基于P2P協(xié)作的代理緩存流媒體調(diào)度算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)硬件水平與寬帶網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，多媒體服務(wù)越來越受到人們的歡迎。由于流媒體技術(shù)能夠有效的實(shí)現(xiàn)直播與交互式點(diǎn)播，成為近來研究的熱點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與調(diào)度算法關(guān)系到流媒體系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，成為流媒體技術(shù)的研究重點(diǎn)。 在流媒體網(wǎng)絡(luò)模式中，傳統(tǒng)C/S模式結(jié)構(gòu)相對簡單容易管理，但整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)能力受中央媒體服務(wù)與主干網(wǎng)絡(luò)影響較大，不能很好的適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸量大持續(xù)時(shí)間長的流媒體服務(wù)。于是人們提出P2P網(wǎng)絡(luò)模式，網(wǎng)絡(luò)中對等節(jié)點(diǎn)之間互為服務(wù)器與客

2、戶端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，但網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜對等節(jié)點(diǎn)難于管理。 將經(jīng)常被訪問的數(shù)據(jù)緩存到離客戶端相對較近的代理服務(wù)器上，通過代理服務(wù)直接為客戶端提供服務(wù)，并且為增大緩存空間，將多個(gè)代理服務(wù)器組成簇，是一個(gè)有效提高服務(wù)質(zhì)量減少用戶時(shí)延的方法。由于緩存空間有限，代理服務(wù)器必須有選擇性的緩存媒體文件。如何準(zhǔn)確的選擇需要緩存的數(shù)據(jù)并把這些數(shù)據(jù)分配到不同代理服務(wù)器，使得系統(tǒng)能夠服務(wù)更多用戶，提供更好的服務(wù)質(zhì)量，是緩存算法面臨的主要問題。 為

3、解決上述網(wǎng)絡(luò)模式問題，本文采用具有中心流媒體服務(wù)器，且代理服務(wù)器能夠進(jìn)行P2P協(xié)作的混合網(wǎng)絡(luò)。能夠有效避免C/S模式下過分依賴中心流媒體服務(wù)器的情況，及純P2P網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下節(jié)點(diǎn)之間難于管理，易造成網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)的情況。 在緩存數(shù)據(jù)的選擇上，本文引入以數(shù)據(jù)量為基礎(chǔ)的媒體文件流行度Popularity和緩存效率CE，按照流行度高的數(shù)據(jù)占用較大存儲(chǔ)空間的原則，利用媒體文件的存儲(chǔ)效率為每個(gè)前綴分配相應(yīng)的存儲(chǔ)空間。在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，連接中心媒體服務(wù)器

4、的主干網(wǎng)絡(luò)需要傳輸一些必要的數(shù)據(jù)，增強(qiáng)客戶端交互性或是避免網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)，保證客戶端正常播放。在不影響客戶端播放質(zhì)量的情況下，應(yīng)該盡量利用邊緣網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)減少主干網(wǎng)絡(luò)壓力。本文將為主干網(wǎng)絡(luò)與邊緣網(wǎng)絡(luò)賦予不同權(quán)重，引入C(i，j，p'l)表示媒體文件i在代理服務(wù)器j緩存p'l的數(shù)據(jù)量時(shí)所需的傳輸成本，并按傳輸成本將前綴降序排列，代理服務(wù)器升序排列。將前綴依次分配到代理服務(wù)器上，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中傳輸成本最小。 本文提出的基于P2P協(xié)作的代理

5、緩存流媒體調(diào)度算法PCSPC(Proxy－CacllingSchedulerbasedonP2PCooperation)，選取合適的網(wǎng)絡(luò)模式，綜合考慮緩存空間利用率與傳輸成本，使代理緩存盡量存儲(chǔ)價(jià)值較高的前綴部分，提高了客戶端請求命中率，特別是在存儲(chǔ)空間受限的情況下，該算法優(yōu)點(diǎn)突出。在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，本算法使得普通數(shù)據(jù)傾向于在代理服務(wù)器與客戶端之間的邊緣網(wǎng)絡(luò)上傳輸，保證主干網(wǎng)絡(luò)傳輸必要的控制信息與緊急信息。特別是在用戶請求頻繁時(shí)，主干網(wǎng)絡(luò)壓