學術產出-國科會研究計畫
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題名 雲端串流服務品質之量化分析─以故宮iPalace頻道服務為例 作者 蔡瑞煌 貢獻者 資管系 關鍵詞 負載平衡; 服務品質; 隨選視訊串流; TCP-based視訊串流
load balancing; quality of service; video-on-demand streaming; TCP-based video streaming日期 2016 上傳時間 18-五月-2017 11:00:15 (UTC+8) 摘要 隨選視訊（video on demand, VOD）服務是一種可以讓用戶（client）透過網際網路（Internet）選擇自己想要看的視訊（video）內容的服務。用戶選定內容後，VOD系統可以用串流（streaming）媒體的方式即時播放，也可以將內容完全下載後再播放。從90年代開始，網際網路流量以視訊串流（video streaming）為最大宗，但是視訊串流服務（video streamingservice）使得伺服器（server）端的負載比一般網站服務（website service）來得繁重。這時，伺服器管理者會透過伺服器叢集（cluster）和負載平衡（load balancing）的作法來減輕伺服器的負載。另一方面，伺服器管理者也會注意到可用服務品質（quality of service, QoS）具體量化服務表現來管理網站。文獻回顧發現，尚無學者在視訊串流服務採用雲端服務（cloudservice）和TCP-based視訊串流技術之情境下，探討虛擬器（virtual machine, VM）端的負載量與用戶播放器（video player）端的QoS之相關議題。國家高速網路與計算中心（National Center for HighPerformance Computing, NCHC）與國立故宮博物院（NationalPalace Museum, NPM）合作提供故宮教育頻道（iPalace channel, iPalace）服務。此服務乃是一雲端服務且採用TCP-based視訊串流技術，因此本研究以故宮教育頻道服務為研究對象，來探討虛擬器端的負載量與用戶播放器端的QoS之相關議題。本研究在虛擬器端設定負載率（load rate）為負載量之量化指標；在用戶播放器端，設定初始緩衝時間（initial bufferingtime）、平均再緩衝時間（mean re-buffering duration）以及再緩衝頻率（re-buffering frequency）等三個QoS量化指標。當任何一個用戶播放器QoS量化指標變大時，其用戶播放器QoS則變差。實驗設計上，本研究設計了班級上課（classroom）情境和非班級上課（non-classroom）情境來蒐集在虛擬器端和用戶播放器端之相關資料。實驗結果的分析顯示，在班級上課情境下，如果用戶端之電腦環境（包括連線上網之網路環境）較為一致，則負載率與初始緩衝時間之間沒有太大的關係，但是負載率與平均再緩衝時間之間以及負載率與再緩衝頻率之間具有線性正相關，不過僅為低度相關。換言之，在班級上課情境且用戶端之電腦環境較為一致時，虛擬器端之負載率與用戶播放器端QoS之間具有線性負相關之關係，不過僅為低度相關。細究其僅為低度相關之原因，可能是連線上網之網路狀況影響用戶播放器端QoS所致。舉例來說，在本研究班級上課情境的實驗期間，班級上課情境的網路環境是政大的校園網路，全校師生共用；所以在班級上課情境的實驗期間，總是還有其他同學在使用政大的校園網路，而使得網路流量在每個時刻不會是固定的。由本研究之實驗結果的分析可推知：在視訊串流服務採用雲端服務和TCP-based視訊串流技術之情境下，(1)不論虛擬器端之負載量為何，用戶端的各種可能變異性（裝置、連線上網之網路狀況、系統平台、安裝的合法及不合法軟體、瀏覽器的各種擴充套件等等）會致使初始緩衝時間、再緩衝頻率和平均再緩衝時間有很大的變域，也致使用戶播放器端之QoS有很大的差異。(2)班級上課情境的網路流量狀況是接近一致，但不是相同。(3)連線上網之網路狀況的變異性會影響用戶播放器端QoS。
National Center for High-Performance Computing in Taiwan and National Palace Museum in Taiwan jointly provide the iPalace channel (iPalace) service. This study uses the iPalace service to explore QoSs of the virtual machine (VM) of server side and the video-player of client side. In this study, the load rate is set as the QoS indicator of VMside. As for the video-player of client side, this study uses the following three QoS indicators: the initial buffering time, the mean re-buffering duration, and the rebuffering frequency. When any one of QoS indicators of the video-player of client side becomes large, the service quality of iPalace is deteriorated. In the experimental design, this study has designed the classroom context and the non-classroom context to collect relevant information for calculating the aforementioned four QoS indicators. From the analysis of experimental results, this study concludes that: (1) No matter what kind of loading in the VM side, the variability (device connected to the Internet the network status, system platform, legal and illegal software installed browser various extensions, etc.) of the client side result in a large range for the initial buffering time, the mean re-buffering duration, and the rebuffering frequency, and thus the volatility of QoS of video-player of client side. (2) In the classroom context, the Internet traffic is rather uniform, but not a constant.(3) The volatility of the Internet traffic will affect the QoS of video-player of client side.關聯 MOST 104-2410-H-004-123 資料類型 report dc.contributor 資管系 dc.creator (作者) 蔡瑞煌 zh_TW dc.date (日期) 2016 dc.date.accessioned 18-五月-2017 11:00:15 (UTC+8) - dc.date.available 18-五月-2017 11:00:15 (UTC+8) - dc.date.issued (上傳時間) 18-五月-2017 11:00:15 (UTC+8) - dc.identifier.uri (URI) http://nccur.lib.nccu.edu.tw/handle/140.119/109776 - dc.description.abstract (摘要) 隨選視訊（video on demand, VOD）服務是一種可以讓用戶（client）透過網際網路（Internet）選擇自己想要看的視訊（video）內容的服務。