MPEG-4文件分片策略及流量控制机制的研究

摘要

互联网、集群和多媒体技术的发展,使多媒体数据日益成为下一代互联网信息数据的代表.多媒体信息压缩的技术是多媒体通信领域的关键技术,因此编码标准MPEG-4也成为了研究的焦点.MPEG-4编码标准压缩的多媒体文件在保证高质量的同时,文件需要的存储空间和流传输时的发送速率都很小.这些特性满足了集群视频服务器提高存储系统性能和网络传输性能的要求.根据多媒体文件的逻辑特性,论文采用了一种UDFS(Uniform Description File Striping Method)方式对MPEG-4文件进行分片处理.该分片方式采用对文件内部逻辑进行分析后再分片的方式,比采用物理位置进行分片的方式更适合多媒体文件的特性.UDFS方式对分片文件预处理并生成流媒体文件描述信息,可以使服务器透明地对不同格式多媒体文件进行流传输,增强了集群视频服务器的可扩展性.论文根据在分布式集群视频服务器上多媒体文件的相关点播统计特性,提出了一种分片文件冗余算法RAS(Strip File Redundancy Algorithm based on Statistic)和Chained Decluster放置策略.采用这种冗余和放置策略很好地保证了视频服务器的负载平衡和容错性能.实验表明,该分片方式和冗余放置策略对服务器性能的提高非常有帮助.通过分析MPEG-4标准媒体格式的特点,论文在分片过程中生成了流信息描述层,方便了服务器进行流量控制.对比其他流量控制方式,论文采用了一种文件级流量控制机制.这种机制利用分片产生的流描述信息得到文件的流发送速率等级,在网络拥塞时选择发送较小编码速率的文件数据,从而达到了服务器端控制发送速率的目的.实验表明在网络拥塞时,这种机制能很好地减少发送速率,提高系统的性能.

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1绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状

1.3 MPEG-4文件分片方式和流量控制机制

1.4本文组织与各章内容

2文件分片方式和流量控制机制的分析

2.1集群视频服务平台系统

2.2顺序流传输与实时流传输

2.3流传输的RTSP/RTP协议

2.4多媒体同步

2.5 MPEG-4标准的构成

2.6文件分片策略的分析

2.7流量控制机制的分析

2.8小结

3文件分片冗余放置策略和文件级流量控制机制

3.1 UDFS文件分片方式与冗余放置策略

3.1.1MPEG-4标准文件的格式

3.1.2UDFS文件分片方式

3.1.3数据分块策略

3.1.4增强服务器文件处理可扩展性的设计

3.1.5UDFS分片策略的过程

3.1.6分片文件各部分信息的结构

3.1.7分片对服务器性能的影响

3.1.8分片文件的冗余算法和放置策略

3.2文件级流量控制机制

3.3小结

4分片和服务器程序的设计与实现

4.1分片程序的设计和实现

4.2视频服务器对点播拖动的实现

4.3服务器端多个流同步的算法实现

4.4服务器端文件级流控的实现

4.5小结

5仿真实验及结果

5.1实验的原型系统

5.2分片方式对服务器CPU运行时间的影响

5.3分片冗余放置对服务器性能的影响

5.4文件级流量控制方式对丢包率的影响

5.5小结

6总结及展望

致谢

参考文献

附录(攻读学位期间发表论文目录)