada qualificadas e em excesso, da forma descrita a seguir. Esta propagação também pode ser feita pelos es- quemas centralizados ou distribuídos. Em um esquema centralizado exemplar, o nó de inici- alização do sistema informa periodicamente a todos os pontos sobre o valor atual de N, I(Wi) e £(fi)· Em um esquema distribuído exemplar, a informação é distribuída por meio da árvore de difusão, da raiz (nó de inicialização do sistema) para todos os pontos. O objetivo do mecanismo de descoberta de pai é habilitar cada ponto a localizar o

número exigido de pais para estabelecer o número desejado de conexões. De acordo com uma modalidade da invenção, cada ponto sempre estabelece Ri conexões qualificadas e, então, explora possibilidades para estabelecer conexões em excesso. Em uma modalidade como esta, o grau qualificado Ri do ponto /' é computado usando a seguinte fórmula:

em que t é o parâmetro denotado como taxa de tributo / fator de custo e t > 1 a fim de garantir largura de banda extra no sistema. Essencialmente, Ri é a soma dos dois ter- mos. O primeiro termo representa a largura de banda mínima que um ponto é qualificado a receber pela contribuição de Wi, e o segundo termo é a largura de banda restante média por ponto. O grau de chegada em excesso computado do ponto /' é:

Uma vez que um ponto computa seu grau qualificado, ele tenta encontrar pontos que têm grau em excesso para suportá-lo. Isto é, o ponto com grau em excesso busca pon- tos pais que podem ajudar o ponto com grau em excesso a fazer conexões adicionais. Des- ta maneira, o ponto com grau em excesso melhora sua contribuição e, desse modo, melhora sua qualidade. O processo de descoberta de ponto pode ser feito usando três diferentes abordagens descritas a seguir.

Percebe-se que, de acordo com uma modalidade da invenção, cada ponto filho não rotula suas conexões de chegada dos pais como qualificadas ou em excesso. Em vez disto, um ponto filho somente mantém-se informado sobre seu número real de conexões (a,) e seu grau qualificado Ri. Ri é periodicamente atualizado depois de cada relato do nó de inicializa-

20

Ei = Max - Ri

(3) ção do sistema. Isto é factível em virtude de, em várias modalidades da invenção, todas as conexões ter a mesma largura de banda.

Na descoberta centralizada de ponto, o nó de inicialização do sistema mantém uma tabela que mantém informação de todos os pontos no sistema. Por exemplo, cada ponto tem uma entrada na tabela, (id, Wi, f,, e,, η), em que id é a identificação do ponto. A diferença entre Wi e I1 indica o número de espaços vazios neste ponto. Em uma modalidade, cada ponto no sistema também mantém uma tabela de todos os seus pontos filhos na árvore de difusão e seus parâmetros correspondentes. De acordo com uma modalidade, durante uma sessão, cada ponto transmite uma mensagem de sinalização de atividade ao nó de iniciali- zação do sistema uma vez a cada τ segundos (em que τ é um intervalo de tempo padrão, da forma supradiscutida). Com a mensagem de sinalização de atividade, o ponto relata o valor das suas propriedades dinâmicas, incluindo grau de saída (f,) e grau de chegada (a,) reais, juntamente com seu grau qualificado (Ri) e uma lista de seus pais.

Assim, de acordo com uma modalidade da invenção, o nó de inicialização do siste- ma relata periodicamente o estado do nível do grupo mais recente a todos os pontos partici- pantes. Em uma modalidade exemplar, este relato é feito a cada τ segundos. Em uma mo- dalidade, quando um ponto recebe um novo relato do nó de inicialização do sistema, ele determina o número de suas conexões qualificadas (Ri) usando a equação (2) exposta. Se o valor de Ri for maior do que o grau de chegada atual do ponto correspondente, o ponto con- tinua a descoberta por mais pais. Ao contrário, se o grau de chegada qualificado cair, o pon- to aumenta e, dessa maneira.

Portanto, o período de atualização τ é um parâmetro de configuração que, em uma modalidade, determina a substitutibilidade entre a atualização da informação do estado no nó de inicialização do sistema e o sobreprocessamento de sinalização. Mais especificamen- te, aumentar o valor de τ reduz o sobreprocessamento de sinalização.

Note que, em uma modalidade, pontos não desconectam supostamente suas cone- xões de chegada em função da queda em seus Ri, em vez de eles aumentarem seus graus de chegada em excesso reais. Mediante demanda e preempção apropriada, conexões em excesso extra podem ser desconectadas por pontos pais. Esta abordagem reduz a dinâmica e a rotatividade induzida no sistema associadas com a coleção de estado e relato do custo da menor precisão para a informação do estado no nó de inicialização do sistema. Por e- xemplo, em uma modalidade, o valor padrão de τ é 10 segundos.

Em várias modalidades, cada ponto transmite uma mensagem ADEUS ao nó de i- nicialização do sistema um pouco antes de seu afastamento. Se o nó de inicialização do sistema não receber uma mensagem de sinalização de atividade de um ponto por 2 * τ se- gundos, ele considera que o ponto se afastou e remove seu registro. De acordo com uma modalidade da invenção, o nó de inicialização do sistema mantém um estado atualizado dos pontos individuais e, assim, pode determinar facilmente o estado do nível do grupo, tais co- mo N e ^Wi. De acordo com uma modalidade da invenção, uma taxa de desconexão de pai normalizada em função da rotatividade não depende da largura de banda do parâmetro

Agora, em relação às figuras 3A - 3E, para estabelecer uma conexão qualificada ou em excesso, cada ponto precisa, primeiro, obter a informação de contato em relação a um subconjunto de pontos participantes que são prováveis de poder acomodar mais pontos fi- lhos do nó de inicialização do sistema. Assim, em uma modalidade da invenção, o ponto solicitante (descoberta do ponto solicitante em relação aos pontos em potencial aos quais ele pode se conectar) transmite uma solicitação ao nó de inicialização do sistema juntamen- te com seu próprio parâmetro de rA, eA, fA (1 )·

De acordo com uma modalidade, já que o nó de inicialização do sistema mantém o estado de todos os pontos participantes (isto é, pais em potencial), ele pode identificar pais em potencial e fornecer um subconjunto aleatório destes a um ponto que está procurando mais pais. Assim, em uma modalidade, o nó de inicialização do sistema retorna uma lista de todos os pontos pais em potencial que podem aceitar potencialmente o ponto solicitante e se tornar pontos pais (a) para o nó solicitante.

Dada uma lista de pais em potencial do nó de inicialização do sistema, de acordo com uma modalidade, cada ponto faz contato seqüencialmente com cada ponto na lista, fornece seu estado local (isto é, Wi, a, e Ri) e solicita o ponto contatado para servir como seu pai. Um ponto aceita ou declina uma solicitação para servir um pai com base na política de preempção local, da forma descrita a seguir.

Se um ponto contatado concordar em servir como um pai para um ponto ρ, o ponto ρ atualiza o número de suas conexões qualificadas e em excesso dessa maneira, e fornece sua informação atualizada como sua próxima sinalização de atividade ao nó de inicialização do sistema. Novamente, de acordo com uma modalidade, o ponto transmite seu estado local (isto é, a, e Ri) também aos seus pais, embutido em pacotes de dados. Cada ponto continua a estabelecer conexão em mais pais até que seu grau de chegada alcance seu valor máxi- mo (ou Max). Em uma modalidade adicional da invenção, se toda a lista de pais em potenci- al fornecida primeiro for esgotada, o ponto fará contato com o nó de inicialização do sistema para obter uma nova lista de pontos em potencial.

Uma política de preempção local determina como um ponto pai reage a uma solici- tação de conexão de um ponto filho. Se o grau de saída de um ponto pai for menor do que o grau de saída máximo que ele está disposto e pode contribuir (η < Wi), então, de acordo com a política de preempção, uma solicitação de conexão é aceita. Entretanto, se o grau de saí- da de um ponto pai for completamente utilizado, então, um novo ponto filho A somente pode substituir (preemptar) um ponto filho B existente se o fornecimento de uma conexão a um ponto filho A tiver uma prioridade mais alta. Em uma modalidade, pais apropriados são selecionados usando a mesma política de preempção local que é empregada pelos pais. Em uma outra modalidade, diferentes polí- ticas de preempção são usadas por pontos pai e filho. Quando o ponto ρ solicita ao nó de inicialização do sistema uma lista de pontos em potencial, o nó de inicialização do sistema seleciona um subconjunto aleatório de pontos participantes que tem pelo menos um filho que pode ser preemptado pelo ponto p. Em essência, o nó de inicialização do sistema coor- dena implicitamente as conexões entre os pontos. Por sua vez, isto aumenta a probabilidade de sucesso durante o processo de descoberta de pai. Deve-se perceber que, apesar desta coordenação, é possível que um pai rejeite uma solicitação, como, por exemplo, quando o estado do ponto contatado tiver mudado recentemente.

A prioridade relativa da conexão entre pontos A e B é determinada em quatro cená- rios ilustrados na Tabela 2-A a seguir:

A Qualificado Em Excesso Qualificado Sim se (rA +eA) / fA < (rB + eB) / fB Sim Em Excesso Não Não se (eA) / fA < (eB) / fB

Tabela 2-A

A Tabela 2-A representa a primeira modalidade de política usada na determinação se o ponto A puder preemptar o ponto B a fim de usar o conector / conexão que está sendo atualmente usado pelo ponto B no seu nó / ponto pai.

