ContinuStreaming : achieving high playback continuity of gossip-based peer-to-peer streaming

2007-2008 > Academic research: refereed > Refereed conference paperVersion of RecordPublishe

Fast source switching for gossip-based peer-to-peer streaming

2008-2009 > Academic research: refereed > Refereed conference paperVersion of RecordPublishe

4D TeleCast: Towards Large Scale Multi-site and Multi-view Dissemination of 3DTI Contents

3D Tele-immersive systems create real-time multi-stream and multi-view 3D collaborative contents from multiple sites to allow interactive shared activities in virtual environments. Applications of 3DTI include online sports, tele-health, remote learning and collaborative arts. In addition to interactive participants in 3DTI environments, we envision a large number of passive non-interactive viewers that (a) watch the interactive activities in 3DTI shared environments, and (b) select views of the activities at run time. To achieve this vision, we present 4D TeleCast, a novel multi-stream 3D content distribution framework for non-interactive viewers providing the functionality of multi-view selection. It addresses the following challenges: (1) supporting a large number of concurrent multi-stream viewers as well as multi-views, (2) preserving the unique nature of 3DTI multi-stream and multi-view dependencies at the viewers, and (3) allowing dynamic viewer behavior such as view changes and large-scale simultaneous viewer arrivals or departures. We divide the problem space into two: (1) multi-stream overlay construction problem that aims to minimize the cost of distribution of multi-stream contents, and maximize the number of concurrent viewers with sufficient viewer dynamism in terms of their resources and availabilities, and (2) effective resource utilization problem that aims to preserve the multi-stream dependencies in a view considering the heterogeneous resource constraints at the viewers. We evaluate 4D TeleCast using extensive simulations with 3DTI activity data and PlanetLab traces.published or submitted for publicationis peer reviewe

Broadcasting on Large Scale Heterogeneous Platforms under the Bounded Multi-Port Model

International audienceWe consider the problem of broadcasting a large message in a large scale distributed platform. The message must be sent from a source node, with the help of the receiving peers which may forward the message to other peers. In this context, we are interested in maximizing the throughput (i.e. the maximum streaming rate, once steady state has been reached). The platform model does not assume that the topology of the platform is known in advance: we consider an Internet-like network, with complete potential connectivity. Furthermore, the model associates to each node local properties (incoming and outgoing bandwidth), and the goal is to build an overlay which will be used to perform the broadcast operation. We model contentions using the bounded multi-port model: a processor can be involved simultaneously in several communications, provided that its incoming and outgoing bandwidths are not exceeded. For the sake of realism, it is also necessary to bound the number of simultaneous connections that can be opened at a given node (ie its outdegree). We prove that unfortunately, this additional constraint makes the problem of maximizing the overall throughput NP Complete. On the other hand, we also propose a polynomial time algorithm to solve this problem, based on a slight resource augmentation on the outdegree of the nodes

Diseño centrado en calidad para la difusión Peer-to-Peer de video en vivo

El uso de redes Peer-to-Peer (P2P) es una forma escalable para ofrecer servicios de video sobre Internet. Este documento hace foco en la definición, desarrollo y evaluación de una arquitectura P2P para distribuir video en vivo. El diseño global de la red es guiado por la calidad de experiencia (Quality of Experience - QoE), cuyo principal componente en este caso es la calidad del video percibida por los usuarios finales, en lugar del tradicional diseño basado en la calidad de servicio (Quality of Service - QoE) de la mayoría de los sistemas. Para medir la calidad percibida del video, en tiempo real y automáticamente, extendimos la recientemente propuesta metodología Pseudo-Subjective Quality Assessment (PSQA). Dos grandes líneas de investigación son desarrolladas. Primero, proponemos una técnica de distribución de video desde múltiples fuentes con las características de poder ser optimizada para maximizar la calidad percibida en contextos de muchas fallas y de poseer muy baja señalización (a diferencia de los sistemas existentes). Desarrollamos una metodología, basada en PSQA, que nos permite un control fino sobre la forma en que la señal de video es dividida en partes y la cantidad de redundancia agregada, como una función de la dinámica de los usuarios de la red. De esta forma es posible mejorar la robustez del sistema tanto como sea deseado, contemplando el límite de capacidad en la comunicación. En segundo lugar, presentamos un mecanismo estructurado para controlar la topología de la red. La selección de que usuarios servirán a que otros es importante para la robustez de la red, especialmente cuando los usuarios son heterogéneos en sus capacidades y en sus tiempos de conexión.Nuestro diseño maximiza la calidad global esperada (evaluada usando PSQA), seleccionado una topología que mejora la robustez del sistema. Además estudiamos como extender la red con dos servicios complementarios: el video bajo demanda (Video on Demand - VoD) y el servicio MyTV. El desafío en estos servicios es como realizar búsquedas eficientes sobre la librería de videos, dado al alto dinamismo del contenido. Presentamos una estrategia de "caching" para las búsquedas en estos servicios, que maximiza el número total de respuestas correctas a las consultas, considerando una dinámica particular en los contenidos y restricciones de ancho de banda. Nuestro diseño global considera escenarios reales, donde los casos de prueba y los parámetros de configuración surgen de datos reales de un servicio de referencia en producción. Nuestro prototipo es completamente funcional, de uso gratuito, y basado en tecnologías bien probadas de código abierto

