Multimedia Cloud Computing Systems

1 Introduction

1.1 Overview

1.2 Multimedia Streaming and Cloud Computing

1.3 The Essence of this Book

1.4 Characteristics of the Multimedia Streaming Cloud (MSC)

1.4.1 Quality of Experience (QoE) in the MSC Platform

1.4.2 Robustness of the MSC Platform

1.4.3 Function-as-a-Service and Serverless Computing in the MSC Platform

1.5 A Bird-Eye View of the Multimedia Streaming Cloud (MSC)

Platform

References

2 Demystifying Multimedia StreamingWorkflow

2.1 Overview

2.2 Video Streaming Types

2.3 Video Transcoding

2.3.1 Bit Rate

2.3.2 Resolution

2.3.3 Frame Rate

2.3.4 Codec

2.4 Video Delivery

2.4.1 Packaging

2.4.2 Encryption

2.4.3 Streaming Protocols

2.5 Content Delivery Network (CDN)

2.6 Video Playback

2.7 Summary

References

xi

xii Contents

3 Multimedia Cloud: Designing a Special-Purpose Cloud platform for

Interactive Multimedia Streaming

3.1 Overview

3.2 Characterizing the Multimedia Streaming Cloud (MSC) Environment

3.2.1 Stakeholders of MSC

3.2.2 Characteristics of Multimedia Streaming Tasks

3.2.3 Uncertainty

3.3 Architecture of the Multimedia Streaming Cloud (MSC) Platform

3.3.1 Object-as-a-Service (OaaS) Abstraction in the MSC Platform

3.3.2 Enabling Object-as-a-Service (OaaS) Abstraction in the MSC Platform

3.3.3 Enabling Live Object Migration

3.3.4 Single Pane of Glass to Objects in MSC

3.4 Summary

References

4 Applications of Multimedia Clouds

4.1 Overview

4.2 Multimedia Streaming Types

4.2.1 On-Demand Multimedia Streaming

4.2.2 Live Multimedia Streaming

4.2.3 Live-to-VOD Streaming

4.2.4 Differences in Processing Live and VOD Streaming

4.3 Basic Services Offered by MSC

4.3.1 Multimedia Content Transcoding

4.3.2 Video Packaging

4.3.3 Analytical Services of Multimedia Streaming

4.4 Advanced Services Offered by MSC

4.4.1 Smart (AI-based) Multimedia Streaming Services

4.4.2 Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR) Streaming

4.4.3 Holographic Multimedia Streaming

4.4.4 360_ Multimedia Streaming

4.5 Summary

References

5 Computing Infrastructure for Multimedia Streaming Clouds (MSC)

5.1 Overview

5.2 Virtualization Platforms for MSC

5.2.1 Case-Study: Appropriate Virtualization Platform for Multimedia Processing Using FFmpeg

5.3 Heterogeneous Computing for Multimedia Streaming Clouds (MSC)

