Lowering the impact of chunk losses in P2P live streaming systems
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Alex Borges Vieira
Elias Procopio Duarte Júnior
Italo Fernando Scota Cunha
Jussara Marques de Almeida
Elias Procopio Duarte Júnior
Italo Fernando Scota Cunha
Jussara Marques de Almeida
Resumo
Sistemas de transmissão de mídia contínua ao vivo estão ficando mais populares a cada dia. Esses sistemas atraem um crescente número de usuarios e, inclusive, alguns importantes canais de TV já disponibilizam alguns conteúdos ao vivo pela Internet. Sistemas par-a-par de transmissão de vídeo em tempo real podem prover uma solução de baixo custo ao problema de transmitir esse conteúdo para um grande número de espectadores. No entanto, estes sistemas não são inteiramente confiáveis e não implementam mecanismos de garantia de qualidade, o que pode levar leva a uma degradaçãodo desempenho do sistema experimentado pelos pares. Essa tese estuda a minimização da perda de pedaços em sistemas P2P de transmissão de vídeo em tempo real, entendendo a razão por trás das perdas, e propondo novas formas de reagir sobre cada uma destas razões, mantendo os custos baixos. Nós desenvolvemos nosso próprio sistema P2P de transmissão de mídia contínua ao vivo e o usamos para caracterizar perda de pedaços. Nós descobrimos uma forma de minimizar a perda de pedaços em cenários com free riders ao evitar requisitar pedaços de pares não cooperativos. Nós propomosum mecanismo de suporte para recuperação de pedaços "próximos a serem perdidos", que tem alto potencial para reduzir perdas; ele encaminha requisições emergenciais para fontes fora da vizinhança do par. Nós mapeamos esse mecanismo em um sistema CDN-P2P e desenvolvemos um algoritmo para minimizar dinamicamente o númerode fluxos de vídeo sendo plantados na rede P2P ao mesmo tempo em que garante uma disseminação eficiente e evitando requisições emergenciais. Nós avaliamos o algoritmo sob diversas condições nas quais ele chegou a conservar 30% da banda de upload previamente usada com requisições emergenciais sem que a qualidade do vídeo fosse afetada.
Abstract
Live streaming systems are becoming increasingly more popular. These systems attract a growing number of users, and some important TV channels already broadcast their live content on the Internet. Peer-to-Peer live streaming systems may provide a low cost solution to the problem of transmitting live content to a large number ofviewers. However, these systems are not fully reliable and do not implement quality assurance mechanisms, which leads to a degradation of system performance experienced by peers. This thesis studies chunk loss minimization in P2P live streaming systems, understanding the reason behind losses, and proposing new ways to respondto each reason while keeping low costs. We have developed our own fully capable P2P live streaming system and have used it to characterize chunk loss. We found a way to minimize chunk losses in freeriding scenarios by avoiding to request chunks to uncooperative peers. We proposed a support mechanism to recover "about to be lost" chunksthat should significantly reduce losses; it forwards emergency requests to sources outside of a peer neighborhood. We mapped this mechanism to a CDN-P2P system and developed an algorithm to dynamically minimize the number of video streams seeded to the P2P overlay while guaranteeing efficient dissemination and avoiding emergencyrequests. We have evaluated it under diverse conditions in which it may save up to 30% of upload bandwidth previously used by emergency requests without reducing stream quality.
Assunto
Sistemas de transmissão de dados, Arquitetura de redes de computador, Computação
Palavras-chave
Perda de Pedaços, Qualidade de Serviço, Par-a-Par, Live Streaming