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1、NetJukeBoxThe Final Project of Distributed Information SystemTeam MembersR90725041許巍瀚R90725051吳沛璁R91725014蔡明憲Introduction近年來KTV的盛行，使得KTV成為大眾重要休閒活動之一，但卻常常為了訂KTV包廂，而花費大把時間在等待上，或者為了昂貴的包廂費而裹足不前。到底有沒有能夠不出門，就能享受去錢櫃、好樂迪歡唱的方法？因此我們有個想法：如果能透過網路就能讓使用者在家唱歌的服務，不用出門被風吹、雨打、日晒、人擠，輕輕鬆鬆就在線上和好友一起盡情歡唱該有多好呢？於是經過我們小組團隊的討
2、論之下，全新的理念：NetJukeBox就如此誕生了！ NetJukeBox主要的功能服務是虛擬KTV包廂、和線上即時點歌系統。其最主要的功能是讓使用者能在虛擬包廂中連線對唱，並且有即時語音和朋友在線上聊天的功能。只要使用者自備喇叭、麥克風，接上線就可以大唱特唱，在虛擬的世界中交流彼此的聲音和真實的情感，提供e世代一個最新鮮的KTV玩法！Goals and Features我們想要建置一個虛擬歌唱KTV系統NetJukebox，讓處於遠端的使用者不受空間限制，得以透過網路互相溝通，此一歌唱系統的主要功能包括傳遞訊息、歌手/歌曲模糊查詢、新進歌曲查詢、以及即時麥克風分送語音給其它包廂成員。主要功
3、能如下：Chat Roomo 顯示成員名單。o 成員之間互相傳遞訊息。KTV on Demando 模糊查詢歌手點歌。o 模糊查詢歌曲名稱點歌。o 新進歌曲點歌o 歌手姓氏筆劃點歌Singing On-Lineo 成員透過麥克風傳送即時歌聲。o 成員皆有歌唱機會Media Streamingo 麥克風即時串流。o 點播KTV歌曲即時串流。o 廣告MTV歌曲即時串流。Technologieso Middleware：Java J2SDK 1.4.1 + Java RMIo Media Streaming：JMF 2.1.1co Database：Microsoft SQL-Server + JD
4、BCo Other: Jarkata ANT + JBuilder7Architecture & Design本系統為4-tier架構，主要分成Reception、NetJukeJoint、NetJukeServer以及NetJukePlayer，分別簡介如下：NetJukePlayero NetJukePlayer：為客戶端的主程式，包含主要的member reference、圖形介面的主體以及認證的工作。程式開始會去尋找Reception，以檢視目前有哪些包廂正在執行，使用者可以選擇一包廂加入成為這個包廂的成員、或者自己建立一虛擬包廂，成為這個包廂的Leader。o Leader：每個包廂
5、都會有一個Leader，Leader負責的工作有以下幾項：o 向NetJukeServer發出Streaming的要求。o 發放號碼牌。o 包廂有新的NetJukePlayer加入的時候，負責告知目前包廂內的狀態。包括包廂內成員、目前點播歌曲清單等。o 歌曲查詢：NetJukePlayer可以向NetJukeJoint查詢可獲得的歌曲清單，查詢方式包括歌手名稱查詢、歌曲名稱查詢、新歌查詢等。o 聊天室：NetJukePlayer之間可以透過聊天室互相傳遞訊息。o 歌曲點播：每個包廂內的成員都可以點播歌曲，為了讓所有成員的點播清單達到一致性，點播歌曲的時候也跟聊天室採用一樣的方式達成Total
6、Ordering、Reliable Multicast。o 麥克風：當歌曲播放時，點播該歌曲的使用者可以用麥克風將聲音傳送給包廂內的所有成員。ReceptionReception是整個系統的入口，當使用者連上系統的時候，會由Reception進行身份、密碼的驗證，接著視使用者的地理位置將使用者導向比較近的NetJukeJoint。NetJukeJointNetJukeJoint主要負責查歌的功能，並維護使用者的資料，包廂的資料以及目前這個區域所有MTV資料。當使用者查歌時，會將所有的查歌要求放進一個Queue中，NetJukeJoint中會有數個Thread從Queue取出使用者要求，並進行查
7、詢，然後將查詢結果回傳給原使用者。NetJukeServerNetJukeServer是實際放置MTV檔案的Server，當NetJukeServer開啟時，會指定一個NetJukeJoint，並向其註冊、登記所擁有的MTV，提供Streaming的服務給該NetJukeJoint。FeatureFriendly GUIGUI蠻漂亮的。Total Ordering為了達成Total Ordering，每個成員發送訊息或是點播歌曲之前都會先向包廂的Leader要求一個號碼牌，發送訊息和點播歌曲所用的號碼牌是不同的。發送訊息與點播歌曲只是包廂內所有成員的事情，與其他任一Server無關，所以即使S
8、erver掛掉了，包廂內成員之間依然可以傳遞訊息。當使用者收到訊息的時候，會先放到一個信箱裡面，信箱裡面記錄了目前所見訊息中最大的號碼，以及還不能顯示出來的所有訊息。接著開啟一個Thread去檢查下一個號碼的訊息是不是來了，如果已經接收到了，就將所有可以發佈的訊息顯示出來。Reliable Multicast包廂成員收到其他成員的聊天訊息或是點播訊息的時候，如果這個訊息從未見過，那麼便會向包廂內的所有成員傳送一次，然後才放進信箱。Connection PoolServer在處理使用者要求的時候，如果只用一個Thread來處理所有的要求，勢必效率會很差。如果每個使用者都給予一個Thread去處理
