Access Grid 視訊格網 應用之展示

1. Access Grid 視訊格網應用之展示 中興大學 計資中心 研發組 林炳銓 chuan@nchu.edu.tw 報告日期: 93.11.4(四)

2. 大 綱 • AccessGrid簡介 • AccessGrid連線模式 • AccessGrid軟體簡介 • AccessGrid流量監控工具 • 連線Demo • 建置AG會議室之硬體設備 • 結論 • 附錄1-AG相關網站 • 附錄2-Bridge架設注意事項

3. 大 綱 • AccessGrid簡介 • AccessGrid連線模式 • AccessGrid軟體簡介 • AccessGrid流量監控工具 • 連線Demo • 建置AG會議室之硬體設備 • 結論 • 附錄1-AG相關網站 • 附錄2-Bridge架設注意事項

4. 何謂Access Grid超級視訊格網 由美國阿岡國家實驗室ANL(Argonne National Laboratory)所開創的一種新式視訊會議系統，可提供3 至20人的共同與會。 全球AG建置數量成長概況 • 10 Sites in 1999 • 34 Sites in 2000 • 69 Sites in 2001 • 136 Sites in 2002 • Over 150 Sites in 2003

5. Access Grid著重於合作、教育、科學及相關軟體之發展與應用。其強調的是提供一個可因需求而擴大，以網路互相密切連結的溝通系統。 • 超級視訊格網是因應資訊交流所設計的新一代溝通平台，其 整合視訊影像、語音與多元化資料(如監視影像、預報成果等)，並可進行群體間(多點對多點Group to Group)之多方網路視訊會議。

6. Access Grid具備多重用途特色，將可提供國內科技合作、教育、訓練、遠距教學等之支援系統。亦可作為政府部門間會議溝通之用，甚至可成為國際間教育合作之基礎設施。 透過超寬頻網路連結，此一設施將有助於設施所在當地、區域性、全國性、乃至於國際間，安定和平的維護及經濟繁榮之發展。

7. 超級視訊格網之系統特色 • 具多重視窗與高解析度影像之視訊會議品質。 • 畫面可彈性配置並可與其它應用程式整合(如Word及Power Point）。 • 具多重攝影鏡頭，多視角環場擷取影像之功能。 • 可即時多媒體互動及資料、簡報共享能力。 • 採分散式架構，提高可用率，不受斷線或停機等不確定因素之影響。 • 系統架構具模組化，小至攜帶型電腦，大至叢集式電腦均可安裝。 • 可與傳統視訊會議(H.323)互相連接，保障原有硬體之投資，並擴大延伸固有視訊設備之應用價值面。 • 原始程式屬於免費的開放源碼(Open Source)，可視自身需要修改原始碼。

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9. Quick Bridge Server功能 • 做為Unicast Network與Mulitcast Network溝通的橋樑。 • 若AG client所處的網路環境不支援multicast，仍可與其他AG Node進行互動。 • 有如一間虛擬的會議廳，可讓所有透過Bridge連線至AG Node的使用者進行視訊與音訊的雙向溝通。

10. Quick Bridge Server運作架構簡介

11. AccessGrid為何需要Bridge? • 由於真正的AccessGrid視訊格網之應用，須在完全支援Multicast的網路環境下方能順利運作； • 但基於安全性考量，某些網路環境並不開放支援Multicast，故須透過Bridge進行Multicast與Unicast之轉換。

12. 當Quick Bridge Server所處網路非Multicast-Enabled環境時。 可獨立運作，任何Unicast AG Node可直接連線進行互動。 Access Grid 連線模式一

13. 可與其他Bridge Server互連。 建立Unicast和Multicast橋樑，使Uunicat AG Node可與Multicast Group中之AG Node進行溝通。 Access Grid 連線模式二

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15. AccessGrid軟體簡介 • AG相關名詞介紹 • AG 1.x版 架構與功能介紹 • AG 2.x版 架構與功能介紹 • AG 版本功能演進

16. AG相關名詞介紹 • Node(節點) • Site(站台) • Lobby(大廳) • Room(會議室) • Virtual Venue(虛擬會議廳) • Virtual Venue Client(虛擬會議廳用戶端) • Virtual Venue Server(虛擬會議廳伺服端) • Node Service(節點服務) • Network Service(網路服務) • Resources(資源)

17. AG相關名詞介紹(續) • Node(節點) 將系統與服務管理安排成一個結合的單元(基本元件是virtual venue)，亦即是所有被管理的資源集合。 • Site(站台) 支援一或多個AG節點的實際站台(管理網域、運作中的機房等等)，AG站台必須提供格網服務(authentication,QoS,security,resource management等等)。 • Lobby(大廳) 進入Venue Server後最先看到的地方，這是一個公開的場合，使用者彼此間可以透過文字或語音進行交談，並可以分享資料、網頁與投影片…等等。

