媒体分发网络数据部署及数据请求调度研究

摘要

随着计算机技术和Internet的发展，传统的娱乐休闲方式正发生着深刻的变化。在观看视频节目时，人们已经不再仅仅满足于被动收看节目了，而是希望通过自己的终端，电视机或者PC，选择自己感兴趣的节目。人们这种VOD方面的需求使得研究专门处理多媒体数据的CDN变得非常必要了。媒体分发网络(Media Delivery Network，MDN)是一种VOD系统的子系统，它将来自内容提供商的媒体数据在分布式存储设备中存储，并向下层媒体服务器(Media Server, MS)提供数据下载服务。 本文在介绍了MDN系统总体和各子系统的设计方案之后，提出了MDN系统数据部署算法和数据请求调度优化算法。数据部署算法包括LS(Local Storage)部署算法和GS(Global Storage)部署算法。LS部署算法根据用户的点播规律来决定LS存储的片长。GS部署算法使用了一种反馈机制，根据各存储节点偏离平衡状态的程度来选择要部署数据的节点，通过控制备个存储节点存储的数据量，使其正比于节点的权值，从而使异构的分布式节点之间达到负载均衡。实验结果表明，该部署算法不仅具有良好的稳态性能，同时还有良好的动态性能。 本文提出的MDN系统分类数据请求调度算法，为不同类型的数据请求定义了不同的优先级和变化律，并优先响应优先级较高的数据请求；算法定义了数据最大和最小传输速率，同时在数据下载过程中周期更新数据源状态。实验结果表明，本算法加快了系统对紧迫性较高的数据请求的响应，并使系统在面对较高的用户点播强度时，数据传输的速率能满足影片的流畅播放。

目录

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声明

第1章绪论

1.1流媒体概论

1.1.1流媒体数据及其特征

1.1.2媒体数据压缩编码技术简介

1.1.3流媒体系统

1.1.4流媒体实时传输协议RTP与RTCP

1.1.5流媒体播放方式

1.2媒体分发系统

1.2.1 C/S模式

1.2.2代理服务器

1.2.3内容分发网络

1.2.4对等网络

1.3 P2SP

1.4媒体分发研究现状

1.5本文的研究工作

1.6本文的结构

第2章媒体分发网络

2.1 MDN主要功能及特性

2.2 MDN各子系统

2.2.1管理模块

2.2.2目录服务器

2.2.3虚拟内容服务器

2.2.4存储节点

2.3 MDN系统主要流程

2.3.1媒体内容分发

2.3.2媒体内容调整

2.3.3数据块请求和服务

2.4 MDN系统部分关键技术

2.4.1主程序及数据库热备

2.4.2各子系统间数据库同步

2.4.3协作组

2.4.4 MDN系统安全性

第3章MDN数据部署算法

3.1相关工作

3.1.1存储方式

3.1.2影片副本数目调整

3.2数据部署相关研究成果

3.2.1最小放置优先算法

3.2.2副本复制算法

3.3影片点播分布律

3.4 LS部署算法

3.5 GS部署算法

3.5.1影片数据增加算法

3.5.2影片数据删除算法

3.6算法性能分析

3.6.1 SNF算法与轮流部署算法性能对比

3.6.2算法的稳态性能

3.6.3算法的动态性能

3.7系统负载不均衡度和系统实际负载的关系

3.8结论

第4章MDN数据请求调度算法

4.1相关工作

4.1.1断点续传

4.1.2多线程下载

4.1.3端到端有效带宽测量

4.2相关研究成果

4.2.1 Bit torrent原理

4.2.2迅雷原理

4.2.3段-随机策略和预取策略

4.3 MDN分类数据请求调度算法

4.3.1数据请求预处理算法

4.3.2数据上传请求调度算法

4.3.3数据下载请求调度算法

4.4算法性能分析

4.4.1用户响应时间

4.4.2下载速率

4.5结论

第5章论文总结及未来的工作

参考文献

致谢

在读期间发表的论文和参与的项目