文件分发系统的资源分配策略

发布时间：2021-01-31 11:51

　　摘要：文件分发系统是互联网中信息传播的重要平台,由于网络带宽、存储等资源有限,随着用户数和业务量的日益增加,系统资源紧缺与用户需求之间的矛盾日益突出。这些矛盾不仅影响了服务质量,增加了系统成本,也严重制约了网络业务的演进与扩展。本文对大规模文件分发系统（PPTV和QQ旋风）的文件下载数据和用户上下线数据进行了分析,发现由副本和带宽分配不合理导致的资源不足、由瞬时拥塞（Flash crowd）引起的资源匮乏和由用户动荡（churn）引发的资源浪费等问题已经异常严重,成为亟需解决的瓶颈问题。本文针对这些问题分别建立了理论模型,并且设计了相应的资源分配策略,主要工作和创新点如下：（1）在对文件分发系统用户上下线数据的分析中,发现了用户在线时长与用户上线时刻相关,通过仿真证明了只有将二者联合才能刻画出用户churn的日周期规律。并且建立了动态离开概率模型,合理解释了这一相关性。（2）针对稳定状态的文件分发系统中资源分配与文件下载请求量不匹配的问题,设计了副本和带宽分配算法。首先综合考虑文件下载请求量均值和方差的影响,从公平性的角度建立了最优副本数分配的目标函数并求解得到了分配算法,使得每个文件... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
主要缩略语对照表
1 引言
    1.1 文件分发系统概述
        1.1.1 分发系统的技术结构模式
        1.1.2 分发系统的用户交互模式
    1.2 选题的目的和意义
        1.2.1 关键问题及研究现状
        1.2.2 需要解决的问题
    1.3 主要工作和创新点
    1.4 本文的结构安排
2 系统分析及问题定位
    2.1 研究背景
        2.1.1 问题描述
        2.1.2 相关工作
    2.2 文件特征分析
        2.2.1 静态特征
        2.2.2 动态特征
    2.3 用户churn分析
        2.3.1 测量分析
        2.3.2 行为建模
    2.4 本章小结
        2.4.1 稳定状态下的文件分发资源分配不合理
        2.4.2 Flash crowd下的文件分发资源严重短缺
        2.4.3 用户churn下的云下载资源优化不足
3 稳定状态下的文件分发资源分配算法
    3.1 研究背景
        3.1.1 问题描述
        3.1.2 相关工作
    3.2 最优副本数分配算法
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 目标函数
        3.2.3 问题求解
        3.2.4 算法评估
        3.2.5 更新策略
    3.3 副本放置评判标准
        3.3.1 评判标准
        3.3.2 标准权衡
    3.4 节点上传带宽分配算法
        3.4.1 最优分配算法
        3.4.2 集中式启发算法
        3.4.3 分布式启发算法
        3.4.4 算法评估
    3.5 本章小结
4 Flash crowd下的文件分发资源分配策略
    4.1 研究背景
        4.1.1 问题描述
        4.1.2 相关工作
    4.2 问题建模
        4.2.1 系统架构
        4.2.2 Fluid模型
        4.2.3 服务器带宽
    4.3 策略设计
        4.3.1 基本架构
        4.3.2 目标带宽
        4.3.3 协助节点数量
        4.3.4 开始时刻及到达速率
        4.3.5 回收时刻
        4.3.6 服务器带宽
        4.3.7 协助节点选取策略
    4.4 数值仿真评估
    4.5 真实系统评估
        4.5.1 实验设置
        4.5.2 下载节点数量比较
        4.5.3 服务器带宽消耗比较
    4.6 本章小结
5 用户churn下的云下载资源分配策略
    5.1 研究背景
        5.1.1 问题描述
        5.1.2 相关工作
    5.2 问题建模
        5.2.1 云的等待时长
        5.2.2 存储开销和用户体验
    5.3 策略设计
        5.3.1 降低等待时长
        5.3.2 降低存储开销
        5.3.3 综合策略
    5.4 策略评估
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 主要研究工作
    6.2 问题与展望
参考文献
附录A
附录B
附录C
附录D
附录E
附录F
附录G
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]Dynamic modeling approach to analyze user churn in a large P2P downloading system[J]. HUANG Dan,ZHENG Yi,CHEN Chang-jia.  The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2013(01)



本文编号：3010810