Mỗi thuật toán này đều phải đồng thời thực hiện được 2 việc sau:
- Chọn peer nào ( trong số các peer hàng xóm của peer đó ) sẽ nhận được dữ
liệu tiếp theo?
- Đoạn dữ liệu nào ( chunk nào ) trong số các chunks mà peer đó đang có sẽ được truyền đi ?
Các thuật toán peer/chunk selection/ scheduling algorithm được phân làm 2 loại chính : push và pull
- Push : tương ứng với phía phát (sender) sẽ thực hiện các thuật toán lựa chọn,
thích hợp cho các mạng p2p mà băng thông gửi dữ liệu ( upload ) < băng thông tải dữ liệu về (download) ( ví dụ như mạng ADSL )
- Pull : tương ứng với phía nhận ( receiver) thực hiện các thuật toán lựa chọn,
thích hợp với mạng P2P mà băng thông gửi dữ liệu đi (upload ) > băng thông tải dữ liệu về (download)
Trong cả 2 trường hợp trên, thuật toán luôn thực hiện ở các phía có băng thông hạn chế hơn, nhằm tránh các trường hợp gây tắc nghẽn do sự không đồng nhất về băng thông. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng không có nhiều sự khác biệt giữa 2 thuật toán push và pull. Do mạng hiện tại chủ yếu sử dụng công nghệ ADSL, có băng thông tải dữ liệu về lớn hơn hẳn băng thông gửi dữ liệu đi, nên các phân tích chủ yếu tập trung vào thuật toán push, tức là quan tâm chủ yếu đến việc sử dụng hiệu quả băng thông gửi dữ liệu (upload bandwidth) [1]. Trong những phần tiếp theo của đồ án, giới hạn chỉ xem xét thuật toán push. Và trong nhiều trường hợp coi rằng băng thông tải về đủ lớn hơn nhiều so với băng thông gửi đi, để không cần quan tâm tới sự hạn chế của băng thông tải dữ liệu(download bandwith).
3.2.1.1Mục tiêu đặt ra cho việc thiết kế mạng P2P-TV.
Người sử dụng có thể tham gia hoặc rời khỏi mạng bất cứ khi nào và hoàn toàn ngẫu nhiên, không thể dự đoán trước được thời điểm họ kết nối hay ngắt kết nối. Mỗi khi có peer mới tham gia vào mạng, hay ngắt bỏ kết nối, kiến trúc mạng sẽ bị thay đổi, và mất đi tính tối ưu ban đầu. Trong tiếng Anh, sự xáo trộn này được gọi là churn. Khi mạng có số lượng người sử dụng càng lớn thì số người vào, ra mạng càng cao, và ảnh hưởng của nó tới mạng càng lớn. Do mỗi peer bất kì trên mạng đều sở hữu rất nhiều peer làm nguồn phát cho nó, cho nên rất dễ xảy ra hiện tượng một đoạn video(chunk) được gửi lặp đi lặp lại nhiều lần tới, gây lãng phí băng thông. Giữa các peer phải có cơ chế thông tin về tập dữ liệu nó đang sở hữu để giảm thiểu số lượng dữ liệu trùng lặp. Việc báo hiệu này phải làm sao giảm xuống mức thấp nhất có thể, để tiết kiệm tài nguyên kênh truyền. Những người sử dụng có thể nằm trên rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ (ISP) riêng biệt. Mục tiêu đặt ra là với cùng một chất lượng dịch vụ thì lượng thông tin trao đổi giữa 2 ISP khác nhau càng nhỏ càng tốt.
3.2.1.2Đánh giá hoạt động của P2P-TV qua các chỉ tiêu kỹ thuật.
Người ta thường đo đếm tốc độ nhanh chậm của 1 mạng p2p bằng thời gian trễ của 1 chunk từ lúc phát ra từ nguồn phát tới khi tất cả các peer trong mạng nhận được chunk đó. Thời gian trễ này quyết định thời gian playout delay tại người máy sử dụng. Người sử dụng phải chời ít nhất khoảng thời gian này trước khi có thể xem chương trình, do đó rất cần được giảm nhỏ. Thời gian này càng nhỏ thì sự chênh lệch chất lượng giữa các nút gần nguồn phát và các nút xa càng nhỏ, tạo sự đồng đều cho mạng.
Độ mất gói
Liên quan đến chất lượng của đoạn live stream đó, nó cũng liên hệ chăt chẽ với tốc độ và băng thông.Ngoài việc mất gói do nghẽn, hay những yếu tố khác trên kênh truyền, những gói đến bộ đệm của máy nhận trong khoảng thời gian trễ cho phép mới được sử dụng, những gói đến quá thời gian chờ đó sẽ bị loại bỏ, và giống như là mất gói. Tỷ lệ mất gói có thể nằm trong một khoảng cho phép do các thuật toán nén audio, video chấp nhận cho mất gói, tuy nhiên nếu vượt quá thì sẽ ảnh hưởng xấu tới chất lượng.
