Luận án Nâng cao chất lượng truyền video thích nghi http trên mạng điều khiển bằng phần mềm (sdn)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
PHẠM HỒNG THỊNH 
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG TRUYỀN VIDEO THÍCH NGHI HTTP 
TRÊN MẠNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PHẦN MỀM (SDN) 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG 
Hà Nội – 2021 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
PHẠM HỒNG THỊNH 
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG TRUYỀN VIDEO THÍCH NGHI HTTP 
TRÊN MẠNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PHẦN MỀM (SDN) 
Ngành: Kỹ thuật viễn thông 
Mã số: 9520208 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG 
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 
1. PGS.TS. TRƯƠNG THU HƯƠNG 
2. PGS.TS. PHẠM NGỌC NAM 
Hà Nội – 2021 
LỜI CAM ĐOAN 
 Tôi xin cam đoan rằng các kết quả khoa học được trình bày trong luận án này là 
thành quả nghiên cứu của bản thân tôi trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh và chưa 
từng xuất hiện trong công bố của các tác giả khác. Các tài liệu tham khảo đều được trích 
dẫn đầy đủ, rõ ràng và trung thực. 
 Hà Nội, ngày tháng năm 2021 
 TM. Tập thể hướng dẫn Tác giả luận án 
 PGS.TS. Trương Thu Hương Phạm Hồng Thịnh 
LỜI CẢM ƠN 
 Trước hết, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS. Trương Thu Hương và 
PGS.TS. Phạm Ngọc Nam đã trực tiếp hướng dẫn, định hướng khoa học, dành nhiều 
thời gian và tâm huyết giúp đỡ tôi về mọi mặt để hoàn thành luận án này. 
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thành viên nhóm HTTP/SDN của Lab ESRC 
và Lab Future Network của Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã hỗ trợ và cùng tôi 
thực hiện một số thí nghiệm trong luận án này. 
Qua đây, tôi cũng xin cảm ơn Viện Điện tử Viễn thông, Phòng Đào Tạo, Trường 
Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh trong 
suốt quá trình nghiên cứu, học tập và thực hiện luận án. Xin chân thành cảm ơn sự quan 
tâm, giúp đỡ, động viên của các đồng nghiệp, nhóm Nghiên cứu sinh – Viện Điện tử 
Viễn thông đã dành cho tôi. 
Chân thành cảm ơn Khoa Kỹ thuật và Công nghệ, Trường Đại học Quy Nhơn đã 
tạo mọi điều kiện thuận lợi cho NCS được tập trung nghiên cứu trong thời gian qua. 
Cuối cùng, tôi xin dành những lời yêu thương nhất đến với gia đình, vợ và con. Sự 
động viên, giúp đỡ và hy sinh rất nhiều của họ trong thời gian vừa qua là động lực to 
lớn để tôi vượt qua khó khăn và hoàn thành luận án này. 
Xin chân thành cảm ơn! 
 Hà Nội, ngày tháng năm 2021 
i 
MỤC LỤC 
MỤC LỤC .............................................................................................................. i 
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... iv 
DANH MỤC HÌNH VẼ ....................................................................................... vi 
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................ viii 
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRUYỀN VIDEO QUA GIAO 
THỨC HTTP VÀ MẠNG ĐỊNH NGHĨA BẰNG PHẦN MỀM SDN ...................... 8 
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................. 8 
1.1.1. Vấn đề về HTTP streaming hiện nay .............................................................. 8 
1.1.2. Kỹ thuật streaming video và các chuẩn hiện tại ........................................... 10 
1.1.3. Vấn đề thích ứng tốc độ trong HTTP streaming .......................................... 12 
1.1.4. HTTP streaming theo cảm nhận người dùng QoE ....................................... 13 
1.2. Truyền video qua giao thức HTTP ..................................................................... 14 
1.2.1. Mô hình truyền video thích ứng động trên giao thức HTTP (DASH) ......... 14 
1.2.1.1. Khái quát chung ..................................................................................... 14 
1.2.1.2. Tệp Media Presentation Description (MPD) ......................................... 16 
1.2.2. Kỹ thuật mã hóa video .................................................................................. 17 
1.2.3. Các tham số ảnh hưởng đến chất lượng trải nghiệm QoE ............................ 19 
1.2.4. Giới thiệu mô hình QoE ................................................................................ 22 
