多媒体资源缓存服务器的设计与实现

发布时间：2020-06-07 19:02

【摘要】： 随着移动通信网络的快速发展,新的多媒体增值业务对下一代核心业务平台NCSP(Next Generation Core Service Platform)的业务表现提出了更高的要求,如何有效地解决NCSP中媒体服务器上有限的存储空间和多媒体资源库上海量的多媒体资源之间的矛盾成为了一个重要的技术问题,这直接影响着用户的业务体验。对此本文提出在媒体服务器和多媒体资源库之间新增部署多媒体资源缓存服务器作为技术解决手段,试图利用高效的磁盘缓存解决系统矛盾。作为下一代网络核心业务平台的关键节点,多媒体资源缓存服务器基于网络文件系统环境实现,其主要功能就是根据一定的缓存算法,为媒体服务器缓存各种常用的热点多媒体资源文件,使得媒体服务器可以快速、可靠地获得所需的多媒体资源,并有效地缓解多媒体资源库的链路负担。该缓存算法的设计及多媒体资源缓存服务器的实现是本文的重点。首先,本文根据下一代核心业务平台的现有情况讨论了采用NFS(Network File System)作为资源传输协议的可行性,并通过实验验证了NFS协议的性能。其次,研究了多媒体资源的流行度和Zipf分布之间的关系,通过对过去一年中国移动集团公司TD多媒体彩铃业务的数据进行分析,得出了多媒体资源流行度符合Zipf分布的结论。这对于后续多媒体资源缓存服务器缓存算法的设计具有很好的指导意义。接着本文对经典缓存算法LRU(Least Recently Used)和LFU(Least Frequently Used)等进行了分析总结。针对经典算法的不足和多媒体资源缓存服务器的应用特点,本文创新性地提出了一种新的缓存替换算法SLRU-K-EA(Sized-LRU with K Exponential Average),该算法是对经典LRU-K算法的一种改进,将资源文件的大小以及指数平均的思想引入缓存算法中,使用灵活的手段来平衡资源访问模式中的频率特性和时间特性,更适合应用在网络文件系统缓存环境中。测试结果表明SLRU-K-EA算法能够很好地胜任文件缓存工作,并且其平均缓存命中率比经典缓存算法LRU-K提高了4%左右。另外本文还介绍了多媒体资源缓存服务器的总体设计、各功能模块的详细设计、关键实现技术和典型模块交互流程,其中重点详细介绍了缓存算法数据结构的定义以及实现方法,这种实现方法有效降低了SLRU-K-EA缓存算法实现的时间复杂度。总的来说,随着多媒体增值业务的发展,多媒体资源缓存服务器将为下一代核心业务平台更加快速、稳定灵活地提供多媒体增值业务、进一步提升用户体验做出更大的贡献。另外相信本文提出的SLRU-K-EA缓存替换算法对于其它的磁盘文件缓存系统也有良好的借鉴意义。
【图文】：

组网,多媒体资源库

图1一INCSP组网图NCsp作为可以为IMS、 3GPPR4、osM等多种网络提供统一的业务平台，其组网的情况如图1一1所示。NCSP主要由 AS(ApPlicationServer，应用服务器)、 MS(MediaServer，，媒体服务器)、多媒体资源库和Portal组成。AS主要负责提供信令转换以及业务逻辑执行功能，支持BICC信令与SIP信令之间的转换，加载、运行业务逻辑，以及控制媒体服务器并使用媒体能力;MS提供多媒体资源处理的基本能力集以及一定媒体格式之间的转换，比如播放和录制音频、视频文件，DTMF信号的产生和接收、多媒体会议等;多媒体资源库为业务提供各种媒体资源

结构图,媒体服务器,结构图,应用服务器

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【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：F626

【参考文献】