本論文建置一個基於HTTP Live Streaming (HLS)的多媒體串流服務平台，探討使用者以自助式方式來調整網路頻寬，調整時，可動態提高網路頻寬、提高即時串流觀賞品質與不中斷即時串流服務之研究。其原理是利用軟體定義網路(Software-Defined Networking, SDN)可程式化設計與網路流量控制，搭配HTTP自適性串流(Adaptive Bitrate Streaming)的技術，能夠依照使用者的網路頻寬來動態調整影音串流的品質。另外建立後台管理平台，同樣利用SDN可程式化設計與網路流量控制方式，管理者可提高使用者的網路頻寬，動態提高使用者的即時串流觀賞品質。實驗結果顯示，本論文所提出之概念能正確運作。

This paper builds a multimedia streaming service platform based on HTTP Live Streaming (HLS), to explore how users can adjust the network bandwidth in a self-help way, dynamically increase the network bandwidth、improve the quality of live streaming、without interruption of live streaming service research.The principle is to use Software-Defined Networking (SDN) programmable design and flow control, with HTTP Adaptive Bitrate Streaming technology, according to the user's network bandwidth to dynamically adjust the quality of audio and video streaming. In addition, established the background management platform, the same use of SDN programmable design and network traffic control, managers can change the user's network bandwidth, dynamically improve the user's live streaming viewing quality. The experimental results show that the concept proposed in this paper can operate correctly.

第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 論文架構 3
第二章 相關背景與技術 4
2.1 軟體定義網路 4
2.1.1 傳統網路與軟體定義網路 4
2.1.2 軟體定義網路架構 5
2.1.3 OpenFlow架構 6
2.1.4 OpenFlow版本演進 7
2.1.5 OpenFlow Flow Entry 7
2.1.6 Open vSwitch 9
2.1.7 SDN控制器 9
2.2 HTTP Adaptive Bitrate Streaming 10
2.2.1 HTTP Live Streaming 11
2.2.2 Microsoft Smooth Streaming 13
2.2.3 Dynamic Adaptive Streaming over HTTP 13
2.3 相關串流技術 14
2.3.1 Real Time Messaging Protocol 14
2.3.2 Real Time Streaming Protocol 14
2.4 相關文獻 15
第三章 實驗架構與實驗方法 17
3.1 ONOS Controller 17
3.2 Open vSwitch 18
3.3 Video Server 19
3.3.1 HLS串流伺服器 19
3.3.2 HLS播放器 21
3.3.3 使用者前台界面/後台管理界面 21
3.4 即時串流來源 23
3.5 Client使用者端 24
3.6 實驗流程圖 24
第四章 實驗結果 25
4.1 系統架構 25
4.2 硬體規格 25
4.3 系統平台與軟體 26
4.4 實驗環境確認 26
4.4.1 ONOS Controller 26
4.4.2 Open vSwtich 27
4.4.3 Video Server 28
4.4.4 即時串流來源 31
4.4.5 Client使用者端 32
4.5 實驗展示 32
4.5.1 使用者前台界面與SDN整合 32
4.5.2 後台管理界面與SDN整合 35
第五章 結論 38
5.1 研究結果 38
5.2 研究限制 38
5.3 未來研究方向 38
參考文獻 40

表目錄
======================================================
表 2-1三種HTTP自適性串流比較[5] 10
表 4-1 硬體規格表 25
表 4-2 軟體版本 26

圖目錄
======================================================
圖 1-1 CISCO VNI Mobile 2016-2021數據流量分析[13] 1
圖 1-2 傳統與SDN網路的串流品質管理 2
圖 2-1傳統與SDN網路[1] 4
圖 2-2 SDN架構圖[24] 5
圖 2-3 OpenFlow架構圖[19] 6
圖 2-4 OpenFlow Version Roadmap[21] 7
圖 2-5 OpenFlow Flow Entry 欄位結構[19] 7
圖 2-6 OpenFlow封包比對流程[19] 8
圖 2-7 自適性串流概覽[9] 10
圖 2-8 HTTP Live Streaming基本架構圖[10] 11
圖 2-9 HTTP Live Streaming兩層式播放清單架構[7] 12
圖 3-1 本實驗架構圖 17
圖 3-2 Open vSwitch的QoS Queue設定 18
圖 3-3 實驗規劃HLS 自適性與QoS條件 19
圖 3-4 nginx-rtmp模組自適性功能規劃圖 20
圖 3-5 nginx的自適性功能設定 20
圖 3-6 HTML5播放HLS來源位址的語法範例 21
圖 3-7 呼叫ONOS Controller 的REST API範例 22
圖 3-8 使用FFmpeg模擬即時串流來源 23
圖 3-9 實驗流程圖 24
圖 4-1 ONOS Contoller 的Topology畫面 27
圖 4-2 Open vSwitch與Controller連線成功畫面 27
圖 4-3 Open vSwitch查詢QoS與Queue設定畫面 28
圖 4-4 nginx-rtmp模組所轉出HLS相關檔案畫面 28
圖 4-5 nginx-rtmp模組所轉出HLS的第一層播放清單內容 29
圖 4-6 nginx-rtmp模組所轉出HLS的第二層播放清單內容 29
圖 4-7 使用hls.js播放器播放HLS即時串流 30
圖 4-8 使用者前台界面 30
圖 4-9 後台管理者界面 31
圖 4-10 FFmpeg轉檔中畫面 31
圖 4-11 Chrome瀏覽器開啟開發人員工具 32
圖 4-12 瀏覽Low quality 串流品質 32
圖 4-13 Priority 1000的 Flow Entry套用 QoS q0等級 33
圖 4-14 瀏覽mid quality串流品質 33
圖 4-15 Priority 2000的 Flow Entry套用 QoS q1等級 34
圖 4-16 瀏覽high quality 串流品質 34
圖 4-17 Priority 3000的 Flow Entry套用 QoS q2等級 35
圖 4-18 後台管理界面顯示使用者的bandwidth 500Kbps 35
圖 4-19 Priority 1000的 Flow Entry套用 QoS q0等級 36
圖 4-20 後台管理界面可調整線上使用者的bandwidth 36
圖 4-21 後台管理界面查看線上使用者的bandwidth 2Mbps 37
圖 4-22 Priority 3000的 Flow Entry套用 QoS q2等級 37

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24.SDN Architecture 
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