一种基于P2P协作的代理缓存流媒体调度算法.pdf

万方数据一种基于鞯拇砘捍媪髅教宓鞫人惴狢献岢鼋ū冉狭餍械拿教逦募那凹缚樽魑G白唐瑞春魏青磊刘斌流媒体有着重要的应用背景但是流媒体传输需要大量的带宽和服务器资源如果单纯地提高硬件来提升流媒体系统的处理能力成本太大。更为科学的调度和传输流媒体才是解决问题的关键。一种常用的调度方法是采用代理缓存技术。为了减小服务器和网络负载将经常用到的数据缓存到离客户端相对较近的代理服务器上。但是由于媒体文件巨大且播放时间长要耗费巨大的缓存空间。通常代理服务器只存储媒体文件中的一部分用来减少需要缓存的数据量从而提高代理服务器缓存媒体文件的数量。文献『刻岢鲋换捍婷教逦募忻个块的前缀部分从而减少用户时延增强交互性：文进行缓存用来减少用户时延；杨戈等【垦芯苛说痹代理服务器上缓存的数据与其流行的程度成正比时可节约缓存空间减少补丁通道的数据量；廖建新等】提出了基于流行度与网络代价的缓存策略。以上几个调度策略都是基于单个代理服务器由于单个代理服务器缓存空间有限缓存技术始终存在着存储空间瓶颈。另一种方法是客户端进行鳎扛鼋诘都贡献自己的一部分存储空间。当媒体文件由中心媒体服务器提供之后节点之间就可以相互请求和应答从而减轻媒体服务器的压力并增加了存储空间。文献『建立了一种盖然缓存模型该模型克服了缫旃剐院头窨突Ы诘阆∩俚缺锥耍晃献『提出了亩嗖ナ骷际酰美唇饩龅悴シ务中缫旃剐院头窠诘闶О艿任侍猓晃南】提出一种混合髅教宓悴ツＰ蚑提高了数据冗余度和分发特性。由于媒体文件播放传输时间长在播放或传输时间内很难保证有足够的资源支持媒体文件正常播放或传输。因为系统内的节点加入和离开都是随机的同时没有任何通知会引起较大的网络抖动。而流媒体传输对网络的抖动又是极为敏感的这也是⒄构讨械囊桓鲋要障碍。为了解决上述出现的问题一种有效的方法就是综合考虑以上两种技术。本文提出一种基于第卷第期年月电子与信息学报泄Ｑ蟠笱Ъ扑慊蒲в爰际跸青岛摘要：该文根据流媒体系统中缓存窄间不足及服务延迟的问题提出一种基于鞯拇砘捍媪髅教宓鞫算法。首先按照流行度高的数据占用较大存储空间的原则利用媒体文件的存储效率为每个前缀分配相应的存储空间。然后按传输成本将前缀降序排列代理服务器升序排列将前缀依次分配到代理服务器上并且通过理论证明该方法能够有效地减少传输成本。惴够兼顾存储效率与传输成本。仿真实例说明了算法的有效性。关键词：流媒体；鳎捍砘捍妫捍娲⑿剩淮涑杀中图分类号：文献标识码：文章编号：．—琎．籔．甋篠籔；；收到改回国家科技支撑计划项目资助课题．：．琧’畐．万方数据喙毓ぷ压力。文献【刻岢鯟赑协作的代理缓存流媒体调度算法协作的代理缓存调度算法同时权衡了存储空间和传输成本。为了节省存储空间必须提高媒体文件的存储效率即在代理服务器上缓存最为常用的数据同时将代理服务器进行饕栽龃蟠砘捍娴空间使得存储空间能够最大限度地发挥作用。由于代理服务器之间是进行鞯模圆煌代理服务器上会存储不同的数据需要不断地进行相互的数据传输从而必须考虑数据的传输成本问题。本文对传输成本建立数学模型并讨论。仿真结果证明本文提出的方法能够较好地减少用户时延提高系统鲁棒性。本文的结构如下：第谑窍喙毓ぷ鳎槐疚牡主要方法基于鞯拇砘捍媪髅教宓鞫人惴在第诮樯埽坏节是实验结果与算法分析；第谑墙崧邸鞯拇砘捍娌呗灾械闹饕N侍根据鞑椋没ё钣锌赡芄劭疵教逦募的开始部分而不是从头看到结束。基于这个发现代理服务器只需要存储媒体文件开始的一部分即前缀部分。在鞯拇砘捍娌呗灾校龆ㄇ白捍笮及其分配时需要同时考虑两个问题：流行度与传输成本。根据分布规律几乎％的用户在点击％的流行度较高的媒体文件其他％的媒体文件则很少被请求。为了提高代理缓存空间的利用率流行度高的媒体文件应该占有比较多的存储空间流行度低的媒体文件占用较少的存储空间甚至不占用存储空间。这样既能保证用户点击的命中率也能提高代理缓存的利用率。为增大流媒体的缓存空间通常的方法是将多个代