Author(s): Guimarães, Filipe Miguel Teixeira Freitas
Date: 2024
Persistent ID: https://hdl.handle.net/1822/94080
Origin: RepositóriUM - Universidade do Minho
Subject(s): Streaming de vídeo; HTTP; QUIC; TCP; Condições adversas de rede; Video streaming; Adverse network conditions; Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática
Dissertação de mestrado em Engenharia Informática
A Internet está em constante evolução, bem como as aplicações e serviços disponibilizados aos utiliza dores. Com o crescimento na adoção de plataformas como YouTube, Netflix, Disney + , HBO e Amazon Prime Video, é possível ter acesso a um amplo conteúdo em formato de vídeo. Estas mudanças na Internet obrigam a que se criem formas de melhorar a experiência de utilização nestes novos cenários. O QUIC é um novo protocolo de transporte considerado atualmente uma peça chave no suporte à nova norma HTTP/3. Este protocolo opera sobre User Datagram Protocol (UDP) e visa oferecer um serviço de transporte multistream, rápido, robusto e seguro, que permite contornar limitações conhecidas do protocolo de transporte Transmission Control Protocol (TCP), a base para os atuais protocolos HTTP/1 e HTTP/2. Este trabalho, propõe avaliar o protocolo de transporte QUIC usado como base no recém-imple mentado HTTP/3, em alternativa ao HTTP/2, assente em TCP. Como já existem alguns estudos que comparam estes protocolos no acesso a páginas web, neste trabalho é analisado o protocolo HTTP/3 no contexto de streaming de vídeo, em cenários que possam existir condições adversas de rede. Pretende se, neste trabalho, desenvolver uma plataforma experimental que consiga transmitir vídeo recorrendo a estes protocolos e analisar esta transmissão para perceber se o protocolo QUIC realmente será útil para a web em constante evolução. É desenvolvido um software, com recurso à framework hls.js, com o objetivo de receber e reproduzir o vídeo, recolhendo determinadas métricas relativas à reprodução. É, ainda, criada uma ferramenta para analisar e gerar gráficos, para os dados adquiridos. São apresentados alguns resultados, ainda que preliminares, que permitem observar diferenças entre os protocolos HTTP/2 e HTTP/3. Estas diferenças são mais notórias em condições adversas de rede, em que o HTTP/3 proporcionou uma transmissão de vídeo mais fluída, com menor latência, menor drift e maior carga de buffer, na generalidade dos cenários escolhidos.
The Internet as well as the user applications and services supported are constantly evolving. With the growing adoption of platforms like YouTube, Netflix, Disney + , HBO, and Amazon Prime Video, access to a wide range of video content is now possible. These changes on the Internet require the creation of ways to enhance the user experience in these new scenarios. QUIC is a new transport protocol currently considered a key component in supporting the new HTTP/3 standard. This protocol operates over User Datagram Protocol (UDP) and aims to provide a fast, robust, and secure multistream transport service that overcomes known limitations of the Transmission Control Protocol (TCP) transport protocol, which is the basis for current HTTP/1 and HTTP/2 protocols. This study proposes to evaluate the QUIC transport protocol as the basis for the newly implemented HTTP/3, as an alternative to HTTP/2 based on TCP. Since there are already some studies comparing these protocols when accessing web pages, this study analyses them in the context of video streaming, in scenarios where adverse network conditions may exist. This work aims to develop an experimental platform capable of transmitting video using these protocols and analyse this transmission to understand if the QUIC protocol will indeed be useful for the constantly evolving web. A software is developed utilizing the hls.js framework with the aim of receiving and playing back the video while collecting specific playback metrics. Additionally, a tool is created to analyze and generate graphs based on the acquired data. Presented preliminary results allow for the observation of differences between the HTTP/2 and HTTP/3 protocols. These differences become more pronounced under adverse network conditions, where HTTP/3 facilitated smoother video transmission, with lower latency, reduced drift, and increased buffer load, across the majority of the chosen scenarios.
