Modeling and Evaluation of Multisource Streaming Strategies in P2P VoD Systems

ABSTRACT

In recent years, multimedia content distribution has largely been moved to the Internet, inducing  broadcasters, operators and service providers to upgrade with large expenses their infrastructures. In this context, streaming solutions that rely on user devices such as set-top boxes (STBs) to offload dedicated streaming servers are particularly appropriate. In these systems, contents are usually replicated and scattered over the network established by STBs placed at users’ home, and the video-on-demand (VoD) service is provisioned through streaming sessions established among neighboring STBs following a Peer-to- Peer fashion. Up to now the majority of research works have focused on the design and optimization of content replicas mechanisms to minimize server costs. The optimization of replicas mechanisms has been typically performed either considering very crude system performance indicators or analyzing asymptotic behavior. In this work, instead, we propose an analytical model that complements previous works providing fairly accurate predictions of system performance (i.e., blocking probability). Our model turns out to be a highly scalable, flexible, and extensible tool that may be helpful both for designers and developers to efficiently predict the effect of system design choices in large scale STB-VoD systems1.

INTRODUCTION

  In recent years, multimedia content (especially video) distribution has largely been moved to the Internet. This calls for tremendous backend streaming resources with important processing power and, most critically, huge bandwidth capacities. Traditional VoD streaming systems that rely on point-to-point streaming and the client-server paradigm embody all these scalability and cost issues. Peer-to-Peer (P2P) technology is often used to either off-load content servers, or to create completely decentralized content sharing  and distribution communities. In both cases, peers share their available resources, such as their up-link channel and some limited cache capacity to cooperatively serve one another. Service providers can take advantage of the cache capacity available at peers (in both memory and non-volatile storage) to pro-actively place certain contents on them. The hope is that such contents may become useful to other peers, thus mitigating the load on servers. On this matter, past relevant research works have analyzed such P2P-based VoD streaming architectures that use the storage capacities of end-users’ set-top boxes (STBs) to deliver scalable VoD streaming services .

چکیده

در سال های اخیر، توزیع محتوا چند رسانه ای به طور عمده به اینترنت منتقل شده است، باعث القای پخش کننده ها، اپراتورها و ارائه دهندگان خدمات برای افزایش هزینه های خود را زیرساخت های خود را. در این زمینه، راه حل های جریان داده ای که به دستگاه های کاربر متصل هستند مانند جعبه های تنظیم شده (STB ها) برای خالی کردن سرورهای اختصاص داده شده به طور خاص مناسب هستند. در این سیستم ها، محتویات معمولا تکرار شده و پراکنده در شبکه ایجاد شده توسط STB ها در خانه کاربران قرار داده شده است، و خدمات ویدئویی بر روی تقاضا (VoD) فراهم می شود از طریق جلسات جریان ایجاد شده در میان STB های همسایه پس از یک نظیر به نظیر . تا کنون اکثر کارهای تحقیقاتی بر طراحی و بهینه سازی مکانیزم های کپی رایت برای کاهش هزینه های سرور تمرکز کرده اند. بهینه سازی مکانیزم های تکراری معمولا با توجه به شاخص های عملکرد سیستم بسیار خام یا تجزیه و تحلیل رفتار های نامتقارن انجام می شود. در عوض، در این کار، ما یک مدل تحلیلی پیشنهاد می کنیم که کارهای قبلی را انجام می دهد که پیش بینی های نسبتا دقیق از عملکرد سیستم را ارائه می دهد (یعنی احتمال مسدود شدن). مدل ما تبدیل به یک ابزار بسیار مقیاس پذیر، انعطاف پذیر و قابل گسترش است که ممکن است برای طراحان و توسعه دهندگان مفید باشد تا به طور موثر در مورد تاثیر انتخاب سیستم طراحی در سیستم های STB-VoD بزرگ اندازه گیری شود.

مقدمه

در سال های اخیر، توزیع محتوای چند رسانه ای (به ویژه ویدئو) تا حد زیادی به اینترنت منتقل شده است. این نیاز به منابع فوق العاده باطن جریان با قدرت پردازش مهم و، بیشترین انتقاد، ظرفیت پهنای باند بزرگ است. سیستم های جریان سنتی VoD که بر روی جریان نقطه به نقطه تکیه می کنند و پارادایم سرویس گیرنده سرور شامل تمام مسائل مربوط به مقیاس پذیری و هزینه است. فن آوری همگرا (P2P) اغلب برای خاموش کردن سرورهای محتوا یا برای ایجاد جوامع به اشتراک گذاری محتوا و توزیع کاملا غیر متمرکز استفاده می شود. در هر دو مورد، همسالان منابع موجود خود را به اشتراک می گذارند، مانند کانال ارتباطی خود و برخی از ظرفیت های ذخیره سازی محدود به همکاری یکدیگر. ارائه دهندگان خدمات می توانند از ظرفیت ذخیره سازی موجود در همتایان خود (در حافظه و ذخیره سازی غیر فرار) استفاده کنند تا محتوای خاصی را بر روی آنها فعال کنند. امید است که چنین محتویاتی برای دیگر همسالان سودمند باشد، در نتیجه کاهش بار بر روی سرورها. در این مورد، تحقیقات مربوط به تحقیقات مربوطه، چنین ساختارهایی از Streaming VoD مبتنی بر P2P را تحلیل کرده اند که از ظرفیت ذخیره سازی کانال های پایینی کاربران (STB ها) برای ارائه سرویس های Streaming VoD قابل مقیاس استفاده می کنند.

Year: 2012

Publisher: IEEE

By : Juan Pedro Muñoz-Gea, Stefano Traverso, and Emilio Leonardi

File Information: English Language/ 9 Page / size: 329 KB

Download

سال : 1391

ناشر : IEEE

کاری از : خوان پدرو موونز ژا، استفانو تراورسو و امیلیو لئوناردی

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 9 صفحه / حجم : KB 329

لینک دانلود