5.3.1 Heterogeneous Resource Provisioning in MSC

5.3.2 Case-Study: Performance Analysis of Video Transcoding Operations on Heterogeneous Cloud VMs

Contents xiii

5.4 Performance-Cost Trade-Off of Multimedia Processing on Heterogeneous Cloud VMs

5.4.1 Modeling Performance versus Cost Trade-Off of Transcoding Tasks on Heterogeneous VMs

5.4.2 Case Study of the Cost Performance Trade-Off Model

5.5 Scheduling of Multimedia Segments on Heterogeneous Machines

in MSC 81

5.5.1 QoS-Aware Multimedia Task Scheduler

5.5.2 Self-Configurable Heterogeneous VM Provisioner

5.6 Case-Study: Making use of Heterogeneous Computing in Live-Streaming Industry

5.7 Summary

References

6 Service Reuse in Multimedia Clouds

6.1 Overview

6.2 Is Function Aggregation (Merging) Beneficial? A Case-Study on Video Transcoding

6.2.1 Introducing Video Benchmark Dataset

6.2.2 Case-Study: Benchmarking Execution-Time of Video Transcoding Tasks

6.2.3 Analyzing the Impact of Merging Video Tasks

6.3 Predicting the Execution-Time Saving of Aggregating Functions

6.3.1 A

1 簡介
1.1 概述
1.2 多媒體串流與雲端運算
1.3 本書的核心內容
1.4 多媒體串流雲端 (MSC) 的特性
1.4.1 MSC 平台中的使用者體驗品質 (QoE)
1.4.2 MSC 平台的穩定性
1.4.3 MSC 平台中的功能即服務 (FaaS) 和無伺服器運算
1.5 多媒體串流雲端 (MSC) 的整體概覽
參考文獻

2 解析多媒體串流工作流程
2.1 概述
2.2 影片串流類型
2.3 影片轉碼
2.3.1 比特率
2.3.2 解析度
2.3.3 幀率
2.3.4 編解碼器
2.4 影片傳遞
2.4.1 打包
2.4.2 加密
2.4.3 串流協議
2.5 內容傳遞網路 (CDN)
2.6 影片播放
2.7 總結
參考文獻

3 多媒體雲端: 設計專用的雲端平台，用於互動式多媒體串流
3.1 概述
3.2 描述多媒體串流雲端 (MSC) 環境
3.2.1 MSC 的利益相關者
3.2.2 多媒體串流任務的特性
3.2.3 不確定性
3.3 多媒體串流雲端 (MSC) 平台的架構
3.3.1 MSC 平台中的物件即服務 (OaaS) 抽象
3.3.2 在 MSC 平台中實現物件即服務 (OaaS) 抽象
3.3.3 實現即時物件遷移
3.3.4 MSC 中物件的單一操作介面
3.4 總結
參考文獻

4 多媒體雲端的應用
4.1 概述
4.2 多媒體串流類型
4.2.1 按需多媒體串流
4.2.2 實時多媒體串流
4.2.3 實時轉點播串流
4.2.4 實時和點播串流處理的差異
4.3 MSC 提供的基本服務
4.3.1 多媒體內容轉碼
4.3.2 影片打包
4.3.3 多媒體串流的分析服務
4.4 MSC 提供的高級服務
4.4.1 智能 (基於 AI) 多媒體串流服務
4.4.2 增強現實 (AR) 和虛擬現實 (VR) 串流
4.4.3 全息多媒體串流
4.4.4 360° 多媒體串流
4.5 總結
參考文獻

5 多媒體串流雲端 (MSC) 的運算基礎設施
5.1 概述
5.2 MSC 的虛擬化平台
5.2.1 使用 FFmpeg 進行多媒體處理的適當虛擬化平台案例研究
5.3 多媒體串流雲端 (MSC) 的異質運算
5.3.1 MSC 中的異質資源供應
5.3.2 在異質雲端虛擬機上進行影片轉碼操作的性能分析案例研究
5.4 在異質雲端虛擬機上進行多媒體處理的性能成本平衡
5.4.1 建模異質虛擬機上轉碼任務的性能與成本平衡
5.4.2 成本性能平衡模型的案例研究
5.5 在異質機器上排程多媒體片段在 MSC 中
5.5.1 考慮 QoS 的多媒體任務排程器
5.5.2 自我配置的異質虛擬機供應者
5.6 在實時串流行業中利用異質運算的案例研究
5.7 總結
參考文獻

6 多媒體雲端中的服務重用
6.1 概述
6.2 函數聚合 (合併) 是否有益? 以影片轉碼為例的案例研究
6.2.1 引入影片基準資料集
6.2.2 影片轉碼任務執行時間的基準測試
6.2.3 分析合併影片任務的影響
6.3 預測聚合函數的執行時間節省
6.3.1 一個預測聚合函數節省執行時間的方法