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<!DOCTYPE html>
<!--[if lt IE 7]> <html class="no-js lt-ie9 lt-ie8 lt-ie7"> <![endif]-->
<!--[if IE 7]> <html class="no-js lt-ie9 lt-ie8"> <![endif]-->
<!--[if IE 8]> <html class="no-js lt-ie9"> <![endif]-->
<!--[if gt IE 8]> <html class="no-js"> <!--<![endif]-->
<html>
<head>
<meta charset="utf-8" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
<title>Relatório do Trabalho de Redes II - 2023/2</title>
<meta
name="description"
content="Relatorio do trabalho de redes 2 (2023/2)"
/>
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1" />
</head>
<body>
<h1>Relatório do Trabalho de Redes II - 2023/2</h1>
<p><b>Aluna:</b> Gabriel de Almeida Sales Evaristo - GRR20165266</p>
<hr />
<h3>Arquitetura do Trabalho</h3>
<p>
O trabalho foi escrito em javascript, utilizando o ambiente NodeJS
(v21.1.0) para rodar os programas. Foram criados um cliente UDP e um
servidor UDP. A estrutura do trabalho é ilustrada na figura abaixo.
</p>
<p>
<img
src="https://raw.githubusercontent.com/Gabriel-rd2/udp_server/master/assets/desenho%20da%20arquitetura%20do%20trabalho.jpg"
width="50%"
alt="Diagrama da arquitetura do trabalho de redes2"
/>
</p>
<p>
São instanciados diversos clientes na maquina local, que se conectam com o
servidor UDP. Durante o teste, o cliente entra em um loop onde envia um
frame de alguma mídia (webcam ou vídeo) para o servidor, que então utiliza
um classificador para marcar uma regiao retângular que provavelmente
possui um rosto na imagem recebida e a envia de volta para o cliente, que
então mostra a imagem na tela.
</p>
<p>
O servidor recebe e trata as mensagem por meio de eventos, que são gerados
quando o cliente envia uma mensagem. O NodeJS faz a gestão de enfileirar a
chamada das funções relacionadas com esses eventos, assim, o servidor é
capaz de tratar diversos clientes simultaneamente.
</p>
<p>
A resposta do servidor também é tratada por eventos pelos clientes, e por
causa da gestão de execuções do Node, o cliente consegue tratar eventos e
ainda continuar executando o laço de envio dos frames.
</p>
<!-- <p>A imagem abaixo ilustra como esses programas funcionam juntos.</p>
<img src="" alt="Diagrama de sequencia trabalho de redes2" /> -->
<hr />
<h3>O cliente</h3>
<p>
O cliente UDP captura uma mídia e a envia frame a frame para o servidor. A
biblioteca "opencv4nodejs" é utilizada para para manipulação de imagens,
no caso do cliente para captura e visualização dos frames. A biblioteca
"dgram" permite a criação de um socket UDP. A biblioteca "ip" é usada
paenas para pegar o endereço ip local.
</p>
<p>
O cliente recebe alguns argumentos de entrada: "--fps", define a taxa de
quadros, que é convertida para a variável "delay" que é usada por um
mecanismo de sleep no loop de envio de mensagens, controlando a frequência
na qual elas são enviadas ao servidor; "--duration", define a duração do
loop de transmissão, caso "duration" não seja definido o cliente continua
no loop até a tecla ESC ser apertada; por último, "--source" define o
local de vídeo capturado, caso seja omitido, a webcam é utilizada.
</p>
<p>
A lógica principal do código está encapsulada na função assíncrona
start_client(), que é a responsável por iniciar a comunicação com o
servidor e o envio da mídia. Ela instancia um socket UDP, registra um
callback para lidar com as mensagens recebidas e configura a fonte de
vídeo.<br />
</p>
<p>
Dentro do loop de envio de vídeo, cada frame capturado é codificado como
uma mensagem em formato JSON e enviada para o servidor por meio do socket
UDP. <br />
</p>
<p>
A função callback para o evento "message" lida com as respostas recebidas
do servidor. Ela processa as mensagens, extrai a ordem e a imagem
correspondente, as exibe e verifica se as respostas estão fora de ordem,
mantendo estatísticas sobre pacotes perdidos e fora de ordem. <br />Ao
final da execução do envio de mídia, o código finaliza a janela de
visualização, fecha o socket e exibe estatísticas detalhadas sobre o
desempenho da transmissão, a quantidade de pacotes perdidos e fora de
ordem.