1.3. Mạng định nghĩa bằng phần mềm SDN .............................................................. 23 
1.3.1. Khái niệm chung ........................................................................................... 23 
1.3.2. Kiến trúc SDN .............................................................................................. 24 
1.3.3. Một số ưu điểm chính của SDN ................................................................... 25 
1.3.4. So sánh SDN và mạng truyền thống ............................................................. 26 
1.3.5. Giao thức OpenFlow ..................................................................................... 27 
1.3.5.1. Khái niệm ............................................................................................... 27 
1.3.5.2. Các thành phần của OpenFlow/ SDN .................................................... 28 
1.3.6. Triển khai mạng SDN ................................................................................... 34 
1.3.6.1. Triển khai đồ hình mạng ........................................................................ 35 
1.3.6.1. Triển khai bộ điều khiển - Controller..................................................... 36 
1.4. Kết luận chương 1 ............................................................................................... 39 
CHƯƠNG 2. TRUYỀN VIDEO CBR THÍCH NGHI GIAO THỨC HTTP DỰA 
TRÊN KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN CỦA SDN ......................................................... 40 
ii 
2.1. Giới thiệu chương ............................................................................................... 40 
2.2. Các công trình nghiên cứu liên quan .................................................................. 40 
2.3. Vấn đề thích nghi tốc độ bit ................................................................................ 42 
2.3.1. Lựa chọn thời khoảng cho phân đoạn video ................................................. 42 
2.3.2. Các phương pháp thích ứng tốc độ bit .......................................................... 43 
2.3.2.1. Phương pháp dựa vào thông lượng ........................................................ 44 
2.3.2.2. Phương pháp dựa vào bộ đệm ............................................................... 45 
2.4. Kỹ thuật định tuyến cho luồng video trong mạng SDN ...................................... 46 
2.4.1. Xây dựng kiến trúc bộ điều khiển đề xuất .................................................... 47 
2.4.2. Tính toán băng thông trong mạng SDN ........................................................ 50 
2.4.3. Lưu đồ thuật toán trên bộ điều khiển SDN ................................................... 51 
2.5. Thuật toán thích ứng tốc độ bit với cơ chế định tuyến đề xuất ........................... 52 
2.6. Thiết lập thí nghiệm và các kịch bản đánh giá .................................................... 55 
2.6.1. Thiết lập thí nghiệm ...................................................................................... 55 
2.6.2. Các kịch bản thí nghiệm ............................................................................... 56 
2.6.2.1. Kịch bản băng thông hai mức ................................................................ 56 
2.6.2.2. Kịch bản băng thông thực tế .................................................................. 57 
2.7. Đánh giá kết quả và thảo luận ............................................................................. 58 
2.8. Kết luận chương 2 ............................................................................................... 61 
CHƯƠNG 3. GIẢI PHÁP CẢI THIỆN QoE TRONG STREAMING VIDEO VBR 
QUA GIAO THỨC HTTP DỰA TRÊN SDN ........................................................... 62 
3.1. Giới thiệu chương ............................................................................................... 62 
3.2. Các công trình liên quan đến giải pháp đề xuất .................................................. 62 
3.3. Kiến trúc đề xuất cho streaming video VBR qua HAS và SDN ......................... 65 
3.4. Truyền video VBR qua giao thức HTTP dựa trên kỹ thuật định tuyến định kỳ và 
