‌ای بر استحکام شبکه‌: یک رویکرد P2P ترکیبی.. 46

2.4.4        خلاصه:‌ نتیجه‌گیری، نتایج و گفتگو. 47

3………….. رهیافت داده رانشی : Coolstreaming. 49

3.1        چالش های فنی و مسائل باز. 52

3.2        بر مبنای درختی و داده – رانشی : آیا ترکیب این دو ممکن است ؟. 52

3.3        تشویق و بی طرفی.. 53

3.4        روش‌های دسترسی پهنای باند کم. 55

3.5        جنبندگی بالای نظیرها 56

3.6        حمایت از گیرنده های ناهمگن.. 57

3.7        کدگذاری شبکه : کد گذاری در نظیر. 57

3.8        پیامدهای پیاده سازی.. 58

3.9        پخش ویدئو با تأخیر کم. 59

4………….. مشوق‌ها 62

4.1        مقایسه‌ای با به اشتراک‌گذاری فایل.. 64

4.1.1        رتبه‌بندی همسایه‌ها 66

4.1.2        توصیه‌نامه‌ها و گواهی‌نامه‌های همسایگی.. 67

4.1.3        رانش دادن به همسایه‌های خوب… 69

4.2        کدگذاری منبع و شبکه. 70

 

 

4.3        مکانیزم‌های تشویقی استفاده شده در برنامه‌های تجاری.. 71

5………….. روش پیشنهادی  75

5.1.1        محاسبه‌ی مقدار شراکت موثر گره 76

5.1.2        روند انتخاب پاسخ به درخواست سرویس… 77

6………….. شبیه‌سازی‌ها و نتایج  80

6.1        ویژگی‌های سیستم. 82

6.2        معیارهای ارزشیابی.. 84

6.3        نتایج شبیه‌سازی.. 85

7………….. نتیجه گیری و کارهای پیش رو  89

8               مراجع  91

 

فهرست شکل‌ها

شکل ‏2‑1وابستگی درونی فریم‌ها 6

شکل ‏2‑2مدل معماری شبکه توزیع ویدئو. 13

شکل ‏2‑3اجزای یک شبکه ارسال ویدئو. 20

شکل ‏2‑4پروتوکل های معماری.. 21

شکل ‏3‑1 نمودار سیستم Coolstreamin.. 49

شکل ‏3‑2نمایشی از مشارکت نظیرها در Coolstreaming.. 50

شکل ‏3‑3تصویر لحظه ای از بافر a)BitTorrent b)Coolstreaming.. 50

شکل ‏3‑4مثالی از مکانیزم این-در ازای-آن. 54

شکل ‏6‑1معماری لایه‌ای مدل شبیه سازی شده از سامانه جریان سازی نظیر به نظیر ویدئوی زنده 80

شکل ‏6‑2فرضیات شبیه سازی.. 83

شکل ‏6‑3مقایسه کارایی پیوستگی نمایش برای مقادیر مختلف گره  و 10% سودجو. 85

شکل ‏6‑4 مقایسه کارایی پیوستگی نمایش برای مقادیر مختلف گره  و 50% سودجو. 86

شکل ‏6‑5مقایسه کارایی از دیدگاه درصد گره‌های موفق به آغاز نمایش با 10% سودجو. 86

شکل ‏6‑6مقایسه کارایی از دیدگاه درصد گره‌های موفق به آغاز نمایش با 50% سودجو. 87

شکل ‏6‑7مقایسه از دیدگاه تأخیر آغاز نمایش برای مقادیر مختلف گره 10% سودجو. 87

شکل ‏6‑8مقایسه از دیدگاه تأخیر آغاز نمایش برای مقادیر مختلف گره 50% سودجو. 88

 

1          دیباچه

در این قسمت انگیزه‌ها و اهداف و کار خود را در این رساله ارائه می‌کنیم.

1.1        انگیزه‌ها و اهداف جریان سازی

امروزه برنامه‌های پخش ویدئوی برخط با سرعت زیادی رو به رشد هستند و این در نتیجه‌ی نگاه تولیدکنندگان محصولات ویدئویی به مدل‌های تجاری جدید، در دسترس بودن پهنای باند وسیعتر برای شبکه‌ی دسترسی (در اینترنت، در شبکه‌های سلولی، در شبکه‌های IP خصوصی و … ) و انقلاب در توسعه‌ی سخت‌افزار‌های جدید با قابلیت‌های بالا در بازتولید و دریافت جریان‌های تصویری میباشد.

