流媒體集群系統(tǒng)復(fù)制存儲(chǔ)策略研究.pdf

1、寬帶化高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、動(dòng)態(tài)影像壓縮解碼技術(shù)與大容量存儲(chǔ)技術(shù)的成熟和日益增長(zhǎng)的互聯(lián)網(wǎng)多媒體需求，促成了流媒體的誕生和發(fā)展。流媒體就是應(yīng)用流技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)亩嗝襟w文件，而流技術(shù)就是把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，讓用戶一邊下載一邊觀看、收聽，而不需要等整個(gè)壓縮文件下載后才可觀看的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。集群是由一組網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)且獨(dú)立的分布式存儲(chǔ)、流化服務(wù)器構(gòu)成，和集中式結(jié)構(gòu)相比具有高可擴(kuò)展性、高可用性、高性價(jià)比三方面的優(yōu)勢(shì)。副本放置問

2、題是指在分布式環(huán)境下，為了優(yōu)化特定的系統(tǒng)性能指標(biāo)而對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)(文件)進(jìn)行副本生成、副本放置、副本替換等一系列操作的問題，通常分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種典型方式。本文研究復(fù)制存儲(chǔ)方式下的流媒體服務(wù)器集群的副本放置／內(nèi)容部署問題。 首先研究了在固定節(jié)目流行度的情況下，如何進(jìn)行內(nèi)容優(yōu)化部署以最小化流媒體集群系統(tǒng)拒絕率和降低復(fù)制存儲(chǔ)消耗的問題。首先運(yùn)用排隊(duì)理論知識(shí)分析得出優(yōu)化目標(biāo)和服務(wù)器訪問概率之間的數(shù)值聯(lián)系，并且通過某些數(shù)值方法確定出系統(tǒng)最小

3、拒絕率情況下的最優(yōu)服務(wù)器訪問概率。由于內(nèi)容部署屬于NP—Hard問題且完全決定每臺(tái)服務(wù)器的訪問概率，本文設(shè)計(jì)了初始放置、副本交換和對(duì)等副本訪問概率調(diào)整三種啟發(fā)式策略來進(jìn)行內(nèi)容部署，以滿足在優(yōu)化內(nèi)容分布下每臺(tái)服務(wù)器訪問概率和最優(yōu)值之間的差異最小，從而實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)拒絕率和存儲(chǔ)代價(jià)的目標(biāo)。最后分別采用數(shù)值分析和離散事件仿真驗(yàn)證了模型的正確性和算法的有效性。 其次研究了同構(gòu)流媒體集群服務(wù)器環(huán)境下的動(dòng)態(tài)副本放置問題，提出一種請(qǐng)求調(diào)度和動(dòng)態(tài)

4、內(nèi)容部署相結(jié)合的新穎策略。首先采用滑動(dòng)窗的方式預(yù)測(cè)各文件的點(diǎn)播率，以平衡服務(wù)器之間的實(shí)時(shí)累積訪問概率為目標(biāo)，在不進(jìn)行內(nèi)容部署的情況下，預(yù)分配相同文件不同副本的訪問概率；同時(shí)進(jìn)行零遷移代價(jià)的動(dòng)態(tài)內(nèi)容更新，從而能夠提前反映出請(qǐng)求的實(shí)時(shí)傾向性，在降低系統(tǒng)請(qǐng)求拒絕率的同時(shí)，有效的減少了請(qǐng)求被分發(fā)到服務(wù)器后產(chǎn)生負(fù)載遷移的頻度和代價(jià)。仿真分析的結(jié)果表明這種策略對(duì)于流媒體服務(wù)系統(tǒng)的研究和實(shí)踐具有指導(dǎo)意義。 最后結(jié)合離散事件和排隊(duì)理論，獨(dú)創(chuàng)性地