Rede - Internet Video Streaming

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Rede

Aspectos Tecnicos

As redes de distribuição de conteúdos são o grande pilar da distribuição de vídeo pela Internet, têm como base o paradigma cliente-servidor. O objectivo de uma Content Distribution Networks (CDN) é melhorar a performance ao nível do atraso e da taxa de transferência. Para atingir este objectivo uma CDN tem vários nós, usualmente chamados de edge servers, que estão distribuídos geograficamente por múltiplos ISPs (ver figura ao lado).
Actualmente, as redes de streaming de vídeo baseadas em CDN oferecem um novo tipo de serviço, o adaptive streaming. Este serviço possibilita que um único vídeo possa ser transmitido em várias qualidades a partir do servidor e o leitor de vídeo escolhe qual a qualidade que melhor se adapta às condições de Internet do utilizador. Akamai, AT&T, NTT, Communication, Limelight, Mirror Image, Level 3,Verisign e Internap, são exemplos de empresas que o utilizam sistemas baseados em CDN.

No entanto, uma CDN necessita de um grande número de servidores, o que torna esta arquitectura muito cara, pois cada serviço de streaming pode consumir muita largura de banda e durar muito tempo, o que significa que os recursos do lado do servidor como a largura de banda e a capacidade podem ficar bastante limitados, dando uma má experiência ao utilizador. Para resolver este problema foi proposta uma arquitectura de rede para o sistema de streaming baseada em P2P. os problemas citados a cima são resolvidos utilizando os recursos disponíveis dos utilizadores, isto é, quando um utilizador estar a utilizar um serviço de streaming, como a ver um vídeo, está ao mesmo tempo a providenciar esse mesmo serviço a outros utilizadores. Quanto mais ilizadores se juntarem à rede mais recursos podem ser consumidos, desta forma, é possível fornecer serviços de streaming de mais alta qualidade e com maiores capacidades em comparação a CDN.
Os utilizadores/clientes podem trocar dados uns com os outros ou podem receber dados de outros clientes, desde de que quem providencia o serviço dê autorização. C
ada nó da rede é tratado tanto como cliente como servidor. Todos os nós são considerados iguais em termos de partilha de recursos e comunicação de informação.


Um dos grandes problemas de usar uma arquitectura P2P é a dificuldade em transmitir vídeo a uma qualidade constante, o que pode levar a os utilizadores ficarem insatisfeitos. Recentemente, foi proposto um novo sistema híbrido de streaming, que combina a tecnologia CDN com P2P. Estes sistemas prometem atingir a escalabilidade dos sistemas P2P e os níveis de atraso e de taxa de transferência dos sistemas CDN. LiveSky é o exemplo de um sistema comercial de live streaming com mais de 10 milhões de utilizadores que adoptou o sistema híbrido CDN-P2P. Conceber e gerir um sistema híbrido CDN-P2P pode ser bastante complexo, pois estes sistemas têm que ter duas propriedades:
• Adaptive streaming, disponibilizar várias qualidades para o mesmo vídeo.

• Operação em modo híbrido, os utilizadores tanto podem receber dados do servidor como de outros utilizadores que estejam a ver o mesmo vídeo.


É também preciso ter em atenção a interacção entre as duas propriedades descritas acima. A arquitectura de um sistema híbrido CDN-P2P é a apresentada no esquema em baixo.
Os sistemas híbridos CDN-P2P podem melhorar a satisfação dos utilizadores entre 20% a 40% comparado com sistemas CDN e, consegue-se chegar a uma poupança de capacidade do servidor entre 21% a 100% em comparação aos sistemas CDN.

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