برای نمونه، حجم ویدئوی موجود در اینترنت سالانه دوبرابر می‌شود،‌ و این در حالی است که تقاضا با ضریب سه افزایش می‌یابد. در اینترنت، سرویس‌های انتشار ویدئو بطور وسیعی با استفاده از زیرساختار شبکه‌ی تحویل محتوا (CDN) گسترش می‌یابند، که این زیرساختار‌ها، مجموعه‌ای از سرورها (که در نقاط استراتژیکی در هر سوی اینترنت قرار گرفته‌اند) هستند که بطور ناپیدا[1] برای تحویل محتوا به کاربرهای انتهایی با یکدیگر همکاری دارند. با این وجود، از آنجایی که پهنای باند گرانترین منبع در اینترنت است و تحویل ویدئو یکی از سرویس‌هایی است که بیشترین تقاضا برای آن وجود دارد، سرویس‌های ویدئوی زنده هنوز از نظر تنوع و قابلیت دسترسی، با محدودیت روبرو هستند. [1]

روشی که این روز‌ها محبوب شده، شامل استفاده از ظرفیت عمده بلااستفاده کلاینت‌ها برای به اشتراک گذاری توزیع ویدئو با سرورها از طریق سیستم‌های نظیر به نظیر تکامل یافته کنونی است. این رویکرد همچنین از ازدحام در شبکه‌ی محلی جلوگیری میکند؛ چرا که در این حالت سرورها (کلاینت‌های دیگر) می‌توانند بطور وسیعی نزدیک کلاینت نهایی باشند. ایراد اصلی این روش آن است که کلاینت‌ها (که در این متن نظیر‌ها نامیده می‌شوند) با نرخ بالایی به طریق خودمختار و کاملا غیرهمگام، قطع و وصل می‌شوند. این فرایند منجر به چالش اساسی در طراحی نظیر به نظیر می‌شود: چگونه کیفیت مورد نیاز کلاینت‌ها را در یک محیط با تغییرات زیاد به آنان عرضه نماییم.

قطع اتصال نظیر‌ها می‌تواند منجر به از دست رفتن اطلاعاتی شود که می بایست به شخص دیگری ارسال میگردید. توزیع ویدئوی زنده به دلیل محدودیت‌های بلادرنگ زمانی، به از دست رفتن بسته ها بسیار حساس است. علاوه بر این، به منظور کاهش مصرف پهنای باند، روند کدگذاری  برخی از افزونگی‌های طبیعی ویدئو را حذف مینماید، که این امر خود نیز باعث آسیب‌پذیری بیشتر جریان تصویر به اتلاف داده‌ها می‌گردد. واضحا، این عامل و همچنین عوامل دیگر، بر کیفیت تصویر دریافت شده توسط کاربر نهایی تاثیر می‌گذارد، اما مقدار تاثیر آن بر کیفیت آنچنان واضح نیست.

شبکه‌ های استاندارد پارامترهای غیر‌مستقیمی از قبیل نرخ تلفات، تاخیر‌ها، قابلیت اعتماد و … را به منظور اندازه‌گیری و کنترل کیفیت دریافتی در شبکه مورد استفاده قرار می‌دهند. بنابراین مهم است که بتوانیم کیفیت دریافت شده را بلادرنگ و با دقت ارزیابی نماییم. دو رویکرد مهم برای اندازه‌گیری کیفیت ویدئو وجود دارد؛ تست‌های ذهنی و پارامترهای عینی. بطور خلاصه، ارزیابی‌های ذهنی شامل تشخیص های انسانی ای است که روی یک سری از ویدئوهای کوتاه و بر طبق دیدگاه شخصی‌شان در مورد کیفیت نظر می‌دهند. ارزیابی‌های عینی، شامل استفاده از الگوریتم‌ها و فرمول‌هایی است که کیفیت را به طریق خودکار، کمی و تکرارشدنی اندازه‌گیری می‌کنند. مشکل این است که آنها معمولا قرینه خوبی برای ارزیابی کیفیت دریافت شده ندارند. علاوه بر آن، نیاز به محاسبه‌ی سیگنال اصلی نیز دارند. برای کم کردن اشکالات این دو رویکرد، روش‌های هیبرید توسعه یافته‌اند. [9]

برنامه های اشتراک فایل به صورت نظیر به نظیر (برای نمونه، پروتکل‌های مبتنی بر Bittorrent) از یک سری از مشوق‌ها و دستداد‌ها برای مبادله‌ی قطعات فایل‌ها در بین نظیر‌ها استفاده می‌کنند. جستجو‌ها و انتقال‌های فایل های بالاسری از یک نظیر به دیگر نظیرها، می‌تواند باعث ایجاد گلوگاه و یا تاخیر‌هایی شود که این پروتکل ها را نامناسب جریان‌سازی زنده ویدئوی می سازد. برای برخورد با این مشکل، می توان از یک رویکرد چند منبعی استفاده کرد، که در آن، جریان تصویر به چندین جریان افزونه‌ای تجزیه می‌شود که توسط نظیر‌های متقاوتی به نظیر‌های دیگر با یک توپولوژی درختی همراه با هزینه‌ی سیگنالینگ بسیار پایین، فرستاده می شود. [5]

[1] Transparent