thích nghi của SDN .................................................................................................... 66 
3.4.1. Vấn đề biến đổi thông lượng và lựa chọn tốc độ bit tối ưu cho video VBR 66 
3.4.2. Đề xuất thuật toán thích nghi VBR kết hợp với định tuyến dựa trên SDN 
(VASR) ................................................................................................................... 68 
3.4.3. Kỹ thuật định tuyến định kỳ và định tuyến thích nghi dựa trên SDN đề xuất
 ................................................................................................................................ 71 
3.4.3.1. Định tuyến định kỳ dựa trên SDN (SPR) ................................................ 71 
3.4.3.2. Định tuyến thích nghi dựa trên SDN không có giám sát (SAR) ............. 73 
3.4.3.3. Định tuyến thích nghi dựa trên SDN có giám sát (SARM) .................... 74 
iii 
3.4.4. Thực nghiệm và đánh giá kết quả ................................................................. 75 
3.4.4.1. Thiết lập thực nghiệm ............................................................................. 75 
3.4.4.2. Các kịch bản thí nghiệm ......................................................................... 78 
3.4.4.3. Đánh giá kết quả .................................................................................... 79 
3.5. Giải pháp cải thiện QoE cho video VBR qua giao thức HTTP dựa trên SDN ... 87 
3.5.1. Ước tính thông lượng và mức đệm cho giải pháp đề xuất............................ 87 
3.5.2. Thuật toán thích nghi đề xuất MUNTH ........................................................ 89 
3.5.3. Đánh giá hiệu năng ....................................................................................... 92 
3.5.3.1. Thiết lập thí nghiệm và các kịch bản...................................................... 92 
3.5.3.2. Lựa chọn ngưỡng đệm tốt nhất .............................................................. 93 
3.5.3.3. So sánh, đánh giá các phương pháp ...................................................... 96 
3.6. Kết luận chương 3 ............................................................................................. 100 
CHƯƠNG 4. GIẢI PHÁP PHÂN BỔ BĂNG THÔNG VÀ CẢI THIỆN QoE 
TRONG STREAMING VIDEO CHO ĐỒNG THỜI NHIỀU NGƯỜI DÙNG .. 102 
4.1. Giới thiệu chương ............................................................................................. 102 
4.2. Các vấn đề liên quan và ý tưởng xây dựng giải pháp ....................................... 102 
4.3. Kiến trúc phân bổ băng thông đề xuất dựa trên SDN cho nhiều người dùng 
đồng thời truy cập .................................................................................................... 105 
4.4. Đề xuất giải pháp phân bổ băng thông công bằng trên SDN (MSMA-0) ........ 107 
4.5. Đề xuất giải pháp phân bổ băng thông thích ứng trên SDN (MSMA-1) .......... 110 
4.6. Thiết lập thí nghiệm và các kịch bản ................................................................ 113 
4.6.1. Thiết lập thí nghiệm .................................................................................... 113 
4.6.2. Các kịch bản thí nghiệm ............................................................................. 114 
4.7. Đánh giá kết quả và thảo luận ........................................................................... 115 
4.7.1. Tham số công bằng (fairness), hiệu quả (efficiency) và ổn định (stability)
 .............................................................................................................................. 115 
4.7.2. Đánh giá hiệu năng ..................................................................................... 116 
4.8. Kết luận chương 4 ............................................................................................. 122 
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 124 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .............. 126 
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 127 
iv 
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 
Từ viết tắt Ý nghĩa tiếng Anh Ý nghĩa tiếng Việt 
AGG_DF Aggressive Default 
Phương pháp Aggressive mặc 
định 
AGG_RR Aggressive Rerouting 
Phương pháp Aggressive có định 
tuyến lại dựa trên SDN 
