代理服务器上的高效流媒体缓存技术
发布时间：2023-12-28 17:49
流媒体技术是实时数据传输和流媒体编码技术的总称。通过流媒体技术访问多媒体文件会产生长时间、大码率的网络传输流。流媒体代理服务器缓存能有效降低流媒体访问的网络传输量,具有推动流媒体应用的功效。持续数据流给代理服务器缓存带来了巨大的挑战,如何减少缓存写入引发的系统负载和磁盘带宽消耗成为保证服务性能的重要研究问题。 缓存方法是流媒体代理服务器缓存的核心,决定了缓存代理服务器的工作方式。现有流媒体缓存方法主要着眼减少网络传输和缩短访问延迟,并没有考虑缓存工作所引发缓存写入负载。忽略缓存写入负载必然会降低缓存方法的实际效果,这在网络传输减少效果最好的Adaptive&Lazy的缓存方法中最为明显。 本文主要讲述考虑缓存写入负载的流媒体缓存方法,在大幅减少网络传输量的同时有效控制了缓存写入数量。其中,改变了替换选择与缓存选取相分离的传统缓存执行模式,在缓存写入负载的总量和并发量两方面完成了相应的研究工作,并引入缓存写入效率、缓存写入控制模型和负载限制等新内容,具体如下: (1)利用释放操作体现访问热度下降的特性,本文中将没被释放操作中断的连续流媒体对象请求定义为请求区间。根据相邻请求区间访...
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 流媒体技术
1.2 大规模流媒体访问
1.3 流媒体代理服务器缓存
1.4 控制缓存写入的实际要求
1.5 缓存写入研究的四个部分
1.5.1 减少缓存写入总量
1.5.2 控制缓存写入并发量
1.5.3 优化缓存选取原理
1.5.4 模拟环境的搭建
1.6 现有研究的缺乏
1.6.1 缓存选取与访问热度无关联
1.6.2 缓存设计不考虑缓存写入量
1.6.3 缺乏控制缓存写入并发量的手段
1.6.4 无法获得大规模模拟测试环境
1.7 本文的贡献
1.8 本文的组织
第二章 流媒体缓存综述
2.1 流媒体对象及特性
2.2 流媒体访问及规律
2.3 已有的流媒体缓存方法
2.3.1 解决变码高峰
2.3.2 解决访问延迟
2.3.3 解决重复传输
2.3.4 解决分层编码
2.3.5 解决相近请求
2.3.6 解决用户拖动
2.4 流媒体分段缓存
2.4.1 MiddleMan缓存方法[Acha006]
2.4.2 指数缓存方法[Wu01a]
2.4.3 Adaptive&Lazy缓存方法[Che1103]
2.4.4 三种分段缓存方式归纳
2.5 流媒体缓存的效果评价
2.5.1 传输减少率--表征网络传输减少量
2.5.2 请求命中次数--表征初始访问延迟
2.5.3 字节利用率--表征缓存写入效率
2.6 流媒体缓存算法评测工具
2.6.1 Gismo与Medisyn日志生成器
2.6.2 MiddleSim缓存模拟器
第三章 请求区间与间歇式缓存写入控制模型
3.1 请求区间
3.1.1 请求区间定义
3.1.2 请求区间与访问热度的关联
3.2 进入策略与缓存写入
3.3 缓存写入控制模型
3.4 间歇式缓存写入控制模型（IWAM）
3.5 四种模型的对比分析
3.5.1 请求区间分类
3.5.2 缓存评价指标
3.5.3 分析的结论
3.6 实验验证和结果分析
3.7 本章小结
第四章 释放操作相关的分段缓存
4.1 Adaptive&Lazy缓存写入量问题
4.2 设计方式和变量说明
4.3 保存方式
4.4 进入策略
4.4.1 可进一步利用的缓存因素
4.4.2 基于IWAM模型的进入策略
4.5 替换算法
4.5.1 请求区间状况与缓存替换方式
4.5.2 考虑释放操作的替换算法
4.6 缓存的特性及与其他分段缓存的区别
4.7 实验验证和结果分析
4.8 本章小结
第五章 缓存写入带宽判断
5.1 代理服务器负载与缓存写入
5.2 缓存写入负载高峰问题
5.3 写入带宽判断
5.3.1 写入带宽判断方式
5.3.2 写入带宽判断范围
5.4 几种写入带宽判断方法
5.4.1 基本判断方式
5.4.2 第一类简单热度比较
5.4.3 第二类简单热度比较
5.4.4 综合热度比较
5.4.5 几种方法的对比
5.5 访问热度表征的选取
5.6 实验验证和结果分析
5.6.1 写入带宽判断的测试
5.6.2 最大写入带宽的测试
5.7 本章小结
第六章 LittleDuck流媒体缓存模拟器
6.1 MiddleSim的缺陷
6.2 LittleDuck设计方式
6.2.1 降低再开发复杂度
6.2.2 缩短模拟运行时间
6.3 LittleDuck组成元素
6.3.1 模拟执行平台
6.3.2 缓存应用架构
6.3.3 代理服务器缓存系统
6.3.4 附加数据信息
6.4 LittleDuck工作原理
6.4.1 模拟执行平台的运行