9、，當使用者要求太多的時候，將會造成Server過大的負擔。本系統中處理使用者要求是採用Connection Pool的方式。當使用者送出要求的時候，會先直接將要求放在Server端的Request Pool。Server端另外開啟了幾個Thread從Request Pool中把使用者要求抓出來處理，處理完畢以後再將結果回傳給原要求的使用者。這樣的方式可以讓系統處理要求不會過於沒有效率，而且也不會因為要求太多使得Server負荷過大。Highly Configurable在system.properties、joint.properties、server.properties、player.pr
10、operties中有許多選項可供設定。Real-Time Media Streaming傳統上播放連續性媒體資料，例如視訊及音訊，大都由使用者下載檔案然後再播放的方式觀看，即使是使用Modem撥接的網路上，藉由此方式播放連續性媒體資料所輸出之品質是值得信賴的。然而這樣的方式，會讓使用者等待很長的一段時間才能下載檔案完畢。一個普通的連續性媒體檔案往往比一個文字檔或是執行檔大的多。例如一部一百分鐘MPEG-1格式的檔案，就可能需要600MB的硬碟容量，且下載到硬碟可能會有版權的問題。為了克服上述提及的問題及爭議，一個有別以往的不同方法，發展藉由網路傳送數位化的壓縮之連續性媒體資料，也就是Strea
11、ming Media。Streaming Media利用切割媒體資料流及使用端buffering的技術，讓使用者不必接收完整的檔案前，就可先行在其桌上電腦上播放連續性媒體影音檔案。切割媒體資料流的技術是將連續性媒體資料可以切成眾多小片段，然後利用網路傳到使用端的伺服器，再像拼圖一般，一片片拼起來，用戶端收到一邏輯單位(可能會有多個封包)就可以立即播放。這個方式需要較高的頻寬，但相對地可減少大量的硬碟容量。再者，因為使用者沒有將檔案完全的拷貝至其硬碟，所以版權的問題也較少。使用端buffering的技術可以消除目前best effort 的Internet在傳輸時的delay jitter。其主
12、要的作法是在使用者端的電腦上創造一個緩衝區，於播放前預先下載一段資料作為緩衝，於網路實際連線速度小於播放所耗用資料的速度時，播放程式就會取用這一小段緩衝區內的資料，避免播放的中斷，也使得播放品質得以維持。NetJukebox利用JMF所提供的API實作了Media Streaming的功能，讓使用者可以不必漫長等待，隨時歡唱。NetJukebox和JMF的關係如如下圖所示：NetJukePlayer Failure Control每個使用者端都會有一個Thread定期去偵測包廂內成員的狀態，當發現有成員掛掉的時候，便採取適當的措施。由於包廂內有一個唯一的Leader存在，Leader的身份也異
13、於一般的包廂成員，所以下面分成兩項來說明。發現一般成員掛掉時，只是單純的將該成員由本地端的群組名單上移除。當Leader掛掉時，發現的人會發起Leader Election，找到包廂內還Active的成員中ID最小的來當Leader。這裡所用到的ID是包廂內唯一的，當使用者開啟新包廂時，Reception會設定該使用者的ID。若是加入現有包廂，則會由包廂的Leader來指定新成員的ID。除了設定新的Leader以外，新的Leader還需要從成員中蒐集訊息與點播的號碼牌，看看目前最大的號碼為何，這樣接下來新Leader所發放的號碼牌才會正確。NetJukeServer Failure Contr
14、olNetJukeServer必須由系統管理者手動進行資料的Striping，也就是說，歌曲必須由系統管理者分配到不同的Server上，並將相關資訊記錄到NetJukeJoint的Database裡。因此，若使用者發現到有一NetJukeServer掛掉後，將可向下一擁有此歌曲的NetJukeServer要求做串流。NetJukeJoint Failure Control當NetJukeJoint啟動以後，會先向Reception註冊，原則上是以地理區域來分配，如果同一個區域已經有一個NetJukeJoint，那麼後面註冊的NetJukeJoint就會視為該區域的備用NetJukeJoint，
15、由Reception告知該區域的所有NetJukeJoint，以及該區域的所有使用者。每個NetJukeJoint發現任何狀態改變的時候，都會記錄在log裡面。當一個NetJukeJoint掛掉以後，若此時使用者進行歌曲查詢或是要求開新包廂、加入包廂，將會產生Remote Exception，這時候使用者會找下一個備份的NetJukeJoint，並將要求導向該NetJukeJoint。Media Streaming Failure Control這部分的Failure Control主要處理兩種情況：第一種情況自動播歌功能。是處理client端可能點播錯誤的、不存在的MTV，或是存有此MTV的NetJukeServer已死掉，但是client端並不知道。在NetJukeBox裡，使用者若偵側到即將播一首新KTV時，將會啟動一個Timer，設定Timeout為時間20秒。在Timeout的時間過後，Client端仍沒有接收到欲點播歌曲的Streaming Media的訊息，包廂內所有Client都將會自動播下一首歌。第二種情況斷點續傳功能。是處理Client端開始收到Media Streaming後，忽然間，負責做串流的NetJukeServer掛掉了，那麼client端收到的畫面勢必會中斷。 NetJukeBox除了能支援歌曲重傳外，更能支援從斷點重傳，