API Application Programing Interface Giao diện lập trình ứng dụng 
ARP Address Resolution Protocol 
Giao thức để tìm địa chỉ phần 
cứng (địa chỉ MAC) 
BBA Buffer-based Algorithms Thuật toán dựa vào bộ đệm 
CBR Constant Bit Rate Tốc độ bit cố định 
CDF Cumulative Distribution Function Hàm phân phối tích lũy 
CDN Content Delivery Networks Mạng phân phối nội dung 
DASH 
Dynamic Adaptive Streaming 
over HTTP 
Streaming thích ứng động qua 
HTTP 
FIFO First-In First-Out Vào trước ra trước 
GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu 
HAS HTTP-based Adaptive Streaming Streaming thích ứng qua HTTP 
HDS 
HTTP Dynamic Streaming (HDS) 
developed by Adobe Systems 
Streaming động qua HTTP được 
phát triển bởi hệ thống Adobe 
HLS HTTP Live Streaming Streaming trực tiếp qua HTTP 
HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn bản 
IP Internet Protocol Giao thức Internet 
ISO 
International Organization of 
Standardization 
Hiệp hội Tiêu chuẩn quốc tế 
ITU 
International Telecommunication 
Union 
Liên hiệp viễn thông quốc tế 
LLDP Link Layer Discovery Protocol Giao thức khám phá lớp liên kết 
MAC Media Access Control 
Điều khiển truy cập môi trường 
(gọi là địa chỉ MAC) 
MOS Mean Opinion Score Điểm số ý kiến trung bình 
MPD Media Presentation Description Mô tả trình diễn đa phương tiện 
MPEG Moving Picture Expert Group Nhóm chuyên gia hình ảnh động 
MSMA Media Streaming Multiple Access 
Streaming đa phương tiện đa 
truy cập 
MUNTH 
iMpede sUspend and attaiN 
poTential patH 
Phòng tránh đóng băng và lựa 
chọn tuyến đi tốt 
OFS OpenFlow Switch Bộ chuyển mạch OpenFlow 
ONF Open Networking Foundation Tổ chức chuẩn hóa mạng mở 
v 
OVSDB 
Open vSwitch Database 
management Protocol 
Giao thức cấu hình OpenFlow 
PANDA Probe AND Adapt Thăm dò và thích ứng 
QoE Quality of Experience Chất lượng trải nghiệm 
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ 
QP Quantization Parameter Tham số lượng tử 
RTCP Real-Time Control Protocol 
Giao thức điều khiển thời gian 
thực 
RTMP Real-Time Messaging Protocol Giao thức bản tin thời gian thực 
RTP Real-time Transport Protocol 
Giao thức truyền tải  ... 
“Towards Network-wide QoE Fairness Using OpenFlow-assisted Adaptive Video 
Streaming”, pp. 15–20. 
[34] R. M. Abuteir, A. Fladenmuller, and O. Fourmaux (2016), “SDN based architecture 
129 
to improve video streaming in home networks”, pp. 220–226. 
[35] A. C. Begen, T. Akgul, and M. Baugher (2011), “Watching video over the web: 
Part 2: Applications, standardization, and open issues”, IEEE Internet Comput., 
vol. 15, no. 3, pp. 59–63. 
[36] V. Jacobson and V. J. H. Schulzrinne, S. Casner, R. Frederick (2003), “RTP: A 
Transport Protocol for Real-Time Applications”, https://tools.ietf.org/html/rfc3550 
(accessed Jun. 06, 2020). 
[37] H. Parmar and E. M. Thornburgh (2012), “Adobe’s Real Time Messaging 
Protocol”, https://www.adobe.com/devnet/rtmp.html (accessed Jun. 06, 2020). 
[38] “Inc., A. Apple http live streaming.” https://developer.apple.com/streaming/ 
(accessed Jun. 06, 2020). 
[39] “Inc., A. Adobe http dynamic streaming (hds) technology center”, 
https://www.adobe.com/devnet/hds.html. (accessed Jun. 06, 2020). 
[40] “Corporation, M. Microsoft silverlight smooth streaming”, 
https://www.microsoft.com/silverlight/smoothstreaming. (accessed Jun. 06, 2020). 
[41] S. . P. Le Callet, P.; Möller (2014), “Qualinet White Paper on Definitions of Quality 
of Experience To cite this version : HAL Id : hal-00977812 Qualinet White Paper 
on Definitions of Quality of Experience Output from the fifth Qualinet meeting”, 
Novi Sad. 
[42] Ulrich Reiter et al. (2014), “Factors Influencing Quality of Experience,” Springer 
Int. Publ., pp. 55–72. 
[43] J. De Vriendt, D. De Vleeschauwer, D. Robinson, and B. Labs (2013), “Model for 
estimating QoE of video delivered using HTTP adaptive streaming”, IFIP/IEEE Int. 
Symp. Integr. Netw. Manag., pp. 1288–1293. 
[44] R. K. P. Mok, E. W. W. Chan, and R. K. C. Chang (2011), “Measuring the Quality 
of Experience of HTTP Video Streaming”, Computer (Long. Beach. Calif), vol. 1, 
pp. 485–492. 
[45] M. Claeys, S. Latré, J. Famaeya, T. Wu, W. Van Leekwijck, and F. De Turck 
(2014), “Design and optimization of a (FA)Q-learning-based HTTP adaptive 
streaming client”, Connect. Sci., pp. 27–45. 
