P2P live scalable video streaming with ALTO service

Abstract

Yapılan ölçümlere göre, günümüzde ortalama İnternet trafiğinin %80'i gibi büyük bir kısmı eş görevli ağ (P2P) uygulamalarından gelmektedir ve bu değer en yoğun saatlerde %90'ı aşmaktadır. Bu nedenle İnternet servis sağlayıcılarının yönlendirdiği trafiğin önemli bir kısmı P2P trafiğidir. Ancak P2P uygulaması ağ modeli, yapısı gereği fiziksel ağ topolojisinden habersiz olduğu için, ağ kaynaklarının verimsiz kullanılmasına ve kullancıların düşük hizmet kalitesi almasına sebep olmaktadır. Bu gereksiz kaynak kullanımı kullancıların aldığı hizmetin kalitesini düşürmekle birlikte, servissağlayıcılar arası trafiği arttırmakta ve servissağlayıcıların ekonomilerini büyük ölçüde ve olumsuz yönde etkilemektedir.İnternet'teki P2P trafiğinin önemli bir kısmı video uygulamalarına aittir. Ayrıca, gercek ağlar hatların hızlarbakımından türdeş olmayan bir yapıya sahiptir. Bu nedenlegerçek zamanlı bir video akıtım servisinin değişik hızlara sahip kullanıcılar için değişik kalitelerde videolar sunması gereklidir. Her bir kalite seviyesi için ayrı bir video dosyası oluşturmak bu soruna bir çözüm olabilir. Ancak, bu çözüm gereksiz veri tekrarı nedeniyle verimsizdir.Bu tezde servis sağlayıcıların ekonomilerini geliştirmek, ağ verimliliğini arttırmak ve kabul edilebilir hizmet kalitesi sunmak icin bir P2P Gerçek Zamanlı Ölçeklenebilir Video Akıtımı Mekanizması ve Uygulama Katmanı Trafik Eniyileme (ALTO) Sunucusunu farklı eş sıralama algoritmaları kullanarak hayata geçirdik. Bu tezin ana hedefi, ALTO protokolünün uygulama başarımını korurken, servis sağlayıcılar arasındakitrafiği önemli ölçüde azalttığını göstermektir. Aldığımızsonuçlara göre, sisteme bir ALTO sunucusu yerleştirmek, video akıtım uygulaması için tatmin edici hizmet kalitesi sunarken, servis sağlayıcılar arasındaki trafiği önemli ölçüde azaltmaktadır.

It has been measured that, as high as 80% of the average Internet traffic is now from peer-to-peer (P2P) applications, and upwards of 90% during peak hours. These results tell us that a significant portion of the traffic that ISPs route is P2P traffic. However, since the typical P2P application overlay network model is network-oblivious, due to its nature, it causes inefficient network utilization, and low qualityof experience, from the perspective of the network providers and the end users, respectively. This inefficient resource utilization increases inter-ISP traffic, and leads to serious disruptions on ISP economics as well as lower QoE by the users.A significant portion of the P2P traffic on the Internet is for video applications. Furthermore, real networks are heterogeneous in link rates. Thus a live video streamingservice should support streams with different qualities for users using different data rates. A possible solution to this problem is achieved by creating a different video file for each quality level. However, this solution is inefficient due to data duplication.To improve ISP economics, improve network efficiency and achieve acceptable QoE performance, we implement a P2P Live Scalable Video Streaming Mechanism and Application Layer Traffic Optimization (ALTO) Server, by using different peer ranking algorithms in this thesis. The main objective of this thesis, to show that the ALTO protocol reduces the inter-ISP traffic significantly while maintaining the application performance. Results reveal that, placing an ALTO Server decreases the inter-ISP traffic dramatically while maintaining a satisfactory QoE performance for the streaming video application.