</p>
<p>
A seguir temos o código de
<a
href="https://raw.githubusercontent.com/Gabriel-rd2/udp_client/master/udp_client.js"
>
udp_client.js
</a>
:
</p>
<iframe
src="https://drive.google.com/file/d/1fRzu1V-0NZxSTfbNtqHTWbbJIYsGqDmV/preview"
width="100%"
height="480"
allow="autoplay"
></iframe>
<hr />
<h3>O servidor</h3>
<p>
que recebe mídia do cliente, processa a imagem para identificação de
rostos e envia a imagem processada de volta para o cliente. A biblioteca
"opencv4nodejs" é utilizada para para manipulação de imagens, no caso do
cliente para captura e visualização dos frames. A biblioteca "dgram"
permite a criação de um socket UDP. A biblioteca "ip" é usada paenas para
pegar o endereço ip local.
</p>
<p>
A configuração do servidor é definida com base no endereço IP local do
host e na porta 41234. O servidor mantém um registro dos endereços IP dos
clientes atendidos em um array denominado "clients".
</p>
<p>
Ao iniciar o servidor, são registrados diversos eventos para lidar com as
diferentes situações possíveis.<br />
O evento "listening" ocorre quando o servidor começa a ouvir conexões,
exibindo informações sobre o endereço e porta em que está ativo.<br />
<br />
</p>
<p>
Na função callback para o evento "message" o servidor processa as
mensagens recebidas dos clientes. Ele pega o frame recebido, o decodifica
em um objeto OpenCV e realiza a detecção de rostos nessa imagem. Em
seguida, desenha retângulos ao redor dos rostos encontrados. O servidor
prepara os dados da imagem processada e envia de volta para o cliente.
</p>
<p>
A seguir temos o código de
<a
href="https://raw.githubusercontent.com/Gabriel-rd2/udp_server/master/udp_server.js"
>
udp_server.js
</a>
:
</p>
<iframe
src="https://drive.google.com/file/d/1FtKaLmChBCJmPdwonBeN5-1yeMiKQP8q/preview"
width="100%"
height="480"
allow="autoplay"
></iframe>
<hr />
<hr />
<h3>Deploys</h3>
<p>
O código do servidor, assim como esse relatório foram colocados em uma
máquina virtual na cloud da Digital Ocean. A VM tem 512 MB de memória, 10
GB de disco e roda Ubuntu 22.04 (LTS) x64.
</p>
<p>
A biblioteca "pm2" foi utilizada para criar processos com o servidor UDP
para utilização com o trabalho e com um servidor HTTP para servir o html
do relatório.
</p>
<hr />
<h3>Logs</h3>
<p>
Foram colhidos logs para execuções de durações diferentes com cada cliente
enviando fps arbitrários. O esquema de nomenclatura é: client_log#-#fps-#s
e server_log-#s.
<br />
<br />
20s --------------------
<br />
<a
href="https://raw.githubusercontent.com/Gabriel-rd2/udp_client/master/logs/server_log-20s.txt"
>
server_log-20s
</a>
<br />
<a
href="https://raw.githubusercontent.com/Gabriel-rd2/udp_client/master/logs/client_log1-1fps-20s.txt"
>
client_log1-1fps-20s
</a>
<br />
<a
href="https://raw.githubusercontent.com/Gabriel-rd2/udp_client/master/logs/client_log2-1fps-20s.txt"
>
client_log2-1fps-20s
</a>
<br />
<a
href="https://raw.githubusercontent.com/Gabriel-rd2/udp_client/master/logs/client_log3-1fps-20s.txt"
>
client_log3-1fps-20s
</a>
<br />
30s --------------------
<br />
<a
href="https://raw.githubusercontent.com/Gabriel-rd2/udp_client/master/logs/server_log-30s.txt"
>
server_log-30s
</a>
<br />
<a
href="https://raw.githubusercontent.com/Gabriel-rd2/udp_client/master/logs/client_log1-1fps-30s.txt"
>
client_log1-1fps-30s
</a>
<br />
<a
href="https://raw.githubusercontent.com/Gabriel-rd2/udp_client/master/logs/client_log2-12fps-30s.txt"
>
client_log2-12fps-30s
</a>
<br />
<a
href="https://raw.githubusercontent.com/Gabriel-rd2/udp_client/master/logs/client_log3-24fps-30s.txt"
>
client_log3-24fps-30s
</a>
<br />
<br />
<a href="https://github.com/Gabriel-rd2/udp_client/tree/master/logs">
Pasta do repositório com todos os Logs
</a>
</p>
<!-- <iframe
src="https://drive.google.com/file/d/1FtKaLmChBCJmPdwonBeN5-1yeMiKQP8q/preview"
width="100%"
height="480"
allow="autoplay"
></iframe> -->
<hr />
<h3>Repositórios</h3>
<p>
<a
href="https://github.com/Gabriel-rd2/udp_client"
target="_blank"
rel="noopener noreferrer"
>
udp_client
</a>
 
<a
href="https://github.com/Gabriel-rd2/udp_server"
target="_blank"
rel="noopener noreferrer"
>
udp_server
</a>
</p>
<hr />
</body>
</html>