题目:基于Internet的流媒体内容分送网关键技术研究
● 摘要
流媒体调度和缓存代理技术是大规模流媒体内容分送网的关键技术,本文对这两种技术进行了深入的研究。随着宽带接入技术的广泛应用和数字媒体技术的逐渐成熟,各种流媒体应用也将日益普及。为解决媒体服务器的过度负载和网络带宽的过度消耗问题,在同等资源配置状况下,最大化系统的并发容量,论文结合批处理补丁调度,综合深入分析了用户访问请求模式,提出了有效的分送算法。具体的研究成果和工作包括以下几个方面:(1) 深入研究了CERNET内典型流媒体内容分发站点的流媒体资源属性和用户访问模式。传统的缓存代理技术是针对Web对象的,流媒体资源大尺寸特性和独特的用户访问模式使得传统的代理缓存策略不适用于流媒体对象。为结合缓存代理实现流媒体内容的高效分送,作者全面分析了USTC的流媒体服务器资源特性和用户访问特性,获得了一些重要的结论,这些结论对于设计、仿真和实现流媒体代理服务器提供了重要的实验依据。(2) 提出了基于OBP调度的媒体后缀增量式缓存快速释放算法ICBR。用户对媒体对象的请求体现出了明显的偏向性和集中性特征,在最优批处理补丁OBP调度基础上,作者结合用户的访问特性提出了媒体后缀动态缓存算法-增量式缓存快速释放算法ICBR,推导出了OBP调度下ICBR缓存算法所需的服务器平均带宽、通道利用和平均缓存占用表达式。理论分析和仿真结果均表明,ICBR算法利用代理缓存空间有效地节约了服务器资源和网络带宽使用,分送性能显著优于带固定前缀缓存的OBP算法。(3) 提出了基于缓存协助的代理主动调度算法CPASS。在当前Internet 结构下,更实际的传输方案是结合远程网络单播和本地网络组播支持流媒体内容分送。为保证同等资源配置下的服务器服务容量最大化,作者提出基于缓存协助的代理主动调度算法CPASS。通过代理主动进行流调度和用户请求调度,配合缓冲区预分配策略,不仅降低了因补丁而导致的网络流量,也降低了服务器因调度而产生的资源开销。理论分析和仿真结果均表明,CPASS算法具有优于带固定前缀缓存的OBP和基于OBP的媒体后缀动态缓存算法ICBR。(4) 提出了基于OBP调度的媒体后缀多缓存协作结构和协作算法MCC。单代理结构的分送系统往往会导致有限的缓存代理资源成为瓶颈。为解决这一问题,作者提出了基于OBP调度的媒体后缀多缓存协作体系结构,并提出了代理间的缓存协作算法MCC。通过缓存间的有限协作,逻辑上扩大了缓存容量,提高了用户请求在缓存系统中的字节命中率,从而进一步节省了骨干网络流量和服务器资源消耗。仿真结果表明,MCC算法节约了骨干链路补丁流量,最小化了OBP调度下的服务器资源使用,在同等资源配置的情况下,最大化了系统的并发容量。
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