对等网络点播平台中的代理缓存系统

摘要

现有对等网络点播平台中数据源服务器是唯一稳定的媒体数据提供者，对等网络中无法获取的数据请求均会指向数据源服务器，随着视频点播规模的增大，频繁的数据请求导致数据源服务器压力过大、响应节点请求的时间过长。因此，如何有效地提高整个系统的数据服务能力是能否为用户提供高质量点播服务的关键所在。对等网络点播平台GridCast中的代理缓存系统有效地解决了上述问题。代理缓存系统由位于源服务器与客户端之间的多台代理缓存服务器组成，代理缓存服务器的存储容量和服务能力比数据源服务器要小，每个代理缓存服务器缓存当前对系统价值最高的部分媒体数据，并直接为客户端提供媒体服务，当客户端的数据请求在本地没有命中时，则从数据源服务器取回媒体数据，服务客户端并将它们缓存到本地。代理缓存系统中采取基于时间槽数据块的缓存策略，采用Berkeley DB高效地管理大量的数据块，通过文件快照的方式提高索引管理的效率。 本研究在分析现有缓存替换策略的不足的基础上，结合对等网络的应用环境和数据块缓存方式的特点，提出了一种基于媒体数据流行度的替换策略，并采用静态链表的思想高效的实现了该替换策略。采用标准C++语言跨平台地实现了代理缓存系统的所有模块，并通过已有实际应用的日志数据进行模拟实验评估了系统的性能。分析表明：基于代理缓存的结构将数据源服务器的负载降低了20％；基于流行度的替换策略比传统的LRU策略将代理缓存服务器的请求命中率提高10％；随着缓存规模的增大命中率随之上升。从而表明，系统整体性能有了较大的提升。