不特定多数の発信者を考慮した ストリーミングシステムの実現 環境情報学部 谷岡洋平

流れ 背景 関連研究 問題点 目的 アプローチ 設計 今後の課題 まとめ

Anime, sports, news, comedy lecture 視聴中なのは AとBか・・・ Login/pass 認証OK Login/pass 認証×！ 問題解決機構 Anime,　sports,　news, comedy　 があるけどどうする？ ANIMEで。 俺も!　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 俺もANIMEで。 授業見よう! 何か見たいな A B C D E F 学生

背景 ネットワークの広帯域化 インターネットにおけるストリーミングの位置付け ライブストリーミングの重要性 ADSL、FTTHの普及 テレビ、映画、スポーツ、etc ライブストリーミングの重要性 イベント中継 遠隔地同士での対談 大学講義、学会発表 質疑応答

ライブストリーミングプロトコル Windows Media Technology Real （Helix） Quicktime VideoLAN DVTS

ライブストリーミングを行う上での問題 帯域問題 ネットワーク負荷 ボトルネック

関連研究 CDN P2P-CDN

CDN ISPやCDSP等のコンテンツ業者用の配信網 負荷分散 認証 WMT、Real等のプロトコルを対象 CPU、帯域負荷、BGPパス、DNS 認証 状態遷移の把握 WMT、Real等のプロトコルを対象 Streaming: UDP Control packet: TCP session コントロールパケットを利用したCDNマネージメント

既存のCDN sender control packet CDN網 management control packet Client A request サーバ情報 CDN網 management control packet Client A Client B

CDNの問題点 コスト高 管理者の必要性 役割の二分化 →特定の発信者と不特定多数の一般ユーザ用モデル 動的＋人的管理 発信者はISP/CDSP 受信者は一般ユーザ →特定の発信者と不特定多数の一般ユーザ用モデル

P2P-CDN 一般ユーザ用のストリーミングモデル 高価なサーバは不必要 誰もが発信者になれる 受信者が配信者になる 位置管理 サーバ 【完全分散型】中央サーバを必要としない　耐障害性が高い 【ハイブリッド型】すべてのPeerを管理できる　認証可能

P2P-CDNの問題点 P2P-CDN 認証、状態遷移問題 公平度 受信者 安定性 回線が切れた際の切り替え Peerがいなくなった場合

動的に負荷分散実現するストリーミングシステム 目的 不特定多数の配信者に対応 安定性 認証、状態遷移の把握 受信者と発信者間のマネージメント 動的に負荷分散実現するストリーミングシステム

アプローチ(1/2) 不特定多数の発信者に対応させる →P2P-CDNのアルゴリズムを利用 配信者 配信者 配信者 配信者 配信者 配信者 stream data stream data stream data 配信者 配信者 配信者 配信者 配信者 配信者 配信者 配信者

アプローチ(2/2) 安定性をあげる →配信者と受信者の役割を分ける→CDNモデル 受信者／配信者 配信者 受信者／配信者 受信者 stream data stream data 受信者／配信者 配信者 受信者／配信者 受信者

CDN網 登録 Anime Sports news 発信者A 発信者B 発信者C 配信者 A 配信者 B ランデブーポイント 配信者 C Request CDN網 配信者 A 受信要求/ 配信要求 配信者 B ランデブーポイント 問い合わせ Management Server Anime Sports news サーバ情報 配信者 C 受信要求/ 配信要求 search 受信先サーバ１情報 配信者 D 配信者 E 受信者A

設計（1/3） シグナルコントローラー DVTSを用いたスプリット機構の構築 発信者 受信者 配信者 設計（1/3）　シグナルコントローラー DVTSを用いたスプリット機構の構築 発信者 dvsend + signal controller 受信者 dvrecv + signal controller 配信者 dvcopy+ signal controller Signal controller dvsend dvrecv dvcopy control packet stream

設計（2/3） CDN網 P2P-CDN用のアルゴリズムを使用 Management server トポロジ情報、帯域、負荷による分散 不特定多数の発信者に対応 Management server ランデブーポイントに対してサーバーの状態遷移およびネットワーク状態の報告 トポロジ管理 ストリーミングデータの受信配信要求

設計（3/3） ランデブーポイント Management Serverとの情報交換 発信者、受信者間のマネージメント 設計（3/3）　ランデブーポイント Management Serverとの情報交換 スプリッタ/ネットワークの状態を公開情報に反映 発信者、受信者間のマネージメント 公開中ストリーミングデータ管理 受信者による検索 映像Qualityベース プロトコルベース 映像の名前 公開時間 Queuing機能（待ち受け

評価 定性評価 定量評価 負荷分散を前提とした動作確認 認証およびクライアントの状態遷移を把握できているか 待ち時間 パケットロス スケーラビリティ スプリッタにおけるストリーミングデータ複製本数

進捗状況 設計段階

今後の課題 Management Serverのシングル・ポイント・オブ・フェイラーをどう防ぐか？ 他のプロトコルへの対応

まとめ 配信サーバ間の通信にP2P-CDNモデル 配信サーバと受信クライアントの役割分担 不特定多数の発信者に対応 配信サーバと受信クライアントの役割分担 安定性を実現 ランデブー・ポイントでの「、発信者と受信者の情報共有機構の実現 不特定多数の発信者と受信者の情報交換 受信者の状態遷移の把握

おわり

anime sports news lecture 負荷分散網 comedy lecture 視聴中なのは AとBか・・・ Login/pass 認証OK request request request Login/pass 認証×！ request ホームページ 授業は下記の アドレスから。 http://aa 12/23 8:00 負荷分散網 Anime Sports News Comedy ... ANIMEで。 俺もANIMEで。 何か見たいな A B C D E F 外部者 学生

アプローチ（1/2） 汎用的なライブストリーミングシステムの実現 既存の機能 不特定多数発信者への対応 発信者、受信者間のマネージメント 負荷、帯域問題の動的解決 受信者の把握、認証 安定性（トラブル時の経路切り替え） ユーザ透過性 不特定多数発信者への対応 発信者、受信者間のマネージメント ランデブーポイント

CDN網 登録 Anime Sports news 発信者A 配信者 A 配信者 B ランデブーポイント 配信者 C 配信者 D Request CDN網 配信者 A 登録 受信要求/ 配信要求 配信者 B ランデブーポイント 問い合わせ Management Server Anime Sports news サーバ情報 配信者 C 受信要求/ 配信要求 search 受信先サーバ１情報 配信者 D 配信者 E 受信者A