流媒體代理緩存算法研究.pdf

1、目前，伴隨著多媒體應用的不斷豐富，流媒體技術(shù)由于其邊下載邊觀看的特點而得到了重視。隨著以視頻點播、視頻會議、遠程教育等典型應用為代表的流媒體系統(tǒng)的普及，流媒體數(shù)據(jù)傳輸流量已經(jīng)成為當今網(wǎng)絡業(yè)務流量的主要組成部分。然而，流媒體與非流媒體應用有著顯著的差別：a)流媒體比非流媒體消耗更多的網(wǎng)絡帶寬；b)用戶對流媒體的啟動延時和抖動比較敏感；c)異構(gòu)用戶根據(jù)自身不同環(huán)境對接收的媒體流有不同的質(zhì)量要求。因此流媒體應用系統(tǒng)對通信網(wǎng)絡和流媒體技術(shù)本身都

2、提出了新的壓力和挑戰(zhàn)，必須從流媒體服務質(zhì)量保證、流媒體系統(tǒng)性能保證以及用戶行為和網(wǎng)絡環(huán)境差異性對流媒體傳輸?shù)挠绊懙榷鄠€方面進行考慮。 本文針對上述問題，以提供高效地網(wǎng)絡邊緣服務能力為目標，研究流媒體代理緩存技術(shù)。本文的研究從以下三個方面展開：（1）流媒體內(nèi)容受訪問特征的分析與建模；（2）基于內(nèi)容流行度的分段緩存算法研究；（3）前綴長度與質(zhì)量二維自適應緩存算法研究。本文的工作得到了國家自然科學基金“基于媒體傳輸特性的無線多媒體技術(shù)

3、的研究”（No.60202005）和“基于Internet的交互式流媒體分發(fā)技術(shù)研究”（No.60302004），以及澳大利亞研究院基金“交互式視頻點播在遠程教育中的應用”（No.LX0240468）和湖北省自然科學基金“基于質(zhì)量時間二維屬性的流媒體網(wǎng)絡緩存研究”（No.2005ABA264）的資助。 本文取得的成果包括以下幾個方面： 1）針對用戶流媒體訪問行為的差異性造成流媒體內(nèi)容流行度分布不一致的問題，本文通過對來自

4、于兩個不同網(wǎng)站的三個不同服務器實際用戶訪問記錄日志文件的搜集和分析，提出了利用K變換下的Zipf-like模型來對其進行描述，驗證了其合理性，并對模型參數(shù)對實際數(shù)據(jù)擬合程度的影響進行了分析。 2）針對現(xiàn)有算法在緩存空間利用率與獲取內(nèi)容片段流行度上存在的矛盾，本文利用K變化下的Zipf-like模型，提出了一個基于參數(shù)模型的流媒體分段緩存算法。通過對模型關(guān)鍵參數(shù)的獲取及更新方式進行有效設計，使得該算法可以使用較少的額外緩存空間代價