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《中国科学院研究生院(计算技术研究所)》 2006年
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代理服务器上的高效流媒体缓存技术

马杰  
【摘要】: 流媒体技术是实时数据传输和流媒体编码技术的总称。通过流媒体技术访问多媒体文件会产生长时间、大码率的网络传输流。流媒体代理服务器缓存能有效降低流媒体访问的网络传输量,具有推动流媒体应用的功效。持续数据流给代理服务器缓存带来了巨大的挑战,如何减少缓存写入引发的系统负载和磁盘带宽消耗成为保证服务性能的重要研究问题。 缓存方法是流媒体代理服务器缓存的核心,决定了缓存代理服务器的工作方式。现有流媒体缓存方法主要着眼减少网络传输和缩短访问延迟,并没有考虑缓存工作所引发缓存写入负载。忽略缓存写入负载必然会降低缓存方法的实际效果,这在网络传输减少效果最好的AdaptiveLazy的缓存方法中最为明显。 本文主要讲述考虑缓存写入负载的流媒体缓存方法,在大幅减少网络传输量的同时有效控制了缓存写入数量。其中,改变了替换选择与缓存选取相分离的传统缓存执行模式,在缓存写入负载的总量和并发量两方面完成了相应的研究工作,并引入缓存写入效率、缓存写入控制模型和负载限制等新内容,具体如下: (1)利用释放操作体现访问热度下降的特性,本文中将没被释放操作中断的连续流媒体对象请求定义为请求区间。根据相邻请求区间访问热度传递小的原理设计了间歇式缓存写入控制模型(IWAM)。IWAM将释放选择和缓存选取联系在一起,改变了原有缓存执行模式。对比分析和实验测试都证明了新的缓存执行模式能同时在网络传输节省和缓存写入效率两方面取得优异的效果。 (2)基于新的缓存执行模式设计了大幅降低写入总量的释放操作相关缓存方法。其中,进入策略里面利用多种访问现象改进了IWAM;替换选择里面使用了当前访问热度、历史访问热度等新输入;释放过程里面利用访问热度下降程度决定释放步伐。在实际日志测试下,取得与AdaptiveLazy缓存方法相同的网络传输减少量并将缓存写入效率提升到AdaptiveLazy缓存方法结果的3倍以上。 (3)根据缓存写入负载与用户访问负载高峰时期相同的现象,本文中提出使用写入带宽判断方法来控制缓存并发写入量。详细介绍了覆盖范围以及判断方式对于写入带宽判断效果的影响,并给出多种典型的写入带宽判断方法。在模拟试验中证明了写入带宽判断在有效控制缓存写入并发量的同时,能成倍提升释放操作相关缓存的缓存写入效率。 (4)为了支持大规模访问日志的测试,本文给出LittleDuck流媒体缓存模拟器的详细内容。相比MiddleSim,LittleDuck模拟器存在0.4%的结果差别之外模拟时间可以缩短为1/60以下。在负载限制的测试中,释放操作相关缓存方法全面超过AdaptiveLazy缓存方法:(i)增加了10%网络传输减少率;(ii)得到3倍以上的缓存写入效率;(iii)请求命中的次数增长了1倍;(iv)因负载原因而被拒绝的请求次数缩小到了1/2以下。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(计算技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP368.5

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张东辉;流媒体代理缓存方法研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王战红;基于分段策略的流媒体缓存模型研究[D];郑州大学;2011年
2 江峰;流媒体在移动网络中的切割、缓存传输控制方法的研究[D];南京邮电大学;2013年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 Amjad Mahmood;;Dynamic replication of web contents[J];Science in China(Series F:Information Sciences);2007年06期
2 郝沁汾,祝明发,郝继升;WWW业务访问特性分布研究[J];计算机研究与发展;2001年10期
3 张世武,吴月华,杨杰,刘际明;基于信息寻觅智能体的网络用户浏览模式研究[J];计算机研究与发展;2004年11期
4 李中;王刚;刘璟;;混合类型多媒体负载访问存储系统的统计学访问控制算法[J];计算机研究与发展;2006年03期
5 石磊;叶海琴;卫琳;连卫民;;Web缓存命中率与字节命中率关系[J];计算机工程;2007年13期
6 余顺争;;Web负载流的宏观模式与识别[J];模式识别与人工智能;2005年01期
7 包剑;郭丽春;黄金波;;一种基于Web用户访问模式的矩阵聚类算法研究[J];西华大学学报(自然科学版);2010年04期
8 车秀梅;周元成;;网络缓存协议探讨[J];山西农业大学学报(自然科学版);2006年04期
9 ;The Configuration Strategies on Caching for Web Servers[J];Wuhan University Journal of Natural Sciences;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 曾文英;面向移动环境的数据存储管理方法关键技术研究[D];华南理工大学;2011年
2 郝沁汾;WWW访问特性与代理缓存研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2001年