Broadcasting on Large Scale Heterogeneous Platforms with connectivity artifacts under the Bounded Multi-Port Model

International audienceWe consider the classical problem of broadcasting a large message at an optimal rate in a large scale distributed network. The main novelty of our approach is that we consider that the set of participating nodes can be split into two parts: "green" nodes that stay in the open-Internet and "red" nodes that lie behind firewalls or NATs. Two red nodes cannot communicate directly, but rather need to use a green node as a gateway for transmitting a message. In this context, we are interested in both maximizing the throughput (\ie the rate at which nodes receive the message) and minimizing the degree at the participating nodes, \ie the number of TCP connections they must handle simultaneously. We both consider cyclic and acyclic solutions for the flow graph. In the cyclic case, our main contributions are a closed form formula for the optimal cyclic throughput and the proof that the optimal solution may require arbitrarily large degrees. In the acyclic case, we prove that it is possible to achieve the optimal throughput with low degree. Then, we prove a worst case ratio between the optimal acyclic and cyclic throughput and show through simulations that this ratio is on average very close to 1, which makes acyclic solutions efficient both in terms of the throughput and the number of connections

GoalBit: la primer red P2P de distribución de video en vivo de código abierto y gratuita

Actualmente el tráfico sobre Internet se encuentra creciendo día a día, siendo la distribución de video el principal impulsor de dicho aumento. Tal como se presenta en [32], hoy en día el 40% del tráfico total de Internet se corresponde con la distribución de contenidos audiovisuales, mientras que se espera que para el 2014 este alcance el 57%. A su vez, dentro de las diferentes formas de distribución de video, la distribución de video en vivo se encuentra creciendo en importancia. Debido a este contexto, en los últimos años se han desarrollado múltiples aplicaciones de streaming entre pares, o también llamados P2PTV (Peer-to-Peer TV). Algunos ejemplos de estas aplicaciones son PPlive [103], TVUnetwork [127], PPstream [104], SopCast [121], etc. Todas aplicaciones con protocolo e implementaciones cerradas.Dada esta realidad, este trabajo se centra en el diseño e implementación de GoalBit,la primer red P2P para la distribución de video en vivo, gratuita y de código abierto. Siguiendo el exitoso enfoque de BitTorrent [19], se diseña el GoalBit Transport Protocol,mediante el cual es posible distribuir un streaming de video en vivo sobre una red de pares. Se define el GoalBit Packetized Stream con el fin de especificar la forma de paquetizar un streaming de audio y video, encapsulándolo dentro del protocolo de transporte. En base a estas especificaciones, se apoya a la comunidad open-source en la implementación de un cliente de referencia llamado GoalBit.Tanto a nivel de pruebas empíricas, como en emulaciones realizadas, se observó que la estrategia de selección de piezas, la cual define que piezas un par debe solicitar a otro, es un factor de gran relevancia en la continuidad y latencia del streaming. En este tesis se extiende el trabajo [109], introduciendo una nueva estrategia de selección de piezas y comparándola con las presentadas en dicho trabajo. Por otro lado, se continua con el trabajo realizado en [110] sobre la medición de la calidad de experiencia mediante la tecnología PSQA, integrando dicha medición al cliente GoalBit,obteniendo de esta manera una visión global y completa del estado de la distribución del streaming en la red. Finalmente, a modo de validar nuestras ideas, se desarrollan un conjunto de extensiones al protocolo GoalBit, entre los que se encuentran el prototipo de una red de distribución de contenidos y un prototipo de un monitor de contenidos genérico. Tanto el cliente GoalBit, como sus extensiones fueron probados en escenarios reales, obteniendo resultados muy prometedores

Supporting Non-Linear and Non-Continuous Media Access in Peer-to-Peer Multimedia Systems

Ph.DDOCTOR OF PHILOSOPH