基于关联规则缓存策略的分布式视频点播系统的研究和设计

论文摘要

计算机网络、数字压缩技术和存储技术的高速发展,极大的推动了实时多媒体通信业务的发展。目前,基于IP方式的流媒体技术逐渐成熟,近年来,Internet上的流媒体应用包括视频点播业务得到了迅猛的发展,然而系统应用的服务质量并不能令人满意,主要原因在于传统的基于服务器/客户端的服务模式容易导致服务器端的性能瓶颈,服务器因为磁盘I/O以及网络I/O限制不能支持大规模用户进行流媒体发送业务。为解决C/S模式下的瓶颈,将P2P对等网络技术应用于视频点播系统,采用非结构化的结构,应用Gossip协议实现资源搜索。每个结点既充当服务器,为其他结点提供服务,同时也享用其他结点提供的服务,通过节点之间的直连和数据交换,极大的减轻了服务器的工作负荷,提高了节点资源的利用效率,包括存储空间、网络带宽。将Gossip应用到视频点播系统时,考虑到Gossip协议在数据转发过程中的盲目性不适合大数据量的流媒体系统中,因此,采用了一种由节点信息管理服务器进行辅助的结构。并且在客户端,采用成员节点列表和伙伴节点列表,有针对性的控制Gossip消息的转发,使其更具备准确性和高效性。针对现有系统中节点缓存策略的不足,结合用户对不同节目、同一节目内部请求的行为,把视频节目进行段和片的划分,对各个节目段在系统的分布情况进行统计。将数据挖掘技术对统计的结果进行分析,得到了播放关联规则。在设计缓存策略时,应用播放关联规则,充分利用内存与磁盘的存储空间。内存缓存主要针对用户顺序播放设计;磁盘缓存则针对用户的拖放播放设计,应用关联规则预取视频数据,使预取的数据有最大的可能被用户播放。这种方法,可以提高预取命中率,减少用户在拖放过程中的等待时间,给用户良好的观看体验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 背景介绍
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的内容、目标与组织安排
• 2 分布式视频点播系统中的关键技术
• 2.1 视频压缩技术研究
• 2.2 流媒体传输技术
• 2.3 采用GOSSIP（SCAMP）算法实现资源定位
• 2.4 数据挖掘技术分析
• 2.5 小结
• 3 基于关联规则的缓存策略
• 3.1 用户行为分析
• 3.2 通过关联规则对用户行为进行分析
• 3.3 基于播放关联的缓存策略
• 3.4 小结
• 4 P2PVOD 系统的设计与性能分析
• 4.1 概述
• 4.2 GOSSIP 的实现
• 4.3 数据调度与缓存策略的实现
• 4.4 性能分析
• 4.5 小结
• 5 总结与后续工作
• 5.1 本文的主要工作
• 5.2 后续问题研究
• 致谢
• 参考文献