Yazılım tanımlı içerik dağıtım ağlarında (software-defined content delivery network, SD-CDN) eMBB trafiği için erişim protokolü tabanlı kontrolör tasarımı

Günümüzde 5G altyapısında akan video trafiği aşırı bir hızla artmaktadır. 5G'de eMBB olarak adlandırılan bu trafik, geleneksel DNS tabanlı CDN ile yönlendirilmektedir. Bu yapıda BGP, kullanıcı isteklerini coğrafi olarak en yakın yerel CDN kullanıcısına yönlendirmektedir ve bu durumun yerel CDN sunucularında aşırı yüklenme ile sonuçlanması kaçınılmazdır. Literatürdeki çalışmalara göre eMBB içeriğine erişim türlerinin dikkate alınması, CDN önbelleğe almada daha fazla isabet oranı ile sonuçlanmaktadır. Ayrıca, anycast tabanlı yönlendirme, coğrafi dezavantajına rağmen trafik akışlarının bir kısmını yerel sunucu yerine daha uzak olan merkezi sunucuya yönlendirebilmektedir. Bu çalışmaların ışığında, eMBB trafiğinin erişim protokollerine göre yönlendirme gereksinimi ortaya çıkmıştır. Günümüzde, eMBB trafiği isteklerini yönlendirmede, kullanılan uygulamanın bulunduğu işletim sistemine göre değişim gösteren TCP tabanlı HTTP/2.0 ve UDP tabanlı QUIC kullanıcı erişim protokol türlerini dikkate alınmaktadır. Ancak önceki çalışmalar CDN'de erişim tipine göre en uygun sunucuyu seçme konusunda merkezi bir görüşe sahip değiller ve protokol tabanlı yük (toplam eşleşme paketlerinin sayısı) ve heterojenlik (paketlerin erişim protokollerine (HTTP2/QUIC) göre oranı) gibi ağ dinamiklerini dikkate almamaktadırlar. Dolayısıyla; 5G'de eMBB gereksinimlerini karşılayamamaktadır. Bu nedenle, eMBB trafiği için, Veri ve Kontrol düzlemlerini birbirinden ayıran ve anycast yönlendirmesinin kolay uygulanabildiği erişim protokolüne duyarlı(dikkate alan) Yazılım Tanımlı İçerik Dağıtım Ağları (SD-CDN) öneriyoruz. Veri düzlemindeki OpenFlow ağ cihazlarından alınan istatistiklerle, yeni önerilen ağ cihazlarının yük ve heterojenlik metrikleri periyodik olarak hesaplanmaktadır. Ardından SD-CDN'de yeni erişim protokolüne türüne duyarlı yönlendirme algoritması kullanarak cihazlara OpenFlow kurallarını gömülerek yerel veya merkezi CDN sunucusuna yönlendirme gerçekleştirimesi amaçlanmamıştır. Gerçek bir test ortamında yapılan performans değerlendirmelerine göre; önerilen SD-CDN, yerel veya merkezi CDN sunucularından alınan eMBB içeriğinin PSNR ile ölçülen kalitesine göre kıysalandığında; geleneksel DNS tabanlı CDN'den yaklaşık olarak %60 daha iyi QoS ile hizmet vermektedir.