流媒体服务中基于分布式代理的缓存数据放置策略.pdf

万方数据流媒体服务中基于分布式代理的缓存数据放置策略第卷第期计算机科学年郭攀红钛李新友本┛萍即笱畔⒐こ萄г北京倚畔⒅行谋本摘要随着高速宽带接入技术的发展流媒体技术的研究得到了迅速的发展并具有广阔的应用前景。流媒体代理关键词分布式代理流媒体服务缓存技术数据放置算法分析引言一端支持用户另一端连接中的视频服务技术作为减轻服务器的访问负载、提高用户的访问响应速度的重要手段已成为流媒体研究领域中的研究热点之一。针对流媒体服务中的分布式代理服务器系统提出了一种优化的缓存数据放置策略。其主要思想是将缓存数据放入某个特定的代理服务器中使得今后访问该数据的网络传榆开销最小。仿真实验表明所提出的算法比传统的缓存数据放置算法能获得更小的传输开销和更好的可扩展性。琈珻流媒体服务具有低延迟、低抖动、低丢失率、高实时性的特点这就需要有高速、稳定的网络来保证流媒体内容能快速、稳定地被传输到用户端并进行播放。而“尽力而为”的服务模式无法满足视频流庞大的数据量和突发性的特点。目前比较通用的解决方案是引入代理服务器来解决这一问题。通过广泛分布在互联网各处的代理服务器节点并通过代理缓存技术使流媒体内容被分布到离用户最近的地方使得数据传输距离大大缩短流量负荷被分流从而缓解了对带宽的需求．。图枋隽嗽贗缰小胺衿饕淮硪豢突Щ钡体系结构。流媒体代理服务器通常位于网络边缘器。在用户端用户通过琗。等与代理服务器相连由于距离较近传输链路可保障媒体流的服务质量４矸衿鞯牧硪欢擞胧悠捣衿飨嗔Ｒ话愕兀代理服务器与流媒体服务器通过连接且距离较远。代理服务器实际上是位于客户与服务器之问的一个应用层网关同时扮演客户端苑衿和服务器杂没的双重角色。基于流媒体服务的代理技术是流媒体研究领域中的重要课题。随着流媒体技术在和无线网络环境中的高速发展对流媒体代理服务器的研究也正在深入‘“。目前提出的各种代理缓存技术尽管有效地降低了流服务器和网络传输的负载但仍不能满足含有大量用户群时对媒体请求的服务质量。这是由于：其一单个代理的有限存储空间限制了整个系统为用户提供的媒体缓存空间；其二媒体数据的传输通常要为每一个用户请求专门预留一定可持续的网．珺琣瑃甌．．珹图胺衿饕淮硪豢突Щ碧逑到峁沽油到稿期：——返修日期：本文受抑氐慊鹣钅易匀豢蒲Щ手郭攀红。女．博士．主要研究方向为资源发现、珽篻甤；扬扬。男博士生导师主要研究方向为多媒体通信、图像语音识别；李新友男博士教授主要研究方向为网络安全、图像处理。··琔。畐万方数据口代理。客户机侍獾奶岢呕幕捍媸莘胖盟惴该系统中每个代理仅缓存媒体流的前缀部分因此本文讨论能够更有效地利用缓存空间睁缓存的后缀部分仍定义一套挠τ貌阈椋庑┬楦荼疚乃岢龅挠络带宽对代理服务器提出了较高的带宽要求使得代理能够同时提供的用户服务数有限。为解决这些问题。研究者们提出了将多个代理看成逻辑上的整体使其相互协作共同向用户提供流媒体服务。采用相互协作的分布式代理技术往往能给用户提供更高的服务质量、更小的服务延迟和更大的代理缓存空间在流媒体代理服务器中缓存管理策略是整个系统的核心也是影响整个系统性能的关键。为提高分布式代理中整个缓存模块所带来的系统性能提出了一种优化的缓存数据放置策略。。略区别于传统的缓存数据放置策略它能有效地将多个媒体数据段分布到多个代理上。目的是减少代理之间的数据传输代价从而减少整个分布式系统中访问媒体数据的传输开销。通过理论分析与仿真实验表明该策略能够减小数据的传输开销提高系统的健壮性和可扩展性。代理缓存技术的主要目标是降低网络传输的负载；分布式代理技术通过多个代理之间的相互协作。提供逻辑上更大的缓存空间从而提高缓存字节命中率及服务的可扩展性。然而传统的分布式代理技术未考虑缓存媒体的放置问题即当一个用户通过本地代理发出请求时本地代理将该请求转发到源服务器并获得相应数据。通常该代理将反馈的媒体数据保存到本地缓存以供本地客户端以及与其它代理连接的客户端再次访问时使用。当分布式系统中的其它代理访问该缓