Exemplos de como usar a Tabela 2-A para determinar se a conexão atual é pre- emptível são como segue. Considere que o ponto B já está conectado em um ponto pai em particular. No primeiro exemplo, tanto o ponto A (pa) quanto o ponto B (pa) têm grau qualifi- cado. A contribuição real (grau de saída) de pa é fa. O grau de chegada qualificado real de pa é ra. O grau de chegada em excesso real de pa é ea. Similarmente para pb. Se fa = 20, ra = 2 e ea = 0, então, (ra + ea) / fa = 2/20 = 1/10. Se fb = 20, rb = 5 e eb = 0, então, (rb + eb) / fb = 5/20 = Vi. Uma vez que o cálculo para pa < pb, pa pode preemptar pb. No segundo exemplo, pa tem grau qualificado e pb tem grau em excesso. Usando os mesmos valores para os pa- râmetros de pa, pa uma vez mais tem um valor calculado para (ra + ea) / fa = 2/20 = 1/10. Se fb = 5, rb = 2 e eb = 1, então (rb + eb) / fb = 3/5. Uma vez mais, uma vez que o cálculo para pa < pb, pb pode preemptar pa. No terceiro exemplo, pa tem grau em excesso e pb é qualificado. Neste caso, pa não pode preemptar pb. No quarto exemplo, tanto pa quanto pb têm grau em excesso. Se fa = 5, ra = 2 e ea = 0, então ea / fa = 0/5 = 0. Se fb = 5, rb = 2 e eb = 2, então eb / fb = 2/5, então pa pode preemptar pb, uma vez que a razão ea / fa é menor do que a razão eb / fb. Percebe-se que ra e rb não são usados neste exemplo.

Da forma supradiscutida, uma vez que o ponto solicitante recebe a lista do nó de i- nicialização do sistema (2), ele faz contato com os pontos na lista seqüencialmente (2). Se o ponto contatado tiver conectores vazios, ele admitirá o ponto solicitante e o ponto se torna o filho deste ponto contatado. Se o ponto contatado não tiver conectores vazios, a política a- presentada na Tabela 2-A é usada para determinar se o ponto solicitante pode preemptar um dos pontos filhos do ponto contatado. Se o ponto solicitante puder preemptar um dos pontos filhos contatados, então o ponto contatado desconecta o ponto filho que é seleciona- do para ser preemptado e atribui a conexão / conector ao ponto solicitante. Caso contrário, o ponto solicitante é informado de que ele não pode ser admitido. Embora todos os pontos na lista retornada sejam pontos pais em potencial, eles podem não ser capazes de admitir o ponto solicitante em função dos seguintes motivos:

1. Os parâmetros mantidos no nó de inicialização do sistema podem não ser atuali- zados em função do atraso entre a mudança de estado e a hora em que o parâmetro é atua- lizado.

2. Os valores de rA, eA, fA mudam durante o tempo à medida que o nó solicitante ob- tém mais pontos pais.

O processo de contatar os pontos na lista (incluindo filhos dos pontos) continua até que cada ponto solicitante obtenha o número exigido de pontos ou a lista seja esgotada. Neste último caso, o ponto solicitante ficará em modo de espera por um período de tempo de T e iniciará novamente o processo supradescrito.

Em uma modalidade, a prioridade relativa de conexão entre pontos A e B é deter- minada em quatro cenários ilustrados na Tabela 2-B a seguir:

A ^^^^B Qualificado Em Excesso Qualificado r. r„ , W— Sim se w* w» Sim Em Excesso Não Não se eA < eB - 1 Na moda idade da invenção da Tabela 2-B, quando a solicitação de conexão do

ponto / for rejeitada por um pai em potencial, a reação do ponto / depende do seu estado atual, como segue:

* Cenário En-Ex: Se o ponto A estiver procurando conexão qualificada (aA < Ra) quando o ponto B já tiver algumas conexões em excesso (aB > Rb). então, uma solicitação de A sempre pode preemptar uma conexão existente no ponto B. Esta política permite que um novo ponto alcance facilmente seu grau de chegada qualificado pela preempção de co- nexões em excesso a outros pontos.

* Cenário Ex-En: Se o ponto A estiver procurando uma conexão em excesso (aA > Ra) quando o ponto B tiver somente conexões qualificadas (ae ^Rb), então, uma solicitação de A não pode preemptar uma conexão existente no ponto B.

* Cenário En-En: Se ambos os pontos tiverem somente conexões qualificadas, en- tão, A somente pode preemptar a conexão em B se o grau de chegada normalizado de A for menor do que de B, isto é, se a seguinte condição for satisfeita: rA / Wa < (rB / W6 -1).

* Cenário Ex-Ex: Se o ponto A estiver procurando conexões em excesso (aA > Ra) e o ponto B tiver algumas conexões em excesso (aB > Rb), A pode preemptar uma conexão existente no ponto B quando ele tiver um número menor de conexões em excesso (isto é, eA < eB - 1). Novamente, esta condição também impede a preempção oscilante entre dois pon- tos.

A Tabela Il-B resume a política de preempção local exposta por um novo ponto A até um ponto B filho existente. Note que, quando um novo ponto ingressa no sistema ou um ponto existente perde seu pai em função de preempção, eles começam o processo de des- coberta de pai e, por sua vez, podem preemptar um novo ponto no sistema. Portanto, a taxa observada de mudança nos pais entre os pontos participantes é maior do que a taxa de a- fastamento de pai que ocorre somente em função de rotatividade. Em essência, a preemp- ção agrava adicionalmente a instabilidade da sobreposição. Em uma modalidade, a estabili- dade da sobreposição é quantificada pela medição de uma taxa de troca entre os pais dos pontos individuais. Em uma outra modalidade, mudanças nos pais são divididas em dois grupos: mudanças que são em função de um afastamento do pai em relação às mudanças que são em função da preempção por outros pontos filhos.

Um ponto pai em potencial do ponto solicitante é definido como segue:

1. Se o ponto tiver conectores vazios, então, ele é um ponto pai em potencial.

2. Se um ponto (denotado como ponto B) puder ser preemptado pelo ponto solici- tante (denotado como ponto A) com base na política definida na Tabela 2-B, então, o ponto pai do ponto B é um ponto pai em potencial.

O mecanismo de transmissão contínua P2P com base em árvore deve rotular es- pecificamente cada conexão em virtude de cada conexão fornecer uma descrição em parti- cular. Se o número atual de pais para o ponto / for menor do que seu grau de chegada quali- ficado (a, < Ri), o ponto ainda está tentando alcançar seu grau de chegada qualificado. Por- tanto, ele transmite imediatamente uma solicitação ao próximo pai em potencial na lista for- necida pelo nó de inicialização do sistema. Esta abordagem bastante agressiva para desco- berta é razoável em virtude de dever existir recursos suficientes no sistema de maneira tal que cada ponto possa alcançar seu grau de chegada qualificado. Se o número atual de pais para o ponto /'for maior ou igual ao seu grau qualificado, o ponto /'já estabeleceu seu grau qualificado e está procurando conexões em excesso.

Neste caso, uma solicitação rejeitada é uma indicação de recursos em excesso limi- tados no sistema. Portanto, o ponto rejeitado espera um intervalo W, chamado de intervalo de espera, antes de ele transmitir uma outra solicitação de conexão. O intervalo de espera é exponencialmente recuado com cada solicitação de conexão em excesso rejeitada, como segue:

TWai, = tmin*K*(ei + /?ret)

em que tmin é o tempo de recuo mínimo, K é um número aleatório maior do que 1, que é um fator de recuo, e ret é o número de falhas consecutivas. Em uma modalidade, Un é ajustado em 5 segundos e β é 2. Como exposto, a quantidade de recursos em excesso não é conhe- cida e muda dinamicamente com a rotatividade. Esta abordagem adaptativa para determinar o tempo de espera ajusta o grau em excesso dos pontos individuais (e,), bem como a de- manda agregada para conexão em excesso sem nenhuma coordenação explícita entre os pontos.

A descoberta de pai pode ser realizada de uma maneira distribuída. Por exemplo, similar à abordagem de transmissão contínua P2P com base em árvore múltipla, um ponto pode atravessar a árvore de difusão (começando da fonte) e examinar cada ponto para en- contrar um número apropriado de pais com o tipo desejado. Embora esta abordagem não exija um ponto de coordenação central, ela pode introduzir uma carga pesada nos pontos participantes (especialmente, aqueles nos níveis mais altos da árvore de difusão) em função da constante solicitação de pais pelos pontos recém chegados. A abordagem centralizada aqui apresentada representa apropriadamente um mecanismo sensível a contribuição como este.

A figura 3B é um diagrama de blocos da comunicação entre um ponto solicitante e o nó de inicialização do sistema no método centralizado de descoberta de ponto. Para cada ponto, há uma entrada na tabela de informação de ponto (id, Wi, fj, eit η). O ponto solicitante transmite uma solicitação de ingresso à interface de contato com o ponto 305 no nó de inici- alização do sistema (1). Então, a interface de contato com o ponto 305 encaminha uma soli- citação de busca ao módulo da tabela de informação de ponto 310 (2). O módulo da tabela de informação de ponto 310 realiza a operação de busca na tabela de informação de ponto e retorna uma lista da lista de ponto pai em potencial à interface de contato com o ponto 305 (3). Então, a interface de contato com o ponto 305 retorna a lista que contém a informação de ponto solicitada ao ponto solicitante.

A figura 3C é um diagrama esquemático da operação detalhada do ponto solicitante da figura 3B. O ponto solicitante contata o nó de inicialização do sistema com uma solicita- ção de ingresso (1). O nó de inicialização do sistema retorna uma lista de pontos pais em potencial (2). O ponto solicitante insere a lista de pontos pais em potencial em uma fila de ponto pai em potencial / candidato. Então, o ponto solicitante toma cada ponto pai em po- tencial da fila seqüencialmente e contata o ponto pai em potencial para ver se o ponto solici- tante pode ser admitido e, assim, se torna seu ponto filho (ou um deles) (3).

A figura 3D é um diagrama de blocos da comunicação entre um ponto existente e o nó de inicialização do sistema no método centralizado de descoberta de ponto. O ponto e- xistente atualiza sua informação relacionada com o nó de inicialização do sistema pela transmissão de uma mensagem de atualização à interface de contato com o ponto 305 do nó de inicialização do sistema (1). A interface de contato com o ponto 305 encaminha a in- formação de atualização ao módulo da tabela de informação do ponto 310 (2), que atualiza a tabela de informação do ponto. O nó de inicialização do sistema retorna uma mensagem ao ponto existente por meio da interface de contato com o ponto, indicando que a informa- ção foi atualizada (3).

