基于P2P点播系统的客户端缓存策略研究

论文摘要

如何能在保持系统整体性能的同时,有效地进行资源存储和定位,是P2P点播系统中所需要解决的重要问题。在P2P点播系统的服务器、代理服务器以及客户端中,缓存技术在缓解网络传输压力、平衡系统负载以及减少网络带宽消耗等方面扮演着重要角色,设计和选择适当的缓存策略可以改善系统性能。本文研究重点是在基于有服务器结构对等网络环境的点播系统中,针对客户端缓存技术的研究还比较少的情况,提出了一种新的适合客户端的缓存替换策略。随后给出了该策略的模型,并对该模型进行了详细的阐述,分析了其优缺点。预测双缓存模型具有四个缓存队列,较传统点播系统多了三个缓存队列,其目的在于通过缓存更多有价值的媒体数据来提高缓存的命中率,进而提高系统的性能。然后对预测双缓存替换算法进行了研究,解决了缓存副本分布、缓存副本概率一致性以及阈值的选择等问题。接着又对缓存中数据调度问题进行了深入的讨论,给出了各个不同缓存的数据替换和调度算法,针对缓存调度以及VCR操作引起的数据调度分别给出了解决方案。为了分析对比本文提出的预测双缓存模型与传统的点播系统中的缓存模型优缺点以及证明该模型的可行性和正确性,在分析了传统的仿真器的基础上,利用VC开发出了一个适合预测双缓存模型以及传统缓存模型的仿真器。文中先分析了仿真器的系统结构,对每个模块的实现给出了较为详细的描述,并对所需参数的设置进行了说明。最后使用该仿真器证明了本文提出的预测双缓存模型,能够在点播人数逐渐增多的同时,提高节目内部数据的点播概率,有效缩短VCR操作的时间,提高点播系统的服务质量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究目的和意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究的意义
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 P2P 技术概述
• 2.1 P2P 技术起源
• 2.2 P2P 技术特点
• 2.3 P2P 在流媒体中的应用
• 2.3.1 P2P 直播系统
• 2.3.2 P2P 点播系统
• 2.4 P2P 技术存在的问题
• 2.5 本章小结
• 第3章 流媒体点播技术
• 3.1 流媒体点播系统技术概述
• 3.2 流媒体点播系统的分类
• 3.2.1 C/S 架构
• 3.2.2 纯P2P 架构
• 3.2.3 混合架构
• 3.3 通用缓存调度策略
• 3.3.1 代理缓存
• 3.3.2 静态调度算法
• 3.3.3 动态调度算法
• 3.4 本章小结
• 第4章 客户端缓存策略
• 4.1 客户端缓存策略意义
• 4.2 设计目标
• 4.3 预测双缓存策略模型设计
• 4.4 预测双缓存替换算法研究
• 4.4.1 传统替换算法分析
• 4.4.2 预测双缓存替换策略
• 4.4.3 缓存副本分配方案
• 4.4.4 缓存副本概率一致性研究
• 4.4.5 阈值的选择
• 4.5 播放调度算法研究
• 4.5.1 调度需要解决的问题
• 4.5.2 缓存数据调度方案
• 4.5.3 VCR 引起的数据调度
• 4.5.4 播放调度算法描述
• 4.6 仿真研究与性能分析
• 4.6.1 性能指标
• 4.6.2 性能对比分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 客户端缓存仿真器设计
• 5.1 传统仿真器分析
• 5.2 开发环境
• 5.3 客户端缓存仿真器系统结构
• 5.4 用户行为模块设计
• 5.4.1 随机数发生器
• 5.4.2 缓存数据发生器
• 5.4.3 点播行为发生器
• 5.5 缓存资源管理模块设计
• 5.6 仿真器参数设置
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