[46] A. Bentaleb, A. C. Begen, and R. Zimmermann (2016), “SDNDASH : Improving 
QoE of HTTP Adaptive Streaming Using Software Defined Networking”, ACM 
Multimed., pp. 1296–1305. 
[47] A. Bentaleb, A. C. Begen, S. Member, R. Zimmermann, and S. Member (2018), 
“QoE-Aware Bandwidth Broker for HTTP Adaptive Streaming Flows in an SDN-
Enabled HFC Network”, IEEE Trans. Broadcast., vol. 64, no. 2, pp. 575–589. 
[48] I. 23009-1:2014, “Information technology — Dynamic adaptive streaming over 
HTTP (DASH) — Part 1: Media presentation description and segment formats”, 
https://www.iso.org/standard/65274.html (accessed Jun. 06, 2020). 
[49] P. K. R. Reuban Gnana Asir, Kishore Kumar C (2014), “MPEG-DASH Enhanced 
Multimedia Streaming”, Int. J. Adv. Res. MPEG-DASH Enhanc. Multimed. 
Streaming, vol. 4, no. 3, pp. 848–851. 
[50] Youtube, “Live encoder settings, bitrates, and resolutions”, 
https://support.google.com/youtube/answer/2853702?hl=en. (accessed Jun. 06, 
2020). 
[51] “Live Videos from Publishing Tools”, 
https://www.facebook.com/facebookmedia/get-started/live (accessed Jun. 06, 
130 
2020). 
[52] Y. Liu, Y. Shen, Y. Mao, J. Liu, Q. Lin, and D. Yang (2013), “A study on Quality 
of Experience for adaptive streaming service”, IEEE Int. Conf. Commun. Work. 
ICC, pp. 682–686. 
[53] W. Song and D. W. Tjondronegoro (2014), “Acceptability-based QoE models for 
mobile video, IEEE Trans. Multimed., vol. 16, no. 3, pp. 738–750. 
[54] M. Seufert, S. Egger, M. Slanina, T. Zinner, T. Hossfeld, and P. Tran-gia (2015), 
“A Survey on Quality of Experience of HTTP Adaptive Streaming”, IEEE Commun. 
Surv. Tutorials, vol. 17, no. 1, pp. 469–492. 
[55] A. R. and S. Egger (2014), “Quality and Quality of Experience’ in Quality of 
Experience: Advanced Concepts, Applications and Methods”, New York, NY, USA 
Springer-Verlag, [Online]. Available: 
02681-7. 
[56] T. De Pessemier, K. De Moor, W. Joseph, L. De Marez, and L. Martens (2013), 
“Quantifying the influence of rebuffering interruptions on the user’s quality of 
experience during mobile video watching”, IEEE Trans. Broadcast, vol. 59, no. 1, 
pp. 47–61. 
[57] M. Zink, J. Schmitt, and R. Steinmetz (2005), “Layer-encoded video in scalable 
adaptive streaming”, IEEE Trans. Multimed., vol. 7, no. 1, pp. 75–83. 
[58] B. Lewcio, B. Belmudez, A. Mehmood, M. Waltermann, and S. Moller (2011), 
“Video quality in next generation mobile networks Perception of time-varying 
transmission”, IEEE Int. Work. Tech. Comm. Commun. Qual. Reliab, pp. 1–6. 
[59] Q. Yining and D. Mingyuan (2006), “The effect of frame freezing and frame 
skipping on video quality”, Proc. Int. Conf. Intell. Inf. Hiding Multimed. Signal 
Process. IIH-MSP, pp. 423–426. 
[60] T. Hossfeld and D. Strohmeier (2013), “Pippi Longstocking calculus for temporal 
stimuli pattern on YouTube QoE: 1+ 1= 3 and 1· 4≠ 4· 1”, Proc. 5th , pp. 37–42. 
[61] H. T. Quan and M. Ghanbari (2008), “Temporal aspect of perceived quality in 
mobile video broadcasting”, IEEE Trans. Broadcast, vol. 54, no. 3, pp. 641–651. 
[62] O. Oyman and S. Singh (2012), “Quality of experience for HTTP adaptive 
streaming services” IEEE Commun. Mag., vol. 50, no. 4, pp. 20–27. 
