Historique Streaming et VOD Client / Serveur ou...
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Historique
Streaming et VOD
Client / Serveur ou P2P ?
Optimisations
Conclusion
TONGUET / GONZALEZ – 20/11/2009 – La Vidéo à la demande
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En septembre 1994 : Cambridge Interactive TV trial
› Service VOD sur le Cambridge Cable Network
› Accessible pour 250 foyers et écoles
› Rudimentaire
› Abandonné en 1996 : problèmes de sourcing
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En 1998 : Kingston Communications
› Service VOD accessible depuis Internet
› Accessible au grand public
› Racheté par Tiscali en 2006
Entre 2000 et 2005 : Multiplication des offres de VOD
› Evolution des machines
› Développement d’Internet
› Développement des liens à très haut débit
Fin 2006 : 142 services de VOD payants en Europe
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Streaming :
› « Le streaming désigne un principe utilisé principalement pour
l’envoi de contenu en « direct » (ou en léger différé). Il permet la
lecture d’un flux audio ou vidéo à mesure qu’il est diffusé. »
› Par opposition à la diffusion par téléchargement
› Utilisation astucieuse d’une mémoire tampon
› Deux types de lecture : progressive ou continue
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Lecture en progressif :
› Aussi appelée « Streaming HTTP ».
› Serveur web classique.
› Lancement de la vidéo quand les données sont suffisantes
› Principal avantage : Peu coûteux car pas de serveur spécialisé
› Principal inconvénient : On n’adapte pas la qualité de la vidéo au débit
› Exemples : YouTube, Dailymotion, Megavideo…
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Lecture en continu :
› Nécessite un serveur spécialisé
› Début de la lecture « immédiate »
› Détecte le format des vidéos, leur structure et la bande passante disponible
› Principal avantage : Qualité de la vidéo adaptée à la qualité de la connexion
› Principal inconvénient : Plus coûteux à mettre en œuvre
› Exemples : vidéos utilisant un lecteur de média local (QuickTime, WMP,…)
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Vidéo à la demande :
› « Technique de diffusion de contenus vidéos numériques offerts
ou vendus par les réseaux câblés, comme Internet, ou les
réseaux non câblés, comme la téléphonie 3G. »
› Utilise le principe du streaming
› Rendu possible grâce au développement du haut débit
› Evolution du « Pay-per-view » (TV à la carte)
› Deux modes : PUSH et PULL
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Mode PUSH :
› Le client ne gère pas le transfert des données
› Segments de vidéo poussés vers le client
› Les bons segments doivent être envoyés au
bon moment
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Avantages du PUSH :
› Simple à mettre en œuvre
› Ne nécessite pas de serveur spécifique
› Stockage (temporaire) des données sur le disque dur local
Inconvénients du PUSH :
› Forte consommation de bande passante
› Impossible d’accéder à une partie de la vidéo avant son chargement
› Monopolise une connexion pendant la lecture
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Mode PULL :
› Le client gère le transfert des données
› Il demande les segments qu’il souhaite
visualiser
› Permet d’utiliser un plus grand nombre de
connexion avec RTMP
› Exemple : YouTube, Dailymotion
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Avantages du PULL :
› Simple à mettre en œuvre
› Consommation de bande passante relativement réduite
› Chargement immédiat du passage que l’utilisateur souhaite voir
Inconvénients du PULL :
› Revisualisation impossible car pas de stockage local
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Connexion initialisée par le client
Serveur de vidéos en mode push ou pull
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Buffer
› Mode Push
› Mode Pull
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Avantages
› Facilite la recherche de vidéos
› Temps de réponse rapide
Inconvénients
› Surcharge du serveur si trop de clients
› Bande passante limitée
› Panne générale
› Coûteux si on a plusieurs serveurs
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Système d’échanges de ressources entre
utilisateurs
Chronologie
› 2000 : Réseaux à inondation
› 2001 : Tables de hachage distribuées (DHT)
Caractéristiques
› Volatilité importante
› Distribution géographique importante
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Réseau à inondation
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Buffer
› Mode Push
› Mode Pull
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Avantages
› Répartition de la charge pour une vidéo
› Croissance sans problème du système
› Optimisation du chargement des vidéos
Inconvénients
› Temps de réponse parfois long
› Sur quels clients rechercher une vidéo ?
