Balanceamento de carga para otimizar a transmissão de vídeos MPEG-DASH

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Passos, Edenilson Jônatas dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Computação; Redes definidas por software (tecnologia de rede de computadores); MPEG (Padrão de codificação de vídeo); Transmissão de vídeo; Tecnologia streaming (Telecomunicação)
• Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/11375

Nos últimos anos, o paradigma de negócios relacionado aos serviços de transmissão de conteúdo multimídia sob demanda através da Internet tem demonstrado grande potencial. Vários fatores contribuíram para a popularidade desse modelo, sendo a capacidade de acessar mídia preferida a qualquer momento e em qualquer lugar um dos aspectos mais destacados. No entanto, garantir uma experiência de usuário satisfatória tem sido um desafio considerável para os provedores de serviços devido às demandas exigentes dessas transmissões de conteúdo, especialmente aquelas de natureza audiovisual. Mesmo com a alocação significativa de recursos computacionais, a preocupação com sobrecarga continua a ser um problema recorrente. Uma abordagem que se mostra promissora para abordar essa questão é o uso de balanceadores de carga, que têm o objetivo de equilibrar de forma uniforme a carga de trabalho entre as unidades de processamento. Este estudo propõe uma solução para esse desafio, utilizando uma combinação de redes definidas por software (SDN) para otimizar a utilização de recursos de processamento e transmissão de dados e melhorar a experiência do usuário final. A abordagem envolve o monitoramento contínuo, pelo controlador de rede, das métricas de desempenho, como utilização de CPU, RAM, disco e throughput dos servidores de conteúdo. Com base nesses dados, o controlador decide qual servidor está mais apto a receber uma nova conexão. Caso essa verificação ocorra durante a reprodução de um vídeo, a abordagem permite a migração da conexão entre servidores de forma transparente, sem que o usuário perceba a mudança. Os resultados demonstram que a solução proposta proporciona melhorias no tempo de resposta, alcançando até 80% mais agilidade e consistência na qualidade da transmissão de vídeo. A análise também mostrou que, ao distribuir eficientemente a carga de trabalho entre os diversos servidores e ajustar dinamicamente a transmissão de conteúdo, a abordagem reduz a latência e evita interrupções durante a reprodução de vídeo. Além disso, a técnica de redirecionamento de conexões não impactou negativamente a qualidade percebida da transmissão, garantindo uma experiência de usuário fluida e de alta qualidade. Esta pesquisa não só confirma a viabilidade da aplicação de SDN em serviços de transmissão de vídeo sob demanda, mas também estabelece uma base para futuras melhorias e adaptações em ambientes de rede.