Distribuição de Vídeo Sob Demanda com o BitTorrent Luiz José Hoffmann Filho.
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Distribuição de Vídeo Sob Demanda com o BitTorrent
Luiz José Hoffmann Filho
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Agenda
Motivação Objetivo Protocolo BitTorrent Propostas da Literatura Nova Proposta Resultados SBRC’09
2 Seminário do Land
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Motivação
Como Distribuir Vídeo sob demanda?
Garantindo alguns requisitos como:QoS;
Escalabilidade;
3 Seminário do Land
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MotivaçãoArquitetura Cliente-Servidor
Principais Problemas:
Escalabilidade!!!Recursos Finitos e
Caros
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MotivaçãoOutras Soluções?
IP Multicast :Problemas: • Por ser sobre a camada de rede, ainda não esta implementada em toda a Internet;• Alta Complexidade.
Soluções:•Utilizar sobre a camada de aplicação, como Patching e Stream Merging;•Utilizar CDNs (Content Distribution Networks).
5 Seminário do Land
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Motivação Existe outra Alternativa?
Kazaa?Emule?P2P?BitTorrent
?
Preocupados com a
localização do
conteúdo.
Preocupado com a justiça e eficiência na troca
do conteúdo.
•Escalabilidade;•Sem
modificações na infra-estrutura
da rede;•Baixo custo.
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Objetivo
Desenvolver uma nova proposta para a distribuição de vídeo sob demanda com interatividade utilizando o protocolo BitTorrent.
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Protocolo BitTorrentArquitetura
Tracker
SEED
LEECHER
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Protocolo BitTorrentAlgoritmos
Algoritmo de Seleção de Vizinhos Política Tif-For-Tat; Justo; Eficiente.
Algoritmo de Seleção de Blocos Divisão do objeto em blocos e os blocos em
pedaços; Política Rarest-First; Eficiência na distribuição do objeto.
9 Seminário do Land
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Protocolo BitTorrentProblemas na distribuição de VoD!!
No Algoritmo de Seleção de Vizinhos? Inicialmente não apresenta influência nos
resultados e continua apresentando eficiência.
No Algoritmo de Seleção de Blocos? Recuperação fora de ordem!!! Grande atraso e/ou jitter!!!
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Propostas da Literatura1. VLAVIANOS, A., ILIOFOTOU, M., FALOUTSOS, M.,
BiToS: Enhancing BitTorrent for Supporting Streaming Applications. In: 9th IEEE Global Internet Symposium, April 2006.
2. ZHOU, Y., CHIU, D. M., LUI, J. C. S., A Simple Model for Analyzing P2P Streaming Protocols. In: Network Protocols, 2007. ICNP 2007. IEEE International Conference on, 2007.
3. SHAH, P., PÂRIS, J.-F., Peer-to-Peer Multimedia Streaming Using BitTorrent. In: Performance, Computing, and Communications Conference, 2007. IPCCC 2007. IEEE International, 2007.11 Seminário do Land
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Propostas da Literatura1 - BiToS
• Seleciona com probabilidade p o mais raro do conjunto de alta prioridade e com (1- p) o mais raro do conjunto de baixa prioridade.
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Propostas da Literatura2 – Zhou-Chui-lui
• Recupera seqüencialmente com probabilidade p do conjunto de alta prioridade e com (1- p) o mais raro do conjunto de baixa prioridade.
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Propostas da Literatura3 – Shah-Pâris
• Seleciona o mais raro da janela.• Busca apenas da janela.• Modifica também o algoritmo de seleção de vizinho.
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Propostas da Literatura
Todos utilizam o protocolo BitTorrent como base;
Todos dividem os blocos em conjuntos ou janela;
Distribuem vídeo sem interatividade; Utilização de conjuntos com em 1 e 2
apresentam problemas, como a demora para busca um determinado bloco;
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Nova PropostaAproveitar idéias!!!
Distribuir VoD com interatividade; Utilizar uma janela deslizante como em 3; Utilizar a probabilidade p para escolher se
dentro da janela ou fora, como em 1 e 2; Utilizar a política Rarest-First para escolher os
blocos da janela e fora, como em 2; Janela segue as ações do usuário; Manter o algoritmo de seleção de vizinho com o
do BitTorrent; Utiliza um modelo de comportamento do
usuário, buscando os blocos de futuras ações do usuário.
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Nova PropostaModelo de Comportamento do Usuário
Trabalho da Carolina; Utiliza HMM Hierárquico para emular o
comportamento do usuários acessando um servidor de ensino a distância;
Entrada logs do Cederj, saída logs sintéticos de ações do usuário;
Geração de 3 cargas sintéticas, com diferentes perfis de interatividade, Alta, Média e Baixa.
Seminário do Land17
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Nova PropostaFuncionamento
Janela Playback
Pedido
Recebido
Janela Previsão
Com P recupera o
mais raro da janela
1 2 3 4 5 6 7 8 910
11
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Com (1 – P) recupera o
mais raro do restante
Sempre Recuperar os
Blocos da Janela de Previsão
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Nova PropostaFuncionamento
1 2 3 4 5 6 7 8 910
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Nova PropostaFuncionamento
1 2 3 4 5 6 7 8 910
11
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Janela Playback
Janela Previsão
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Nova PropostaQuestões?
Qual o melhor tamanho da janela de playback e de previsão?
Qual o melhor valor para P? Qual é a influência da taxa de chegada dos
usuários? Qual é a influência no nível de interatividade? Qual o número de seeds ideal? Qual será o desempenho das proposta em um
ambiente heterogêneo?
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ResultadosMétricas
Número de médio de blocos ausentes (interrupções);
Tempo médio de retorno das interrupções. Tempo para iniciar a visualização; Taxa de Download e Upload;
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ResultadosCargas
391 logs do Cederj; Tempo de duranção das sessões entre 20 e 30
minutos; Tempo de duração do vídeo 30 minutos. Divisão em 4 categorias, Alta, Média, Baixa e
Mista;
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ResultadosParamêtros.
Ambiente homogêneo; 1 seed; Tamanho da janela 144 segundos; Probabilidade p = 0.8; Todos os usuários chegam ao mesmos tempo.
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ResultadosAvaliação.
Seminário do Land25
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ResultadosAvaliação.
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ResultadosAvaliação.
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ResultadosAvaliação.
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ResultadosComparação entre BitTorrent e as Propostas.
Seminário do Land29
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ResultadosComparação entre BitTorrent e as Propostas.
Seminário do Land30
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ResultadosComparação entre BitTorrent e as Propostas.
Seminário do Land31
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ResultadosQuestões?
O que é melhor?muitas interrupções com retornos rápidos
ou poucas interrupções com retornos mais
longos.
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Obrigado!!!
Seminário do Land33
Perguntas?