Quality-Aware Live and on-Demand Video Streaming in P2P Networks

par Ubaid Abbasi

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Toufik Ahmed.

Le jury était composé de David Griffin, Sidi-Mohammed Senouci, Damien Magoni.

Les rapporteurs étaient César Viho, Julien Bourgeois.

  • Titre traduit

    Transport avec QoS de Flux Vidéo Direct et à la Demande sur les Réseaux Pair-à-Pair


  • Résumé

    Le besoin des applications de streaming multimédia en temps réel sur Internet ne cesse d’accroître. Dans ce contexte, les réseaux Pair-à-Pair (P2P) jouent un rôle prépondérant afin d’assurer une transmission robuste et extensible (scalable) de contenu multimédia à grand-échelle. Cependant, le déploiement des applications de streaming multimédia à travers les réseaux P2P présente plusieurs verrous. En effet, les applications de streaming vidéo nécessitent une garantie de performances temps réel en termes de : délai minimal de bout-en-bout, faible taux de perte de paquets et garantie de la bande passante. Par ailleurs, un réseau P2P est composé d’un ensemble de terminaux interconnectés à travers des réseaux hétérogènes, n’ayant pas forcément les mêmes caractéristiques requises afin d’offrir la même qualité vidéo aux clients finaux.Dans cette thèse, nous analysons différents problèmes liés au streaming en-direct (Live) ou à la demande (VoD) de la vidéo sur les réseaux P2P, et nous proposons un ensemble de mécanismes pour y remédier.


  • Résumé

    There is an increasing demand for efficient deployment of real-time multimedia streaming applications over Internet. In this context, Peer-to-Peer (P2P) networks are playing an important role for supporting robust and scalable transmission of multimedia content to large-scale and massive receivers. P2P networks consist of different heterogeneous networks and devices, which may not have symmetric characteristics to offer the same video quality to end clients. The deployment of streaming applications such as live and on-demand over P2P networks is challenging. Indeed, video streaming applications require real-time performance guarantee in terms of low end-to-end delay, low packet loss and guaranteed available bandwidth. Moreover, P2P video streaming also experiences the problems of long start-time and churn-induced instability. The situation leads to affect the viewing experience of the users in P2P networks.The aim of this thesis is to analyze these issues and to propose quality-aware mechanisms for both live and on-demand streaming over P2P networks. Our contributions in this dissertation are threefold. First, we propose a small world overlay organization mechanism allowing efficient organization of peers to reduce the end-to-end delay for live streaming applications. Second, we propose a mechanism for cooperative prefetching with differentiated chunks scheduling suitable for P2P video-on-demand (VoD) to efficiently handle seek operations while reducing the response latency and increasing the hit ratio. Finally, we present a smoothing mechanism for layered streaming in P2P networks. The mechanism aims to reduce the number of layer changes under varying network conditions while at the same time achieving a high delivery ratio.


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