A figura 3E é um diagrama esquemático da operação detalhada do ponto contatado da figura 3D. O ponto contatado (ponto pai em potencial) recebe uma solicitação de um pon- to solicitante para ingressá-lo como um ponto filho (1). O ponto contatado examina a tabela de informação do seu ponto filho e determina se a solicitação de ingresso pode ser satisfeita com algum conector vazio que ele pode ter ou pela preempção de um dos seus pontos filhos atuais. O ponto contatado retorna uma resposta que indica os resultados da sua determina- ção ao ponto solicitante (2).

Agora, em relação à figura 4A, na abordagem de descoberta distribuída, o ponto so- licitante contata o nó de inicialização do sistema primeiro (1). O nó de inicialização do siste- ma retorna o endereço / local do nó de fonte de conteúdo (1), que está na raiz de todas as árvores de difusão. O nó solicitante mantém uma fila de contato e coloca o nó de fonte de conteúdo na fila, e o ponto solicitante faz contato primeiro com o nó de fonte (2), que retorna sua lista de filho ao ponto solicitante (2). O nó de fonte de conteúdo e todos os pontos no sistema mantêm uma tabela de seus pontos filhos na árvore de difusão e seus parâmetros correspondentes.

O ponto solicitante toma um ponto pai em potencial da fila de cada vez, e faz conta- to com seu ponto pai em potencial para ver se ele pode ser admitido (3). Cada ponto conta- tado retorna sua lista de ponto filho (4). A admissão é baseada na mesma política suprades- crita. Se o ponto contatado tiver conectores vazios, ele admitirá o ponto solicitante, e o ponto solicitante se torna o filho deste ponto contatado, que retorna sua lista de pontos filhos ao ponto solicitante (4). O ponto solicitante continua desta maneira, contatando pontos ainda mais para baixo na árvore de difusão (5) e, subseqüentemente, os filhos de cada ponto con- tatado onde o ponto solicitante foi admitido (6) até que o número de pontos exigidos nos quais o ponto solicitante pode se conectar seja obtido ou que a lista e os pontos tenham sido esgotados. Se o ponto contatado não tiver conectores vazios, a política apresentada na Ta- bela 2-A é usada para determinar se o ponto solicitante pode preemptar um dos pontos fi- lhos do ponto contatado.

Se o ponto solicitante puder preemptar um dos pontos filhos contatados, então, o ponto contatado desconecta o ponto filho que é selecionado para ser preemptado e atribui a conexão / conector ao ponto solicitante. Caso contrário, o ponto solicitante é informado de que ele não pode ser admitido. O ponto contatado também retornará uma lista dos seus pontos filhos na árvore de difusão ao ponto solicitante no fim do processo. O ponto solicitan- te anexa a lista retornada no fim da fila de contato. O processo continua até que cada um dos pontos solicitantes obtenha o número exigido de pontos ou que a lista seja esgotada. Neste último caso, o ponto solicitante ficará em modo de espera por um período de tempo de T e iniciará novamente o processo supradescrito.

Uma terceira abordagem é a abordagem semidistribuída. A fim de reduzir o sobre- processamento de sinalização, pontos mantêm alguma informação de local sobre seus pon- tos pais distantes dois saltos. Cada ponto pai embute nos pacotes de conteúdo a informação do seu número de conectores vazios Wil contribuição real f, e número de conexões em ex- cesso ei aos seus pontos filhos.

Adicionalmente, um ponto pai também transmite sua informação de ponto pai (Wil fit e,) aos seus pontos filhos. Portanto, um nó tem a informação dos seus pontos pais e pontos avós.

A figura 4B é um diagrama de blocos da comunicação entre um ponto solicitante e o nó de inicialização do sistema no método distribuído de descoberta de ponto. O ponto soli- citante transmite uma solicitação de ingresso à interface de contato com o ponto 405 do nó de inicialização do sistema (1). O nó de inicialização do sistema transmite o endereço / local do nó de fonte de conteúdo (2). O ponto solicitante faz contato com o nó de fonte de conteú- do (3).

A figura 4C é um diagrama esquemático da operação detalhada do ponto solicitante da figura 4B. O ponto solicitante faz contato com o nó de inicialização do sistema (1). O pon- to solicitante recebe a informação do nó de fonte de conteúdo do nó de inicialização do sis- tema (2). O ponto solicitante faz contato com o nó de fonte de conteúdo e recebe uma lista / fila dos seus pontos filhos, que são pontos pais em potencial em relação ao ponto solicitante (2). O ponto solicitante armazena a lista de pontos filhos retornados no fim da sua fila de pontos pais em potencial / candidatos. Então, o ponto solicitante toma a entrada de cada ponto pai em potencial da fila do ponto pai em potencial / candidato e faz contato com ele para ver se o ponto solicitante pode se tornar seu ponto filho (4). O ponto pai em potencial contatado retorna uma lista / fila dos seus pontos filhos, que o ponto solicitante armazena no fim da sua fila de pontos pais em potencial / candidatos.

A figura 4D é um diagrama esquemático da operação detalhada do ponto contatado da figura 4B. Mediante recepção da solicitação de ingresso do ponto solicitante (1), o ponto contatado examina sua tabela de informação de ponto filho e determina se a solicitação de ingresso pode ser satisfeita com algum dos conectores vazios que ele pode ter ou pela pre- empção de um dos seus pontos filhos atuais. O ponto contatado retorna uma resposta que indica os resultados da sua determinação ao ponto solicitante juntamente com sua lista de pontos filhos (2).

Agora, em relação à figura 5A, o nó solicitante faz contato com o nó de inicialização do sistema (1), que retorna uma fila de contato de pontos em potencial (1). Note que o nó de inicialização do sistema tem a lista de todos os pontos no sistema. Entretanto, ele não man- tém a tabela que mantém informação dos parâmetros de cada ponto. O nó de inicialização do sistema seleciona aleatoriamente um número pré-determinado de pontos pais em poten- cial da lista e retorna a lista ao nó solicitante como a fila de contato.

Em uma outra modalidade da invenção, o nó de inicialização do sistema mantém

uma tabela de estado. A tabela de estado reflete a condição do serviço de um ponto pelo nó de inicialização do sistema. Mediante a recepção de uma solicitação para admissão de um ponto solicitante, o nó de inicialização do sistema seleciona um subconjunto aleatório de pontos participantes que têm pelo menos um filho que pode ser preemptado. De acordo com uma modalidade, pais apropriados são selecionados pelo nó de inicialização do sistema para inclusão na tabela de estado com base nos mesmos critérios de política de preempção que são usados localmente por um ponto pai para aceitar ou rejeitar um ponto filho que está solicitando admissão.

Então, o nó solicitante faz contato com cada ponto na lista (2) e recebe sua lista de vizinhos (2). Todas estas linhas são colocadas juntas para formar uma única fila de contato. O ponto solicitante toma um ponto da fila de cada vez, e faz contato com este ponto em po- tencial para ver se ele pode ser admitido (3). A admissão é baseada na mesma política su- pradescrita. Se o ponto contatado tiver conectores vazios, ele admitirá o ponto solicitante e o ponto se tornará o filho deste ponto contatado. Se o ponto contatado não tiver conectores vazios, a política apresentada na Tabela 2 é usada para determinar se o ponto solicitante pode preemptar um dos pontos filhos do ponto contado.

Se o ponto solicitante puder preemptar um dos pontos filhos contatados, então, o ponto contatado desconecta o ponto filho que é selecionado para ser preemptado e atribui a conexão / conector ao ponto solicitante. Caso contrário, o ponto solicitante é informado que ele não pode ser admitido.

O processo continua até que cada um dos pontos solicitantes obtenha o número de pontos exigido ou que a lista seja esgotada. Neste último caso, o ponto solicitante entrará em modo de espera por um período de tempo de T e iniciará novamente o processo supra- descrito.

A figura 5B é um diagrama de blocos da comunicação entre um ponto solicitante e

o nó de inicialização do sistema no método semidistribuído de descoberta de ponto. A tabela de informação de ponto mantém uma lista de todos os pontos no sistema. O ponto solicitan- te transmite uma solicitação de ingresso na interface de contato com o ponto 505 do nó de inicialização do sistema (1). Então, a interface de contato com o ponto 505 encaminha uma solicitação de busca ao módulo da tabela de informação de ponto 510 (2). O módulo da ta- bela de informação de ponto 510 realiza a operação de busca na tabela de informação de ponto e retorna uma lista de pontos pais em potencial aleatoriamente selecionados à interfa- ce de contato com o ponto 505 (3). Então, a interface de contato com o ponto 505 retorna a lista de pontos pais em potencial aleatoriamente selecionada e sua informação de ponto ao ponto solicitante.

A figura 5C é um diagrama esquemático da operação detalhada do ponto solicitante da figura 5B. O ponto solicitante faz contato com o nó de inicialização do sistema (1). O pon- to solicitante recebe a lista de pontos pais em potencial aleatoriamente selecionados (2) e armazena os pontos pais em potencial aleatoriamente selecionados na sua fila de pontos pais em potencial / candidatos. O ponto solicitante faz contato seqüencialmente com os pon- tos na sua fila de pontos pais em potencial / candidatos (3). Então, o ponto solicitante trans- mite uma mensagem ao ponto contatado (pai em potencial), uma mensagem de solicitação de vizinho (3). Cada ponto contatado retornará uma lista de pontos vizinhos. O ponto solici- tante armazena a lista de pontos vizinhos na sua fila de ponto pai em potencial / candidato. O ponto solicitante faz contato com o próximo ponto pai em potencial na sua fila de ponto pai em potencial / candidato para ver se o ponto solicitante pode se tornar seu pai filho (4). A figura 5D é um diagrama esquemático da operação detalhada do ponto contatado

da figura 5B. Um ponto contatado, mediante recepção de uma mensagem de solicitação de vizinho do nó solicitante, retorna sua lista de pontos vizinhos ao nó solicitante (1). Se a men- sagem de chegada for para buscar conectores vazios, o ponto contatado examina sua tabe- la de informação de ponto filho e determina se a solicitação pode ser satisfeita com algum conector vazio que ele pode ter ou pela preempção de um dos seus pontos filhos atuais. O ponto contatado retorna uma resposta que indica os resultados da sua determinação ao ponto solicitante (2).

