Анализ модели многоканальной одноранговой сети вещательного телевидения для схемы с разделением видеопотока

Последние годы концепция одноранговых P2P-сетей успешно используется в системах телевещания P2PTV, которые предоставляют пользователям возможность смотреть телевизионные каналы по сетям P2P. Для повышения качества предоставления услуги P2P-телевидения используются различные схемы организации структуры наложенной сети. В работе исследована так называемая «модель VUD» (View-Upload Decoupling), основанная на разделении (Decoupling) загружаемых пользователем потоков данных на два типа: поток для собственного просмотра, соответствующий телевизионному каналу, зрителем которого он является (View), и поток (один или несколько) другого телевизионного канала, исключительно для раздачи другим пользователям (Upload). Как правило, последние - это потоки телевизионных каналов с низкой популярностью, принудительное распространение которых обеспечивает стабильность многоканальной системы. Для модели VUD построена вероятностная модель обмена данными между пользователями в однородной и неоднородной с точки зрения скоростей раздачи пользователей P2P-сети, позволяющая проводить анализ основного показателя качества обслуживания в потоковых сетях - вероятности состояния всеобщей передачи, как для отдельного телевизионного канала, так и для системы в целом. На основе построенной модели предложен метод расчёта этих характеристик, приведён пример сравнения двух схем организации структуры наложенной сети - традиционной модели ISO (Isolated Channel) и модели VUD.

Analysis of Model for Multichannel Peer-to-Peer TV Network with View-Upload Decoupling Scheme

In recent years, video streaming systems such as P2PTV successfully use P2P-based networks to allow users watching numerous streaming TV channels. Various designs of an overlaid network were proposed to improve the quality of services of P2PTV. In this paper, we explore View-Upload Decoupling-scheme (VUD), which strictly decouples data to what peer uploads and what it personally views. It's based on the split of downloaded user data streams into two types: the stream of the chosen TV channel, and the stream (one or more) of the other TV channel, exclusively to deliver it to other users. Such peers form the distribution swarm which is assigned the streams of the channels with low popularity, so that would guarantee the stability of multichannel systems. The mathematical model of VUD scheme is proposed, which considers two classes of users - homogeneous type (all users have the same upload rate) and heterogeneous systems (there are two types of users - with low and high upload rate). We develop the method for calculation the probability of universal streaming - one of the key performance indicators in streaming TV - when all users receive the requested video data with guaranteed quality, defined in the service level agreement (SLA). We propose a method for calculating the probability of universal streaming for a single channel. Statistically significant results for a small network in comparison to VUD and ISO schemes are presented.