A Multi-tier fog architecture for video on demand streaming

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SANTOS, Hugo Leonardo Melo dos
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPA
Texto Completo: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/10111
Resumo: Os usuários estão mudando seus hábitos de comunicação tradicional com base em chamadas de voz ou mensagens de texto para serviços de vídeo em tempo real ou sob demanda consumidos em dispositivos móveis. Nesse sentido, a transmissão de conteúdo de vídeo considerando uma Qualidade de Experiência (QoE) adequada nas infraestruturas de redes sem fio móvel é um problema crítico nas comunidades acadêmicas e industriais. Além disso, o vídeo sob demanda tem um consumo crescente na Internet, exigindo maior largura de banda e menor latência. Neste contexto, um paradigma de computação em névoa pode ser aplicado para melhorar a experiência do usuário em redes sem fio. A computação em névoa pode melhorar a QoE para transmissão de vídeo sob demanda, tanto fazendo cache de vídeo quanto fazendo adaptação de conteúdo na borda da rede. No entanto, é importante avaliar o desempenho do download de vídeos com diferentes configurações de codec e em cache mais próximo do usuário para medir o ganho sob perspectiva do usuário. Projetamos uma arquitetura de computação em névoa de váriias camadas com 3 níveis localizados na nuvem, um perto da borda e outra nos dispositivos móveis. Avaliamos o desempenho do download do vídeo de vários níveis localizados em aplicações geográficas distintas para aplicações multimídia. Nós avaliamos em um ambiente experimental com rede livre e congestionada de vídeos transmitidos codificados em H.264 e H.265 com 3 taxas de bits em um cenário implantado no testbed FIBRE. Nós coletamos métricas de QoE, tempo de inicial para reprodução, tempo de congelamento, métricas de QoS, tempo de viagem ida e volta do pacote e consumo de energia para analisar os ganhos para cada configuração de vídeo. Esses resultados mostraram uma compreensão importante do uso de cache , codec e taxa de bits em cenários de redes multimídia.
id UFPA_4c10affe4d12b2e621f16d40bf6d523c
oai_identifier_str oai:repositorio.ufpa.br:2011/10111
network_acronym_str UFPA
network_name_str Repositório Institucional da UFPA
repository_id_str 2123
spelling 2018-08-07T16:38:20Z2018-08-07T16:38:20Z2018-03-05SANTOS, Hugo Leonardo Melo dos.A Multi-tier fog architecture for video on demand streaming. 2018. 67f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2018. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Disponível em: <http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/10111>. Acesso em:.http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/10111Os usuários estão mudando seus hábitos de comunicação tradicional com base em chamadas de voz ou mensagens de texto para serviços de vídeo em tempo real ou sob demanda consumidos em dispositivos móveis. Nesse sentido, a transmissão de conteúdo de vídeo considerando uma Qualidade de Experiência (QoE) adequada nas infraestruturas de redes sem fio móvel é um problema crítico nas comunidades acadêmicas e industriais. Além disso, o vídeo sob demanda tem um consumo crescente na Internet, exigindo maior largura de banda e menor latência. Neste contexto, um paradigma de computação em névoa pode ser aplicado para melhorar a experiência do usuário em redes sem fio. A computação em névoa pode melhorar a QoE para transmissão de vídeo sob demanda, tanto fazendo cache de vídeo quanto fazendo adaptação de conteúdo na borda da rede. No entanto, é importante avaliar o desempenho do download de vídeos com diferentes configurações de codec e em cache mais próximo do usuário para medir o ganho sob perspectiva do usuário. Projetamos uma arquitetura de computação em névoa de váriias camadas com 3 níveis localizados na nuvem, um perto da borda e outra nos dispositivos móveis. Avaliamos o desempenho do download do vídeo de vários níveis localizados em aplicações geográficas distintas para aplicações multimídia. Nós avaliamos em um ambiente experimental com rede livre e congestionada de vídeos transmitidos codificados em H.264 e H.265 com 3 taxas de bits em um cenário implantado no testbed FIBRE. Nós coletamos métricas de QoE, tempo de inicial para reprodução, tempo de congelamento, métricas de QoS, tempo de viagem ida e volta do pacote e consumo de energia para analisar os ganhos para cada configuração de vídeo. Esses resultados mostraram uma compreensão importante do uso de cache , codec e taxa de bits em cenários de redes multimídia.Users are changing their traditional communication paradigm based on voice calls or text messages to real-time or on demand video services consumed on mobile devices. In this sense, the transmission of video content considering an adequate Quality of Experience (QoE) in mobile wireless networking infrastructures is a critical issue in both academic and