本文選題：基于HTTP的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)流 + 多服務(wù)器��； 參考：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：傳統(tǒng)的基于RTP/RTSP的流媒體傳輸技術(shù)由于無法穿透防火墻和NAT,且需要專門對(duì)服務(wù)器進(jìn)行配置,因此它的應(yīng)用受到較大的限制�；贖TTP的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)流(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP, DASH)能夠根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況,動(dòng)態(tài)調(diào)整用戶請求的視頻碼率,提升網(wǎng)絡(luò)的利用率,因此,這項(xiàng)技術(shù)引起商業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。隨著業(yè)務(wù)規(guī)模的擴(kuò)大,DASH的服務(wù)模式也開始從單服務(wù)器向多服務(wù)器轉(zhuǎn)變,多服務(wù)器下客戶端能夠同時(shí)從多個(gè)服務(wù)器下載視頻分片。與單服務(wù)器相比,多服務(wù)器能夠提供更高的帶寬、多樣化的鏈路和更高的可靠性。多服務(wù)器場景下,由于用戶請求的高度動(dòng)態(tài)性及多服務(wù)器傳輸帶寬的差異性,使得用戶獲取的視頻質(zhì)量波動(dòng)較頻繁,無法保證客戶端視頻質(zhì)量的穩(wěn)定性,影響到客戶端用戶體驗(yàn)質(zhì)量(quality of experience,QoE)�，F(xiàn)有的解決方案主要是針對(duì)客戶端自適應(yīng)算法進(jìn)行改進(jìn),其調(diào)度過程是以分片為最小單位來完成碼率自適應(yīng)過程,往往難以在視頻播放質(zhì)量的穩(wěn)定性方面取得很好的效果。因此,本文針對(duì)多服務(wù)器場景下DASH客戶端質(zhì)量波動(dòng)問題進(jìn)行研究,提出了一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network, SDN)的DASH多服務(wù)器視頻傳輸框架,主要完成了以下工作:1)構(gòu)建了一個(gè)多服務(wù)器場景下,基于SDN的DASH系統(tǒng)服務(wù)模型。通過使用openflow控制器收集各服務(wù)器可用帶寬,web代理服務(wù)器接收客戶端請求并執(zhí)行分片調(diào)度算法為客戶端合理分配服務(wù)請求策略。2)提出了以視頻塊(包含多個(gè)視頻分片)為粒度的視頻分片調(diào)度算法,通過將多個(gè)分片組成一個(gè)視頻塊,將這多個(gè)分片使用一種分配策略分配至多個(gè)服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)了同一視頻塊內(nèi)視頻分片的碼率同步,并使得分片有序下載。3)客戶端采用Q學(xué)習(xí)算法,將帶寬、客戶端緩沖區(qū)和視頻碼率作為環(huán)境狀態(tài),并構(gòu)建了一個(gè)QoE相關(guān)的回報(bào)函數(shù),通過訓(xùn)練學(xué)習(xí),最終生成了用于碼率決策的Q矩陣,用于客戶端碼率的決策依據(jù)。最后,本文通過實(shí)驗(yàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明,本文策略能夠根據(jù)服務(wù)帶寬保證視頻分片有序下載,減少了視頻質(zhì)量波動(dòng)頻率,增加了客戶端播放的穩(wěn)定性,提高了客戶端視頻質(zhì)量。
[Abstract]:Because the traditional streaming media transmission technology based on RTP/RTSP can not penetrate the firewall and NATT and needs to configure the server specially, its application is limited. Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) based on HTTP can dynamically adjust the rate of video code requested by users according to the current network conditions and improve the utilization of the network. Therefore, this technology has attracted wide attention in business and academic circles. With the expansion of service scale, the service mode of DASH begins to change from single server to multi-server, and multi-server client can download video slice from multiple servers at the same time. Compared with single server, multi-server can provide higher bandwidth, diversified links and higher reliability. In the multi-server scenario, because of the high dynamic nature of the user's request and the difference of the transmission bandwidth of the multi-server, the video quality obtained by the user fluctuates frequently, which can not guarantee the stability of the video quality of the client. The quality of user experience is affected by the quality of client user experience. The existing solutions are mainly aimed at the improvement of the client-side adaptive algorithm, whose scheduling process is to complete the rate adaptive process with the minimum unit of slice, and it is often difficult to achieve good results in the stability of video playback quality. Therefore, in this paper, the quality fluctuation of DASH client in multi-server scenario is studied, and a DASH multi-server video transmission framework based on software defined network Defined network (SDN) is proposed. The main work is as follows: 1) A DASH system service model based on SDN is constructed in a multi-server scenario. By using the openflow controller to collect the available bandwidth of each server, the web proxy server receives the client request and executes the slicing scheduling algorithm to distribute the service request policy for the client reasonably. 2) A video block (including multiple video partitions) is proposed. Slice) is a grained video slicing scheduling algorithm, By forming a video block with a plurality of segments, the multiple segments are allocated to a plurality of servers using an allocation strategy, which realizes the bit rate synchronization of the video fragments within the same video block. And make the slice order download. 3) the client adopts Q learning algorithm, takes bandwidth, client buffer and video bit rate as the environment state, and constructs a QoE related return function. Finally, the Q matrix for rate decision is generated, which can be used as the decision basis of the rate of the client. Finally, the effectiveness of the whole system is verified by experiments. The results show that the strategy can guarantee the orderly downloading of video fragments according to the bandwidth of service, reduce the frequency of video quality fluctuation, and increase the stability of client playback. Improved client video quality.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP393.0

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本文編號(hào)：1783914