Transmisia datelor multimedia in retele de calculatoare

Dynamic Interleaved Segment Caching for Interactive Streaming

Manoila Constantin<constantin.manoila@CS.PUB.RO>

UNIVERSITY POLITEHNICA of BUCHARESTDEPARTMENT OF COMPUTER SCIENCE

CuprinsIntroducere Streaming

RTP Proxy caching

CSC Interactivitate

Interleaved Segement Caching BISC DISC

Studiu de caz Simulare Rezultate

Concluzii2

StreamingTehnica prin care transferul de date este

perceput ca un flux continuu

Continutul unui “obiect” (ex. clip video/audio) poate fi accesat inainte ca acesta sa fi fost descarcat in intregime

3

Streaming– RTSPReal Time Streaming Protocol:

standard pentru comunicarea dintre un server media si un client (player) media

Metode:SETUP – stabilire conexiunePLAY – incepere transmisiePAUSE – oprire temporara a

transmisiei (fara terminarea conexiunii)

SET_PARAMETER – stabilire de parametri

4

Proxy cachingStocarea obiectului in cache-ul proxy-ului

pentru acces rapid

Obiecte multimedia dimensiuni mari

Stocarea in intregime in cache nu este o solutie viabila

Obiectul este impartit in segmente, acestea fiind incarcate pe rand

5

Proxy caching - CSCContinuous Segment Caching

Schema de caching secvential:segmentele de inceput sunt incarcate primelesegmentele urmatoare sunt incarcate la un

moment ulterior de timp

Tehnica eficienta in cazul in care clientul interactioneaza rar cu serverul

6

Interactivitate Cereri posibile din partea unui client:

Fast-forward / Rewind Pause Jump

Jump (accesare aleatoare): Clientul trimite comanda PAUSE serverului Clientul poate trimite serverului diversi parametri Clientul trimite comanda PLAY serverului

Cand segmentul accesat nu este in cahce intarzieri mari pentru buffer-izare

Solutie : folosirea unei scheme de caching dinamic

7

Interleaved Segement Caching – BISCBasic Interleaved Segment Caching

Segmentele sunt incarcate in mod dispersat, pentru a creste sansa de cache-hit in cazul unui acces aleator

8

BISC – ContinuareDaca clientul “sare” la un segment:

existent in cache reducerea timpului de buffer-izare

inexistent in cache directionare catre cel mai apropiat segment aflat in cache

Trade-off: mai putine segmente de inceput incarcate in

cache performanta proxy-ului este diminuatatimpul de raspuns la un acces aleator este

imbunatatit9

Interleaved Segment Caching – DISCDynamic Interleaved Segment CachingAlgoritm euristic combinatie intre CSC si

BISC

10

DISC – ContinuareBazat pe pattern-uri de acces ale clientului

Mod de functionare:Fiecare obiect accesat pentru prima oara este

introdus complet in cache pentru a putea fi observate actiunile clientului

Cand obiectul este selectat pentru a fi scos din cache, se determina numarul de segmente din acesta care pot ramane

Algoritmul decide asupra acestora care dintre scheme (CSC sau BISC) ar trebui aplicata pe viitor pe baza actiunilor anterioare ale clientului

11

Studiu de caz Aplicat in decursul a 3 zile

2748 clienti diferiti ai unui ISP major

10266 obiecte media accesate de la 1110 servere de streaming in cadrul a 23001 sesiuni

Aproximativ 80 GB de trafic media

Durata de rulare variabila intre cateva secunde si 5 ore

Rezultate asupra operatiilor uzuale: Fast-forward / Rewind 1% Jumps 48% Pause 51%

12

SimularePe baza studiului de caz au fost facute

diverse simulari cu diversi parametri

Rezultatele ce urmeaza a fi prezentate presupun:durata simularii: o zidimensiunea unui buffer: suficienta pentru a

reda 15 secunde din continutul unui clip

13

Rezultate

14

Numarul de cache-hits raportat la numarul total de accesari aleatoare

Odata cu cresterea dimensiunii cache-ului, atat BISC cat si DISC ofera timpi de raspuns superiori fata de CSC

Rezultate – Continuare

15

Timpul de buffer-izare raportat la numarul de accesari aleatoare

Odata cu cresterea dimensiunii cache-ului, atat BISC cat si DISC ofera performanta sporita fata de CSC

Rezultate – Continuare

16

Reducerea traficului pe retea raportat la caching

Odata cu cresterea dimensiunii cache-ului, CSC ofera performanta sporita fata de BISC si DISC

ConcluziiCSC si BISC reprezinta doua extreme privind

timpul de raspuns la un acces aleator vs. performanta caching-ului

DISC s-a dovedit, pe baza simularilor, a fi o solutie viabila de compromis intre cele doua metode de caching

Imbunatatiri viitoare presupun colectarea de date si rularea unor simulari la o scare mult mai mare

17

Q&A

18