[63] M. Claeys, S. Latré, J. Famaey, T. Wu, W. Van Leekwijck, and F. De Turck (2013), 
“Design of a Q-learning-based client quality selection algorithm for HTTP adaptive 
video streaming”, AAMAS 2013 Work. Adapt. Learn. Agents, pp. 30-37. 
[64] D. Z. Rodríguez, Z. Wang, L. Rosa, and G. Bressan (2014), “The impact of video-
quality-level switching on user quality of experience in dynamic adaptive streaming 
over HTTP”, Eurasip J. Wirel. Commun. Netw., vol. 2014, no. 1, pp. 1-15. 
[65] R. K. P. Mok, X. Luo, E. W. W. Chan, and R. K. C. Chang (2012), “QDASH: A 
QoE-aware DASH system”, MMSys - Proc. 3rd Multimed. Syst. Conf., pp. 11–22. 
[66] F. De Turck, S. Petrangeli, J. Van Der Hooft, and T. Wauters (2018), “Quality of 
experience-centric management of adaptive video streaming services: Status and 
challenges”, ACM Trans. Multimed. Comput. Commun. Appl., vol. 14, no. 2s. 
[67] S. Timmerer, Christian and Maiero, Matteo and Rainer, Benjamin and Petscharnig, 
Stefan and Weinberger, Daniel and Mueller, Christopher and Lederer (2015), 
“Quality of Experience of Adaptive HTTP Streaming in Real-World Environments”, 
IEEE Comsoc MTC E-Letter, vol. 10, no. 3. 
[68] T. De Pessemier, K. De Moor, W. Joseph, L. De Marez, and L. Martens (2013), 
131 
“Quantifying the influence of rebuffering interruptions on the user’s quality of 
experience during mobile video watching”, IEEE Trans. Broadcast., vol. 59, no. 1, 
pp. 47–61. 
[69] International Telecommunication Union (1996), “Methods for subjective 
determination of transmission quality”, Int. Telecommun. Union, Geneva, 
Switzerland, ITU-Recommendation, vol. 800, p. 22. 
[70] ITU-T Recommendation P.800.1, “Mean Opinion Score (MOS) terminology”. 
[71] SDN, “What Is Software Defined Networking (SDN)?” 
https://www.sdxcentral.com/networking/sdn/definitions/what-the-definition-of-
software-defined-networking-sdn/ (accessed Jun. 06, 2020). 
[72] “Software-Defined Networking (SDN) Definition” 
https://www.opennetworking.org/sdn-definition/ (accessed Jun. 06, 2020). 
[73] J. Naous, D. Erickson, and G. A. Covington (2008), “Implementing an OpenFlow 
Switch on the NetFPGA platform”, ANCS, San Jose, CA, USA. 
[74] Open Networking Foundation (2015), “OpenFlow Switch Specification (Version 
1.5.1),” Current, vol. 0, [Online]. Available: 
https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/onf-
specifications/openflow/openflow-switch-v1.5.1.pdf. 
[75] “The NOX Controller”, https://github.com/noxrepo/nox (accessed Jun. 06, 2020). 
[76] “The POX network software platform”, https://github.com/noxrepo/pox (accessed 
Jun. 06, 2020). 
[77] D. Erickson (2013), “The Beacon OpenFlow controller”, Proc. 2013 ACM 
SIGCOMM Work. Hot Top. Softw. Defin. Networking, HotSDN, pp. 13–18. 
[78] T. L. F. Project, “Opendaylight controller”, https://www.opendaylight.org/ 
(accessed Jun. 06, 2020). 
[79] “Floodlight SDN OpenFlow Controller”, https://github.com/floodlight/floodlight 
(accessed Jun. 06, 2020). 
[80] “Project Floodlight”,  (accessed Jun. 
06, 2020). 
[81] “Mininet”,  (accessed Jun. 06, 2020). 
[82] B. Lantz, B. Heller, and N. McKeown (2010), “A Network in a Laptop: Rapid 
Prototyping for Software-Defined Networks”, Proc. Ninth ACM SIGCOMM Work. 
Hot Top. Networks - Hotnets, pp. 1–6. 
