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Projecte llegit

Títol: Análisis de viabilidad acerca del uso del protocolo HTTP/3 sobre QUIC en una red de distribución de vídeo

Estudiants que han llegit aquest projecte:

Director/a: RINCÓN RIVERA, DAVID

Departament: ENTEL

Títol: Análisis de viabilidad acerca del uso del protocolo HTTP/3 sobre QUIC en una red de distribución de vídeo

Data inici oferta: 23-01-2020     Data finalització oferta: 23-09-2020


Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG TELEMÀTICA
Tipus: Individual
 
Lloc de realització: EETAC
 
Paraules clau:
HTTP/3, QUIC, CDN
 
Descripció del contingut i pla d'activitats:
En este Trabajo de Final de Grado tratará en el estudio y viabilidad de mejora en el aprovechamiento del ancho de banda en la red de distribución de vídeo de una operadora.

El proyecto tiene una parte de investigación, la cual se divide en una primera parte de análisis en la cual describiremos ciertos tipos de limitaciones en el protocolo de transporte más usado, TCP, que impiden poder extraer el máximo rendimiento en el transporte sobre redes IP, por lo que en este trabajo se realizará un estudio del arte para poder situarnos correctamente y analizar el estado actual, detallar las necesidades y requisitos a la hora de entregar un video a un usuario y ver qué limitaciones tiene TCP en cuanto a aprovechamiento de ancho de banda. Analizaremos los protocolos de transporte más adecuados para ser candidatos para sustituir a TCP, viendo tanto sus puntos fuertes como débiles, además de analizar los algoritmos de congestión más adecuados y describir su funcionamiento.

La segunda parte de la investigación consiste en la definición y análisis de eBPF, un nuevo filtrador de paquetes del kernel de Linux que puede ser usado para diversos propósitos: seguridad, firewall, trazabilidad, rendimiento de la red, etc., con el objetivo de estudiar la viabilidad de implementación en la red de gestión de contenido de una operadora y ver hasta donde se puede llegar con ello.

Además, hay una parte experimental, que se dividirá en dos partes:

1. Realización de simulaciones en un entorno de pruebas de la red de gestión de contenido sobre los protocolos de transporte y algoritmos de congestión analizados primeramente para ver y comparar sus diferencias, principalmente las mejoras respecto a TCP.

2. Implantación de eBPF en un entorno de pruebas, modificando el kernel y realizando ciertos scripts para estudiar la viabilidad de mejora del aprovechamiento del ancho de banda. Estudio de los resultados y comparación con el experimento anterior. Además intentaremos estudiar si existe la viabilidad de parametrizar la conexión dependiendo del dispositivo que desea recibir contenido.
 
Overview (resum en anglès):
The main purposes of the companies involved in offering multimedia services over the Internet, following the OTT or IPTV model, are the constant research to improve the quality of user experience, to save resources when transporting content and to improve efficiency. The networks that take care of this are called CDNs (Content Delivery Network).

This project consists on the study of the implementation of new protocols in charge of transporting the information in this type of network, those already mentioned above, CDNs, to the end user. The first of these protocols is QUIC, a new transport protocol in the process of standardization. Then, in the application layer, is the new version of the application protocol HTTP called HTTP/3. With all of that, the objective will be to observe the QoE (Quality of Experience) benefits that a user could get when these promising tecnologies are in action.

The main target of the project is to analyze the behavior of these technologies by altering the characteristics of the network and study the quality that would reach to the user who is consuming the content (In this case it would correspond to a VoD (Video on Demand) service). In order to do this, a server hosted in an instance of a cloud computing provider has been built, on which Nginx has been installed as a service and has been adapted to be able to carry out communications through QUIC and HTTP/3. On the user side, a terminal-based DASH player has been adapted, without a graphical interface, capable of performing HTTP/3 requests.

The tests have been carried out adding different simulated situations in the network. While downloading and playing video content from the server, we have proceeded to experiment by adding delay, jitter or losses in the different tests, and finally, all the phenomena were mixed simultaneously. Meanwhile, in the video player different information was collected which eventually helped demonstrate that QUIC and HTTP / 3 are a viable technology to transmit content over the Internet, offering acceptable quality standards to the consumer.

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