基于补丁算法的流媒体代理缓存方法研究

论文摘要

流媒体数据传输具有实时性、高速性、宽带性的特点,这些特点使Internet的网络设施常常不能满足它的需求,网络资源的紧张和流媒体广泛应用之间的矛盾日益严重,如何在Internet中高效的传输流媒体数据成为近年来流媒体领域的研究热点。本文首先对流媒体代理缓存和流调度技术中的补丁算法进行了分析和研究,然后提出了一种基于补丁算法的流媒体代理缓存的有效方法,最后基于该算法实现了流媒体传输速率的提高。流媒体代理缓存可以很大程度上降低原始服务器的负载,节约主干网络的资源,同时能在一定程度上保证客户端的服务质量。流媒体调度技术中成批处理是将代理对客户的服务分割成许多时间片段,对每个时间片段内的服务,代理到服务器之间只有一条常规通道传输媒体资源,采用组播方式,一个组播服务的客户越多,节约的网络带宽就越多。但为了让更多的客户端共享一个组播流,就会让部分客户有较多的启动延迟。因此将补丁技术用于成批处理,当用户发出请求落后于当前组播流时,用户先利用缓存区接收并缓存组播流,同时系统再生成一个单播媒体流补偿播放过的数据,即补丁流,用于消除客户端的启动延迟。本文将原始服务器中补丁方法原理应用到代理缓存中,提出了基于补丁算法的流媒体代理缓存方法,其基本思想是:规定一个常规流启动周期,在一个周期内,由代理服务器通过单播连接从原始服务器中获取流媒体数据,代理对客户的服务被分割成许多时间片段,对每个时间片段内到来的客户都在批处理间隔处加入常规通道,代理服务器为某个时间片段内客户转发数据时,同时缓存转发的数据作为后面时间片段内到达客户的补丁数据使用。从而在一个常规流周期内,对单个流媒体对象只需要开通一个常规通道,通过在代理中分块缓存部分常规流,就可以满足一个常规流周期内多个批处理客户的请求。该方法将流媒体代理缓存和流媒体服务器中的补丁算法有效的结合起来,不需要在原始服务器到代理服务器开通补丁通道,尽可能的让更多客户共享一个常规流,能更有效的降低骨干网络、原始服务器、缓存代理服务器网络带宽的消耗。本文提出的方法对流媒体在视频传输方面的应用有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 流媒体的研究背景
• 1.2 流媒体的研究现状
• 1.3 本文工作
• 第2章 流媒体代理缓存技术
• 2.1 流媒体概述
• 2.1.1 流式传输的基本原理
• 2.1.2 流媒体传输的协议
• 2.1.3 流媒体的播放方式
• 2.2 流媒体代理缓存
• 2.2.1 流媒体的实现需要缓存
• 2.2.2 流媒体代理缓存的性能评价
• 2.2.3 流媒体的缓存策略
• 2.2.4 流媒体的缓存替换技术
• 第3章 基于补丁算法的流媒体代理缓存
• 3.1 补丁算法的相关概念
• 3.1.1 补丁算法的概述
• 3.1.2 周期补丁和成批补丁算法
• 3.2 基于补丁算法的流媒体代理缓存概述
• 3.2.1 基于代理缓存的流媒体传送结构
• 3.2.2 基于代理缓存和补丁算法的流媒体传送结构
• 3.3 基于补丁算法的代理缓存的方法研究
• 3.3.1 方法描述
• 3.3.2 对比分析
• 3.3.3 方法要求
• 第4章 基于补丁算法的流媒体代理缓存的设计与实现
• 4.1 代理缓存的设计
• 4.1.1 代理缓存的总体功能模块
• 4.1.2 用例图
• 4.1.3 静态类图
• 4.1.4 顺序图
• 4.2 基于补丁算法的流媒体代理缓存的实现
• 4.2.1 数据缓存的管理和实现
• 4.2.2 客户端的管理和实现
• 4.2.3 流媒体数据播放的实现
• 4.2.4 实验环境
• 4.2.5 实验结果
• 第5章 总结
• 5.1 工作总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