Impact of Topology on Parallel Video Streaming Impacto da Topologia em Transmissões de Video em Paralelo N. Kamiyama[1], R. Kawahara[1], T. Mori[1], S. Harada[2], H. Hasegawa[1] [1] NTT Service Integration Laboratories [2] NTT West NOMS 2010 Apresentado por: Fernando H Gielow

Roteiro Introdução Problema tratado Solução proposta Fundamentos Alocação ótima de servidores Seleção ótima de servidores Análise de topologias Discussão Conclusão Análise do artigo

Introdução HDTV / UHDV cada vez mais comuns Grande banda de transmissão necessária 25/180~600 Mbps depois de comprimidos Congestionamentos nos enlaces

Introdução OSPF Peso de aresta igual Peso de aresta estático Demais trabalhos relacionados não são práticos Informações globais Alteração em roteadores CDNs Não definem/selecionam servidores ótimos Apenas um servidor transmite por cliente Motivação

Introdução Reduzir a utilização máxima de enlace Balancear tráfego Transmissão paralela Diversos servidores Estudo de topologias reais Transmissões unicast independentes em tempo real, sem pre-loading Objetivo

Problema tratado Uso paralelo de diversos servidores Balanceamento de tráfego Redução da utilização máxima de enlace

Problema tratado Uso paralelo de diversos servidores Balanceamento de tráfego Redução da utilização máxima de enlace 25Mbps

Problema tratado Uso paralelo de diversos servidores Balanceamento de tráfego Redução da utilização máxima de enlace 15Mbps 10Mbps

Problema tratado Uso paralelo de diversos servidores Balanceamento de tráfego Redução da utilização máxima de enlace 10Mbps 9Mbps 6Mbps

Solução proposta Utilização de um enlace Assumida divisão igual de carga entre servidores Para cada origem (s) e destino (d) Média de tráfego por seg. entre s e d 1, se o enlace s-d é usado; 0, caso contrário Capacidade do enlace e Uso do enlace e Fundamentos

Solução proposta E: Enlace de maior uso => gargalo Vazão é máxima quando u E = 1 muda de acordo com os servidores Fundamentos Aonde posicionar e quais servidores usar?

Solução proposta Alocação ótima de servidores

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Alocação ótima de servidores

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Alocação ótima de servidores

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Alocação ótima de servidores U=10 U=0

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Alocação ótima de servidores U=10 U=20 U=0 U=10

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Alocação ótima de servidores U=10 U=50 U=0 U=40 U=10

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Alocação ótima de servidores U=10 U=70 U=0 U=60 U=10 U=20 U=10

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Alocação ótima de servidores U=10 U=70 U=0 U=60 U=10 U=20 U=10 Qual servidor mitigaria esta carga?

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Alocação ótima de servidores

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Alocação ótima de servidores

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Alocação ótima de servidores U=10 U=0 U=10 U=20 U=10

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Alocação ótima de servidores U=10 U=0 U=10 U=20 U=10 Qual servidor mitigaria estas cargas?

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Alocação ótima de servidores

Solução proposta Seleção ótima de servidores

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Seleção ótima de servidores

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Seleção ótima de servidores

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Seleção ótima de servidores U=10 U=20

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Seleção ótima de servidores U=10 U=20

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Seleção ótima de servidores

Mitigação no enlace mais utilizado Solução proposta Seleção ótima de servidores

Análise de topologias N: número de nós M: número de enlaces bidirecionais g: média de grau G: grau máximo R: % nós cujo grau > g/N

Análise de topologias Ladder Gr < 0.4 & g < 3 Star R < 0.25 H&S (Hub & Spokes) R >= 0.25 C Tipos Gr = G/N

Análise de topologias C Resultados – Capacidades de enlaces Capacidade div. cap. máx.

Análise de topologias C Resultados – Transmissão de vídeo simples Minimum Cost Delivery

Análise de topologias C Resultados – Transmissão de vídeo em paralelo Média vazão paralela div. vazão simples

Discussão Star Muitos nós de grau pequeno e baixa cap. Utilização máxima Esta carga não pode ser reduzida H&S Enlaces muito heterogêneos Grande benefício na transmissão paralela Ladder Enlaces muito compartilhados Menor benefício na transmissão paralela C

Conclusão É importante maximizar a vazão e balancear o uso dos enlaces individuais Topologias comerciais reais analisadas Transmissões paralelas Mais eficientes nas redes H&S, Ladder Vazão pode ser melhorada de 20% a 100% C

Análise do artigo A proposta de seleção ótima de servidores não tem muita coesão com o restante do artigo Diversos gráficos Análise rigorosa Talvez alguns sejam até desnecessários Diversos artifícios confundem o leitor Referências antigas C