3 冯国臻;基于结构分析的大规模WWW文本信息检索技术的研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2001年
4 覃森;无标度网络及其应用研究[D];西北工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董倩;Web潜在用户挖掘研究[D];河北农业大学;2011年
2 刘永红;西南地区大型科学仪器共享网络管理系统的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
3 陈霸东;可穿戴计算机软件体系结构的研究[D];重庆大学;2003年
4 易琦娜;Web服务器集群的服务质量研究[D];武汉大学;2004年
5 崔恒斌;Web缓存替换算法的研究与改进[D];太原理工大学;2005年
6 徐串;利用预取技术改善Web应用程序在大数据量环境中的用户体验[D];浙江大学;2006年
7 车秀梅;基于三层交换的网络缓存技术研究及仿真[D];太原理工大学;2006年
8 杨光华;基于模拟方法的网络区分服务技术研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2001年
9 龚海坪;内容协商机制下网络传输效率研究[D];上海交通大学;2007年
10 赖宗澐;Xen虚拟机存储系统优化[D];浙江大学;2007年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡青松,李子木,胡建平;Internet上的流媒体特性及用户访问行为研究[J];北京航空航天大学学报;2005年01期
2 鄢仁祥,胡玉琦,王洪君,高远;一种新的视频代理方案──分块代理[J];东北大学学报;2002年08期
3 胡玉琦,臧怀泉,高远;基于代理的视频点播系统中节目调度方案[J];东北大学学报;2004年07期
4 程峰,杨善林,马溪骏;基于对象的MPEG-4文件格式研究[J];电脑开发与应用;2004年06期
5 王超;赵文杰;;IP网络带宽管理技术及应用分析[J];电信技术;2007年05期
6 龙白滔,钟玉琢,王浩;变码率视频服务器间隔缓存的接纳策略和替换算法[J];电子学报;2002年02期
7 宋彬,常义林,马林华,艾达;基于H.263中PEI域的视频抗误码方法研究[J];电子学报;2002年08期
8 宋彬,常义林;视频通信抗误码方法研究的新进展[J];电子学报;2002年10期
9 周建政,蒋建国,韩江洪,齐美彬;视频流点播Dynamic Batched Patching算法研究[J];电子学报;2004年03期
10 周建政,蒋建国,齐美彬;基于代理的分布式视频流点播传输策略[J];电子学报;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 许志闻;流媒体代理的动态缓存算法[D];吉林大学;2004年
2 胡玉琦;视频点播系统中代理缓存及流调度技术研究[D];东北大学;2005年
3 罗彬;交互式视频传输策略研究[D];华中科技大学;2005年
4 杨波;流媒体系统的关键技术研究[D];北京邮电大学;2006年
5 周铀;视频点播系统访问行为研究:测量、分析与建模[D];中国科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 秦成;基于分段和流行度的移动流媒体代理缓存算法的研究[D];华东师范大学;2011年
2 王战红;基于分段策略的流媒体缓存模型研究[D];郑州大学;2011年
3 尚一多;流媒体代理服务器系统的设计与实现[D];北京邮电大学;2007年
4 刘玮哲;流媒体代理服务器的设计与实现[D];北京邮电大学;2008年
5 孔峰;流媒体代理服务器缓存研究与实现[D];北京邮电大学;2009年
6 米淑云;IP网络流量监控系统的设计与实现[D];北京邮电大学;2009年
7 杨菲菲;基于代理服务器的高效流媒体缓存技术研究[D];华东师范大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 秦成;基于分段和流行度的移动流媒体代理缓存算法的研究[D];华东师范大学;2011年
2 江峰;流媒体在移动网络中的切割、缓存传输控制方法的研究[D];南京邮电大学;2013年
【相似文献】
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1 马杰;樊建平;;具有高缓存写入效率的流媒体分段缓存方法[J];计算机学报;2007年04期
2 石晓星;石磊;卫琳;;基于背包理论的流媒体缓存算法[J];计算机工程;2010年06期
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4 杜旭;左冬红;陈俊;江诗怡;;基于在线评估的无线Mesh网流媒体缓存[J];电子学报;2011年07期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
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1 马杰;代理服务器上的高效流媒体缓存技术[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2006年
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1 尚一多;流媒体代理服务器系统的设计与实现[D];北京邮电大学;2007年
2 马建均;信源处理器流媒体缓存的设计与实现[D];电子科技大学;2009年
3 张跃勇;VOD流媒体传输机制与技术研究[D];天津师范大学;2010年
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