[83] M. Bredel (2013), “OpenFlow and the Floodlight OpenFlow Controller”, ADMIN 
Netw. Secur. n, no. 17, [Online]. Available: https://www.admin-
magazine.com/Archive/2013/17/OpenFlow-and-the-Floodlight-OpenFlow-
Controller. 
[84] S. Akhshabi, A. C. Begen, and C. Dovrolis (2012), “An Experimental Evaluation 
of Rate-Adaptation Algorithms in Adaptive Streaming over HTTP”, Signal Process. 
Image Commun. 27(4), pp. 271–287. 
[85] S. Akhshabi, A. C. Begen, and C. Dovrolis (2011), “An Experimental Evaluation 
of Rate-Adaptation Algorithms in Adaptive Streaming over HTTP”, MMSys ’11 
Proc. Second Annu. ACM Conf. Multimed. Syst., pp. 157–168. 
[86] C. Müller, S. Lederer, and C. Timmerer (2012), “An evaluation of dynamic adaptive 
streaming over HTTP in vehicular environments”, Proc. 4th Work. Mob. Video, p. 
37-42. 
[87] T. C. Truong, H. T. Le, A. T. Pham, and Y. M. Ro (2014), “An evaluation of bitrate 
132 
adaptation methods for HTTP live streaming”, IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 
32, no. 4, pp. 693–705. 
[88] D. L. C. Dutra, M. Bagaa, T. Taleb, and K. Samdanis (2018), “Ensuring End-to-
End QoS Based on Multi-Paths Routing Using SDN Technology”, IEEE Glob. 
Commun. Conf. GLOBECOM - Proc., pp. 1–6. 
[89] Y. S. Yu and C. H. Ke (2018), “Genetic algorithm-based routing method for 
enhanced video delivery over software defined networks” Int. J. Commun. Syst., 
vol. 31, no. 1, pp. 1–13. 
[90] J. Ozer, “What’s the right keyframe interval?” 
https://streaminglearningcenter.com/blogs/whats-the-right-keyframe-interval.html 
(accessed Jun. 06, 2020). 
[91] S. Wei and V. Swaminathan (2014), “Low Latency Live Video Streaming over 
HTTP 2.0”, Proc. ACM NOSSDAV, pp. 37–42. 
[92] “Dijkstra Shortest Path Algorithm Using Global Positioning System”, 
https://www.techrepublic.com/resource-library/whitepapers/dijkstra-shortest-path-
algorithm-using-global-positioning-system/ (accessed Jun. 06, 2020). 
[93] L. Rizzo (1997), “Dummynet: A Simple Approach to the Evaluation of Network 
Protocols”, ACM SIGCOMM Comput. Commun. Rev., vol. 27, no. 1, pp. 31–41. 
[94] Bitmovin, “Libdash - bitmovin”, https://github.com/bitmovin/libdash (accessed 
Jun. 06, 2020). 
[95] C. Mueller, S. Lederer, C. Timmerer and H. Hellwagner (2012), “Dynamic 
Adaptive Streaming over HTTP Dataset”, Proc. - IEEE Int. Conf. Multimed. Expo, 
pp. 89--94. 
[96] T. Vu, H. T. Le, D. V. Nguyen, N. N. Pham, and T. C. Truong (2015), “Future 
buffer based adaptation for VBR video streaming over HTTP”, IEEE 17th Int. Work. 
Multimed. Signal Process. MMSP, pp. 1 – 5. 
[97] A. Bentaleb, A. C. Begen, R. Zimmermann, and S. Harous (2017), “SDNHAS: An 
SDN-enabled architecture to optimize QoE in HTTP adaptive streaming”, IEEE 
Trans. Multimed., vol. 19, no. 10, pp. 2136–2151. 
[98] E. Liotou, K. Samdanis, E. Pateromichelakis, N. Passas, and L. Merakos (2018), 
“QoE-SDN APP: A Rate-guided QoE-aware SDN-APP for HTTP Adaptive Video 
Streaming”, IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 8716, no. c, pp. 1–17. 
[99] L. Guillen, S. Izumi, and T. Abe (2019), “SAND/3 : SDN-Assisted Novel QoE 
Control Method for Dynamic Adaptive Streaming over HTTP/3”, Electron. 