Vẫn hoạt động tốt trong điều kiện các peer liên tục kết nối và ngắt kết nối. Khả năng thích ứng với sự thay đổi bất thường và thường xuyên của mạng
Do các thành phần của mạng có thể liên tục thay đổi do các nút ngắt hoặc kết nối, hoặc mạng được mở rộng… nên cấu trúc mạng thường xuyên thay đổi. Nhiệm vụ của các thuật toán lập lịch là thích ứng được với sự thay đổi này, luôn có khả năng tối ưu hóa lại cấu trúc lớp overlay.
Khả năng giảm thiểu lượng thông tin điều khiển.
Những bản tin cập nhật trạng thái của các nút hàng xóm là điều cần thiết. Ví dụ: khi một peer X nhận được chunk j nào đó, nó cần thông báo cho các nút hàng xóm biết, và không truyền lặp đi lặp lại chunk j tới X. Hay khi các peer định kỳ trao đổi với nhau thông tin về băng thông để cung cấp cho quá trình lập lịch hiệu quả. Tuy vậy, những bản tin này cần giảm thiểu đến mức nhỏ nhất có thể.
Thời gian đáp ứng kênh nhỏ.
Thời gian đáp ứng là khoảng thời gian dành cho người sử dụng mới từ lúc tham gia vào kênh truyền tới lúc xem được video. Thời gian này càng nhỏ càng tốt.
3.2.1.3Các thông số mạng cần thay đổi khi xem xét thuật toán
Các thuật toán cần được đánh giá trên nhiều khía cạnh và trong nhiều hoàn cảnh khác nhau của mạng. Một toán được coi là tốt khi có thể tối ưu trong nhiều điều kiện biến động khác nhau của mạng, đây cũng là tính ổn định, tin cậy của thuật toán.
Vì vậy các kịch bản mô phỏng cần xây dựng các mô hình mạng biến đổi. Cụ thể các tham số của mạng cần thay đổi để xem xét là:
a. Băng thông của mạng ?
b. Thuật toán sẽ hoạt động ra sao nếu đặt trong các điều kiện khác nhau về băng thông: băng thông thường được xét tương đối với tốc độ của nguồn phát, tỉ lệ mất gói , môi trường đồng nhất và không đồng nhất thì khả năng tối ưu, tận dụng tài nguyên ra sao ? Khi đó cần định tuyến như thế nào để tối ưu việc sử dụng các tài nguyên mạng đó ?
c. Số lượng các nút hàng xóm thay đổi ảnh hưởng gì ?
Khi các nút hàng xóm tăng, khả năng chống lại sự ngắt kết nối bất ngờ của các nút hàng xóm của mỗi peer tăng lên. Nhưng khi số lượng các nút hàng xóm tăng lên thì cũng tăng các thông tin điều khiển để thông báo về tình trạng hiện tại của các peer trong mạng – đây là điều hoàn toàn không mong muốn, do làm giảm thông tin có ích.
Vậy lượng các nút hàng xóm tầm bao nhiêu là đủ để đáp ứng vừa đủ khả năng phục vụ của một peer? Do thành phần các nút hàng xóm thay đổi liên tục, nên tốc độ phát gói của tới peer X bất kỳ cũng biến động. Kịch bản này xem xét sự tác động của số lượng nút hàng xóm tới chất lượng dịch vụ tại peer X.
d. Tỉ lệ các peer ngắt và tham gian kết nối thay đổi thì hoạt động của mạng ra sao?
Khi một peer mới phát sinh, tham gia kết nối với lớp overlay, thời gian nó cần chờ để nhận được dữ liệu là bao lâu. Tất nhiên, thời gian này càng nhỏ càng tốt. Còn tỉ lệ ngắt kết nối tăng lên cao thì mạng có còn hoạt động tốt không.
Xem xét khả năng đáp ứng số lượng người sử dụng của mạng, số lượng tăng chất lượng ảnh hưởng như thế nào?
Ngoài ra người ta có thể xem xét các yếu tố khác như kích thước cửa sổ, hoặc thời gian trễ tối đa của gói tin trên mạng. Cửa sổ chứa các gói tin trong mỗi peer. Chỉ những dữ liệu nằm trong cửa sổ này mới được chọn để truyền đi tới các peer khác. Còn thời gian trễ tối đa nhằm loại bỏ những gói tin đã quá thời gian trễ truyền cho phép. Cả hai phương pháp này đều nhằm mục đích loại bỏ những gói tin có độ trễ truyền lớn, tiết kiệm băng thông của mạng.