對(duì)等網(wǎng)流媒體點(diǎn)播系統(tǒng)調(diào)度機(jī)制和緩存策略研究.pdf

1、對(duì)等網(wǎng)流媒體點(diǎn)播系統(tǒng)由于其良好的交互性和可擴(kuò)展性及較低的部署成本，已成為互聯(lián)網(wǎng)視頻的主要發(fā)展方向。但設(shè)計(jì)部署具有較高用戶播放體驗(yàn)、較少服務(wù)器壓力的對(duì)等網(wǎng)流媒體點(diǎn)播系統(tǒng)仍然具有很多開放性的問題需要進(jìn)一步的研究，數(shù)據(jù)調(diào)度機(jī)制和緩存策略就是其中兩個(gè)重要的方面。目前雖有大量針對(duì)調(diào)度機(jī)制和緩存策略的研究，也有很多真實(shí)的系統(tǒng)部署在互聯(lián)網(wǎng)上，但現(xiàn)有的策略仍有各自的局限性，還存在很大的優(yōu)化空間。
　　 本文在深入研究對(duì)等網(wǎng)流媒體點(diǎn)播系統(tǒng)的數(shù)據(jù)調(diào)

2、度機(jī)制和緩存策略的基礎(chǔ)上，提出了一種基于GF(2)上隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼的推拉結(jié)合的調(diào)度機(jī)制和基于權(quán)重函數(shù)的緩存策略，并將其應(yīng)用于本文設(shè)計(jì)的原型系統(tǒng)中。本文完成的工作主要有：
　　 1.提出了一種基于GF(2)上隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼的推拉結(jié)合的數(shù)據(jù)調(diào)度機(jī)制。該機(jī)制首先對(duì)視頻進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆侄魏头謮K，對(duì)分塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行GF(2)上的隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼，然后在網(wǎng)絡(luò)編碼的基礎(chǔ)上采用推拉結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度。該機(jī)制降低了網(wǎng)絡(luò)編碼的復(fù)雜度，改善了節(jié)點(diǎn)間

3、的協(xié)作，并在減少系統(tǒng)數(shù)據(jù)冗余的同時(shí)降低了系統(tǒng)延遲。
　　 2.構(gòu)建了一種基于權(quán)重函數(shù)的緩存策略。該策略引入關(guān)聯(lián)規(guī)則理論來(lái)挖掘用戶的跳轉(zhuǎn)模式，根據(jù)關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘所得的節(jié)點(diǎn)可能的跳轉(zhuǎn)目標(biāo)、視頻段的緊迫度和稀有度來(lái)構(gòu)建權(quán)重函數(shù)，以此來(lái)確定視頻段的預(yù)取序列，構(gòu)建視頻段預(yù)取算法和緩存替換算法。該策略既考慮了單個(gè)節(jié)點(diǎn)自身的需求，也考慮了對(duì)系統(tǒng)整體性能的影響，因而能更好地利用有限的緩存空間，改善系統(tǒng)的性能。
　　 3.設(shè)計(jì)了一個(gè)基于本文

4、提出的調(diào)度機(jī)制和緩存策略的原型系統(tǒng)，給出了該原型系統(tǒng)的系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計(jì)、系統(tǒng)體系設(shè)計(jì)和節(jié)點(diǎn)功能模塊設(shè)計(jì)。并盡可能采用互聯(lián)網(wǎng)真實(shí)測(cè)量結(jié)果如端到端延遲、節(jié)點(diǎn)異構(gòu)的帶寬能力、用戶行為模式等構(gòu)建模擬工具，利用構(gòu)建的模擬工具評(píng)估了本文提出的調(diào)度機(jī)制和緩存策略的整體性能。評(píng)估的性能指標(biāo)包括：播放連續(xù)性、啟動(dòng)延遲、跳轉(zhuǎn)延遲、服務(wù)器負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)編碼的依賴性、系統(tǒng)開銷等。
　　 模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的方案能獲得較高的系統(tǒng)可擴(kuò)展性、較好的播放連續(xù)性、