Multidiscip. Digit. Publ. Inst., vol. 8, no. 8, pp. 1–17. 
[100] Wikipedia (2018), “Round-robin scheduling”, 
https://en.wikipedia.org/wiki/Round-robin_scheduling (accessed Jun. 06, 2020). 
[101] O. O. M. P. Studio (2009), “Elephants dream”, https://orange.blender.org/ 
(accessed Jun. 06, 2020). 
[102] Cisco, “Comparing Traffic Policing and Traffic Shaping for Bandwidth Limiting”, 
https://www.cisco.com/c/%0Aen/us/support/docs/quality-of-service-qos/qos-
policing/%0A19645-policevsshape.html (accessed Feb. 03, 2019). 
[103] O. Younis and S. Fahmy (2003), “Constraint-based routing in the internet: Basic 
principles and recent research”, IEEE Commun. Surv. Tutorials, vol. 5, no. 1, pp. 
2–13. 
[104] H. T. Le (2017), “Quality Improvement for HTTP Adaptive Streaming over Mobile 
Networks”, Ph.D Thesis , Univ. Aizu. 
133 
[105] Z. Li, A. C. Begen, J. Gahm, Y. Shan, B. Osler, and D. Oran (2014), “Streaming 
video over HTTP with consistent quality”, Proc. 5th ACM Multimed. Syst. Conf. 
MMSys, pp. 248–258. 
[106] K. Miller, A. K. Al-Tamimi, and A. Wolisz (2016), “QoE-based low-delay live 
streaming using throughput predictions”, ACM Trans. Multimed. Comput. 
Commun. Appl., vol. 13, no. 1, pp. 1–41. 
[107] A. Mansy (2015), “Network-layer Fairness for Adaptive Video Streams”, IEEE, 
IFIP Netw. Conf. (IFIP Networking), pp. 1–9. 
[108] M. Ghobadi and M. Mathis (2012), “Trickle : Rate Limiting YouTube Video 
Streaming”, Present. as part {USENIX} Annu. Tech. Conf. ({USENIX}{ATC} 
12), pp. 191–196. 
[109] S. Akhshabi, L. Anantakrishnan, C. Dovrolis, and A. C. Begen (2013), “Server-
Based Traffic Shaping for Stabilizing Oscillating Adaptive Streaming Players” 
Proceeding 23rd ACM Work. Netw. Oper. Syst. Support Digit. audio video, pp. 19–
24. 
[110] S. Ramakrishnan, X. Zhu, F. Chan, and K. Kambhatla (2015), “SDN Based QoE 
Optimization for HTTP-Based Adaptive Video Streaming”, IEEE Int. Symp. 
Multimed., pp. 120–123. 
[111] A. Ahmad, A. Floris, and L. Atzori (2019), “Towards Information-centric 
Collaborative QoE Management using SDN”, IEEE Wirel. Commun. Netw. Conf., 
pp. 1–6. 
[112] T. Y. Huang, N. Handigol, B. Heller, N. McKeown, and R. Johari (2012), 
“Confused, timid, and unstable: Picking a video streaming rate is hard”, Proc. ACM 
SIGCOMM Internet Meas. Conf. IMC, pp. 225–238. 
[113] X. Yin, M. Bartulovic, V. Sekar, and B. Sinopoli (2017), “On the efficiency and 
fairness of multiplayer HTTP-based adaptive video streaming”, Proc. Am. Control 
Conf., pp. 4236–4241. 
[114] S. W. V. D. Fabien Weibel, Manuel Alligne (2012), “Destiny”. 
 (accessed Jun. 06, 2020). 
[115] W. R. Jain, Rajendra K and Chiu, Dah-Ming W and Hawe (1984), “A quantitative 
measure of fairness and discrimination for resource allocation in shared computer 
system”, East. Res. Lab. Digit. Equip. Corp. Hudson, MA, pp. 1 – 37. 
[116] R. K. P. Mok, E. W. W. Chan, X. Luo, and R. K. C. Chang (2011), “Inferring the 
QoE of HTTP video streaming from user-viewing activities”, Proc. 1st ACM 
SIGCOMM Work. Meas. Up Stack, W-MUST, pp. 31–36.