Streaming de Vídeo P2P

Este elemento es una ampliación de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema. [aioseo_breadcrumbs] En inglés: Peer-to-Peer Video Streaming o P2P Video Streaming

Streaming de Vídeo P2P

Tanto el proxy caching (véase más detalles) como el CDN (véase más detalles) exploran la localización temporal y geográfica de los intereses de los usuarios en los objetos de los medios de comunicación. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). Véase más al respecto en la entrada sobre el Vídeo bajo Demanda en la Distribución de Contenidos (Transmisión/Multidifusión).

El sistema de transmisión entre pares (P2P) amplía el paradigma (modelo, patrón o marco conceptual, o teoría que sirve de modelo a seguir para resolver alguna situación determinada) de multidifusión en la capa de aplicación al aprovechar la capacidad de los anfitriones finales participantes, o pares, en un grupo de multidifusión para contribuir a su ancho de banda de enlace ascendente. La primera vez que se puso de relieve fue con la llegada de Napster (1998) y Gnutella (2001). Más tarde, la filosofía de diseño del muy popular programa BitTorrent ha convergido con las soluciones académicas de multidifusión en capa de aplicación, y surgió una nueva generación de protocolos de transmisión de datos entre pares en topologías de malla aleatorias.

Los diseños de superposición de malla o basados en datos contrastan fuertemente con la multidifusión en capa de aplicación basada en árboles, ya que no construyen ni mantienen una estructura explícita para la entrega de datos. El argumento subyacente es que, en lugar de reparar constantemente una estructura en un entorno altamente dinámico entre pares, podemos utilizar la disponibilidad de los datos para guiar el flujo de datos.Entre las Líneas En comparación, la multicast de capas de aplicación basada en árboles adopta un diseño más rígido, en el sentido de que la estructura de cada árbol debe ser gestionada activamente a medida que los pares entran y salen de la sesión.
Un enfoque ingenuo para distribuir los datos sin mantener explícitamente una estructura es utilizar algoritmos “gossip”.Entre las Líneas En un algoritmo típico de “gossips” (que podría traducirse por chismes), un nodo envía un mensaje recién generado a un conjunto de nodos seleccionados al azar; estos nodos hacen lo mismo en la siguiente ronda, y lo mismo hacen otros nodos hasta que el mensaje se difunde a todos. La elección aleatoria de objetivos de chismes logra la resistencia a los fallos aleatorios y permite un funcionamiento descentralizado.

Puntualización

Sin embargo, el chisme no puede utilizarse directamente para la distribución de contenido de vídeo porque su empuje aleatorio puede causar una redundancia significativa con el vídeo de gran ancho de banda. Sin un apoyo explícito de la estructura, los retrasos de puesta en marcha y de transmisión también pueden ser significativos.

Para manejar (gestionar) esto, las superposiciones de malla adoptan una técnica basada en el tirón para la difusión de datos. De manera más explícita, cada nodo mantiene un conjunto de asociados e intercambia periódicamente información sobre la disponibilidad de datos con los asociados. El nodo puede entonces recuperar los datos no disponibles de uno o más socios, o suministrar los datos disponibles a los socios. Se evita la redundancia, ya que el nodo extrae datos solo si no los ha poseído ya. Dado que cualquier segmento de datos puede estar disponible en múltiples socios, la superposición es robusta a los fallos: la salida de un nodo significa simplemente que sus socios utilizarán otros socios para recibir segmentos de datos.

Detalles

Por último, las asociaciones aleatorias implican que se puede utilizar plenamente el posible ancho de banda disponible entre los pares. Como resultado, los protocolos basados en la atracción son mucho más sencillos de diseñar y más susceptibles de ser implementados en el mundo real. Tiene el potencial de escalar con el tamaño del grupo, ya que una mayor demanda también genera más recursos.
Existen problemas comunes tanto en el intercambio de archivos entre pares como en la transmisión de vídeo; por ejemplo, la fijación de precios para la carga/descarga y la protección de los derechos de autor. La principal diferencia es la limitación de tiempo que debe tener en cuenta un protocolo de transmisión por secuencias: si los segmentos de vídeo no llegan a tiempo, no son útiles a la hora de reproducirlos.

Una Conclusión

Por lo tanto, un componente importante de la superposición basada en los datos es un algoritmo de programación, que se esfuerza por programar los segmentos que deben ser descargados de varios socios para cumplir los plazos de reproducción.

CoolStreaming es el primer sistema peer-to-peer a gran escala basado en datos que se desplegó en el mundo real para la transmisión de vídeo. Otras empresas de éxito como PPLive, PPStream y UUSee también adoptaron técnicas de arrastre basadas en mallas para entregar contenido multimedia en directo o bajo demanda a millones de usuarios.

Por ejemplo, un nodo CoolStreaming consiste en tres módulos clave:

• un gestor de socios, que ayuda al nodo a mantener una vista parcial de otros nodos superpuestos;
• un gestor de asociación, que establece y mantiene la asociación con otros nodos conocidos;
• un programador, que programa la transmisión de datos de vídeo.

