En ny kodet cacheordning for at forbedre online videolevering

Illustration af efterspørgselsankomsterne for et asynkront cachesystem med N ≥ 4 filer og Amax ≥ 3 for tidsvinduer t =1 til 6 af leveringsfasen. I den caching-indstilling, der overvejes, vi har a1 =3, a2 =1, a3 =0, a4 =2, a5 =1 krav, og K(1) =3, K(2) =4, K(3) =3, K(4) =4, K(5) =3 brugere tjent på hvert tidspunkt. Kredit:Yang, Amiri &Gündüz

Forskere ved Imperial College London har udviklet en ny metode til kodet caching, der kan forbedre leveringen af populært videoindhold online. Et forskningspapir, der skitserer deres resultater, blev præ-publiceret på arXiv, skitserer teknikken og dens ydeevne i sammenligning med andre caching-skemaer.

Flere og flere mennesker streamer videoindhold online, og nogle videoer bliver særligt populære, dominerer trådløs datatrafik. Dette har ført til udviklingen af proaktive caching-systemer, som forhåndshenter videoindhold i perioder uden for spidsbelastningsperioder og gemmer det ved netværkets kant eller direkte i brugernes enheder. Disse systemer kan lette trafikbelastningen og reducere latens på særligt populært videoindhold.

Proaktiv caching har to faser:placeringsfasen, hvor systemet fylder brugernes cache i perioder uden for spidsbelastning og leveringsfasen, som finder sted, når brugernes krav er afsløret (i perioder med høj spidsbelastning). Traditionelle ukodede cachingskemaer bruger ortogonale unicast-transmissioner, som indebærer en en-til-en forbindelse mellem afsenderen af informationen og dens destination, med hver destination, der identificerer en enkelt modtager.

Et nyt paradigme, kaldet kodet caching, udnytter cache-ressourcer på tværs af et netværk, optimering af placerings- og leveringsfaserne ved at skabe muligheder for multicasting transmission, hvilket indebærer, at datagrammer sendes samtidigt til mange modtagere i en enkelt transmission. I deres undersøgelse, forskerne foreslog en ny strategi, der adresserer to begrænsninger af eksisterende kodede cachingsystemer.

Populariteten af video bidder Wij, dvs. pipij givet forskellige værdier af α og β. Kredit:Yang, Amiri &Gündüz

Indtil nu, de fleste undersøgelser, der udvikler metoder til kodet caching, har primært fokuseret på statiske scenarier, hvor et fast antal brugere samtidig placerer anmodninger fra et indholdsbibliotek. Ydeevnen af disse caching-ordninger måles ved forsinkelsen i at tilfredsstille kravene fra alle brugere. Imidlertid, i virkeligheden, folk forskellige steder begynder faktisk at se en video online på forskellige tidspunkter, nogle gange afbryde den før dens afslutning. Denne særlige brugeradfærd er repræsenteret af fastholdelsesraten for publikum, en måling introduceret af almindelige videoplatforme som YouTube og Netfix, som definerer den del af en bestemt video, der ses af brugere, gennemsnitlig.

Frekvenser for fastholdelse af publikum kan hjælpe streamingtjenester med bedre at forstå og modellere populariteten af forskellige dele af videoindhold blandt brugere. I deres undersøgelse, forskerne fandt, at delvis caching, hvor kun de mest sete dele af en video er cache, kunne hjælpe med at opnå mere effektiv caching.

Sammenligning mellem PCC, MAND, ukodet caching og den nedre grænse givet forskellige værdier af α og β. Kredit:Yang, Amiri &Gündüz

"Vi undersøger kodet caching af videofiler under hensyntagen til publikumsfastholdelsesraten for hver video, " forklarede forskerne i deres papir. "Vi mener, at hver videofil består af lige lange bidder, og publikumsfastholdelsesraten for hver del er den brøkdel af brugere, der ser denne del af det samlede antal visninger af den tilsvarende video."

Sammenligning mellem de asynkrone og synkrone efterspørgselsankomstscenarier, α =1 og β =0,1. Kredit:Yang, Amiri &Gündüz

I modsætning til tidligere litteratur om kodet caching, hvor brugere antages at afsløre deres krav samtidigt, forskerne foreslår en dynamisk efterspørgselsankomstmodel, kaldet partiel kodet caching (PCC). Denne model er mere realistisk, i, at den mener, at brugere begynder og stopper med at se en video på forskellige tidspunkter. Ud over, forskerne foreslog to forskellige cache-allokeringsordninger, som allokerer brugernes cache til forskellige bidder af videofilerne i biblioteket; kaldet optimal cacheallokering (OCA) og popularitetsbaseret cacheallokering (PCA).

Sammenligning mellem PCC med OCA og RAP-GCC med α =0,1 og α =1. Kredit:Yang, Amiri &Gündüz

"Resultaterne viste en signifikant forbedring med den foreslåede ordning i forhold til ukodet caching med hensyn til den gennemsnitlige leveringshastighed, eller udvidelsen af andre kendte leveringsmetoder til det asynkrone scenarie, " skrev forskerne i deres papir.

I fremtiden, denne nye delvise kodede cacheordning kan hjælpe med at løse problemer med lav latenstid og forbedre videolevering af populære videoer online i tider med høj datatrafik. Dette kan være meget nyttigt for populære streamingplatforme, såsom YouTube, Netflix, og Amazon Prime Video.

Sidste artikelFørende journalister tilslutter sig opfordringen til EU's ophavsretsreform

Næste artikelDet samme, men anderledes – hvad passagererne kan lide ved Uber