عنوان پایان‌نامه
مطالعه کارایی سیستم های شبکه ای همتا به همتای چند رسانه ای
- رشته تحصیلی
- مهندسی کامپیوتر -نرم افزار
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E2008;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51603
- تاریخ دفاع
- ۲۳ آذر ۱۳۹۰
- دانشجو
- سمانه حیدری
- استاد راهنما
- احمد خونساری
- چکیده
- جریان‌سازی زنده‌ی چندرسانه‌ای بر اساس الگوی ارتباط همتابه‌همتا، یکی از کاربردهایی جدیدی است که در سالهای اخیر توجه کاربران زیادی را به خود جلب کرده است. پژوهشگران بسیاری، این شبکه‌ها را از دیدگاه‌های مختلف مورد توجه قرار داده‌اند و تأثیر عوامل مختلف را بر کارایی آنها ارزیابی کرده‌اند. کیفیت نمایش ویدئو و تأخیر دو معیاری هستند که برای ارزیابی کارایی این شبکه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دو معیار به نحوی با یکدیگر در رقابت هستند، به این معنی که بهبود تأخیر باعث تخریب کیفیت نمایش می‌شود و برعکس. به همین علت، برای بهبود این دو معیار به طور همزمان، مسأله‌ی مصالحه مطرح می‌شود. در کاربردهای مختلف جریان‌سازی، هر یک از این دو معیار اهمیت بیشتری می‌تواند داشته باشد. به عنوان مثال در کاربردهای حساس به موعد زمانی، تأخیر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و در عین حال باید کیفیت قابل قبولی از ویدئو دریافت شود. اما در میان پژوهش‌های انجام گرفته تاکنون، به مصالحه‌ی موجود میان این دو معیار در رقابت با هم پرداخته نشده است. بنابراین در این پایان‌نامه، بررسی این مصالحه با توجه به کاربرد یکی از کارهایی است که به آن پرداخته شده است. به همین منظور ابتدا یکی از مدلسازی‌های موجود برای این شبکه‌ها را به عنوان مدل پایه برگزیده‌ایم. سپس با استفاده از حل مسائل بهینه‌سازی چند-هدفه، مصالحه‌ی بین تأخیر و پیوستگی نمایش را مورد ارزیابی قرار می‌دهیم. پیش از آنکه مسأله‌ی مصالحه را به صورت مسأله‌ی بهینه‌سازی چند-هدفه مدلسازی کرده و سپس حل کنیم، به مدل فرم بسته‌ای از تأخیر و پیوستگی نمایش نیاز داریم. از این رو، ابتدا برای توابع تأخیر و پیوستگی نمایش، تقریبی به صورت فرم بسته و صریح ارائه می‌کنیم، سپس از این روابط فرم بسته در مسأله‌ی بهینه‌سازی خود استفاده می‌نماییم. به علاوه، در دنیای واقعی همتاهای شرکت‌کننده در جریان‌سازی، معمولاً از جهت پهنای باند متفاوت هستند. با توجه به اینکه پهنای باند مهمترین منبعی است که با استفاده از آن جریان‌سازی صورت می‌گیرد، استفاده‌ی بهینه از این منبع می‌تواند در بهبود جریان‌سازی مفید واقع شود؛ در بهبود جریان‌سازی، استراتژی انتخاب قطعه نیز تأثیر گذار است. این در حالی است که در مدل‌های موجود بحث ناهمگون بودن همتاها و استراتژی‌های انتخاب قطعه به صورت توأمان لحاظ نشده است. بنابراین در ادامه‌ی پایان‌نامه، مدلسازی برگزیده شده در ابتدای کار را گسترش داده و آن را برای مدلسازی جریان‌سازی زنده‌ی ناهمگون همتابه‌همتا تعمیم می‌دهیم. در این مدلسازی، برای انتخاب همتا، از شمای اولویت‌دهی وزندار بهره برده‌ایم که منجر به برقراری انصاف میان همتاهای شرکت‌کننده در استفاده از ظرفیت پهنای باند شبکه می‌شود. نتایج ارزیابی این مدلسازی نشان می‌دهند که هر چه همتاهای شرکت کننده، پهنای باند بیشتری در اختیار شبکه قرار دهند، پیوستگی نمایش کل شبکه بهبود می‌یابد. همچنین به علت استفاده از شمای اولویت‌دهی وزندار، همواره پیوستگی نمایشی که همتاهای با پهنای باند بالاگذاری بالا تجربه می‌کنند، بیشتر از پیوستگی نمایشی است که همتاهایی با پهنای باند بالاگذاری پایین دریافت می‌کنند. این نتایج همچنین نشان می‌دهند که استفاده از استراتژی‌های مختلف انتخاب قطعه در تغییر پیوستگی نمایش مؤثر است؛ استراتژی اول-نایاب‌ترین پیوستگی نمایش بیشتری از استراتژی حریصانه را نتیجه می‌دهد و استراتژی ترکیبی به بیشترین مقدار پیوستگی نمایش ممکن دست می‌یابد. واژه‌های کلیدی: شبکه‌های همتابه‌همتا، شبکه‌ی ناهمگون، مدل فرم بسته، مصالحه
- Abstract
- Peer-to-peer architecture has gained numerous interests in many research communities, mainly because of its broad range of applications, such as p2p streaming, Live p2p streaming, etc. The rapid emergence of live peer-to-peer streaming has attracted many interests during last years and the effects of different metrics on the performance of these networks have been studied. In P2P live streaming, playback continuity and startup delay are the performance metrics of great significance. These are competitive metrics because an improvement in playback continuity causes an increase in delay and vise versa. The tradeoff problem which is the simultaneous improvement of playback continuity and delay is considered as an important problem in a live p2p streaming network. In different streaming applications, one of these metrics is more important. As an example, in a real time application, delay is crucial, though users should experience acceptable video quality. But in the researches in this field, the real tradeoff between these competitive metrics has not been studied. So in this thesis we represent a tradeoff model according to the application which is based on one of the most famous model called “simple model”. We explore the tradeoff problem through a biobjective optimization formulation that maximize some notions of playback continuity while minimizing some notions of delay. Our formulation uses explicit approximations of delay and playback continuity that is beneficial for modeling tradeoff between the aforementioned competing performance metrics. In the real world, the participant peers have usually different bandwidths in a P2P streaming networks. Due to the fact that bandwidth is an important resource that help streaming, effective use of this resource influences streaming performance improvement. In addition, chunk selection strategy is another factor that causes an improvement in streaming performance. Although in the existing researches peers heterogeneity and chunk selection strategies are not considered simultaneously. So, we continue our document by extending the “simple model” and modeling live video streaming in a heterogeneous P2P network. In our modeling, we use a weighted priority scheme that causes to assign fair bandwidth to participant peers. The simulation results point out that if the participant peers share more bandwidth in the network, playback continuity will be higher. Also, because of using weighted priority scheme, peers with more upload bandwidth experience more playback continuity. Our results shows the effect of each chunk selection strategy; Rarestfirst strategy and Greedy strategy cause more playback continuity and delay respectively and Mixed strategy gain more video quality experienced by users. Keywords: P2P networks, Heterogeneous network, Closed-form model, Tradeoff, Overlay network
