Mais de três quartos do tráfego da Internet hoje vem de streaming de vídeo, um número que só deve aumentar com o tempo. Para atender a essa demanda, provedores de serviços de Internet oferecem aos consumidores velocidades de dados mais rápidas a preços premium, com camadas de gigabit por segundo disponíveis em algumas áreas.

Mas esses planos mais caros realmente melhoram a qualidade do streaming de vídeo? UMA Wall Street Journal investigação recentemente respondeu a esta pergunta com a ajuda do Prof. Nick Feamster, um especialista da Universidade de Chicago em desempenho e segurança de redes de comunicação, em uma colaboração que informa os consumidores e avança a ciência.

A história começou há três anos com o que os repórteres pensaram ser uma pergunta simples:Velocidades mais rápidas são importantes para streaming de vídeo? Para responder, eles se voltaram para Feamster, então na Princeton University, por sua experiência em sistemas de computador em rede. O grupo de Feamster desenvolveu sistemas de software que podiam medir de maneira confiável as velocidades reais de Internet que os consumidores recebiam em casa, uma parte importante do inquérito WSJ. Mas reunir a outra metade dos dados - o desempenho dos serviços de streaming de vídeo nessas casas - exigiria uma combinação de sistemas, aprendizado de máquina e recrutamento.

Enquanto os provedores de vídeo, como o Netflix, Amazon e YouTube podem coletar dados sobre a qualidade que os usuários recebem por meio de seu software, ISPs e pesquisadores externos estão no escuro. Com a ajuda do Wall Street Journal , os pesquisadores recrutaram mais de 60 famílias, coletaram informações sobre seu serviço de internet, e instalou um monitor dos dados que passam por sua rede. Mas os desafios permaneceram.

"Basicamente, estamos vendo um tráfego sem sentido; está tudo criptografado, não podemos ver o conteúdo de nada disso, e de alguma forma queremos saber:o usuário está transmitindo um vídeo da Netflix, e se, qual é a resolução? E, quanto tempo demorou para começar a jogar? "disse Feamster, Neubauer Professor de Ciência da Computação e diretor do Centro de Dados e Computação, que se juntou ao corpo docente da UChicago em 1º de julho. "Esse é um problema de inferência de aprendizado de máquina interessante e muito desafiador. Vemos um monte de dados criptografados, e estamos tentando descobrir a qualidade deste vídeo, não apenas 'velocidade, "mas a qualidade da experiência real do usuário."

O trabalho resultou em um artigo de pesquisa e uma nova ferramenta chamada Net Microscope, que infere métricas de qualidade de streaming de vídeo, como atraso na inicialização e resolução em tempo real, a partir do fluxo de dados criptografados. Ao coletar dados de mais de 200, 000 sessões de vídeo das casas de voluntários, a equipe treinou um modelo que pode olhar para dados criptografados e identificar quais streams são da Netflix, Youtube, Amazon e Twitch, bem como a qualidade que os usuários finais experimentam.

De lá, os pesquisadores puderam finalmente responder à pergunta feita pelo Wall Street Journal :Como esses serviços funcionam em diferentes velocidades de Internet? O estudo descobriu que o desempenho do streaming de vídeo atinge um patamar muito antes dos planos de nível superior oferecidos pelos ISPs, com planos acima de 100 megabits por segundo, melhorando apenas marginalmente os atrasos de inicialização e a resolução, mesmo quando vários dispositivos estão exibindo vídeos simultaneamente.

Essa é uma informação valiosa para os consumidores, que podem se sentir compelidos a mudar para um plano mais caro se não estiverem satisfeitos com a qualidade de streaming de vídeo em casa. Mas também é uma informação útil para ISPs, Feamster disse, quem pode ajudar melhor seus clientes a encontrar a verdadeira causa do desempenho insatisfatório, em vez de apenas recomendar um serviço mais rápido.

"Qualquer coisa que fizermos pode ajudar basicamente a esclarecer essa questão dos consumidores também pode, em última instância, ajudar a operação da própria rede, "Feamster disse." Então meio que funciona nos dois sentidos. "

O projeto se encaixa no foco de pesquisa mais amplo da Feamster sobre o desempenho e a segurança das redes de comunicação, que engloba o trabalho em tecnologias da Internet das Coisas, censura e controle de informações sobre plataformas online, e questões de política, como neutralidade da rede e acesso à banda larga.

Como o Wall Street Journal projeto, muitas dessas áreas de pesquisa e questões políticas exigem a criação de novos softwares e sistemas que possam coletar dados e medir o desempenho no mundo real. Do ponto de vista de sua nova função no Centro de Dados e Computação, Feamster vê este projeto como o início do que ele espera que seja mais trabalho na interseção da ciência de dados, políticas públicas e jornalismo investigativo.

"Resolver problemas de política depende de ter acesso a dados confiáveis, porque o que é necessário para informar o debate são informações precisas sobre o que realmente está acontecendo, "Feamster disse." Esses conjuntos de dados geralmente não existem, não há dados de teste de velocidade em nosso colo que possam responder a essas perguntas. Temos que projetar o método e construir o sistema para coletar dados que ninguém mais possui ... então podemos fornecer uma resposta. "