Способи підвищення ефективності передачі потокового відео в однорангових мережах
| dc.contributor.author | Габінет, Артем Вікторович | |
| dc.contributor.degreedepartment | обчислювальної техніки | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | інформатики та обчислювальної техніки | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2015-11-11T14:28:46Z | |
| dc.date.available | 2015-11-11T14:28:46Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description.abstracten | Thesis for a Ph.D. degree by specialty 05.13.05 – Computer Systems and Components. National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2015. The thesis is dedicated to solving of the scientific problem of increasing effi-ciency for streaming video transmission in peer-to-peer networks through the devel-opment of approach for optimization of their structures, methods that allow to reduce the traffic volume in networks, to speed up network reconfiguration and to decrease the delay time of video data delivery and to increase the efficiency of reservation and renewing of the lost data. For reducing of traffic in peer-to-peer networks through decreasing of doubling the method of creation of peer-to-peer networks structure with broadcast video data delivery with decentralization of functional subscribers selection is offered. The mathematical model of hierarchical structures of peer-to-peer networks is offered, theoretically justified and investigated. On the basis of this model the method of optimization of creation of tree structure of video data spreading is developed, this allowed to reduce their delivery time between the most remote nodes. According to the results of experimental investigations of real systems for video information spreading the methodology of forecasting the changes of subscriber amount in network is justified. On its basis the method for proactive selection of functional subscribers in network is offered that allows to reduce the time for system reconfiguration. For providing of data delivery continuity the method of their reservation and re-newing was developed, the method is based on erasures-codes that are being trans-ferred in reserved stream. It is proved that by taking into account the specific of data lost during network reconfiguration the offered method provides less informational redundancy in compare with the existing methods. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 – Компьютерные системы и компоненты. Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", г. Киев, 2015 г. Диссертация посвящена решению научной задачи повышения эффективности передачи потокового видео в одноранговых сетях за счет разработки подхода к оптимизации их структур, способов и методов, которые позволяют уменьшить объем трафика, ускорить реконфигурацию сети, а также уменьшить время задержки доставки видеоданных, увеличить эффективность резервирования и восстановления потерянных данных. Проведен анализ задачи доставки широковещательной видеоинформации в компьютерных сетях. Проведенный анализ показал, что в ближайшей перспективе более эффективным является применение одноранговых сетей в противовес классической клиент-серверной архитектуре. В одноранговых сетях каждый абонент выступает в роли клиента и в роли сервера, что позволяет распределить нагрузку между всеми участниками и, таким образом, потенциально уменьшить объемы трафика в каналах передачи данных. Для решения проблемы уменьшения уровня дублирования передачи видеоданных предложена организация одноранговой сети в виде двухуровневой топологии. На нижнем уровне размещаются абоненты в виде древовидной структуры, в вершине которой находится наиболее подходящий функциональный абонент. Соответственно, на верхнем уровне организуется процесс передачи видеоданных между функциональными абонентами и базовым сервером видеотрансляции. Особенность функциональных абонентов состоит в распространении полученных видеоданных абонентам своей древовидной структуры. Теоретически обоснован и разработан способ формирования структуры одноранговой сети на основе децентрализации поиска функциональных абонентов. Экспериментально доказано, что предложенный способ позволяет существенно снизить уровень дублирования передачи данных и, соответственно, практически вдвое уменьшить объем трафика при широковещательном распространении видеоданных в одноранговых сетях. Предложена, теоретически обоснована и исследована математическая модель иерархических структур одноранговых сетей, на основе которой разработан способ оптимизации формирования структуры дерева распространения видеоданных, что позволило уменьшить их время доставки между самыми отдаленными узлами и таким образом гарантировать заданный уровень задержки. По результатам экспериментальных исследований существующих систем распространения видеоинформации определены основные характеристики временного ряда количества абонентов в одноранговой сети, проведен анализ на наличие его самоподобия. Обоснован метод экспоненциального сглаживания с учетом тренда (метод Хольта) для прогнозирования количества абонентов. Предложен метод управления проактивным выбором наиболее подходящих функциональных абонентов на основе прогнозирования изменения количества абонентов, который позволяет ускорить время реконфигурации структуры одноранговой сети широковещательной доставки видеоданных. Для обеспечения непрерывности широковещательной доставки видеоданных в одноранговых сетях впервые предложен метод восстановления информационных кодов группы смежных в потоке пакетов – "пачки", отличительной чертой которого является то, что коды восстановления данных (erasures-коды), которые передаются в резервном потоке, формируются как суммы по модулю 2 кодов основных пакетов, отстают в основном потоке на величину максимальной длины "пачки", за счет чего получена возможность варьирования трафика резервного потока в зависимости от объема буферной памяти абонента и, тем самым, было повышено эффективность восстановления потерянных пакетов по сравнению с существующими erasures-кодами. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – Комп’ютерні системи та компоненти. Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", м. Київ, 2015 р. Дисертаційна робота присвячена вирішенню наукової задачі підвищення ефективності передачі потокового відео в однорангових мережах за рахунок розробки підходу до оптимізації їх структур, способів та методів, які дозволяють зменшити об’єм трафіку в мережах, прискорити реконфігурацію мережі, а також зменшити час затримки доставки відеоданих та збільшити ефективність резервування і відновлення втрачених даних. Для зниження трафіку в однорангових мережах за рахунок зменшення дублювання пропонується спосіб формування структури однорангових мереж широкомовної доставки відеоданих з децентралізацією пошуку функціональних абонентів. Запропонована, теоретично обґрунтована і досліджена математична модель ієрархічних структур однорангових мереж, на основі якої розроблено спосіб оптимізації формування структури дерева розповсюдження відеоданих, що дозволило зменшити їх час доставки між самими віддаленими вузлами. За результатами експериментальних досліджень реальних систем розповсюдження відеоданих обґрунтована методика прогнозування змін кількості абонентів у мережі. На її основі запропоновано метод управління проактивним вибором функціональних абонентів, який дозволяє скоротити час реконфігурування мережі. Для забезпечення неперервності доставки даних розроблено метод їх резервування та відновлення на основі erasures-кодів, що передаються в резервному потоці. Доведено, що за рахунок урахування специфіки втрати даних при реконфігуруванні мережі, запропонований метод забезпечує меншу інформаційну надлишковість у порівнянні з відомими методами. | uk |
| dc.format.page | 22 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/13801 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 004.724.4 | uk |
| dc.title | Способи підвищення ефективності передачі потокового відео в однорангових мережах | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.13.05 – комп'ютерні системи та компоненти | uk |