Para cada segmento de una corriente de vídeo, un nodo CoolStreaming puede ser un receptor o un proveedor, o ambos, dependiendo dinámicamente de la información de disponibilidad de este segmento, que se intercambia periódicamente entre el nodo y sus socios. Una excepción es la fuente de vídeo, que, como nodo de origen, es siempre un proveedor. Puede ser un servidor de vídeo dedicado, o simplemente un nodo de superposición que tiene un programa de vídeo en vivo para distribuir.

Gestión de socios y colaboradores

Cada nodo CoolStreaming, por ejemplo, tiene un identificador único, como su dirección IP, y mantiene una caché de pertenencia (mCache) que contiene una lista parcial de los identificadores de los nodos activos en la superposición. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto).Entre las Líneas En un algoritmo básico de unión de nodos, un nodo recién unido contacta primero con el nodo de origen, que selecciona al azar un nodo adjunto de su mCache y redirige el nuevo nodo al adjunto. El nuevo nodo puede entonces obtener una lista de candidatos a socio del adjunto, y se pone en contacto con estos candidatos para establecer sus socios en la superposición.

Este proceso es generalmente viable porque el nodo de origen persiste durante la vida de la corriente y su identificador/dirección es universalmente conocido. La reorientación permite una selección más uniforme de socios para los nodos recién unidos, y minimiza en gran medida la carga del nodo de origen.

Árbol híbrido y malla superpuesta

Hemos visto soluciones tanto de superposiciones basadas en árboles (por ejemplo, ESM) como de superposiciones entre pares basadas en mallas (por ejemplo, CoolStreamig). Un árbol es la estructura más eficiente para la multidifusión, pero tiene que hacer frente a la inestabilidad inherente, a los gastos de mantenimiento y a la infrautilización del ancho de banda. El punto de venta de la malla es su simplicidad y robustez.

Puntualización

Sin embargo, no se puede pasar por alto su control de la comunicación aérea. Intuitivamente, dado que la ventana corrediza de un par avanza por sí misma con el tiempo, los mapas de la memoria intermedia deben intercambiarse con la frecuencia que sea necesaria, lo que puede dar lugar a una cantidad considerable de gastos generales.

Por lo tanto, una cuestión natural es si podemos combinarlos para realizar una superposición híbrida que sea a la vez eficiente y robusta. La combinación puede lograrse en diferentes dimensiones. Un ejemplo es Chunkyspread, que divide un arroyo en distintos trozos y lo transmite sobre árboles separados pero no necesariamente desunidos. Los nodos participantes también forman un gráfico vecino, y el grado en el gráfico es proporcional a su carga de transmisión deseada. Este diseño híbrido simplifica la construcción y el mantenimiento del árbol, pero conserva en gran medida su eficiencia y logra un control de grano fino.

Otra solución es un enfoque más explícito basado en forma de árbol [tree-backboned approach]. Los estudios de trazado existentes han mostrado pruebas de que la mayoría de los segmentos de datos entregados a través de una superposición de malla de arrastre de datos siguen esencialmente una estructura de árbol específica o un pequeño conjunto de árboles. La similitud de los árboles, definida como la fracción de sus vínculos comunes, puede llegar al 70 %.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Una Conclusión

Por lo tanto, el rendimiento (véase una definición en el diccionario y más detalles, en la plataforma general, sobre rendimientos) de la superposición depende estrechamente del conjunto de nodos internos comunes y de su organización. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). Esto sugiere que, si bien mantener una topología previa para todos los nodos es costoso, vale la pena considerar la optimización de la organización para un subconjunto central.Entre las Líneas En particular, si ese subconjunto está formado por los nodos estables, podemos esperar una alta eficiencia con una baja sobrecarga y retraso simultáneamente. La mayor parte de los datos de transmisión serán empujados a través de la espina dorsal, y finalmente llegarán a las afueras. Para mejorar la resistencia y la eficiencia de la columna vertebral, los nodos pueden organizarse aún más en una malla superpuesta, como indican las líneas punteadas de la figura.Entre las Líneas En esta malla auxiliar, un nodo no programará activamente para sacar bloques de datos de sus vecinos como en la malla pura, sino que se invocará un tirón solo si hay un corte de datos de la columna vertebral.

Datos verificados por: Marc

Recursos

Véase También

Servicios de video
La televisión digital
Televisión por Internet
IPTV
Lista de servicios de transmisión de música
Lista de sistemas de medios de transmisión
Multicast
Peercasting
Aplicación portátil
Tratado sobre la protección de las emisiones de radiodifusión y de los organismos de radiodifusión
La tecnología de empuje
El software como un servicio
Medios de comunicación en streaming
Webcast
Televisión por Internet
Peercasting, Sistemas de streaming de medios de comunicación, Hospedaje de vídeo, Video a la carta
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