Combining in-network caching, HTTP Adaptive Streaming and Multipath to improve video Quality Of Experience

Résumé : Le volume de trafic vidéo s'est considérablement accru pendant ces dernières années: selon Cisco, sa part dans l’Internet atteindra 81% d’ici 2021, soit le double du volume de son trafic net par rapport à 2016. Cette augmentation aussi importante du trafic vidéo repousse les capacités des réseaux des Fournisseurs de Access Internet (FAI), ce qui entraîne leur surutilisation et, par conséquent, la dégradation de la Qualité d'Expérience (QoE) vidéo perçu par leurs utilisateurs. Cette thèse tente de résoudre le problème de l'amélioration de la QoE vidéo des utilisateurs sans compter sur les FAI pour mettre à niveau leurs réseaux. Pour ce faire, nous avons choisi de combiner des technologies telles que la mise en cache (Caching), le streaming adaptatif HTTP (HAS) et le transport de données Multipath. Nous commençons par l'exploration de l'interaction entre HAS et le Caching. Nous concevons une limite optimale pour la performance d'un algorithme d'adaptation de la qualité pour la HAS et la comparons à la performance de l'algorithmes basés de débit, de buffer, et à la pointe de l'optimisation appelé Fast MPC. Nous confirmons les avantages de la reconnaissance du cache dans l'adaptation de la qualité lors de l'utilisation d'un cache proxy et proposons une telle extension à Fast MPC. Concluant sur la difficulté de la reconnaissance de la cache, nous prenons un pas en arrière pour étudier un système de diffusion vidéo à grande échelle, où les caches en réseau sont représentés par des réseaux de distribution de contenu (Content Delivery Networks, CDN). Ils déploient des caches à l'intérieur des réseaux des FAI et disposent de leurs propres serveurs vidéo externes. Comme nouveauté, nous considérons que les utilisateurs disposent d’une connectivité multi-accès simultanée vers plusieurs réseaux de FAI. Nous prévoyons toutefois que l'accès aux caches dans le réseau ne soit pas possible par Multipath, car ils ne sont pas accessibles depuis des réseaux extérieurs. Cela apporte deux nouveaux régimes opérationnels au système: les clients vidéo peuvent accéder aux serveurs Multipath extérieurs avec une bande passante agrégée (ce qui peut augmenter leur QoE, mais apportera également plus de trafic au FAI), ou diffuser leur contenu à partir d'un cache plus étroit via une seule connexion (apportant moins de trafic dans FAI). Ce désaccord potentiel dans les objectifs FAI et CDN conduit à des performances système non optimales, que nous identifions en modélisant une limite optimale pour les performances FAI-CP conjointes. En réponse à cela, nous développons deux schémas de collaboration entre deux acteurs, dont les performances peuvent s'approcher des limites optimales pour nos paramètres, et nous discutons de sa mise en oeuvre pratique.
Type de document :
Thèse
Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Université Côte d'Azur, 2018. English
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https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01968837
Contributeur : Vitalii Poliakov <>
Soumis le : jeudi 3 janvier 2019 - 12:36:29
Dernière modification le : vendredi 4 janvier 2019 - 01:20:44

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Vitalii Poliakov. Combining in-network caching, HTTP Adaptive Streaming and Multipath to improve video Quality Of Experience. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Université Côte d'Azur, 2018. English. 〈tel-01968837〉

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