การสตรีมวีดิทัศน์เป็นกลุ่มก้อนแบบพหุวิถีซึ่งประสานงานด้วยเอสดีเอ็น

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้ได้ศึกษาสมรรถนะของโครงข่ายโอเพนโฟลว์ซึ่งประสานงานด้วยตัวควบคุมเอสดีเอ็น ในการรับ-ส่งแพ็กเก็ตวีดิทัศน์ที่สตรีมผ่านหนึ่งวิถีและพหุวิถี โดยได้สร้างระบบทดสอบเพื่อใช้ในการทดลอง 2 ชนิด ได้แก่ ระบบทดสอบโครงข่ายโอเพนโฟลว์เสมือนที่ถูกจำลองด้วยโปรแกรมมินิเน็ต และระบบทดสอบโครงข่ายโอเพนโฟลว์ระดับห้องปฏิบัติการที่จำลองด้วยกลุ่มคอมพิวเตอร์ที่ถูกติดตั้งโอเพนวีสวิตช์ ระบบทดสอบทั้ง 2 ระบบมีทอพอโลยีอย่างง่ายเหมือนกัน อันประกอบด้วย โอเพนวีสวิตช์ 4 ตัว ตัวควบคุมพอกซ์ภายนอก ตัวบริการสตรีมวีดิทัศน์ และตัวเล่นสตรีมวีดิทัศน์ นอกจากนี้ระบบทดสอบที่จำลองด้วยกลุ่มคอมพิวเตอร์ยังได้ถูกรวมเข้ากับมิดเดิลบอกซ์เพื่อใช้ในการรวมสตรีมของกลุ่มก้อนวีดิทัศน์ที่ถูกส่งให้แก่ตัวเล่นวีดิทัศน์ผ่านวิถี 2 วิถีที่แยกจากกันอย่างพร้อม ๆ กัน โอเพนวีสวิตช์ที่เชื่อมต่อกับตัวบริการวีดิทัศน์จะถูกสั่งการโดยพอกซ์เพื่อทำหน้าที่แบ่งกลุ่มก้อนวีดิทัศน์และส่งไปยังวิถีทั้ง 2 วิถี มิดเดิลบอกซ์และตัวควบคุมพอกซ์ในวิทยานิพนธ์นี้ถูกพัฒนาขึ้นโดยภาษาไพทอนและโปรแกรมสำเร็จที่ใช้ในการจัดการแพ็กเกต การทดลองถูกทำขึ้นเพื่อให้เข้าใจส่วนประกอบแต่ละส่วนของระบบทดสอบ การทดลองแรกแสดงการสตรีมวีดิทัศน์ทีซีพีและยูดีพีบนระบบทดสอบเสมือนที่ถูกจำลองด้วยมินิเน็ตและระบบทดสอบที่จำลองด้วยกลุ่มคอมพิวเตอร์ ซึ่งพบว่าระบบทดสอบเสมือนมีสมรรถนะดีกว่าระบบทดสอบที่จำลองด้วยกลุ่มคอมพิวเตอร์ โดยเห็นได้จากการสูญเสียแพ็กเกตและความหน่วงที่น้อยกว่า ทั้งนี้เนื่องจากข้อจำกัดทางฮาร์ดแวร์ในอินเตอร์เฟซทางกายภาพของโครงข่ายที่ถูกใช้ในระบบทดสอบที่จำลองด้วยกลุ่มคอมพิวเตอร์ การทดลองที่สองกล่าวถึงการพัฒนากำหนดการของแพ็กเกตที่มิดเดิลบอกซ์ด้วยบัฟเฟอร์เข้าก่อนออกก่อนจำนวน 2 บัฟเฟอร์เพื่อใช้สำหรับเก็บแพ็กเกตที่มาจากวิถีแต่ละวิถี กำหนดการที่ถูกโปรแกรมนี้จะส่งต่อแพ็กเกตไปให้ตัวเล่นวีดิทัศน์อย่างเป็นไปตามกำหนดเวลา โดยจะเลือกจากแพ็กเกตแรกในบัฟเฟอร์ใดบัฟเฟอร์หนึ่งที่มีตราเวลาอาร์ทีพีที่น้อยกว่า อัตราส่วนในการแบ่งกลุ่มก้อนวีดิทัศน์ของวิถีทั้ง 2 วิถี จะคำนวณได้จากการวิเคราะห์ความหน่วงของวิถีที่สมดุลกันโดยอ้างอิงระบบแถวคอย M/M/1 ด้วยการตั้งค่าทั้งหมดนี้พบว่า ระบบทดสอบที่จำลองด้วยกลุ่มคอมพิวเตอร์สามารถใช้สตรีมกลุ่มก้อนวีดิทัศน์ผ่านวิถี 2 วิถีได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยฮาร์ดแวร์ในระบบทดสอบที่จำลองด้วยกลุ่มคอมพิวเตอร์ขณะนี้ ได้พิสูจน์ให้เห็นว่าสามารถใช้สตรีมวีดิทัศน์ด้วยอัตราการเข้ารหัส 500 กิโลบิตต่อวินาทีได้อย่างเป็นผลสำเร็จ ในอนาคตได้คาดหวังว่าการสตรีมวีดิทัศน์ด้วยความละเอียดที่สูงขึ้นจะสามารถทำได้โดยการเพิ่มซีพียูและความจุโครงข่ายของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้เป็นมิดเดิลบอกซ์ นอกจากนี้การทดลองสตรีมวีดิทัศน์ผ่านระบบทดสอบโอเพนโฟลว์ระดับระหว่างประเทศ เช่น TEIN ยังถือเป็นเรื่องที่น่าศึกษาต่อไปในอนาคตด้วยเช่นกัน