采用CDN-P2P混合架构的流媒体点播系统设计与实现.pdf

中国科学技术大学
硕士学位论文
采用CDN-P2P混合架构的流媒体点播系统设计与实现
姓名:曾文烽
申请学位级别:硕士
专业:计算机软件与理论
指导教师:许胤龙
20090501
摘要近年来,上信息的主要载体已经逐渐由传统的字符形式转变为包含图像、音频、视频的多媒体数据。流媒体点播系统作为提供视频与音频服务的一类主流应用,具有等待时间短、缓存消耗小、播放清晰流畅的优点,而且支持用户对任意节目的自由点播,因而被应用在电影节目、远程教学、视频游戏等多种服务中。随着计算机硬件性能与宽带通信技术的飞速发展,可以预见,覆盖大面积区域并为海量用户提供服务的宽带点播系统必将具有广阔的应用前在现有的流媒体点播系统设计技术中,传统的痵架构可扩放性较差,不环境下通用。目前,大规模流媒体点播系统的主流实现方式可以分为两种,即采用J交騊模式。前者能够支持异构网络中的大规模用户,后者具有较好的可扩放性与灵活性,而且花费成本低,但缺点是纯J接为克服以上问题,本文提出了一种采用植慊旌霞芄沟牧髅教宓播系统设计,由于结合了隤技术的优点,该系统具有较好的可扩放性、质量保证,并尽可能节省服务器成本开销。本文的主要贡献有三点:贑据调度,并根据当前的负载情况选择合适的服务器为用户提供服务,这样能够使系统负载平衡并具有较大的灵活性。捎诓捎昧朔植慵芄梗鞠低车挠没在用户绲纳杓浦校没Ы诘阕橹梢越谀慷文谌菸V行牡牧诰蛹形式,构成非结构化纾⒉捎镁植孔钕∪庇畔炔呗杂胨婊呗越岷系方式下载数据,以提高系统的数据吞吐量。岢隽艘恢质视糜谟没层的分区缓存调度策略,该策略除了缓存最近播放过的节目内容外,还利用用户节以使节目段数据的分布更为合理,提高系统的整体性能。模拟实验表明,分区关键词:流媒体点播内容分发网络对等网络负载均衡缓存调度景。适合大规模用户的情况;组播技术由于缺乏网络层的支持,不能在当前的并为用户提供较好的服务质量保证,但缺点是需要大量服务器,代价较为昂贵。于提供点播服务难以保证用户的服务质量。自适应性与健壮性,从而能够为分布在异构网络环境中的大规模用户提供服务层的设计中,借鉴集群技术的基本思想提出了区域服务器组的结构设计,每个区域服务器组包括一个管理平台与若干区域服务器,其中管理平台负责集中处理用户的点播请求以及全局信息的收集与统计,而区域服务器之间可以进行数阌氪砅流媒体点播系统对比,避免了阌胪绮悴黄ヅ涞奈侍狻点的多余空闲带宽下载并缓存整个网络中被用到的可能性最大的一些节目段,缓存策略要优于通常的最近数据缓存策略,并具有较好的可扩放性。丁
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签字日期:扛肄作者签名:婢作者签名:重量丝签与:趁弛多一厄么开:逻河悖篠中国科学技术大学学位论文原创性声明中国科学技术大学学位论文授权使用声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。口保密!D了明确的说明。签与送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论导师签名:签字日期:、
第滦髀引言计算机技术与网络通信技术的飞速发展,正在深刻地改变着我们的工作、生活与娱乐方式。直到二十世纪九十年代,计算机还是以文本作为主要信息载体的,但随着宽带网络与专用网络的普及,以及个人计算机处理能力的增强,互连网上的传输内容已经转变为包含文字、图片、音频与视频等多媒体数据。要在互联网上传输音频与视频,最好的方案是采用流媒体技术R蛭H嗣窍望在收看节目时无须花费长时间来等待它下载,同时又要保证播放的流畅。与传统的播放方式不同,流媒体在播放时并不下载整个文件,而是只缓存部分内容,边下载边播放,这样就大大节省了等待下载的时间。流媒体技术可以分为直播和点播两种。与只能被动收看服务商所提供节目的直播方式相比,流媒体点播狣有主动性、交互性与灵活性的特点。点播指的是根据用户的要求播放特定节目,最早的点播应用于衃,实现的是本地的局部点播。随着网络与通信技术的发展,点播才逐渐被应用到有线电视、局域网与互联网中。在当今的互联网中,流媒体点播系统已经成为最热门的应用之一。它通过网络将电影节日、远程教育、家庭购物等服务提供给用户,单个用户具有大范围的对所提供的节目与服务的主动、实时的访问能力。由于用户和被访问