Agora, em relação à figura 6, que é um fluxograma do processo de descoberta de ponto, em 605, p, faz contato com o nó de inicialização do sistema. Um teste é realizado em 610 para determinar se a descoberta centralizada de ponto deve ser usada. Se a descoberta centralizada de ponto precisar ser usada, então, os conectores / conexões vazios, juntamen- te com a lista / fila de pontos filhos preemptíveis em potencial, são dados a p, pelo nó de inicialização do sistema em 615. Então, p, faz contato com η dos pontos em potencial como um ponto qualificado, e e, dos pontos em potencial como um ponto em excesso, em 635. Se a descoberta centralizada de ponto não precisar ser usada, então, um teste é realizado, em 620, para determinar se a descoberta distribuída de pontos deve ser usada. Se a descoberta distribuída de pontos precisar ser usada, então, a identificação (id) de uma lista / fila de pon- tos aleatórios é dada a p,, em 625. Em 630, p, explora todos os pontos na lista / fila de pon- tos com conectores / conexões vazios e os pontos potencialmente preemptíveis. Posteriormente, p, faz contato com η dos pontos em potencial como um ponto quali-

ficado e com e, dos pontos em potencial como um ponto em excesso, em 635. Se a desco- berta distribuída de pontos não precisar ser usada, então, por padrão, a descoberta semidis- tribuída de pontos deve ser usada. Em 640, o número de pontos na rede, N, é dado a p,. Então, em 645, I explora todos os N pontos para encontrar conectores vazios ou pontos fi- lhos potencialmente preemptíveis entre os filhos daqueles N pontos ou filhos dos pontos em potencial que estão a um salto de distância de p,. Então, p, faz contato com η dos pontos em potencial como um ponto qualificado e e, dos pontos em potencial como um ponto em ex- cesso, em 635.

Note que a presente invenção pode ter maior atraso / latência de inicialização do que esquemas tradicionais de transmissão contínua ponto a ponto não sensíveis à contribu- ição. O processo de localizar pontos pais contribui com o maior atraso de inicialização. Tam- bém, diferentes esquemas de descoberta de ponto ocasionam diferentes latências. Os es- quemas de descoberta centralizada de pontos e de descoberta semidistribuída de pontos incorrem em menor latência de inicialização / ingresso do que o esquema de descoberta distribuída de pontos, que atravessa as árvores de difusão, começando a partir da raiz. En- tretanto, já que o método de transmissão contínua em tempo real ponto a ponto sensível a contribuição da presente invenção usa MDC (codificação de descrição múltipla) para codifi- car os dados fundamentais, um ponto pode começar a reproduzir toda vez que ele receber a primeira descrição. Isto pode encurtar potencialmente a latência de inicialização.

A política de preempção de ponto pode levar à rotatividade extra de pontos na pre- sente invenção. Por exemplo, se um ponto solicitante preemptar um ponto filho que já está conectado em um ponto pai, o ponto filho preemptado precisa tentar ingressar em um outro ponto pai, assim, adicionando rotatividade extra ao sistema. Este processo pode continuar até que um ponto filho preemptado encontre um conector vazio para si mesmo com um ou- tro ponto pai.

Se a conexão que está sendo preemptada for "conexão em excesso", isto tem me- nos impacto, já que não considera-se que o ponto tenha esta conexão em primeiro lugar. Uma maneira de mitigar este problema é modificar a política de preempção. A política de preempção da presente invenção não permite que uma "conexão qualificada" preempte uma outra "conexão qualificada". Também, o efeito de rotatividade pode não ser sério, já que MDC (codificação de descrição múltipla) é usada para codificar os dados em fluxo contínuo. Se um ponto perder algumas descrições, a qualidade da visualização degradará, entretanto, o fluxo contínuo de dados ainda será visualizável.

A seguir, o mecanismo sensível a contribuição é descrito no contexto da transmis- são contínua P2P com base em malha. Embora o mecanismo descrito seja primariamente inspirado pelo esquema similar para a abordagem de transmissão contínua P2P com base em árvore na tecnologia anterior, há algumas diferenças notáveis. Na abordagem com base em árvore, uma descrição em particular do conteúdo é distribuída através de cada árvore. Portanto, cada ponto deve ingressar em um número apropriado de árvores e também servir como um nó interno em somente uma árvore. Esta abordagem causa alguns problemas que não existem na transmissão contínua com base em malha, como segue:

Primeiro, para melhorar sua qualidade recebida em uma abordagem com base em árvore, cada ponto deve encontrar um pai em uma nova árvore, enquanto que, em uma a - bordagem com base em malha, todo novo ponto pode servir como um pai. Segundo, a polí- tica de preempção local para a abordagem com base em árvore deve distinguir entre cone- xões qualificadas para pontos contribuidores em função dos não contribuidores. Por sua vez, isto adiciona novos cenários que devem ser abordados pela política. Terceiro, em abor- dagens com base em árvore, cada conexão deve ser especificamente rotulada como qualifi- cada ou em excesso.

Ao contrário, nas abordagens com base em malha da presente invenção, o número (em vez de a identidade) de conexões em excesso é determinado simplesmente pela dife- rença entre o número real de conexões e o número de conexões qualificadas para cada ponto (isto é, e, = a, - Ri, quando ai > Ri). Uma outra importante diferença entre a abordagem da presente invenção e a abor-

dagem com base em árvore é o uso da disposição do ponto (Wi) em vez da sua contribuição real (f,) para determinar seu grau de chegada qualificado nas equações (1) e (2). Dado que a contribuição real de cada ponto é sempre menor do que sua disposição (isto é, f, < Wi), usar a contribuição real tem dois efeitos colaterais: (i) os recursos disponíveis no sistema são

N N

subestimados no segundo termo das equações (1) e (2) (isto é, ^w'). Por sua vez, isto leva a um comportamento mais conservador pelos pontos individuais durante o processo de descoberta de pai; (ii) a contribuição real do ponto /' depende da capacidade e demanda dos outros participantes em usar sua largura de banda de saída; (iii) rotatividade efetiva (isto é, afastamento de um ponto filho) resulta em uma queda transitória em /,, que leva a mais di- nâmica no sistema. Exames mostraram que, em várias modalidades, esta abordagem irá desacelerar a descoberta de pai e é inapropriada em um ambiente dinâmico em que a popu- lação de pontos (e, assim, recursos disponíveis) muda constantemente.

A função de custo / função de tributo genérica supradescrita regula a operação da admissão de ponto. Pela seleção de t parâmetros desta função, as características de várias modalidades da invenção podem ser determinadas. Como tal, várias modalidades exibem comportamento diferente da função de custo / função de tributo (isto é, equação (1)), bem como do impacto dos parâmetros principais sobre o seu comportamento (por exemplo, Wi) à medida que a taxa de tributo (t) muda. Entender o comportamento da função de tributo / cus- to permite uma determinação de como os pontos individuais determinam seu grau de che- gada através do espaço de parâmetro, que é muito usado na avaliação do desempenho do mecanismo sensível a contribuição.

As figuras 7A - 7C ilustram o comportamento de uma função de tributo / função de custo com diferentes valores de Wil de acordo com várias modalidades da invenção, quando o índice de recurso (RI) for 0,5 e Maxfor 16.

Dado o grupo de N pontos e seus níveis de disposição de contribuir (Wl)1 Rl de um cenário é definido como a razão de recursos disponíveis (XWi) pela demanda agregada de recursos. Em várias modalidades, considera-se que todos os pontos têm largura de banda de chegada suficiente para receber fluxo contínuo de dados com qualidade completa, e a demanda agregada por recursos pode ser simplesmente determinada como N * Max. Por- tanto, o valor de Rl em um dado cenário é Yw.

RI= ^ ' (4)

N* Max

Esta definição pode ser substituída na equação (1) e, então, a equação pode ser

reescrita como segue:

Rj (t) =-Wi RI*Max (5)

t t

A equação (5) representa o grau qualificado de um ponto /' em função da taxa de tributo t com base nos seguintes parâmetros: disposição do ponto (Wi), índice de recurso na sobreposição (RI) e grau máximo (com base na largura de banda do fluxo contínuo de da- dos) Max. A figura 7A representa Ri(t) em função de t para diferentes valores de Wi quando Rl = 0,5, Rl * Max = 8. Esta figura revela algumas propriedades importantes da função de tributo e sua dependência a diferentes parâmetros, como segue:

Primeiro, à medida que a taxa de tributo aumenta, o grau qualificado de todos os pontos converge para o mesmo valor de Rl * Max, independente do seu valor inicial. Para pontos com alta largura de banda (Wi > Rl * Max), o grau qualificado diminui gradualmente com a taxa de tributo, enquanto que para ponto com baixa largura de banda (Wi < RI* Max), o grau qualificado aumenta gradualmente com a taxa de tributo. Versados na técnica perce- bem que à medida que t aumenta, o primeiro termo na equação diminui rapidamente e o segundo termo converge para Rl * Max.

Segundo, a taxa de mudança no grau qualificado, à medida que a taxa de tributo aumenta, depende da disposição do ponto (ou Wi). Um maior valor de Wi leva a uma con- vergência mais rápida, da forma mostrada na figura 7A.

Terceiro, o valor de Rl * Max determina o valor final para o grau qualificado de to- dos os pontos. Portanto, mudar a disponibilidade de recursos ou largura de banda do fluxo contínuo de dados simplesmente desloca o valor de convergência desta figura para cima ou para baixo como conseqüência. Quarto, como indicado anteriormente, o valor de piso (Ri) da equação (5) é usado para impedir superestimativa dos recursos disponíveis. A figura 7B representa o piso (Ri) da equação (5). Ela ilustra como a operação de piso (Ri) afeta a evo- lução do grau qualificado em função da taxa de tributo / fator de custo para diferentes valo- res de Wi.