6.4.2 缓存应用架构的运行
6.4.3 缓存系统工作的体现
6.5 LittleDuck与MiddleSim的对比
6.6 实验验证和结果分析
6.6.1 LittleDuck模拟器正确性和模拟速度的测试
6.6.2 负载限制下的缓存方法对比
6.6.3 写入带宽盘判断的使用方式
6.7 本章小节
第七章 结束语
7.1 本文工作总结
7.2 下一步研究方向
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3875891
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 流媒体技术
1.2 大规模流媒体访问
1.3 流媒体代理服务器缓存
1.4 控制缓存写入的实际要求
1.5 缓存写入研究的四个部分
1.5.1 减少缓存写入总量
1.5.2 控制缓存写入并发量
1.5.3 优化缓存选取原理
1.5.4 模拟环境的搭建
1.6 现有研究的缺乏
1.6.1 缓存选取与访问热度无关联
1.6.2 缓存设计不考虑缓存写入量
1.6.3 缺乏控制缓存写入并发量的手段
1.6.4 无法获得大规模模拟测试环境
1.7 本文的贡献
1.8 本文的组织
第二章 流媒体缓存综述
2.1 流媒体对象及特性
2.2 流媒体访问及规律
2.3 已有的流媒体缓存方法
2.3.1 解决变码高峰
2.3.2 解决访问延迟
2.3.3 解决重复传输
2.3.4 解决分层编码
2.3.5 解决相近请求
2.3.6 解决用户拖动
2.4 流媒体分段缓存
2.4.1 MiddleMan缓存方法[Acha006]
2.4.2 指数缓存方法[Wu01a]
2.4.3 Adaptive&Lazy缓存方法[Che1103]
2.4.4 三种分段缓存方式归纳
2.5 流媒体缓存的效果评价
2.5.1 传输减少率--表征网络传输减少量
2.5.2 请求命中次数--表征初始访问延迟
2.5.3 字节利用率--表征缓存写入效率
2.6 流媒体缓存算法评测工具
2.6.1 Gismo与Medisyn日志生成器
2.6.2 MiddleSim缓存模拟器
第三章 请求区间与间歇式缓存写入控制模型
3.1 请求区间
3.1.1 请求区间定义
3.1.2 请求区间与访问热度的关联
3.2 进入策略与缓存写入
3.3 缓存写入控制模型
3.4 间歇式缓存写入控制模型（IWAM）
3.5 四种模型的对比分析
3.5.1 请求区间分类
3.5.2 缓存评价指标
3.5.3 分析的结论
3.6 实验验证和结果分析
3.7 本章小结
第四章 释放操作相关的分段缓存
4.1 Adaptive&Lazy缓存写入量问题
4.2 设计方式和变量说明
4.3 保存方式
4.4 进入策略
4.4.1 可进一步利用的缓存因素
4.4.2 基于IWAM模型的进入策略
4.5 替换算法
4.5.1 请求区间状况与缓存替换方式
4.5.2 考虑释放操作的替换算法
4.6 缓存的特性及与其他分段缓存的区别
4.7 实验验证和结果分析
4.8 本章小结
第五章 缓存写入带宽判断
5.1 代理服务器负载与缓存写入
5.2 缓存写入负载高峰问题
5.3 写入带宽判断
5.3.1 写入带宽判断方式
5.3.2 写入带宽判断范围
5.4 几种写入带宽判断方法
5.4.1 基本判断方式
5.4.2 第一类简单热度比较
5.4.3 第二类简单热度比较
5.4.4 综合热度比较
5.4.5 几种方法的对比
5.5 访问热度表征的选取
5.6 实验验证和结果分析
5.6.1 写入带宽判断的测试
5.6.2 最大写入带宽的测试
5.7 本章小结
第六章 LittleDuck流媒体缓存模拟器
6.1 MiddleSim的缺陷
6.2 LittleDuck设计方式
6.2.1 降低再开发复杂度
6.2.2 缩短模拟运行时间
6.3 LittleDuck组成元素
6.3.1 模拟执行平台
6.3.2 缓存应用架构
6.3.3 代理服务器缓存系统
6.3.4 附加数据信息
6.4 LittleDuck工作原理
6.4.1 模拟执行平台的运行
6.4.2 缓存应用架构的运行
6.4.3 缓存系统工作的体现
6.5 LittleDuck与MiddleSim的对比
6.6 实验验证和结果分析
6.6.1 LittleDuck模拟器正确性和模拟速度的测试
6.6.2 负载限制下的缓存方法对比
6.6.3 写入带宽盘判断的使用方式
6.7 本章小节
第七章 结束语
7.1 本文工作总结
7.2 下一步研究方向
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3875891
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