industrial communities. Furthermore, video on demand have a growing consumption over Internet requiring higher bandwidth and lower latency. In this context, a fog computing paradigm can enhance the user experience in wireless networks. Fog computing for video on demand streaming can improve QoE by both video caching and adaptation schemes. However, it is important to evaluate the performance of downloading the videos with diferent codec con_guration and cached closer to the user to measure the gain from the user perspective. We designed a multi-tier fog computing architecture with three levels located in the cloud, nearer the edge and in mobile devices. We evaluated the performance of downloading the video from multiple tier located in distinct geographical with a multimedia application. We assessed in an experimental environment with idle and congested network of streamed videos coded into H.264 and H.265 with three bitrates in a scenario deployed in the FIBRE testbed. We collected QoE metrics, playback start time, freeze times, QoS metric, round-time trip, and energy consumption to analyze the gains for each video configuration. These results showed an important understanding about cache, codec and bitrate schemes in multimedia networking scenarios.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal do ParáPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFPABrasilInstituto de Tecnologia1 CD-ROMreponame:Repositório Institucional da UFPAinstname:Universidade Federal do Pará (UFPA)instacron:UFPACNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOESREDES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOSCOMPUTAÇÃO APLICADAComputação em nuvemSistemas multimídiaDispositivos de redes sem fioComputação em névoaA Multi-tier fog architecture for video on demand streamingUma Arquitetura de fogos multi-tier para video on demanda streaminginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCERQUEIRA, Eduardo Coelhohttp://lattes.cnpq.br/1028151705135221http://lattes.cnpq.br/5229753727213953SANTOS, Hugo Leonardo Melo dosinfo:eu-repo/semantics/openAccessCC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-849http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/10111/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52license_textlicense_texttext/html; charset=utf-80http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/10111/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-80http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/10111/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81899http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/10111/5/license.txt9d4d300cff78e8f375d89aab37134138MD55ORIGINALDissertacao_MultitierFogArchitecture.pdfDissertacao_MultitierFogArchitecture.pdfapplication/pdf1995624http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/10111/6/Dissertacao_MultitierFogArchitecture.pdfd87887746c56923151f9613fa98af2b1MD56TEXTDissertacao_MultitierFogArchitecture.pdf.txtDissertacao_MultitierFogArchitecture.pdf.txtExtracted texttext/plain123464http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/10111/7/Dissertacao_MultitierFogArchitecture.pdf.txt6c000b10ddf8e9bb4becdb26fe6b55b5MD572011/101112018-10-01 11:03:07.99oai:repositorio.ufpa.br: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ório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufpa.br/oai/requestriufpabc@ufpa.bropendoar:21232018-10-01T14:03:07Repositório Institucional da UFPA - Universidade Federal do Pará (UFPA)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv A Multi-tier fog architecture for video on demand streaming
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv Uma Arquitetura de fogos multi-tier para video on demanda streaming
title A Multi-tier fog architecture for video on demand streaming
spellingShingle A Multi-tier fog architecture for video on demand streaming
SANTOS, Hugo Leonardo Melo dos
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOES
Computação em nuvem
Sistemas multimídia
Dispositivos de redes sem fio
Computação em névoa
REDES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS
COMPUTAÇÃO APLICADA
title_short A Multi-tier fog architecture for video on demand streaming
title_full A Multi-tier fog architecture for video on demand streaming
title_fullStr A Multi-tier fog architecture for video on demand streaming
title_full_unstemmed A Multi-tier fog architecture for video on demand streaming
title_sort A Multi-tier fog architecture for video on demand streaming
author SANTOS, Hugo Leonardo Melo dos
author_facet SANTOS, Hugo Leonardo Melo dos
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv CERQUEIRA, Eduardo Coelho
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1028151705135221
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5229753727213953
dc.contributor.author.fl_str_mv SANTOS, Hugo Leonardo Melo dos
contributor_str_mv CERQUEIRA, Eduardo Coelho
