视频点播系统中代理缓存及流调度技术研究

摘要

本文力图通过点播系统软件策略的设计,用尽可能少的资源为大量用户提供点播服务.本文的主要创新之处包括以下几个方面.(1)在Internet上运行的WWW系统已经充分证实了缓存技术是有效利用带宽资源的重要途径之一,在流媒体点播系统的研究中也证实了这一点,特别是根据流媒体数据量大的特性而只对节目前缀进行缓存的策略被证实是既节省缓存空间又有效.(2)本文提出了降低服务延迟的优化静态调度方案,也称为结合Patching方案的分块广播方案,它运用拉格朗日乘子法和G/G/m排队模型给出优化信道配置和服务延迟的理论分析,为一系列流行节目优化地配置单播信道数和广播信道数.(3)本文以直观的系统带宽资源消耗为性能指标,研究了流行节目与一般节目的界定问题,并根据不同节目调度方案适用于不同流行度节目的特征,提出对各种节目的一种信道综合调度方案,把信道综合调度方案和优化代理缓存算法相结合,有效地缓解了系统带宽瓶颈问题.(4)本文提出了一种客户多播补块(CMP:Client Multicast Patching)的自适应流调度方案.

目录

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第一章引言

1.1研究背景

1.2 VOD系统介绍

1.3问题描述

1.4主要观点

1.5论文结构

第二章多媒体关键技术及其相关协议研究

2.1多媒体编解码

2.1.1编解码技术的演进

2.1.2 MPEG-4标准

2.1.3 MPEG-7标准

2.1.4 MPEG-21标准

2.2媒体数据存储

2.3多媒体传输协议

2.3.1 Internet本身的多媒体传输协议

2.3.2实时流式传输协议

2.4组播(multicast)

2.4.1组播的概念

2.4.2组播地址

2.4.3 IGMP协议及其应用

2.4.4组播路由

2.4.5组播骨干网

2.4.6交互式的IP组播

2.5流调度

2.6代理服务器

2.7缓解VOD系统带宽瓶颈的CDN技术

2.7.1 CDN的构架

2.7.2 CDN的实现

2.7.3支持流媒体的CDN的发展趋势

第三章一种优化代理缓存算法

3.1 WWW上的缓存技术

3.1.1解决的问题

3.1.2缓存策略

3.2基于代理的VOD系统模型

3.3多媒体代理服务器的体系结构

3.4多媒体代理服务器的相关研究

3.5一种优化代理缓存算法

3.5.1基于代理的VOD系统工作机理及相关参数

3.5.2缓存算法

3.5.3算法仿真平台

3.5.4仿真研究与性能分析

3.6分布式VOD系统的代理缓存

3.6.1相关研究

3.6.2分布式VOD系统模型

3.7本章小结

第四章VOD系统流调度方案研究

4.1引言

4.2流调度方案的研究现状

4.2.1动态调度

4.2.2静态调度

4.2.3基于代理的流调度

4.3降低服务延迟的优化静态调度方案

4.3.1摩天大楼方案

4.3.2问题的提出

4.3.3方案的基本思想

4.3.4系统模型及理论分析

4.3.5仿真研究

4.4基于代理的VOD系统中节目的综合调度

4.4.1基于代理的EEB方案

4.4.2单个节目的调度

4.4.3多个节目的调度

4.5客户多播节目补块的自适应流调度方案

4.5.1问题的提出与方案特点

4.5.2流调度策略

4.5.3理论分析

4.5.4实现算法

4.5.5仿真研究与性能分析

4.6本章小结

第五章结束语及下一步工作

参考文献

攻读博士学位期间发表的学术论文

作者简介

致谢