基于网格的教学资源存储策略与调度算法的研究

论文摘要

本论文是以“辽宁省信息产业厅嵌入式网上智能教学平台”项目为背景的。教学平台中有大量的音、视频信息,并且这些资源在地理上是分布的、异构的,它们由多级网络互联,形成一个巨大的资源库。对教育资源的管理是远程教育系统的核心,互联网在一定程度上为教育资源的有效利用提供了基础。大规模的流媒体课件的大量点播业务需要消耗大量的网络带宽和服务器资源。为了在不增加外部系统资源的情况下,达到系统资源利用率的最大化,需要采用有效的资源调度策略。网格是一种建立在互联网上的新一代基础设施,被誉为是继互联网(Internet)、WWW(World Wide Web)之后的第三代网络革命。网格可以实现Internet上的计算资源、数据资源、存储资源的有效聚合和广泛共享。随着网格技术的发展和日渐成熟,尝试将网格技术应用于远程教育已成为趋势。为了解决传统的视频资源调度算法的带宽利用率低、响应时间长及可扩展性差等不足,本文基于网格技术提出一种改进的视频调度策略。首先阐述了网格的基本概念、体系结构、实现方式、支撑技术,并简要描述了网格同其它技术的区别。然后详细介绍了几种常见的资源存储策略和视频调度算法,并基于视频文件的访问倾向性以及流媒体代理缓存技术提出了一种改进的流调度算法和缓存替换策略。最后基于网格技术平台Globus Toolkit,实现了一个简单的视频点播系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 绪论
• 课题研究的背景、目的及意义
• 国内外研究现状
• 研究平台
• 本文架构
• 第一章 网格概述
• 1.1 网格相关问题
• 1.1.1 网格的起源
• 1.1.2 网格概念与分歧
• 1.1.3 网格目的与意义
• 1.1.4 网格存在问题及发展前景
• 1.2 网格介绍
• 1.2.1 网格的概念
• 1.2.2 网格的特点
• 1.2.3 网格的体系结构
• 1.3 网格同其它技术的比较
• 1.3.1 Peer to Peer 技术
• 1.3.2 集群技术
• 本章小结
• 第二章 关键技术研究
• 2.1 Globus 技术
• 2.1.1 Globus 的研究内容
• 2.1.2 GT4 软件结构
• 2.2 资源存储策略
• 2.2.1 概念
• 2.2.2 影响视频文件存储策略的几个因素
• 2.2.3 静态存储策略
• 2.2.4 动态存储策略
• 2.3 请求调度策略
• 2.3.1 请求调度策略的研究现状
• 2.3.2 视频流的静态调度算法
• 2.3.3 视频流的动态调度算法
• 本章小结
• 第三章 流调度算法的改进与性能分析
• 3.1 视频文件的访问相关性
• 3.1.1 文件外部访问倾向性
• 3.1.2 文件内部访问倾向性
• 3.2 流媒体代理缓存技术
• 3.2.1 原理
• 3.2.2 设计要求
• 3.2.3 性能评价指标
• 3.2.4 典型的缓存算法
• 3.2.5 缓存替换算法
• 3.3 提出一种改进的与代理缓存前缀结合的服务器流调度算法
• 3.3.1 设计思想
• 3.3.2 算法描述
• 3.3.3 仿真验证
• 3.3.4 性能分析
• 3.4 基于流行度预测的流媒体代理缓存替换算法
• 3.4.1 流行度预测算法
• 3.4.2 基于流行度预测的缓存替换算法
• 本章小结
• 第四章 网上智能教学平台的分析设计
• 4.1 项目背景
• 4.2 系统方案
• 4.2.1 设计思路
• 4.2.2 系统环境
• 4.2.3 功能模块
• 4.3 详细设计
• 4.3.1 精品课程
• 4.3.2 辅导专区
• 本章小结
• 第五章 基于网格的VOD 系统设计与实现
• 5.1 系统设计
• 5.1.1 设计目标
• 5.1.2 系统架构
• 5.1.3 Portal 框架
• 5.2 数据库设计
• 5.3 系统的实现
• 5.3.1 数据管理
• 5.3.2 VOD 服务
• 5.4 系统的部署及界面示例
• 5.4.1 系统的部署
• 5.4.2 界面示例
• 本章小结
• 结束语
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 参考文献
• 致谢