Scalable Video Coding (SVC) is a promising coding technique that enables flexible video transmission to support heterogeneous devices. However, the current best-effort delivery model characterized by the Internet cannot fully exploit the scalability feature of SVC because the network nodes are transparent for multimedia streaming applications. Software-defined networking (SDN) has emerged as an innovative network paradigm that decouples the control and forwarding planes while routing. This architecture with the OpenFlow protocol enables network operators to obtain per-flow QoS control in a more scalable, flexible, and finely granular manner compared to the conventional network architecture. Inspired by these facts, this paper designs a comprehensive QoS-aware multicast scheme for scalable video streaming over SDN networks. First, we present the designed multimedia streaming multicast system architecture and formulate the QoS-aware multicast routing problem as a non-linear programming model. We then propose a fundamental tree construction algorithm that decomposes the video streaming requests into subrequests and serves them in a bottom-up manner. Furthermore, we design a layer switching strategy based on the video distortion model to mitigate network-induced video quality distortion. Finally, the experimental results are presented to validate the performance of our methods in terms of scalability, network utility, video playout quality, and playback interruption ratio.

中文翻译：

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QoS感知的多播，用于软件定义网络中的可伸缩视频流

可伸缩视频编码（SVC）是一种很有前途的编码技术，可实现灵活的视频传输以支持异构设备。但是，由于网络节点对于多媒体流应用程序是透明的，因此以Internet为特征的当前尽力而为的交付模型无法充分利用SVC的可伸缩性功能。软件定义网络（SDN）已成为一种创新的网络范例，可在路由选择时将控制平面和转发平面分离。与传统的网络体系结构相比，这种具有OpenFlow协议的体系结构使网络运营商能够以更可扩展，更灵活，更精细的方式获得每流QoS控制。受这些事实的启发，本文设计了一种全面的QoS感知多播方案，用于SDN网络上的可伸缩视频流。第一的，我们提出了设计的多媒体流多播系统体系结构，并将QoS感知的多播路由问题表述为非线性编程模型。然后，我们提出了一种基本的树构建算法，该算法将视频流请求分解为子请求，并以自底向上的方式为其提供服务。此外，我们基于视频失真模型设计了一种层切换策略，以减轻网络引起的视频质量失真。最后，提供实验结果以验证我们的方法在可扩展性，网络实用性，视频播放质量和播放中断率方面的性能。然后，我们提出了一种基本的树构建算法，该算法将视频流请求分解为子请求，并以自底向上的方式为其提供服务。此外，我们基于视频失真模型设计了一种层切换策略，以减轻网络引起的视频质量失真。最后，提供实验结果以验证我们的方法在可扩展性，网络实用性，视频播放质量和播放中断率方面的性能。然后，我们提出了一种基本的树构建算法，该算法将视频流请求分解为子请求，并以自底向上的方式为其提供服务。此外，我们基于视频失真模型设计了一种层切换策略，以减轻网络引起的视频质量失真。最后，提供实验结果以验证我们的方法在可扩展性，网络实用性，视频播放质量和播放中断率方面的性能。