軟件定義網(wǎng)絡(luò)中流媒體QoE控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步，視頻直播平臺(tái)急劇增長(zhǎng)，人們對(duì)高質(zhì)量流媒體傳輸?shù)男枨笠踩找嬖黾?，而流媒體傳輸對(duì)于網(wǎng)絡(luò)狀況有較高的敏感性，很容易受到鏈路損耗、延時(shí)、抖動(dòng)、帶寬等各方面的影響，進(jìn)而影響傳輸?shù)男Ч?br>　　誕生于斯坦福大學(xué)的軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN，Software Define Network）為流媒體傳輸?shù)目刂铺峁┝诵碌奶剿鞣较?。在軟件定義網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)將控制功能與數(shù)據(jù)功能分離，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的宏觀控制和細(xì)粒度的控制，控制器與交換設(shè)備之間

2、使用南向的OpenFlow協(xié)議進(jìn)行交互，控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)行為的控制。本論文分析了SDN的產(chǎn)生與發(fā)展，主要包括南向OpenFlow協(xié)議的產(chǎn)生于發(fā)展，SDN傳輸控制器的種類與本文中主要使用的Ryu控制器的基本結(jié)構(gòu)。
　　本論文分析了流媒體傳輸?shù)陌l(fā)展與體驗(yàn)質(zhì)量(QoE，Quality of Experience)等概念的應(yīng)用，隨著人機(jī)交互需求的不斷提升，客觀的服務(wù)質(zhì)量(QoS，Quality of Service)難以反映網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?/p>

3、最終效果，而流媒體傳輸?shù)淖罱K目標(biāo)是讓用戶獲得一個(gè)良好的視頻觀看體驗(yàn)。
　　論文基于SDN網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行流媒體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，主要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸中的損耗進(jìn)行最佳路徑的規(guī)劃;更進(jìn)一步地，在分析SDN網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)和基本原理的基礎(chǔ)上，使用QoE作為傳輸?shù)闹笇?dǎo)策略，進(jìn)行流媒體傳輸?shù)目刂疲撐牡闹饕ぷ骺梢苑譃橐韵聨讉€(gè)部分:
　　1.進(jìn)行SDN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建，并實(shí)現(xiàn)STP功能用于避免廣播風(fēng)暴，使用OpenFlow協(xié)議獲取網(wǎng)絡(luò)的鏈路損耗，設(shè)計(jì)并

4、實(shí)現(xiàn)了一種基于鏈路損耗的流媒體傳輸路徑選取系統(tǒng)，使用SDN-Dijkstra算法，以鏈路損耗為權(quán)重，計(jì)算流媒體傳輸所需要的最佳路徑，通過(guò)控制器下發(fā)流表的方式控制流媒體的傳輸行為，通過(guò)比較源視頻和目標(biāo)視頻的PSNR和SSIM來(lái)進(jìn)行傳輸質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)，并采用MOS方法進(jìn)行QoE質(zhì)量的主觀評(píng)定。
　　2.研究QoS到QoE的映射模型建立，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成網(wǎng)絡(luò)QoS到QoE的映射，使用損耗、延時(shí)、抖動(dòng)、帶寬四個(gè)參數(shù)作為輸入，進(jìn)行多組數(shù)

5、據(jù)的訓(xùn)練，并進(jìn)一步采用深度信念網(wǎng)絡(luò)DBN進(jìn)行映射模型的建立，并以此為依據(jù)設(shè)計(jì)基于QoE的流媒體傳輸控制器，使用戶獲得一個(gè)良好的流媒體體驗(yàn)。
　　3.使用Docker進(jìn)行軟件定義網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的快速部署，使用硬件編碼板對(duì)流媒體視頻源進(jìn)行編碼，使用SDN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流媒體數(shù)據(jù)的傳輸，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)windows應(yīng)用程序，運(yùn)用基于QoE的控制器，進(jìn)行兩路流媒體數(shù)據(jù)的傳輸，并獲得良好的觀看體驗(yàn)。
　　綜上所述，本論文在SDN網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)與流