Quinto, como exposto, um ponto pode ficar saturado quando seu grau qualificado for maior do que o grau máximo que é exigido para receber fluxo contínuo de dados com qualidade completa, isto é Max <Rj. De acordo com uma modalidade exemplar, na qual 80 % dos pontos tem alta largura de banda e o equilíbrio dos pontos tem baixa largura de ban- da, o grau de chegada exigido para receber um fluxo contínuo de dados com qualidade completa é oito e os graus de disposição de pontos com alta e baixa largura de banda são 24 e 4, respectivamente. Em uma outra modalidade da invenção, pontos com alta e baixa largura de banda contribuem com 40 e 4 conexões de saída, respectivamente. O grau atual de um ponto saturado é limitado ao Max. A figura 7C representa o comportamento da função de tributo / função de custo quando alguns pontos com alta largura de banda estiverem fi- cando saturados. Versados na técnica percebem que é importante determinar se (e fração de) pontos ficam saturados em um dado cenário em virtude de isto afetar (i) sua qualidade recebida, e (ii) a quantidade de recursos em excesso no sistema. Isto é, a figura 7C repre- senta o comportamento da função de tributo / função de custo em um sistema estático, em que a população de pontos e os recursos disponíveis são fixos e conhecidos, isto é, o cená- rio estático de referência. Na prática, em virtude da dinâmica de participação do ponto e das variações resultantes em recursos disponíveis, o estado do grupo relatado a pontos indivi- duais não é perfeitamente preciso. Portanto, o comportamento médio entre os pontos parti- cipantes pode ser diferente do caso de referência exposto. A seguir, vários cenários são examinados e comparados com cenários estáticos de referência correspondentes para iden- tificar as causas fundamentais que levam às diferenças observadas.

Observou-se que, em várias modalidades, um ponto pode aumentar rapidamente seu grau de chegada a partir de zero para alcançar seu grau qualificado. Em pelo menos uma modalidade, pontos com alta largura de banda podem alcançar grau qualificado em menos de 20 segundos, enquanto que pontos com baixa largura de banda podem alcançar grau qualificado em 11 segundos. Em uma modalidade, todos os pontos alcançam seu grau de chegada alvo em aproximadamente 60 segundos. De acordo com uma modalidade, pon- tos com uma vida útil menor do que 60 segundos não alcançam o grau de chegada qualifi- cado. Em várias modalidades, uma vez que o grau de chegada do ponto alcança o grau qualificado, o grau de chegada daquele ponto tende a oscilar ao redor do valor de grau qua- lificado em função de menores mudanças nos recursos disponíveis e de variações no núme- ro de conexões em excesso. O comportamento das várias modalidades da invenção foi avaliado através de si-

mulação. A metodologia de avaliação é usada para examinar o comportamento do meca- nismo sensível a contribuição proposto, em que um mecanismo exemplar é incorporado em um mecanismo de transmissão contínua P2P com base em malha, qualificado como PRIME. A qualidade distribuída a pontos individuais em um mecanismo de transmissão contínua P2P com base em malha depende de:

(i) suas capacidades em manter um número apropriado de pais à medida que pon- tos deixam / ingressam no sistema, e

(i) o comportamento do mecanismo de distribuição de conteúdo entre pontos parti- cipantes através da sobreposição resultante.

A conectividade entre os pontos individuais e seus pais na sobreposição é aparen- te. De acordo com várias modalidades, o mecanismo sensível a contribuição afeta primari- amente a conectividade entre os pontos pela introdução tanto da estratégia de seleção de pai quanto da política de preempção de filho. Embora seja provável que a conectividade e a dinâmica da sobreposição tenham um impacto no desempenho da distribuição de conteúdo, este efeito não ilustra o desempenho do mecanismo sensível a contribuição, mas, em vez disto, mostra a capacidade do PRIME lidar com a conectividade e a dinâmica da sobreposi- ção. Focalizar no efeito do mecanismo sensível a contribuição na conectividade da sobrepo- sição também permite uma abstração da dinâmica no nível do pacote e das simulações com maior tamanho de grupo.

As seguintes avaliações das várias modalidades da invenção foram preparadas u- sando um simulador do nível de sessão P2P, chamado psim. Psim é um simulador acionado por evento que incorpora atraso de rede dois a dois entre pontos participantes. Além do mais, psim fornece um modelo realístico para rotatividade pelo uso de distribuição logarítmi- ca normal (com μ = 4,29 e ρ = 1,28) para tempo de sessão do ponto e distribuição Pareto (com a = 2,52 e b = 1,55) para modelar o tempo interchegada do ponto, da forma relatada pelos estudos empíricos anteriores em sistemas de transmissão contínua P2P implementa- dos. Pela abstração da dinâmica no nível do pacote, psim habilita cenários de simulação com um maior número de pontos, ou alto grau de dinâmica na participação de ponto. Três grupos de métricas de desempenho são usados para capturar diferentes aspectos do de- sempenho para o mecanismo sensível a contribuição.

Tanto o grau de chegada como o grau de saída de cada ponto muda durante uma sessão. Dessa maneira, os graus de chegada e de saída ponderados são usados para cap- turar o grau efetivo que é observado por cada ponto. O grau de chegada e de saída ponde- rado é um valor médio do grau que cada ponto experimenta por diferentes intervalos durante uma sessão, em que cada valor de grau é ponderado pelo intervalo de tempo em que o grau for mantido. Por exemplo, se um ponto tiver um grau de saída de 3 em metade da sua ses- são e de 5 em uma outra metade, seu grau de saída ponderado é 4.

Os graus de chegada e de saída ponderados de cada ponto quantificam seu uso e contribuição dos recursos durante a sessão. O grau de chegada médio ponderado de um ponto é adicionalmente dividido em grau qualificado e em excesso médio ponderado. Esta métrica também captura quão bem o mecanismo sensível a contribuição pode utilizar a largura de banda de saída dos pontos participantes, e é definida como a razão do grau de saída ponderado agregado através de todos os pontos pelo grau de saída máximo através de todos os pontos. Duas métricas são usadas para capturar o grau de mudanças na sobreposição, como segue:

(i) o tempo médio entre perdas consecutivas de um pai, e

(ii) o percentual de pontos estáveis que são identificados como pontos cujo tempo observado entre mudanças consecutivas em pais é pelo menos 600 segundos.

Mudanças observadas em pais são divididas em dois grupos: mudanças devidas ao afastamento do pai em função das mudanças devidas à preempção por outros pontos filhos. Sobreprocessamento é capturado para todas as mensagens de sinalização associadas com o mecanismo sensível a contribuição em termos de mensagem (ou bytes) por ponto por se- gundo.

O impacto de cada um dos seguintes fatores no desempenho de um mecanismo sensível a contribuição exemplar de acordo com a invenção é avaliado a seguir:

(i) Dinâmica das desconexões do pai,

(ii) Benefícios do mecanismo sensível a contribuição,

(iii) Efeito da taxa de tributo / fator de custo e da contribuição do ponto,

(iv) índice do recurso (RI) no sistema,

(v) Escalonabilidade com o tamanho do grupo, e

(vi) Efeito da freqüência de atualização.

Os resultados relatados para cada simulação são ponderados através de múltiplas execuções com uma diferente disseminação aleatória. Os seguintes parâmetros padrões são usados nas simulações exemplares ilustrativas aqui fornecidas: Velocidade do fluxo contínuo de dados = 400 Kbps, tamanho do grupo = 500 pontos, larguras de banda da liga- ção de acesso para pontos com alta e baixa largura de banda são 1 Mbps e 100 kbps, res- pectivamente. Na outra modalidade exemplar, a velocidade do fluxo contínuo de dados de 600 Kbps é empregada. O valor da largura de banda por fluxo ou bwpf (isto é, a velocidade da largura de banda para o grau para cada ponto) é ajustado em 50 Kbps. Em todas as si- mulações, é incorporado um modelo de rotatividade realístico que tem uma distribuição Io- garítmica normal (com μ = 4:29 e ρ = 1,28) por tempo de sessão de ponto e distribuição Pa- reto com (a = 2:52 e b = 1:55) para modelar o tempo interchegada de ponto. O modelo de rotatividade é derivado dos estudos empíricos recentes sobre sistemas de transmissão con- tínua P2P implementados. A coleta e o relato de estado são realizados uma vez a cada 10 segundos. Cada simulação é executada por 6.000 segundos e a informação é coletada du- rante o estado estacionário quando a população alcançar o alvo desejado. Em uma modali- dade da invenção, uma conexão de vida longa entre um pai - filho permanece intacta con- tanto que os recursos agregados não mudem. Em uma outra modalidade da invenção, au- mentar um intervalo de atualização resulta em uma queda significativa no grau qualificado com um pequeno aumento correspondente no grau em excesso.

As figuras 8A e 8B mostram, de acordo com uma modalidade, o grau de chegada

de um pequeno e de um grande contribuidores típicos durante sua vida útil, respectivamen- te. A taxa de tributo / fator de custo é ajustada em 4, e o grau de saída dos grandes contri- buidores é 24, enquanto que o grau de saída dos pequenos contribuidores é 4. Neste cená- rio, grandes contribuidores são qualificados em 11 e pequenos contribuidores são qualifica- dos em 6. Como um comportamento típico, um ponto começa com zero e alcança seu nú- mero qualificado de pais em um curto tempo (em menos de 20 segundos para um grande contribuidor e 11 segundos para um pequeno contribuidor). Da forma mostrada na figura 8A, o ponto pode aumentar seu grau de chegada e receber algumas conexões em excesso, embora estas conexões em excesso não sejam estáveis e, sob demanda, possam ser pre- emptadas por outras conexões qualificadas.

Versados na técnica percebem que pontos aumentam rapidamente sua média um do grau. Para ilustrar isto, é mostrado o grau médio ponderado através dos pontos com uma vida útil em um intervalo de 10 segundos. A figura 8C mostra o grau de chegada médio dos pontos com diferentes vidas úteis. O grau (de chegada ou de saída) médio ponderado de um ponto representa seu

grau médio efetivo pela ponderação de cada grau pelo intervalo em que um ponto mantém aquele grau. Por exemplo, se um ponto tiver um grau de saída de 3 por um quarto do seu tempo de sessão e de 5 pelo resto do seu tempo de sessão, seu grau de saída ponderado é de 4,5. De acordo com uma modalidade da invenção, os graus de chegada e de saída pon- derados de cada ponto quantificam a utilização e a contribuição dos recursos durante uma sessão, respectivamente. Em várias modalidades, o grau de chegada médio ponderado está incluído no grau qualificado médio ponderado e no grau em excesso médio ponderado.

