Fair Treatment of Multicast Sessions and Their Receivers : Incentives for more efficient bandwidth utilization

Abstract: Tjänster för strömmad media stiger kraftigt i popularitet, samtidigt som utbudet av denna typ av tjänster ökar. Internet protocol television (IPTV) med standardupplösning levereras redan till många hem, och högupplöst IPTV kommer att bli vanligt inom en relativt snar framtid. Mer avancerade tjänster, som tredimensionell TV och TV med fritt valbara vyer, står sedan på tur. Strömmad video är av naturen väldigt bandbreddskrävande, och denna utveckling kommer därför att sätta den befintliga nätverksinfrastrukturen på prov. Multicast är mer bandbreddseffektivt än unicast för scenarion där många mottagare samtidigt är intresserade av samma data, vilket är fallet med populärt direktsänt material. Anledningen är att mottagarna av multicast-sessioner delar på resurserna via ett gemensamt transmissionsträd, där ingen data sänds mer än en gång över någon gren. Användningen av multicast kan därför generera stora besparingar av bandbredd. Internetleverantörerna har dock inga riktigt starka skäl för att stödja multicast, vilket medfört att spridningen varit långsam. Vi föreslår att multicast-sessioner tilldelas mer bandbredd när det uppstår trafikstockningar i näten. Fördelningen baseras på antalet mottagare och datatakten som de erhåller, eftersom det är det som avgör graden av resursdelning. Vi anser att det är rättvist att ta hänsyn till detta, och kallar därför den föreslagna bandbreddsfördelningen multicast-favorable max-min fair. Vidare så presenteras två bandbreddstilldelningspolicyer som använder sig av olika mängd återkoppling för att uppnå fördelningar som ligger förhållandevis nära den föreslagna. Vi föreslår även två mekanismer för kostnadsallokering, vilka bygger på antagandet att kostnaden för dataöverföring ska täckas av mottagarna. De föreslagna mekanismerna fördelar kostnaderna mellan mottagarna baserat på deras andel av resursutnyttjandet, vilket generellt är fördelaktigt för multicast-mottagare. De två mekanismerna för kostnadsallokering skiljer sig åt genom att den ena eftersträvar optimalt rättvis fördelning av kostnaderna, medan den andra kan ge rabatt till vissa mottagare. Rabatten möjliggör större grupper med mottagare, vilket även kan reducera kostnaderna för icke rabatterade mottagare. Förslagen gör multicast mer attraktivt för användarna av strömmad media. Om förslagen implementerades i nätverk med multicast-stöd så skulle övriga Internetleverantörer bli tvungna att stödja multicast för att vara konkurrenskraftiga.