基于共享代理服务器与客户端缓存流媒体服务系统研究.pdf

中国科学技术大学
硕士学位论文
基于共享代理服务器与客户端缓存的流媒体服务系统的研究
姓名:罗玮华
申请学位级别:硕士
专业:网络传播系统与控制
指导教师:郑烇
20080501
摘要锄宽带的普及与数字视频技术的进步使系亩嗝教逵τ糜绕涫橇髅教点播得到了快速发展。流媒体与传统的数据之间存在显著的区别,应用传统的疭模式提供流媒体服务,存在着成本高、可扩展性差的缺陷。缓存技术可以有效的降低服务器负载和主干网络的带宽消耗,提高系统的性能和用户的系统能够将流媒体服务系统的存储空间有效的扩展到客户端,从而有效的扩大了系统的存储空间以及提供服务的能力。这两种技术都被认为可以有效的解决传统疭模式的流媒体系统所存在的问题,然而它们又各自存在不足之处。缓存技术的核心之处在于代理服务器,而代理服务器依然有限的缓存空间难以满足流媒体服务的要求,从而成为提升整个系统性能的瓶颈。在系统中,节点频繁的加入与退出会使得系统的性能下降,甚至会导致系统崩溃。针对以上技术的优缺点,本文将代理缓存和客户端ㄑ断嘟岷希竦了基于共享代理服务器与客户端缓存的流媒体服务系统撕琲虺艭低场系统通过扩展客户端缓存增加了整个系统的容量,同时将代理服务器作为代理服务器与客户端,客户端相互之间ㄐ诺暮诵模踩繁A讼低车目煽性。在该系统中,中心服务器储存了所有流媒体文件,并直接与全部代理服务器相连。所有的代理服务器组成了一个结构固定,以绞酵ㄑ兜拇砑海共同缓存了流媒体文件的前缀部分,同时每一个代理服务器作为本地服务器直接为一组客户端提供服务,而客户端共同缓存了流媒体文件的后缀部分,并且根据用户点播的特点,分别为代理服务器与客户端提出了前缀及后缀缓存和相应的替换算法。仿真实验结果表明,相比于传统的前缀缓存系统,系统能够使得中心服务器的开销或主干网带宽消耗有明显的降低。当然,系统作为流媒体服务系统,也应当支持用户的僮鳌1文综合考虑用户肭蟮睦嘈陀肟突Ф说幕捍媲榭觯獵低车氖荽输策略扩展,尽可能的让客户端自行为用户的僮魈峁┓瘛7抡媸笛榻果表明,扩展算法能够较好支持用户的僮鳎行У亟档椭行姆衿鞯拇输代价。关键字:代理服务器与客户端协作缓存共享替换算法僮
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作者签名:隘加艿年孪鏒日作者签名:么:。校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子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本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学版,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、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。
缓存技术紧蹋琋珿第滦髀引言媒体数据量远远大于传统媒体数据,,流媒体数据播放时具有严格的顺序性,传输时需要长时间占用较大带宽来衡量媒体质量,部分丢失媒体数据使媒体质量下降,但不至于使信息完全丢失。应用传统的疭模式提供流媒体服务,即将流媒体数据存储在一个或多个服务器端,当客户端请求某一部影片时,系统根据负载均衡的原则将它定位给其中的某个服务器,由该服务器来向它提供服务,存在以下两个问题,珹,菇ㄕ庋南低承枰>薮蟮某杀荆A寺愀嗟并发请求,对服务器的处理能力、存储空间、对外的带宽以及可靠性都有很高的要求:系统的可扩展性差,由于系统对外提供的带宽和服务器自身的性能都之一。缓存技术通过将用户频繁的请求内容复制和缓存到离用户接入点最近的缓存代理服务器端,通过一定的策略维持与中心服务器的一致性更新,从而使得一些被频繁服务的资源可以直接从缓存代理服务器获得而无须再请求中心服务器。这样,从一定程度上缓解了服务器的服务压力。络边缘的个人计算机资源却被闲置,这就使得服务流量的均衡与网络资源利用率的提高成为改善网络性能的关键性问题。,际跽腔谏鲜鑫侍舛岢龅模佣为了这几年最流行的技术。它将不同种类的节点聚集在一起,构成一个分布式的自治系统。与传统的疭模式不同,低持胁辉倜魅非址衿饔肟突Ф说概念,,,扛霾斡虢诘慵仁强突Ф耍质欠衿鳎在向其它节点请求服务的同时也为其它节点提供服务。低尘哂凶耘渲谩⒆宽带的普及与数字视频技术的进步使系亩嗝教逵τ糜绕涫橇髅教点播得到了快速发展。然而,流媒体与传统的数据有着显著的区别::流媒体有媒体质量属性:如视频、音频均可用峰值信噪比簆有限,当请求服务的用户数达到一定的数量时,系统将难以接收更多的请求。,蝗衔J墙饩錾鲜鑫侍