Como fica evidente na figura 8C, pontos exemplares com tempo de vida menor do que 50 mseg não permanecem no sistema tempo suficiente para receber um número médio de conexões de chegada com base em suas conexões qualificadas.

Os benefícios das admissões ponto a ponto sensíveis à contribuição, de acordo com várias modalidades da invenção, são examinados em relação ao efeito do mecanismo sensível a contribuição na distribuição de recursos entre os pontos participantes em um gru- po que consiste em 80 % de pontos com alta largura de banda e 20 % de pontos com baixa largura de banda. A taxa de tributo / fator de custo é 2, e pontos com alta largura de banda contribuem com até 24, enquanto que pontos com baixa largura de banda contribuem com até 4 conexões. Todos os outros parâmetros são seus valores padrões. A figura 9A representa a função de distribuição cumulativa (CDF) do grau de che- gada médio ponderado entre pontos com alta e baixa largura de banda quando a taxa de tributo / fator de custo for 2, com o mecanismo sensível a contribuição (rotulado como Cont.*) e sem mecanismo sensível a contribuição (rotulado como No-Cont.*). Esta figura mostra que, na ausência do mecanismo sensível a contribuição, as distribuições do grau de chegada para pontos com alta e baixa largura de banda são similares e, assim, a alocação dos recursos não depende da contribuição dos pontos participantes. Ao contrário, a distribu- ição do grau para pontos com alta e baixa largura de banda é claramente separada e, em cada grupo, tem pontos bastante uniformes, isto é, todos com baixa largura de banda, com um grau próximo de 6, enquanto que o grau de todos os pontos com alta largura de banda é muito próximo de 15.

Para quantificar a importância de diferentes políticas de preempção, são ilustrados dois outros cenários, em que não ocorre nenhuma preempção nos cenários Ex-Ex e En-En. A figura 9A representa o CDF da distribuição de grau para pontos tanto com alta largura de banda quanto com baixa largura de banda nestes dois cenários. Os resultados indicam que cenários de preempção Ex-Ex e En-En forçados não parecem ocasionar nenhuma melhoria no desempenho em termos da distribuição do grau de chegada médio ponderado. Em ou- tras palavras, a política En-Ex é suficiente para alcançar um bom desempenho.

A figura 9B representa a distribuição da taxa média de desconexões observadas pelos pontos individuais em função da rotatividade. Já que a taxa de desconexão em função da rotatividade para cada ponto é diretamente proporcional ao seu grau de chegada, um valor normalizado é apresentado na figura 9B, que ilustra que a distribuição da taxa de des- conexão média em função da rotatividade não depende da largura de banda do ponto e não muda com o mecanismo sensível a contribuição. A figura 9C apresenta a distribuição da taxa média de desconexões do pai entre os

pontos participantes entre os pontos com alta e baixa largura de banda no cenário base, bem como nos cenários nos quais tanto Ex-Ex quanto En-En são desabilitados. Esta figura mostra que a modalidade de pontos com baixa largura de banda observa uma maior taxa de preempção no caso da base. Esta condição persiste mesmo depois de desabilitar a política de preempção En-En. Entretanto, em todos os outros casos, a taxa de desconexão obser- vada é similar. Note que neste ajuste de parâmetro, conexões de pontos com alta largura de banda são qualificadas, portanto, elas não observam grande preempção.

A comparação da figura 9B e da figura 9C revela que a taxa de desconexões de pai em função da preempção é, grosseiramente, 20 vezes maior do que a desconexão de pai em função da rotatividade. Em outras palavras, as políticas de preempção aumentam signi- ficativamente a taxa total de desconexão além da taxa observada em função somente da rotatividade. Percebe-se que a normalização da taxa de desconexão em função da preemp- ção na figura 9C não é significativa, uma vez que a taxa observada depende do número re- lativo de grau em excesso para cada ponto.

Cenário Qualquer desconexão Em função da rotatividade Em função da preempção Referência 1,5% 29% 2 % Referência sem En-En 3,2 % 29 % 5% Referência sem Ex-Ex e En-En 24% 29 % 51 % Sem sensível a contri- buição 29% 29 % 100%

Tabela 3 - Percentual dos Pontos Estáveis

A Tabela 3 representa a visualização da estabilidade no nível de grupo, mostrando o percentual de pontos cujo tempo observado entre desconexões consecutivas (indepen- dente de suas causas) é de pelo menos 600 segundos. Cada linha da tabela representa diferentes cenários com mecanismo sensível a contribuição (incluindo várias combinações de políticas de preempção) e sem ele.

A Tabela 3 mostra que, na ausência do mecanismo sensível a contribuição, somen- te 29 % dos pontos ficam estáveis. Usar o mecanismo sensível a contribuição somente com políticas En-Ex e Ex-En reduz ligeiramente o percentual de pontos estáveis para 24 %. En- tretanto, adicionar outra política leva a uma redução significativa no percentual de pontos estáveis. Já que as políticas En-En e Ex-Ex aumentam significativamente a instabilidade da sobreposição sem afetar o desempenho do mecanismo sensível a contribuição, estas políti- cas são eliminadas nas modalidades apresentadas nas avaliações restantes.

A seguir, várias modalidades da invenção são examinadas em relação às mudan- ças no comportamento de um mecanismo sensível a contribuição com os parâmetros cha- ves que determinam um cenário:

(i) o valor da taxa de tributo / fator de custo t, que é um parâmetro de configuração,

e

(ii) o valor da disposição do ponto em contribuir (Wi).

A seguinte descrição considera que Max = 16, índice de recurso {RI) é 0,5, bwpf = 50 Kbps, com 500 pontos que consistem em 80 % de pontos com baixa largura de banda e % de pontos com alta largura de banda. Versados na técnica percebem que três diferen- tes cenários são apresentados para largura de banda de saída dos pontos com alta e baixa largura de banda (juntamente com suas contribuições correspondentes Wi como a razão dos seus graus de saída por bwpf), como segue:

Cenário S1: 800 Kbps e 300 Kbps (WH1 = 16, WL1 = 6)

Cenário S2: 1,2 Mbps e 200 Kbps (WH2 = 24, WL1 = 4) Cenário S3: 1,6 Mbps e 100 Kbps (WHh = 32, WL1 = 2)

Percebe-se que, aqui, WHi e WLi denotam a contribuição dos pontos com alta e bai- xa largura de banda, respectivamente. Note que, embora a quantidade agregada de recur- sos (ou RI) permaneça constante através destes três cenários, o nível de heterogeneidade de largura de banda varia significativamente entre eles, o que, por sua vez, determina a dis- tribuição do grau de saída máximo entre os pontos. Portanto, examinar o desempenho do sistema através destes cenários revela como a distribuição de Wi entre os pontos afeta o desempenho do sistema.

A figura 10A representa o grau qualificado dos pontos com alta e baixa largura de banda em todos os três cenários com diferentes valores da taxa de tributo / fator de custo com base na equação (2) como uma referência. A figura 10B mostra o grau qualificado mé- dio ponderado entre pontos com alta e baixa largura de banda em todos os três cenários em função da taxa de tributo / fator de custo nas simulações. Comparar estas duas figuras mos- tra que, de forma interessante, o grau qualificado médio ponderado entre os pontos com alta e baixa largura de banda segue à risca seus valores estimados pela equação (2), a despeito da dinâmica existente na conectividade entre os pontos. Em uma modalidade da invenção, exceto valores de tributo muito pequenos, o valor médio dos graus qualificados e total são substancialmente similares. Em um aspecto inventivo exemplar, quando o fator de custo / taxa de tributo for pequeno, o grau qualificado dos pontos com alta largura de banda se tor- na saturado, e os pontos com alta largura de banda não exigem conexões em excesso.

Em uma modalidade, pontos saturados não usam seus graus qualificados, recursos em excesso se tornam disponíveis no sistema, e a quantidade de recursos em excesso é proporcional a (Rih - Max). Pontos com baixa largura de banda podem utilizar estes recursos em excesso para formar conexões em excesso. Em uma modalidade da invenção, desde que pontos com alta largura de banda não estejam saturados, o grau em excesso médio para pontos com largura de banda tanto alta quanto baixa é substancialmente o mesmo, e é substancialmente insensível às mudanças na taxa de tributo / fator de custo e à distribuição das contribuições de ponto. Em uma modalidade, o mecanismo sensível a contribuição divi- de de forma substancialmente uniforme os recursos em excesso entre os pontos participan- tes. Em uma modalidade adicional, a heterogeneidade dos recursos contribuídos por pontos com alta e baixa largura de banda é proporcionalmente ajustada de forma que os recursos contribuídos agregados permaneçam substancialmente fixos.

A figura 10C apresenta a média ponderada do grau de chegada total (tanto qualifi- cado quanto em excesso) entre os pontos com alta e baixa largura de banda nos três cená- rios. Esta figura mostra que o valor médio dos graus qualificados e total parece ser muito similar. Para explorar adicionalmente a dinâmica das mudanças em graus qualificados e em excesso em cada grupo de pontos. As figuras 10D e 10E representam o valor médio ponderado do grau tanto qualifica- do quanto em excesso para pontos com alta e baixa largura de banda, respectivamente. Examinar o grau em excesso nestas duas figuras ilustra os seguintes pontos: Primeiro, para pontos tanto com alta quanto com baixa largura de banda, o grau em excesso médio ponde- rado não muda com a distribuição das contribuições de pontos (entre cenários), desde que os pontos com alta largura de banda não fiquem saturados (isto é, t > 3).

