Server and network assisted dash (sand)architecture utilizing sdn technology
Yükleniyor...
Tarih
2020
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Adaptive streaming is a technology aims to provide quality achieved streaming considering network conditions. DASH clients suffer quality and fairness because the client-driven approach has less intelligence about network conditions. Therefore, do not completely address Quality of Experience (QoE) and fairness. Providing a global view of the network and available resources could result in better adaptation and consequently can improve the client's QoE. However, legacy network architecture based on the tightly coupled infrastructure does not allow network providers and network application developers to implement their own approaches. Software Defined Networks (SDN) brakes vertical integration network architecture into a logical central programmable model and gives more flexibility in network design and simplicity in network management and configuration. This thesis is a collection of new frameworks and algorithms to provide ex-tra information to the clients for better adaptation by leveraging Server and NetworkAssisted DASH (SAND) utilizing SDN technology. As a contribution, i) we presentan architecture for managing flows of layered video to improve the QoE parameterswith considering the characteristics of codecs and network paths by utilizing SDN.ii) We develop an SDN-based architecture and SAND-aware DASH client. Pro-posed architecture helps to improve the performance of DASH clients as well asproviding fair sharing of the network resources among the clients. iii) We introducevirtual cache concept with NFV-SDN assisted SAND architecture and provide algo-rithms to virtually deploy or migrate cache. Also, we addressed the TCP hand-off is-sues during cache migration. Compared with stat-of-the-art approaches, simulationresults show that proposed solutions achieve better results in terms of experiencedquality, fairness, and utilizing network resources.
Uyarlanabilir video akışlandırma teknolojisi, ağ durumunu göz önünde bulundurarak elde edilen kalitede akış sağlamayı amaçlayan bir teknolojidir. DASH istemcileri, ağ koşulları hakkında daha az bilgiye sahip oldukları için düşük kalite ve adaletsiz deneyim kalitesiyle karşılaşabilirler. Ağın ve kullanılabilir kaynakların durumuyla ayrıntılı bilgi sağlamak, daha iyi adaptasyon ve sonuçta daha iyi bir deneyim kalitesinin elde edilmesiyle sonuçlanabilir. Ancak, birleştirilmiş altyapıya dayanan geleneksel ağ mimarisi, ağ sağlayıcılarının ve ağ uygulaması geliştiricilerinin kendi yaklaşımlarını uygulamalarına kolayca izin vermemektedir. Yazılım Tanımlı Ağlar (SDN), veri ve kontrol düzlemlerini birbirinden ayrıştırarak ağa daha fazla esneklik ve programlanabilirlik sağlar. Bu tez, Sunucu ve Ağ Yardımlı DASH (SAND) ve SDN teknolojisini kullanarak daha iyi adaptasyon yapılmasını sağlamak amacıyla istemcilere ekstra bilgi sağlamak için yeni mimari ve algoritmalar sunmaktadır. Tezin katkıları şu şekilde listelenebilir, i) Deneyim Kalitesi (QoE) parametrelerini iyileştirmek için SDN teknolojisi yardımıyla video kodekleri ve ağ yollarının özelliklerini dikkate alarak katmanlı video akışlarını yöneten bir mimari sunulmuştur. ii) SDN tabanlı bir mimari ve SAND uyumlu DASH istemcisi geliştirilmiştir. Önerilen mimari, DASH istemcilerinin performansını arttırmaya ve ağ kaynaklarının istemciler arasında adil paylaştırılmasına yardımcı olmaktadır. iii) Ağ İşlevi Sanallaştırma (NFV) ve SDN yardımıyla SAND mimarisinde sanal önbellek kavramı sunulmuştur ve önbelleği en uygun lokasyona sanal olarak ilklendirmek veya taşımak için algoritmalar geliştirilmiştir. Ayrıca, önbelleği taşıma sırasında karşılaşılan "TCP hand-off" gecikme sorunu için çözüm sağlanmıştır. Mevcut çalışmalar ile karşılaştırıldığında bu çalışmada ağ kaynaklarının adil ve verimli kullanılması sağlanarak QoE metriklerinde daha iyi sonuçlar elde edildiği görülmüştür.
Uyarlanabilir video akışlandırma teknolojisi, ağ durumunu göz önünde bulundurarak elde edilen kalitede akış sağlamayı amaçlayan bir teknolojidir. DASH istemcileri, ağ koşulları hakkında daha az bilgiye sahip oldukları için düşük kalite ve adaletsiz deneyim kalitesiyle karşılaşabilirler. Ağın ve kullanılabilir kaynakların durumuyla ayrıntılı bilgi sağlamak, daha iyi adaptasyon ve sonuçta daha iyi bir deneyim kalitesinin elde edilmesiyle sonuçlanabilir. Ancak, birleştirilmiş altyapıya dayanan geleneksel ağ mimarisi, ağ sağlayıcılarının ve ağ uygulaması geliştiricilerinin kendi yaklaşımlarını uygulamalarına kolayca izin vermemektedir. Yazılım Tanımlı Ağlar (SDN), veri ve kontrol düzlemlerini birbirinden ayrıştırarak ağa daha fazla esneklik ve programlanabilirlik sağlar. Bu tez, Sunucu ve Ağ Yardımlı DASH (SAND) ve SDN teknolojisini kullanarak daha iyi adaptasyon yapılmasını sağlamak amacıyla istemcilere ekstra bilgi sağlamak için yeni mimari ve algoritmalar sunmaktadır. Tezin katkıları şu şekilde listelenebilir, i) Deneyim Kalitesi (QoE) parametrelerini iyileştirmek için SDN teknolojisi yardımıyla video kodekleri ve ağ yollarının özelliklerini dikkate alarak katmanlı video akışlarını yöneten bir mimari sunulmuştur. ii) SDN tabanlı bir mimari ve SAND uyumlu DASH istemcisi geliştirilmiştir. Önerilen mimari, DASH istemcilerinin performansını arttırmaya ve ağ kaynaklarının istemciler arasında adil paylaştırılmasına yardımcı olmaktadır. iii) Ağ İşlevi Sanallaştırma (NFV) ve SDN yardımıyla SAND mimarisinde sanal önbellek kavramı sunulmuştur ve önbelleği en uygun lokasyona sanal olarak ilklendirmek veya taşımak için algoritmalar geliştirilmiştir. Ayrıca, önbelleği taşıma sırasında karşılaşılan "TCP hand-off" gecikme sorunu için çözüm sağlanmıştır. Mevcut çalışmalar ile karşılaştırıldığında bu çalışmada ağ kaynaklarının adil ve verimli kullanılması sağlanarak QoE metriklerinde daha iyi sonuçlar elde edildiği görülmüştür.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Quality of Experience, Software Defined Networks, Network Function Virtualization, Adaptive Video Streaming,, DASH, DANE, SAND, Deneyim Kalitesi, Yazılım Tanımlı Ağ, Ağ İşlevi Sanallaştırma, Uyarlanabilir Video Akışlandırma
