P2P流媒體點播系統(tǒng)緩存替換機制設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著寬帶網(wǎng)絡的普及、流媒體技術的發(fā)展,人們在休閑時間可以通過互聯(lián)網(wǎng)隨時點播自己喜愛的影視節(jié)目。然而用戶規(guī)模的不斷增長使得流媒體服務器往往不堪重負。為了降低流媒體服務器的負載,P2P(Peer-to-Peer)技術被廣泛采用。P2P技術能夠有效利用分布在互聯(lián)網(wǎng)邊緣廣大節(jié)點端的存儲、帶寬、計算能力等資源。然而,如何有效地利用節(jié)點的存儲、帶寬資源來降低服務器壓力是值得深入研究的關鍵問題。當節(jié)點端緩存空間已滿時,緩存替換機制能將最有價值的資源保

2、留在客戶端緩存中,增加了節(jié)點端緩存的利用率。因此,本文針對P2P流媒體點播系統(tǒng)中的緩存替換機制展開深入研究,綜合考慮影片級和影片內數(shù)據(jù)塊兩個層次,設計了兩級緩存替換機制,并在實際系統(tǒng)中加以實現(xiàn)。
　　本文的主要工作如下:
　　第一,本文深入研究了現(xiàn)有的P2P網(wǎng)絡拓撲結構,設計了一個穩(wěn)定的P2P流媒體點播模型。該模型突出的特點是利用目錄服務器和超級節(jié)點共同為普通節(jié)點提供資源索引?；谠撃Ｐ?本文針對緩存替換問題展開了深入研究。

3、
　　第二,設計了緩存替換指數(shù)RI(Replacement Index)。本文在深入研究現(xiàn)有緩存替換策略的基礎上,并結合國內外學者對大規(guī)模流媒體點播系統(tǒng)日志的分析,設計了緩存替換指數(shù)RI。以RI作為緩存替換時的重要參考因子,優(yōu)先替換系統(tǒng)中的熱門資源,從而達到減少系統(tǒng)內熱門資源緩存冗余的目標。
　　第三,設計了兩級緩存替換機制,并仿真驗證。本文以 RI作為緩存替換時的參考因子,綜合考慮影片和影片內兩個層次,設計了兩級緩存替換機

4、制。隨后利用PeerSim對兩級緩存替換機制進行了仿真實驗。實驗結果表明,兩級緩存替換機制可以有效地減少熱門資源的冗余緩存,增加的冷門資源緩存能有效減少服務器的壓力,增加了系統(tǒng)對P2P部分緩存的利用率。
　　最后,進一步實現(xiàn)兩級緩存替換機制。本文將設計的兩級緩存替換機制在P2P流媒體點播原型系統(tǒng)內實現(xiàn),以替換之前的LRU(Least Recently Used)算法。本文分別從節(jié)點端、目錄服務器端、資源服務器端進行實現(xiàn),并詳細說明