CBL - Campus del Baix Llobregat

Projecte llegit

Títol: Study and proposal of a distributed and scalable real-time media production platform

Estudiants que han llegit aquest projecte:

Director/a: RINCÓN RIVERA, DAVID

Departament: ENTEL

Títol: Study and proposal of a distributed and scalable real-time media production platform

Data inici oferta: 12-01-2015     Data finalització oferta: 12-09-2015


Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG SIS TELECOMUN
    GR ENG TELEMÀTICA
Tipus: Individual
 
Lloc de realització: Fora UPC    
 
        Supervisor/a extern: David Cassany
        Institució/Empresa: i2Cat - Unitat audiovisual
        Titulació del Director/a: Enginyer de Telecomunicacions
 
Paraules clau:
Streaming, media production, open-source, Real Time Protocol (RTP), cluster monitoring, live media, docker, linux container, container, live555, livemedia, i2cat, linemediastreamer, collectd, graphite
 
Descripció del contingut i pla d'activitats:
La indústria de producció de continguts audiovisuals (e.g.: cadenes de radiodifusió, productores de baix pressupost) ha estat, i encara està, emprant tecnologies rígides i difícils d'escalar per al transport i gestió dels seus fluxos a través de les seves cadenes de producció. Tot i que des de principis de l'any 2000 s'està portant a terme una migració a tecnologies basades en xarxes IP, l'adopció està essent tímida i lenta.

A més, la majoria d'aquestes tecnologies encara vigents impliquen grans costos de desplegament i manteniment (e.g.: maquinari específic, cablejat específic i costós). Per aquest motiu, es proposa l'estudi de tecnologies IP i, específicament, tecnologies relacionades amb el concepte de la computació distribuïda, i al núvol, per tal de proposar solucions per a abaratir els costos i millorar les possibilitats de producció de continguts audiovisuals.

Concretament, aquesta tesi s'enfoca en analitzar, proposar, desenvolupar i demostrar tecnologies específiques de virtualització, monitoratge i aplicació, que ofereixen solucions als reptes esmentats.

Pel que fa a la virtualització s'utilitzen tecnologies basades en Linux Containers, concretament contenidors Docker. Gràcies a la capa de gestió que ofereix aquesta tecnología s'assoleix l'empaquetament, distribució i execució d'aplicacions de forma distribuïda a la xarxa. A més a més, s'assegura una plataforma escalable ja que aquest tipus de tecnologia permet el manteniment, gestió i replicació d'aplicacions de forma ràpida i robusta.

L'aplicació d'eines de monitorització és una peça clau per a oferir a les aplicacions i a la pròpia plataforma el control de l'estat d'aquestes i així permetre aplicar polítiques d'actuació a temps real de forma eficient. En concret, s'utilitzen les tecnologies Collectd i Graphite. Aquestes eines també permeten ser gestionades dins de contenidors per tal de poder ser distribuïdes per la xarxa en paral·lel a les aplicacions que conformen la plataforma.

Finalment, es demostra que el nucli de la plataforma, el LiveMediaStreamer framework, assoleix els requisits per a ser utilitzada com a servei al núvol per a la producció de continguts audiovisuals a temps real gràcies a les tecnologies esmentades anteriorment, la implementació d'una capa d'estadístiques (de xarxa i de rendiment intern) i el desenvolupament d'un software intermig que ofereix una API REST.
 
Overview (resum en anglès):
The audio-visual media content production industry (e.g.: broadcasters, small production companies) has been, and already is, employing rigid and difficult to scale technologies to transport and manage their streams through their processing chain. Although since early 2000s a gradually adoption of IP technologies has been happening, the process is still slow.

Furthermore, most of the existing technologies involve large deployment and maintenance costs (e.g.: specific hardware, specific and costly wiring). For this reason, the study of IP technology is proposed, specifically technology related to the distributed cloud computing concept, in order to propose solutions to reduce costs and increase the audiovisual content production's possibilities.

Particularly, this thesis focuses on analysing, proposing, developing and demonstrating specific virtualization, monitoring and application technologies in order to provide solutions to these mentioned issues.

Regarding virtualization, technologies based on Linux Containers are used, specifically Docker containers. Thanks to the managing layer offered by Docker containers the shipment, distribution and execution of applications over the network is achieved. Moreover, platform scalability is assured because the maintenance, management and replication of applications containerized within this technology are fast and reliable.

The use of monitoring tools is a key point to offer application status management to applications and to the platform itself and to allow the application of actuation policies in real-time in an efficient manner. Specifically, Collectd and Graphite are the selected tools. Moreover, these tools are able to be managed inside containers in order to be simultaneously deployed over the network together with the applications' platform.

Finally, as it is demonstrated, the core of the platform, the LiveMediaStreamer framework, achieves the requirements in order to be used as a real-time cloud service for audiovisual media content production. This is thanks to the technologies above-mentioned, the statistics layer implemented for monitoring (network and performance) and the development of a REST API middleware.

© CBLTIC Campus del Baix Llobregat - UPC