Journal of Broadcast Engineering (방송공학회논문지)

The Korean Institute of Broadcast and Media Engineers (한국방송∙미디어공학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

A transport-history-based peer selection algorithm for P2P-assisted DASH systems based on WebRTC

WebRTC 기반 P2P 통신 병용 DASH 시스템을 위한 전달 이력 기반 피어 선택 알고리듬

  • Seo, Ju Ho (Department of Electrical and Computer Engineering, Graduate School, University of Seoul) ;
  • Choi, Seong Hyun (Department of Electrical and Computer Engineering, Graduate School, University of Seoul) ;
  • Kim, Sang Jin (SBS Co. Ltd.) ;
  • Jeon, Jae Young (SBS Co. Ltd.) ;
  • Kim, Yong Han (Department of Electrical and Computer Engineering, Graduate School, University of Seoul)
  • 서주호 (서울시립대학교 일반대학원 전자전기컴퓨터공학과) ;
  • 최성현 (서울시립대학교 일반대학원 전자전기컴퓨터공학과) ;
  • 김상진 ((주)SBS) ;
  • 전재영 ((주)SBS) ;
  • 김용한 (서울시립대학교 일반대학원 전자전기컴퓨터공학과)
  • Received : 2019.01.15
  • Accepted : 2019.03.11
  • Published : 2019.03.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Recently the huge demand for Internet media streaming has dramatically increased the cost of the CDN (Content Delivery Network) and the need for a means to reduce it is increasing day by day. In this situation, a P2P-assisted DASH technology has recently emerged, which uses P2P (Peer-to-Peer) communications based on WebRTC (Web Real-Time Communication) standards to reduce the CDN cost. This paper proposes an algorithm that can significantly improve CDN cost savings in this technology by selecting peers based on the transport history. Also we implemented this algorithm in an experimental system and, after setting experimental conditions that emulate the actual mobile network environment, we measured the performance of the experimental system. As a result, we demonstrated that the proposed algorithm can achieve higher CDN cost savings compared to the conventional algorithm where peers are selected at random.

최근 인터넷 미디어 스트리밍 수요의 증가로 인해 CDN(Content Delivery Network) 비용이 크게 증가하였으며 이를 절감하기 위한 방안의 필요성이 날로 증가하고 있다. 이러한 상황에 맞춰 최근 CDN 비용을 절감할 수 있는 WebRTC(Web Real-Time Communication) 표준 기반의 P2P(Peer-to-Peer) 통신을 병용하는 DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) 기술이 등장하였다. 본 논문에서는, 전달 이력에 기반하여 피어(peer)를 선택하게 함으로써, 이 기술의 CDN 비용 절감 효과를 크게 개선할 수 있는 새로운 알고리듬을 제안하였다. 또한 실험실 내에서 실제 이 알고리듬을 구현하고 모바일 네트워크 환경과 유사한 환경 조건에서 실험을 시행하여 그 성능을 측정한 결과, 무작위로 피어를 선택하는 기존의 시스템과 비교하여 더 높은 CDN 비용 절감 효과를 달성할 수 있음을 보였다.

Keywords

BSGHC3_2019_v24n2_251_f0001.png 이미지

그림 1. P2P 통신 병용 DASH를 위한 P2P 연결 과정 Fig. 1. P2P connection process for P2P-assisted DASH

BSGHC3_2019_v24n2_251_f0002.png 이미지

그림 2. P2P를 이용한 세그먼트 송수신 과정 Fig. 2. Transmission and reception process of DASH segments using P2P

BSGHC3_2019_v24n2_251_f0003.png 이미지

그림 3 Hive 시스템의 클라이언트 측 구조 Fig. 3. The client-side structure of the Hive system

BSGHC3_2019_v24n2_251_f0004.png 이미지

그림 4. 무작위 방법을 이용한 피어 선택 알고리듬 Fig. 4. Peer selection algorithm using random method

BSGHC3_2019_v24n2_251_f0005.png 이미지

그림 5. 우선순위에 의한 피어 선택 알고리듬 Fig. 5. Peer selection algorithm using priority

BSGHC3_2019_v24n2_251_f0006.png 이미지

그림 6. 두 알고리듬의 성능 비교 Fig. 6. Performance comparison of the two algorithms

BSGHC3_2019_v24n2_251_f0007.png 이미지

그림 7. 저속 피어 8개 실험에서 세그먼트 요청을 위해 선택된 피어 Fig. 7. Peers selected for segment requests in the experiment with 8 throttled peers

BSGHC3_2019_v24n2_251_f0008.png 이미지

그림 8. 추가 실험의 세그먼트 순서에 따른 전달 피어 Fig. 8. Delivering peers according to segment order of additional experiment

References

  1. H. Tsukayama, Youtube: The future of entertainment is on the web, https://www.washingtonpost.com/business/technology/youtubethe-future-of-entertainment-is-on-the-web/2012/01/12/ gIQADpdBuP_story.html?utm_term=.82f602999ad5 (accessed Dec 26, 2018).
  2. W3C, "WebRTC 1.0: Real-time Communication between Browsers," https://w3c.github.io/webrtc-pc/, Sept. 2018.
  3. R. Roverso and M. Hogqvist, "Hive.js: Browser-Based Distributed Caching for Adaptive Video Streaming" in 2014 IEEE International Symposium on Multimedia, pp. 143-146, 2014.
  4. R. Roverso, S. El-Ansary, and S. Haridi, "Smoothcache: Http-live streaming goes peer-to-peer," in IFIP NETWORKING 2012, pp. 29-43, May 2012.
  5. M. Varma, H. K. Yarnagula, and V. Tamarapalli, "WebRTC-based peer assisted framework for HTTP live streaming," Proceedings of the 9th International Conference on Communication Systems and Networks (COMSNETS), pp. 415-416, Jan., 2017.
  6. R. Pantos and W. May, "HTTP Live Streaming," IETF RFC 8216, Aug. 2017.
  7. J. Liu, L. Shang, H. Jin, et al., "Bluetooth P2P Architecture for Transporting Streaming Media on the Internet," 2009 IEEE IMSAA, Dec. 2009.
  8. B. Sredojev, D. Samardzija, and D. Posarac. "WebRTC technology overview and signaling solution design and implementation" in 2015 38th International Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics (MIPRO), pp. 1006-1009, May 2015.
  9. M. Handley, V. Jacobson, and C. Perkins, "SDP: Session Description Protocol," IETF RFC 4566, July 2006.
  10. MSIT (Ministry of Science and Information Technology) Press Release, "Quality assessment results of 2017 telecommunication services," https://www.msit.go.kr/web/msipContents/contentsView.do?cateId =mssw311&artId=1371275, Dec. 26, 2017.
  11. Dash media server, http://dash.edgesuite.net/envivio/.
  12. Netbalancer, https://netbalancer.com/.
  13. Https://github.com/Peerialism/hive.js.