用戶選定內容後，VOD系統可以用串流（streaming）媒體的方式即時播放，也可以將內容完全下載後再播放。從90年代開始，網際網路流量以視訊串流（video streaming）為最大宗，但是視訊串流服務（video streamingservice）使得伺服器（server）端的負載比一般網站服務（website service）來得繁重。這時，伺服器管理者會透過伺服器叢集（cluster）和負載平衡（load balancing）的作法來減輕伺服器的負載。另一方面，伺服器管理者也會注意到可用服務品質（quality of service, QoS）具體量化服務表現來管理網站。文獻回顧發現，尚無學者在視訊串流服務採用雲端服務（cloudservice）和TCP-based視訊串流技術之情境下，探討虛擬器（virtual machine, VM）端的負載量與用戶播放器（video player）端的QoS之相關議題。國家高速網路與計算中心（National Center for HighPerformance Computing, NCHC）與國立故宮博物院（NationalPalace Museum, NPM）合作提供故宮教育頻道（iPalace channel, iPalace）服務。此服務乃是一雲端服務且採用TCP-based視訊串流技術，因此本研究以故宮教育頻道服務為研究對象，來探討虛擬器端的負載量與用戶播放器端的QoS之相關議題。本研究在虛擬器端設定負載率（load rate）為負載量之量化指標；在用戶播放器端，設定初始緩衝時間（initial bufferingtime）、平均再緩衝時間（mean re-buffering duration）以及再緩衝頻率（re-buffering frequency）等三個QoS量化指標。當任何一個用戶播放器QoS量化指標變大時，其用戶播放器QoS則變差。實驗設計上，本研究設計了班級上課（classroom）情境和非班級上課（non-classroom）情境來蒐集在虛擬器端和用戶播放器端之相關資料。實驗結果的分析顯示，在班級上課情境下，如果用戶端之電腦環境（包括連線上網之網路環境）較為一致，則負載率與初始緩衝時間之間沒有太大的關係，但是負載率與平均再緩衝時間之間以及負載率與再緩衝頻率之間具有線性正相關，不過僅為低度相關。換言之，在班級上課情境且用戶端之電腦環境較為一致時，虛擬器端之負載率與用戶播放器端QoS之間具有線性負相關之關係，不過僅為低度相關。細究其僅為低度相關之原因，可能是連線上網之網路狀況影響用戶播放器端QoS所致。舉例來說，在本研究班級上課情境的實驗期間，班級上課情境的網路環境是政大的校園網路，全校師生共用；所以在班級上課情境的實驗期間，總是還有其他同學在使用政大的校園網路，而使得網路流量在每個時刻不會是固定的。由本研究之實驗結果的分析可推知：在視訊串流服務採用雲端服務和TCP-based視訊串流技術之情境下，(1)不論虛擬器端之負載量為何，用戶端的各種可能變異性（裝置、連線上網之網路狀況、系統平台、安裝的合法及不合法軟體、瀏覽器的各種擴充套件等等）會致使初始緩衝時間、再緩衝頻率和平均再緩衝時間有很大的變域，也致使用戶播放器端之QoS有很大的差異。(2)班級上課情境的網路流量狀況是接近一致，但不是相同。(3)連線上網之網路狀況的變異性會影響用戶播放器端QoS。 dc.description.abstract (摘要) National Center for High-Performance Computing in Taiwan and National Palace Museum in Taiwan jointly provide the iPalace channel (iPalace) service. This study uses the iPalace service to explore QoSs of the virtual machine (VM) of server side and the video-player of client side. In this study, the load rate is set as the QoS indicator of VMside. As for the video-player of client side, this study uses the following three QoS indicators: the initial buffering time, the mean re-buffering duration, and the rebuffering frequency. When any one of QoS indicators of the video-player of client side becomes large, the service quality of iPalace is deteriorated. In the experimental design, this study has designed the classroom context and the non-classroom context to collect relevant information for calculating the aforementioned four QoS indicators. From the analysis of experimental results, this study concludes that: (1) No matter what kind of loading in the VM side, the variability (device connected to the Internet the network status, system platform, legal and illegal software installed browser various extensions, etc.) of the client side result in a large range for the initial buffering time, the mean re-buffering duration, and the rebuffering frequency, and thus the volatility of QoS of video-player of client side. (2) In the classroom context, the Internet traffic is rather uniform, but not a constant.(3) The volatility of the Internet traffic will affect the QoS of video-player of client side. dc.format.extent 1544284 bytes - dc.format.mimetype application/pdf - dc.relation (關聯) MOST 104-2410-H-004-123 dc.subject (關鍵詞) 負載平衡; 服務品質; 隨選視訊串流; TCP-based視訊串流 dc.subject (關鍵詞) load balancing; quality of service; video-on-demand streaming; TCP-based video streaming dc.title (題名) 雲端串流服務品質之量化分析─以故宮iPalace頻道服務為例 zh_TW dc.type (資料類型) report
