Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
640146		SDN-based Controllable-P2P-assisted CDN for HTTP adaptive live video streaming over edge access networks / Uç erişimli ağlar üzerinden HTTP uyarlamalı canlı video akışı için YTA tabanlı kontrol edilebilir-P2P destekli CDN Yazar:SELİN NACAKLI Danışman: PROF. DR. AHMET MURAT TEKALP Yer Bilgisi: Koç Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering Dizin:Bilgisayar ağları = Computer networks ; Sayısal video iletimi = Digital video transmission	Onaylandı Doktora İngilizce 2020 116 s.
Günümüzde OTT ve IPTV servisleri de dahil olmak üzere Internet üzerinden canlı video hizmetleri giderek daha popüler hale gelmektedir. Bu hizmetler, hiper metin aktarım protokolü (HTTP) uyarlamalı akış (HAS) kullanan kullanıcı-sunucu modeline dayanmaktadır. Bir sunucunun kullanabileceği eşzamanlı akış sayısında maksimum bir kısıt olduğundan, isteğe bağlı ölçeklenebilirlik sağlayan popüler çözümler arasında içerik dağıtım ağları (CDN) ve eşler arası (P2P) akış bulunmaktadır. Bugün OTT video hizmetleri, içeriği dağıtılmış uç noktalarda önbelleğe almak için bulut CDN çözümlerini kullanmaktadır. Bulut CDN'leri yalnızca kaynak sunucudaki yükü azaltmakla kalmayıp, aynı zamanda düşük gecikmeyle içerik dağıtımını hızlandırmaktadır. Ancak, CDN altyapısını barındırmak veya kiralamak pahalı olabilir. P2P ortamının ve veri kanallarının kullanımını kolaylaştıran WebRTC protokolündeki son gelişmeler, P2P video akışına olan ilginin artmasını sağlamıştır. Fakat, Internet üzerinden P2P video gönderiminin kontrolsüz doğası kritik bir problem olarak kalmaktadır. Bir yandan da, iki büyük endüstri trendi gözlemlenmektedir: i) bulut hizmeti sağlayıcıları düşük gecikme süresi ve daha yüksek bant genişliği erişimi için ağ kenarlarına doğru ilerlemektedir (sis bilişim olarak da bilinir), ii) ağ hizmeti sağlayıcıları (NSP) kenar erişim ağlarını yönetmek için kapalı ve özel donanım tabanlı erişim teknolojilerini kenar bulutlarda çalışan ayrıştırılmış ve sanallaştırılmış yazılım ile değiştirmektedir. Mevcut CDN ve P2P video çözümlerinin eksikliklerini ve SDN tabanlı bulut ve uçtan erişimli ağ teknolojilerinin potansiyelini kabul ederek, ağ servis sağlayıcıları tarafından işletilen kenar erişim veri merkezlerinde barındırılan hibrit bir P2P destekli CDN mimarisi öneriyoruz. Önerilen mimaride, NSP, her bir kenar ağ alanını yönetmek için SDN özellikli bir bulut platformu kullanmaktadır. Önerilen hibrit servis mimarisinin önemli bir özelliği, video servisi anahtar performans göstergelerini (KPI) optimize etmek için hem kullanıcılar tarafından CDN erişiminin hem de kullanıcılar arasında P2P video akışının, her bir SDN tabanlı uç ağ etki alanındaki ağ servis sağlayıcısı tarafından kontrol edilmesidir. Bu kontrol edilebilir P2P destekli kenar yönetimli video servisi, CDN sunucularındaki yükü azaltırken, akış başına deneyim kalitesi (QoE) dalgalanmalarının ve ayrılmış bir ağ dilimi üzerindeki birden fazla heterojen video çözünürlüğü kullanıcısı arasındaki adaletsizliğin üstesinden gelir. Bu hizmetin diğer avantajları şunlardır: i) daha iyi video kalitesi, düşük gecikme ve kullanıcılar için tamponlama olmaması; ii) çapraz ISS trafiğini en aza indirmesi; iii) P2P hizmetlerinin izinsiz kullanılmasından kaçınması. Deneysel sonuçlar, SDN destekli kenar ağ platformlarında çalıştırılan önerilen kontrol edilebilir P2P destekli CDN servisinin, KPI'mıza göre tek başına son teknoloji CDN veya P2P hizmetlerinden daha iyi performans gösterdiğini göstermektedir. Son olarak, SDN, WebRTC ve kenar bilişimini birleştiren P2P destekli servisleri kullanarak tüm bu sorunları gideren bir çözüm literatürde bulunmamaktadır.
Live video services over the Internet, including over-the-top (OTT) and IPTV services, are becoming ever more popular. These services are based on the client-server model using hyper-text transmission protocol (HTTP) adaptive streaming (HAS). Since there's a maximum number of concurrent streams that a server can handle, popular solutions to provide demand-scalability include content-distribution networks (CDN) and peer-to-peer (P2P) streaming. Today OTT video services employ cloud CDN solutions to cache content in distributed edge points of presence. Cloud CDNs not only ease the load on the origin server, but also accelerate content delivery with lower latency. However, hosting or renting CDN infrastructure can be costly. Recent developments in the WebRTC protocol that offers easy to use P2P media and data channels have led to renewed interest in P2P video streaming. However, the uncontrolled nature of P2P video delivery over the Internet remains as a critical problem. In the meantime, we observe two major industry trends: i) cloud service providers are moving towards network edges for lower latency and higher bandwidth access (also known as fog computing), ii) network service providers (NSP) are replacing closed and proprietary hardware-based access technologies with disaggregated and virtualized software running on edge clouds to manage their edge access networks. Recognizing the shortcomings of current CDN and P2P video solutions and the potential of SDN-based unified cloud and edge-access network technologies, we propose a hybrid P2P-assisted CDN architecture hosted at edge-access datacenters operated by network service providers. In the proposed architecture, the NSP employs an SDN-enabled cloud platform to manage each edge network domain. An important feature of the proposed hybrid service architecture is that both the CDN access by clients and P2P video streaming between clients are controlled by the network service provider within each SDN-based edge network domain to optimize video service key performance indicators (KPI). This controllable P2P-assisted edge-managed video service reduces the load on CDN servers while overcoming quality of experience (QoE) fluctuations per flow and unfairness between multiple heterogeneous video-resolution clients over a reserved network slice. Other advantages of this service include: i) better video quality, lower delay and no buffering for clients; ii) minimization of cross-ISP traffic; iii) avoiding illegal, unauthorized usage of P2P services. Experimental results show that the proposed managed P2P-assisted CDN service deployed at SDN-enabled network edge platforms performs better than the state of the art CDN or P2P services alone according to our KPI. Finally, there are no solutions to the best of our knowledge that address all of these problems in the literature using P2P-assisted services combining SDN, WebRTC and edge computing.