Quando pontos com alta largura de banda não estão saturados, o mecanismo sen- sível a contribuição gerencia efetivamente os recursos disponíveis pelo controle do grau qualificado. Portanto, a única causa para recursos em excesso é o arredondamento do grau qualificado (em função do piso()). Isto fornece somente uma quantidade limitada dos recur- sos em excesso, o que explica o motivo para ter pequenos graus em excesso nesta região (t > 3) através de todos os cenários. Além do mais, Estas figuras mostram que o mecanismo sensível a contribuição pode distribuir uniformemente os recursos em excesso entre todos os pontos, já que todos os pontos têm o mesmo número de conexões em excesso. Segun- do, quando a taxa de tributo / fator de custo for pequena, o grau qualificado dos pontos com alta largura de banda fica saturado e, assim, eles não exigem conexões em excesso. Já que pontos saturados não usam seus graus qualificados, recursos em excesso se tornam dispo- níveis no sistema, e a quantidade de recursos em excesso é proporcional a (WHi - Max). Pontos com baixa largura de banda podem utilizar estes recursos em excesso como cone- xões em excesso, da forma mostrada na figura 10E.

A figura 11A representa a utilização do sistema para várias modalidades pondera- das com grau de saída médio entre os pontos com alta e baixa largura de banda para três cenários em função da taxa de tributo. Esta figura mostra claramente que o grau de saída dos pontos em todos os cenários é muito próximo das suas disposições para contribuir (Wi), isto é, o mecanismo sensível a contribuição pode utilizar efetivamente os recursos disponí- veis para diferente distribuição de recursos, a despeito da dinâmica na conectividade entre os pontos. A figura 11B apresenta a utilização total dos recursos do sistema em um único instantâneo do tempo, isto é, a utilização do grau de saída entre todos os pontos em um instantâneo da sobreposição. Esta figura mostra que, quando os pontos com alta largura de banda não estão saturados, recursos são utilizados de forma substancialmente perfeita. Na região saturada, a utilização total dos recursos cai ligeiramente em função da dinâmica das conexões em excesso. Uma fração relativamente maior dos recursos no sistema é utilizada pelas conexões em excesso na região saturada. À medida que a fração das conexões em excesso aumenta, o recuo exponencial na adaptação do tempo de espera por conexão em excesso rejeitada pode levar a recursos não usados e menor utilização. De acordo com uma modalidade da invenção, à medida que a fração dos recursos em excesso aumenta, aumen- ta a probabilidade de que uma solicitação por uma conexão em excesso seja rejeitada. Isto reduz a utilização dos recursos em função do recuo na adaptação do tempo de espera para conexões em excesso rejeitadas.

índice de recurso Distribuição de largu- ra de banda Largura de banda Contribuição 0,5 12%-88% 1 Mbps - 100 Kbps 40-4 0,8 23 % - 77 % 1 Mbps - 100 Kbps 40-4 0,9 29 % - 71 % 1 Mbps - 100 Kbps 40-4 1 34 % - 66 % 1 Mbps - 100 Kbps 40-4

Tabela 4 - Parâmetros Usados em Simulações para Examinar o Efeito de Rl

A figura 11C representa a taxa média de desconexões entre os pontos com alta e baixa largura de banda em função da preempção através de todos os três cenários em fun- ção da taxa de tributo / fator de custo de 6. Esta figura quantifica o nível médio da dinâmica na conectividade dos pais que a preempção ocasiona para pontos com alta ou baixa largura de banda. Os pontos com alta largura de banda não passam por nenhuma preempção en- quanto eles estão nas regiões saturadas (isto é, WHi > Max) em virtude de eles estabelece- rem somente conexões qualificadas que não podem ser preemptadas. Dessa maneira, em uma modalidade da invenção, pontos com alta largura de banda não passam por nenhuma preempção em virtude de eles estabelecerem somente conexões qualificadas que não po- dem ser preemptadas.

Entretanto, fora da região saturada, pontos com alta largura de banda passam por uma moderada taxa de desconexão entre os pais, que cai gradualmente com o aumento da taxa de tributo / fator de custo. Para pontos com largura de banda, a taxa observada de des- conexão é pequena na região saturada, já que não há muita contenção em relação aos re- cursos e, assim, não há necessidade de preempção. À medida que a taxa de tributo / fator de custo aumenta, a taxa média de desconexão permanece constante através dos diferen- tes cenários. Além do mais, embora todos os pontos participantes tenham o mesmo número de conexões em excesso na média (fora da região saturada, da forma mostrada nas figuras 10D e 10E), a figura 11C revela que pontos com alta largura de banda observam surpreen- dentemente uma maior taxa de desconexões. De acordo com uma modalidade da invenção, fora da região saturada, a taxa média de desconexão de pai entre os pontos com baixa Iar- gura de banda é substancialmente insensível ao fator de custo / taxa de tributo.

Em uma modalidade da invenção, um maior grau de ponto total resulta em uma maior taxa de desconexão de pai. Para explicar a tendência observada no nível da dinâmi- ca, note que o tipo de conexão individual (isto é, qualificado ou em excesso) não é explici- tamente especificado pelo mecanismo sensível a contribuição na transmissão contínua P2P com base em malha, da forma aqui mostrada. Já que cada ponto pai usa somente o número de conexões em excesso e qualificadas para seus filhos atuais (com base em suas últimas atualizações) a fim de tomar decisões de preempção, é provável que dois pais alavanquem suas últimas atualizações de seus filhos comuns e simultaneamente preemptem (isto é, desconectem) suas conexões em seus filhos. A probabilidade de um evento como este é proporcional ao grau de chegada de um ponto filho. Portanto, no geral, fora da região satu- rada, pontos com maior número de grau de chegada (pontos com alta largura de banda) observam uma maior freqüência de preempção, e esta diminui pela taxa de tributo / fator de custo à medida que seus graus de chegada diminuem.

A seguir, é examinado como uma mudança no Rl afeta as métricas chaves de de- sempenho das várias modalidades do sistema. Os parâmetros exemplares aqui usados são resumidos na Tabela 4. Considera-se que Max = 16, bwpf = 25 Kbps, e o tamanho do grupo é 500. A distribuição dos pontos com alta e baixa largura de banda para cada Rl é derivada da marca do mundo real prévia conhecida na tecnologia anterior.

A figura 12A mostra o grau qualificado dos pontos com largura de banda alta e bai- xa, com diferente Rl computado com base na equação (2) como uma referência. A figura 12B representa o grau qualificado da média dos pontos com alta e baixa largura de banda em cenários com diferente Rl em função da taxa de tributo / fator de custo. Comparar estas duas figuras revela que o grau qualificado médio ponderado dos pontos com alta e baixa largura de banda segue seus valores correspondentes derivados da equação (2). Em uma modalidade, a freqüência de desconexão é o valor inverso do tempo médio entre preemp- ções consecutivas observadas por um único ponto, que, então, é ponderado através dos pontos. Como mostram as figuras 12A e 12B, o grau qualificado dos pontos com alta largura de banda em cenários com Rl > 0:8 fica saturado na faixa da taxa de tributo / fator de custo de até 9. Isto mostra que a região saturada para pontos com alta largura de banda se ex- pande, o que afeta outras métricas. As figuras 12C e 12D mostram os graus qualificado e em excesso médios dos pon-

tos com alta e baixa largura de banda, respectivamente. Da forma mostrada na figura 12C, pontos com alta largura de banda não têm nenhuma conexão em excesso na faixa da taxa de tributo / fator de custo de até 9 em função da expansão da região saturada em cenários com maior índice de recurso. Por outro lado, a figura 12D revela que pontos com baixa Iar- gura de banda recebem mais conexões em excesso para compensar a saturação e utilizar recursos disponíveis.

A figura 12E mostra o grau de saída médio dos pontos com alta e baixa largura de banda em cenários com diferente Rl em função da taxa de tributo / fator de custo. Esta figu- ra mostra claramente que, a despeito da taxa de tributo / fator de custo e do RI, o grau de saída médio dos pontos com alta e baixa largura de banda fica próximo das suas contribui- ções. Há uma ligeira diminuição no grau de saída médio dos pontos com alta largura de banda com uma menor taxa de tributo / fator de custo. A figura 12F mostra a utilização dos recursos em um instantâneo. Esta figura tam- bém revela que, na região saturada, a utilização total dos recursos diminui. Como exposto, nos cenários com Rl > 0:8, pontos com alta largura de banda estão nas suas regiões satu- radas, portanto, há muitas conexões em excesso para pontos com baixa largura de banda (mostradas na figura 12D).

Simulações das várias modalidades revelam os efeitos de uma menor taxa de tribu- to / fator de custo. Recuo exponencial na adaptação do tempo de espera para conexão em excesso rejeitada pode levar à baixa utilização dos recursos disponíveis.

Os efeitos do mecanismo sensível a contribuição escalonável são examinados co- mo segue. A população é mudada de 100 pontos para 1.000 pontos, e os resultados das diferentes métricas de desempenho são examinados. Considera-se que Rl = 0,5, Max =16 e bwpf = 50 Kbps. Pontos com alta largura de banda contribuem com até 24 conexões e pontos com baixa largura de banda contribuem com até 4 conexões.

A figura 13A representa o grau de chegada médio ponderado dos pontos com alta e baixa largura de banda em cenários com diferentes tamanhos de grupo em função da taxa de tributo / fator de custo. Esta figura mostra claramente que, independente do tamanho do grupo, o mecanismo sensível a contribuição funciona apropriadamente. As figuras 13B e 13C mostram o grau qualificado e em excesso médio dos pontos com alta e baixa largura de banda, respectivamente. Estas figuras revelam que os graus qualificado e em excesso mé- dios dos pontos com baixa e alta largura de banda ficam próximos para diferentes tamanhos de grupo. Versados na técnica percebem que o mecanismo sensível a contribuição é esca- lonável e funciona em cenários com diferentes tamanhos de grupo.

O efeito do intervalo de atualização no desempenho geral é como segue. O interva- lo de atualização varia de 10 segundo até 120 segundos de acordo com as respectivas mo- dalidades da invenção. Em todas as simulações, Rl = 0:5, Max = 16 e bwpf = 50 Kbps. O grau dos pontos com alta largura de banda é 24 e aquele dos pontos com baixa largura de banda é 4.