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOES
topic CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOES
Computação em nuvem
Sistemas multimídia
Dispositivos de redes sem fio
Computação em névoa
REDES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS
COMPUTAÇÃO APLICADA
dc.subject.por.fl_str_mv Computação em nuvem
Sistemas multimídia
Dispositivos de redes sem fio
Computação em névoa
dc.subject.linhadepesquisa.pt_BR.fl_str_mv REDES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS
dc.subject.areadeconcentracao.pt_BR.fl_str_mv COMPUTAÇÃO APLICADA
description Os usuários estão mudando seus hábitos de comunicação tradicional com base em chamadas de voz ou mensagens de texto para serviços de vídeo em tempo real ou sob demanda consumidos em dispositivos móveis. Nesse sentido, a transmissão de conteúdo de vídeo considerando uma Qualidade de Experiência (QoE) adequada nas infraestruturas de redes sem fio móvel é um problema crítico nas comunidades acadêmicas e industriais. Além disso, o vídeo sob demanda tem um consumo crescente na Internet, exigindo maior largura de banda e menor latência. Neste contexto, um paradigma de computação em névoa pode ser aplicado para melhorar a experiência do usuário em redes sem fio. A computação em névoa pode melhorar a QoE para transmissão de vídeo sob demanda, tanto fazendo cache de vídeo quanto fazendo adaptação de conteúdo na borda da rede. No entanto, é importante avaliar o desempenho do download de vídeos com diferentes configurações de codec e em cache mais próximo do usuário para medir o ganho sob perspectiva do usuário. Projetamos uma arquitetura de computação em névoa de váriias camadas com 3 níveis localizados na nuvem, um perto da borda e outra nos dispositivos móveis. Avaliamos o desempenho do download do vídeo de vários níveis localizados em aplicações geográficas distintas para aplicações multimídia. Nós avaliamos em um ambiente experimental com rede livre e congestionada de vídeos transmitidos codificados em H.264 e H.265 com 3 taxas de bits em um cenário implantado no testbed FIBRE. Nós coletamos métricas de QoE, tempo de inicial para reprodução, tempo de congelamento, métricas de QoS, tempo de viagem ida e volta do pacote e consumo de energia para analisar os ganhos para cada configuração de vídeo. Esses resultados mostraram uma compreensão importante do uso de cache , codec e taxa de bits em cenários de redes multimídia.
publishDate 2018
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-08-07T16:38:20Z
dc.date.available.fl_str_mv 2018-08-07T16:38:20Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2018-03-05
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SANTOS, Hugo Leonardo Melo dos.A Multi-tier fog architecture for video on demand streaming. 2018. 67f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2018. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Disponível em: <http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/10111>. Acesso em:.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/10111
identifier_str_mv SANTOS, Hugo Leonardo Melo dos.A Multi-tier fog architecture for video on demand streaming. 2018. 67f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2018. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Disponível em: <http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/10111>. Acesso em:.
url http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/10111
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Pará
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFPA
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Instituto de Tecnologia
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Pará
dc.source.pt_BR.fl_str_mv 1 CD-ROM
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPA
instname:Universidade Federal do Pará (UFPA)
instacron:UFPA
instname_str Universidade Federal do Pará (UFPA)
instacron_str UFPA
institution UFPA
reponame_str Repositório Institucional da UFPA
collection Repositório Institucional da UFPA
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/10111/2/license_url
http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/10111/3/license_text
http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/10111/4/license_rdf
http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/10111/5/license.txt
http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/10111/6/Dissertacao_MultitierFogArchitecture.pdf
http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/10111/7/Dissertacao_MultitierFogArchitecture.pdf.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv 4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2f
d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
9d4d300cff78e8f375d89aab37134138
d87887746c56923151f9613fa98af2b1
6c000b10ddf8e9bb4becdb26fe6b55b5
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPA - Universidade Federal do Pará (UFPA)
repository.mail.fl_str_mv riufpabc@ufpa.br
_version_ 1801771847052689408