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Architecture mixte
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Avantages
› Disponibilité
› Optimisation des chargements
Inconvénients
› Coûteux
› Complexe à mettre en oeuvre
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Grosse consommation de bande passante
Besoin de serveurs puissants
Recherche de solutions pour améliorer les performances
Objectifs :
› Soulager les serveurs (Client / Serveur)
› Réduire les échanges entre pairs (P2P)
› Rendre la VOD accessible au plus de monde possible
Nécessaire pour les différents types d’architecture
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Constat : envoi en unicast très coûteux en bande passante
Possibilité d’utiliser la technologie multicast
Nécessité de grouper les demandes pour une même vidéo
Solution : le Batching
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On regroupe plusieurs demandes pour la même vidéo
Regrouper un certain nombre de requêtes ?
› Temps d’attente indéterminé
› Contraintes de temps trop importantes
Attendre un certain temps ?
› Temps d’attente déterminé
› On peut garantir un temps maximum d’attente au client
Envoi en multicast pour tous ceux qui ont fait la demande
Réduction importante du nombre de messages envoyés par le serveur
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Problème : choix du temps d’attente (ΔT) du batching?
› ΔT trop long : les clients sont insatisfaits
› ΔT trop court : perte de l’intérêt du multicast
Supprimer le temps d’attente tout en conservant le batching
Solution : le Patching
Réintroduire l’unicast à petite échelle :
› On lance l’envoi multicast à la première demande
› Les retardataires récupèrent la partie manquante en unicast et l’affiche
› Les retardataires mémorisent en même temps les données envoyées en multicast
Temps d’attente quasi nul
Combinaison des avantages Batching ET Patching
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Batching & Patching pour architectures C/S et Hybrides
Comment optimiser les échanges dans les architectures P2P?
Objectifs différents : efficacité et rapidité dans la recherche de pairs
Problèmes des sauts dans la vidéo
Protocole InstantLeap : accélère la recherche de pairs dans le cas
d’un saut dans la vidéo.
Principe : découpage du film en segments
› Construire une liste de voisins regardant le même segment de la vidéo
› Construire une liste de raccourcis vers des pairs regardant les autres segments
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Bootstrap :
› Join classique
› Construction liste des voisins du même groupe
› Construction liste des raccourcis vers d’autres groupes
Recherche d’un morceau de la vidéo
› Soit chez l’un de mes voisins du même groupe
› Soit chez le voisin d’un de mes voisins
› Soit je fais appel à un serveur (archi Hybrides)
Saut dans la vidéo
› Comme recherche mais dans la liste des raccourcis
› Mise à jour des deux listes selon le nouveau groupe
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TONGUET / GONZALEZ – 20/11/2009 – La Vidéo à la demande
Technologie relativement récente
Devenue un vecteur « d’informations »
Toujours en expansion avec le développement des Box
Recherche d’améliorations boostée par l’enjeu commercial
Pas encore de successeur sérieux à la V.O.D.
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VOD et Streaming :
http://en.wikipedia.org/wiki/Video_on_demand
http://en.wikipedia.org/wiki/Steaming
Architectures :
http://www.liafa.jussieu.fr/~fm/enseignements/P2P3.pdf http://www.crdp.ac-lyon.fr/b/b1/b14/usages/servervideonum.pdfhttp://www.thlab.net/~lmassoul/paper_JSAC.pdf
PUSH / PULL :
http://www.comp.glam.ac.uk/NGMAST08/NGMAST2008_presentations/CA228_FMN/FMN_4/HybridSlides.pdfhttp://www.clamenstream.com/diffusion_push_ou_streaming_pull_rtmp.html
Lecture en continue / Lecture en progressif :
http://www710.univ-lyon1.fr/~btouranc/M2SIR/TER/LIEVRE_MOLE.pdf
Batching et Patching :
http://ditwww.epfl.ch/SIC/SA/SPIP/Publications/spip.php?article1370
InstantLeap :
http://nemesys.comp.nus.edu.sg/nossdav09/slides/hassan-talk-nossdav09.pdf
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Merci à tous pour votre attention