A figura 14A mostra o grau de chegada médio dos pontos com alta e baixa largura de banda em cenários com diferentes intervalos de atualização em função da taxa de tributo / fator de custo. Claramente, esta figura mostra que o grau médio dos pontos segue a mes- ma tendência, independente do período das atualizações. A figura 14A revela que, pelo au- mento do período das atualizações, o grau de chegada médio dos pontos diminui até 20 %.

As figuras 14B e 14C mostram a separação do grau de chegada dos pontos com al- ta e baixa largura de banda nas suas conexões qualificadas e em excesso, respectivamente. De forma interessante, estas figuras revelam que, pelo aumento do período das atualiza- ções, as conexões qualificadas médias diminuem significativamente. Por outro lado, a média das conexões em excesso aumenta ligeiramente pelo aumento do período das atualizações. Pelo aumento do período das atualizações, dois problemas principais podem surgir, que são o resultado da maior propagação ou coleta da informação no âmbito do sistema.

(i) Em função do aumento no período da coleta da informação por ponto, o nó / pon- to de inicialização do sistema pode não ter uma visualização correta de toda a sobreposição, e sua informação armazenada pode ficar obsoleta. Em decorrência disto, o nó / ponto de inicialização do sistema pode considerar erroneamente que um ponto com um conector va- zio aceita novo ponto filho ou tem uma conexão em excesso a ser preemptada e substituída por um outro ponto qualificado. Em ambos os casos, a informação que o nó / ponto de inicia- lização do sistema transmite ao novo ponto é incorreta. (ii) Em função do maior período da propagação da informação do nó / ponto de ini-

cialização do sistema ao ponto individual, uma mudança transitória nos recursos totais

i^w'/Λ° pode afetar erroneamente as conexões qualificadas computadas para cada ponto pela equação (2). Portanto, uma mudança transitória afetará pontos por um maior período e pode reduzir suas capacidades de receber seus compartilhamentos normais das conexões qualificadas.

Mais especificamente, com menos conexões qualificadas, um ponto tenta estabele- cer mais conexões em excesso (da forma mostrada na figura 14B por um aumento na média das conexões em excesso). Note que um ponto que procura uma conexão em excesso não pode preemptar outras conexões em excesso, o que resulta em um menor grau de chegada total. Surpreendentemente, ambos os problemas supramencionados afetam primariamente o desempenho da modalidade do ponto de vida curta.

As figuras 14D e 14E mostram o grau de chegada médio ponderado dos pontos com alta e baixa largura de banda em função de suas vidas úteis, respectivamente. O eixo geométrico χ está truncado em 1.000 segundos, já que além dali não há mudança no grau de chegada dos pontos. A taxa de tributo / fator de custo é 4 nestas figuras, e não há grande diferença entre outras taxas de tributo / fatores de custo para este resultado em particular. Estas figuras mostram dois pontos principais:

(i) o grau de chegada médio dos pontos com vida longa não muda com diferentes períodos de atualização, e (ii) pontos com vida curta têm menor grau de chegada com um maior período de a-

tualização.

Na explicação deste fenômeno, a figura 14F mostra a freqüência normalizada da ro- tatividade para todos os pontos através de diferentes vidas úteis. Claramente, esta figura mostra que pontos com um maior tempo de vida observam menos rotatividade. Dessa ma- neira, fica aparente que pontos com vida longa tendem a, consequentemente, se conectar um no outro. Portanto, pontos com vida longa perdem seus pais em função da rotatividade menos freqüente, o que significa que a informação obsoleta de um nó de inicialização do sistema não tenderá a afetar drasticamente suas conectividades. Por outro lado, a mudança transitória nos recursos não afetará os pontos com vida longa significativamente, já que eles ficam no sistema tempo suficiente para cancelar o efeito adverso das computações incorre- tas das conexões qualificadas.

Entende-se que a presente invenção pode ser implementada em várias formas de

hardware, software, software embarcado, processadores de uso especial ou uma combina- ção destes. Preferivelmente, a presente invenção é implementada como uma combinação de hardware e software. Além do mais, o software é preferivelmente implementado como um programa de aplicação incorporado de forma tangível em um dispositivo de armazenamento de programa. O programa de aplicação pode ser carregado e executado por uma máquina que compreende qualquer arquitetura adequada. Preferivelmente, a máquina é implementa- da em uma plataforma de computador com hardware, tais como uma ou mais unidades cen- trais de processamento (CPU), uma memória de acesso aleatório (RAM) e interface(s) de chegada / saída (l/O). A plataforma de computador também inclui um sistema operacional e código de microinstrução. Os vários processos e funções aqui descritos podem tanto ser parte do código de microinstrução quanto parte do programa de aplicação (ou uma combi- nação destes), que são executados por meio do sistema operacional. Além do mais, vários outros dispositivos periféricos podem ser conectados na plataforma de computador, tais co- mo um dispositivo de armazenamento de dados adicional e um dispositivo de impressão. Entende-se adicionalmente que, em virtude de alguns dos componentes do sistema

constituintes e etapas do método representados nos desenhos anexos ser preferivelmente implementados em software, as conexões reais entre os componentes do sistema (ou eta- pas do processo) podem diferir, dependendo da maneira na qual a presente invenção é pro- gramada. Dados os preceitos aqui expostos, versados na técnica podem contemplar estas e similares implementações ou configurações da presente invenção.

Claims (18)

1. Método para admitir um ponto sensível a contribuição participante em uma rede ponto a ponto, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: receber uma pluralidade de parâmetros do sistema no dito ponto participante, a dita pluralidade de parâmetros do sistema incluindo um índice de recurso do sistema; e determinar um valor de grau de chegada qualificado para o dito ponto participante, o dito grau de chegada qualificado determinado refletindo um valor do dito índice de recurso do sistema.

2. Método para admitir um ponto sensível a contribuição participante em uma rede ponto a ponto, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito índice de recurso do sistema é adaptado para fornecer um piso dç recurso na dita rede pon- to a ponto, e em que adicionalmente o dito índice de recurso do sistema é determinado de acordo com a equação

3. Método para admitir um ponto sensível a contribuição participante em uma rede ponto a ponto, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a de- terminação do dito valor do grau de chegada qualificado para o dito ponto participante é con- duzido de acordo com a equação

4. Método para admitir um ponto sensível a contribuição participante em uma rede ponto a ponto, de acocdo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que com- preende adicionalmente determinar o dito valor do grau de chegada qualificado usando um dispositivo de processamento do dito ponto participante.

5. Método para admitir um ponto sensível a contribuição participante em uma rede ponto a ponto, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que com- preende adicionalmente confiar no dito ponto participante para aderir a uma política de pre- empção local estabelecida.

6. Método para admitir um ponto sensível a contribuição participante em uma rede ponto a ponto, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que com- preende adicionalmente receber informação de disposição de um dispositivo não-hierárquico da dita rede ponto a ponto em uma base periódica.

7. Método para admitir um ponto sensível a contribuição participante em uma rede ponto a ponto, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que com- preende adicionalmente transmitir uma mensagem de sinalização de atividade a um disposi- tivo não-hierárquico da dita rede ponto a ponto em uma base periódica.

8. Método para admitir um ponto sensível a contribuição participante em uma rede ponto a ponto, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito ponto participante é adaptado para receber um sinal com uma largura de banda, a dita lar- gura de banda sendo relacionada a uma disposição do dito ponto participante de contribuir com um recurso na dita rede ponto a ponto.

9. Método para admitir um ponto sensível a contribuição participante em uma rede ponto a ponto, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito ponto participante é adaptado para receber um sinal, o dito sinal sendo configurado como um sinal de codificação de descrição múltipla.

10. Nó de inicialização do sistema para uma rede ponto a ponto sensível a contribu- ição, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um dispositivo processador; e um dispositivo de interface de rede acoplado no dito-dispositivo processador, o dito dispositivo de interface de rede sendo adaptado~para seracoplado em uma rede de comuni- cação, o dito dispositivo processador sendo adaptado para receber uma solicitação de in- formação de identificação do ponto paí em potencial da dita rede de comunicação através do dito dispositivo de interface de rede, e enquanto que o dito dispositivo processador é adap- tado para responder com uma pluralidade de valores de identificação de dispositivo e um parâmetro do sistema.

11. Nó de inicialização do sistema para uma rede ponto a ponto sensível a contribu- ição, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito parâme- tro de sistema compreende um índice de recurso do sistema.

12. Nó de inicialização do sistema para uma rede ponto a ponto sensível a contribu- ição, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito índice de RI—SiL recurso do sistema é determinado de acordo com a fórmula n*mox

13. Nó de inicialização do sistema para uma rede ponto a ponto sensível a contribu- ição, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito nó de inicialização do sistema recebe periodicamente um valor de um parâmetro de disposição em resposta a uma mensagem de sinalização de atividade.

14. Nó de inicialização do sistema para uma rede ponto a ponto sensível a contribu- ição, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito nó de inicialização do sistema recebe periodicamente um valor de parâmetro de uma pluralidade de dispositivos pontos em resposta a uma mensagem de sinalização de atividade.

15. Nó de inicialização do sistema para uma rede ponto a ponto sensível a contribu- ição, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita plurali- dade de valores de identificação de dispositivo e o dito parâmetro do sistema compreendem valores para disposição, uma contribuição real do grau de saída, um número real das cone- xões de chegada, um grau de chegada qualificado computado e uma lista de pais de um ponto participante.

16. Nó de inicialização do sistema para uma rede ponto a ponto sensível a contribu- ição, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita informa- ção de identificação de ponto em potencial identifica um ponto pai em potencial saturado.

17. Nó de inicialização do sistema para uma rede ponto a ponto sensível a contribu- ição, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita solicita- ção da informação de identificação do ponto pai em potencial é recebida da dita rede de comunicação em resposta a uma solicitação de um ponto solicitante, o dito ponto solicitante sendo adaptado para empregar uma estratégia de recuo exponencial.

18. Nó de inicialização do sistema para uma rede ponto a ponto sensível a contribu- ição, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita estraté- gia de recuo exponencial é governada pela fórmula~tWait = tmin K (ei + βΓβ1).