18. AG相關名詞介紹(續) • Room(會議室) 進入Venue Server後，可以針對不同的主題，從Lobby切換到該會議室，與特定的一群人進行討論，在這會議室裡，不會受到其他會議室使用者的影響干擾，而且使用者彼此間依舊可以透過文字或語音進行交談，並可以分享資料、網頁與投影片…等等。 • Virtual Venue(虛擬會議廳) 這是指進入Venue Server後，使用者所看到的整體畫面，包括了Lobby與各個特定主題的會議室(Room)，在這整個空間裡，讓使用者感覺猶如置身在一間大型的線上網路虛擬會議廳，透過影音與資料的互動，進行各項議題的研議協商。

19. AG相關名詞介紹(續) • Virtual Venue Client(虛擬會議廳用戶端) 顧名思義，是指進入Virtual Venue(虛擬會議廳)的用戶端程式，透過該程式連上Virtual Venue Server，可以使用伺服端所提供的一切服務與資源。 • Virtual Venue Server(虛擬會議廳伺服端) 顧名思義，是指提供一切服務與資源給Virtual Venue(虛擬會議廳)用戶端所使用的伺服端程式，本身可透過Venue Management Tool來建立、修改、移除任何Venues。

20. AG相關名詞介紹(續) • Node Service(節點服務) 包括AudioService、VideoService、VideoConsumerService、VideoProducerService…等等服務。 • Network Service(網路服務) 包含許多專業的中介軟體(Middleware)，例如 authentication,authorization,accounting,policy, fault detection,resource allocation,remote data access…等等。 • Resources(資源) 包括Server端與用戶端所提供的一切可用服務之總稱。

21. AccessGrid軟體簡介 • AG相關名詞介紹 • AG 1.x版 架構與功能介紹 • AG 2.x版 架構與功能介紹 • AG 版本功能演進與差異

22. AG 1.x版 硬體架構圖

23. AG 1.x版 設備配置圖

24. AG 1.x版 Node與Site • Access Grid Node(節點): 將系統與服務管理安排成一個結合的單元(基本元件是virtual venue)。 • Access Grid Site(站台): 支援一或多個AG節點的實際站台(管理網域、運作中的機房等等)，AG站台必須提供格網服務(authentication,QoS,security,resource management等等)。 • AG1.X 俗稱單機版 PIG = Personal Interface to access Grid

25. AG 1.x版 Node功能 • Audio:使用一或多個麥克風進行語音編碼 (透過混音器)。 • Video:使用一或多個攝影機進行視訊畫面 之編碼或擷取。 • Audio presentation: 使用一或多個喇叭播放聲音。 • Video display:透過一或多個電腦螢幕及(或)投影機播送影像。 • Screen sharing/whiteboard: 透過VNC(Virtual Networking Computer)方式分享螢幕畫面/電子白板。

26. AG Nodes 類型 • Advanced Node – Tiled Display, Multiple Video Streams, Localized Audio • Room Node – Shared Display, Multiple Video Streams, Single Audio Stream (AG 1.x Node) • Desktop Node – Desktop Monitor, Multiple Video Streams, Single Audio Stream (AG 1.X PIG) Desktop • Laptop Node – Laptop Display, Single Video Stream, Single Audio Stream (AG 2.0) Note Book • Minimal Node – Compact Display, Single Video Stream, Single Audio Stream (AG 2.0) PDA

27. AG 1.x版 軟體元件 • VIC(video conferencing tool): 視訊傳輸程式(支援IPv6)。 • RAT(robust audio tool): 聲音傳輸程式。 • tkMOO-Light: 文字模式的對話程式。 • Multicast beacon： 監控網路multicast performance。 • Virtual Venue軟體(由Argonne National Lab 研發)。 • VNC: 遠端控制電腦的軟體。 • DPPT(Distributed PowerPoint tool)：可觀看Power Point slides的程式。

