面向大規(guī)模流媒體服務的高性能存儲系統(tǒng)研究.pdf

1、對流媒體服務平臺性能影響最大的因素包括：流媒體服務器的最大吞吐量、流媒體服務器的Internet接入速率、流媒體存儲系統(tǒng)的最大吞吐量。內容分發(fā)網(wǎng)絡與緩存服務器將流媒體服務的訪問點從流媒體服務器變?yōu)榭拷脩羲趨^(qū)域的緩存服務器，降低了Internet主干網(wǎng)絡帶寬波動對流媒體服務質量的影響，同時也降低了對流媒體服務器接入速率的要求?？蛻舳薖2P數(shù)據(jù)共享機制減小了流媒體服務器的訪問負載，降低了對流媒體服務器吞吐量與Internet接入速率的要

2、求。而流媒體存儲系統(tǒng)作為流媒體服務平臺的核心部件卻研究較少，流媒體的軟實時特性使得流媒體存儲系統(tǒng)和一般的高性能存儲系統(tǒng)的性能指標存在很大不同，在流媒體服務中直接應用一般的高性能存儲系統(tǒng)并不能獲得最好的服務性能，必須針對流媒體應用的特性設計對應的高性能存儲系統(tǒng)。 本文研究面向Internet的大規(guī)模流媒體服務所需的存儲系統(tǒng)結構，其目標是以較低的成本提供高性能、支持QoS確保機制的流媒體存儲服務。主要內容如下： 1．分析主要

3、的流媒體服務平臺體系結構以及已有的各種高性能存儲系統(tǒng)直接應用于流媒體服務時存在的不足，指出了研究面向流媒體服務的高性能存儲系統(tǒng)的重要性。 2．通過系統(tǒng)仿真手段研究了流媒體服務的負載特性，以此為基礎研究了存儲系統(tǒng)服務性能與緩存容量、數(shù)據(jù)訪問粒度、磁盤帶寬之間的關系，獲得了存儲節(jié)點的設計規(guī)則。 3．提出了數(shù)據(jù)條帶化分片存儲與并行訪問相結合的高性能存儲系統(tǒng)，通過采用并行元數(shù)據(jù)服務器結構，獲得了比類似系統(tǒng)更高的可用性和更高的性能

4、。 4．提出了基于三級目錄結構的元數(shù)據(jù)檢索機制，提高了檢索性能。通過元數(shù)據(jù)服務器中的快表機制，提高了熱點元數(shù)據(jù)的查詢性能。通過在元數(shù)據(jù)服務中引入元數(shù)據(jù)預取機制，減小了影片服務過程中查詢元數(shù)據(jù)信息的次數(shù)。通過在元數(shù)據(jù)服務的使用者中引入元數(shù)據(jù)信息緩存機制，避免了對同一個數(shù)據(jù)對象多次請求元數(shù)據(jù)信息而伴隨的開銷。 5．為了進一步提升存儲系統(tǒng)的服務性能，在流媒體服務器與存儲系統(tǒng)之間引入了獨立的分布式緩存層。通過統(tǒng)一管理分布式緩存層

5、的各個節(jié)點的緩存空間，構建了全局可見的數(shù)據(jù)緩沖池。分布式緩存層顯著改善了存儲系統(tǒng)的訪問性能，特別是熱點數(shù)據(jù)的訪問性能。 6．提出了一種結合了可變比例區(qū)分服務模型、接納控制、多描述編碼的服務質量確保機制，為流媒體存儲系統(tǒng)提供了服務質量確保能力。 7．針對流媒體服務的運營商向Internet上不同區(qū)域的多個存儲系統(tǒng)部署影片的需求，提出了一種基于最優(yōu)化服務帶寬分配策略，可以適應Internet網(wǎng)絡帶寬波動的目標節(jié)點協(xié)同數(shù)據(jù)分發(fā)