28. AG 1.x版 VIC程式 由Lawrence Berkeley Labs的Steve McCanne與Van Jacobson開 發。它是在multicast架構下，使用多個同步視訊將許多站台連 接在一起。

29. AG 1.x版 VIC程式畫面

30. AG 1.x版 VIC程式畫面(續)

31. AG 1.x版 VIC程式畫面(續)

32. AG 1.x版 VIC程式畫面(續)

33. AG 1.x版 RAT程式 RAT是Visual Audio Tool的改良版，也是由前述兩位專家開發 ，它允許多個使用者在multicast架構下參與語音的會議。

34. AG 1.x版 RAT程式畫面

35. AG 1.x版 tkMOO-light程式 • AG會議中的站台操作者都需要保持互動，使用的是原先在線上角色扮演遊戲中所開發的軟體，稱作“Multi-User dragons”及“Dungeons”，或是“MUDs“(MUD的功能類似存取控制操作的Internet Relay Chat)。 • 美國阿岡國家實驗室架設了MUD server作為AG操作者在桌上型電腦上執行MUD client來進行溝通，tkMOO-light是目前建議採用的軟體程式，而Tiny-Fugue(Unix平台)也同樣被使用著。

36. AG 1.x版 tkMOO-light畫面

37. AG 1.x版Multicast Beacon程式 為了協助診斷會議進行中multicast網路的問題，ANL 採用“Beacon”這套監控系統，其包含以下三個軟體 元件: 1.在每個AG Node執行Beacon 2.Server從所有的Beacons收集封包傳輸統計量 3.Beacon web server顯示Server所收集的資料

38. AG 1.x版Multicast Beacon畫面

39. AG 1.x版 Virtual Venue 程式--server端 • 要協調多個群組會議是很複雜的。ANL已開發出網頁介面與JAVA應用程式的整合方式，可以簡化上述的過程。 • Virtual Venue虛擬會議廳是個相當基本的網頁，可讓使用者選擇要參與的“conference”，會議廳的本文有以下資訊: • VIC的Multicast address • RAT的Multicast address • MUD Identifier

40. AG 1.x版 Virtual Venue 程式--server端(Web介面)

41. AG 1.x版 Virtual Venue 程式--client端 當連上ANL的Virtual Venue Server後，會自動開啟 tkMOO-Light(文字交談程式)，點選所要參與的 會議室(Room)，將連線資料填入AG1.2的VIC與RAT中 ，即可進入該會議室與其他人進行視訊會議。 註: PC所處的網路必須支援multicast!!!

42. AG 1.x版-VNC vs. DPPT • VNC(Virtual Network Computing)允許使用者透 • 過網際網路分享彼此的電腦螢幕畫面；在AG的環境 • 下，此功能可讓講者分享自己的電腦操作畫面，可 • 對聽眾進行即時性的教學示範，或是呈現具有動 • 畫效果的投影片，若使用DPPT(Distributed • PowerPoint Tool)則無法分享動畫。 • VNC採用的是client-server架構，在 • Windows98/NT/2000/XP及Unix/Linux上均有 • 支援。

43. AccessGrid軟體簡介 • AG相關名詞介紹 • AG 1.x版 架構與功能介紹 • AG 2.x版 架構與功能介紹 • AG 版本功能演進與差異

44. AG 2.x版的定義 Access Grid計畫的目標是讓一群人能夠彼此互動， 透過格網的資源以及使用格網的技術，達到群組對 群組(group to group)遠距離的協同合作。 • 支援分散式學術研究協同合作 • 分散式演講及研討會 • 遠地參與設計與開發 • 登入虛擬站台進行團隊會議討論 • 複雜的分散式格網基礎應用 • 長期協同合作的工作流程

45. AG 2.x版 架構圖

46. AG 2.x版 軟體架構圖 Your Meeting Access Grid Virtual Venues Access Grid “Glue” Access Grid Resource Manager Software VIC video tool Rat audio tool IP Multicast

47. Virtual Venues 使用者協同合作的地方 Network Services 專業的中介軟體(Middleware)—authentication,authorization,accounting,policy,faultdetection,resource allocation,remote data access…等等 Virtual Venues Client 使用者端之軟體 Nodes Shared Nodes 所有被管理的資源集合 Resources 提供所需的能力 Personal Nodes 使用者端的資源集合 AG 2.x版的功能 • 藉由分享下列資源達到使用者協同合作: • Data • Applications • Resources

48. AG 2.x版的Virtual Venues • 什麼是Virtual Venue? • 人們進行共同合作的一個虛擬空間 • Virtual Venues可提供什麼? • 進入/離開 授權資訊 • 連線到其他的Venues • 在使用者之間形成一股凝聚力 • Venue Environment, Users, Data • 用戶端之能力協商 • 可用的網路服務清單 • 紀錄各項串流效果的配置 • 應用程式 • Virtual Venues具有兩種介面: • 管理端 – Venue Management Software • 用戶端 – Virtual Venue Client Software

49. AG 2.x版Virtual Venues畫面

50. Venue Server可管理多個 Virtual Venues 透過Venue Management Tool可建立、 修改、移除 venues AG 2.x版 Venue Server