視頻點(diǎn)播系統(tǒng)中視頻協(xié)作存儲(chǔ)與傳輸模型設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、隨著生活中多彩多樣的娛樂(lè)、學(xué)習(xí)、工作等需求的不斷發(fā)展，視頻需求蓬勃興起，視頻服務(wù)相關(guān)應(yīng)用的爆炸式發(fā)展已經(jīng)開(kāi)始主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演化與變革。據(jù)Cisco預(yù)測(cè)，截至2018年，移動(dòng)視頻產(chǎn)生的流量占整個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量的比重將近70％。以視頻點(diǎn)播為主的視頻服務(wù)在為用戶提供方便快捷的同時(shí)，也在考驗(yàn)著現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，尤其隨著視頻數(shù)目的不斷增長(zhǎng)、視頻尺寸的不斷變化，視頻庫(kù)日益龐大，如何有效地存儲(chǔ)這些視頻成為研究的熱點(diǎn)。
　　為有效應(yīng)對(duì)視頻庫(kù)不斷擴(kuò)展

2、帶來(lái)的挑戰(zhàn)，本文引入?yún)f(xié)作存儲(chǔ)的理論。視頻點(diǎn)播系統(tǒng)利用內(nèi)部服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的高速鏈路整合各個(gè)服務(wù)器的存儲(chǔ)能力，各個(gè)服務(wù)器只存儲(chǔ)視頻庫(kù)的一個(gè)子集。完成存儲(chǔ)后，當(dāng)用戶發(fā)起視頻請(qǐng)求時(shí)，如果視頻存儲(chǔ)在本地服務(wù)器上，則服務(wù)器直接將視頻數(shù)據(jù)返回給用戶;否則，將發(fā)起協(xié)作傳輸請(qǐng)求，從服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)有該視頻的服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，然后發(fā)送給用戶?；谝陨嫌^點(diǎn)，對(duì)協(xié)作存儲(chǔ)和協(xié)作傳輸問(wèn)題進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下:
　　1.首先介紹視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的背景知識(shí)，比如:視頻

3、訪問(wèn)頻率的分布規(guī)律、用戶到達(dá)特點(diǎn)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等。同時(shí)，介紹相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)于視頻協(xié)作存儲(chǔ)方案等問(wèn)題的研究，指出這些工作中存在不足之處，然后提出自己的研究思路，建立視頻協(xié)作存儲(chǔ)模型，主要由兩個(gè)方面組成:協(xié)作存儲(chǔ)以及協(xié)作傳輸。
　　2.對(duì)于協(xié)作存儲(chǔ)，以本地命中最大化為目標(biāo)，設(shè)計(jì)視頻分塊協(xié)作存儲(chǔ)模型，并提出對(duì)應(yīng)算法。將視頻協(xié)作存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)編碼相結(jié)合，然后構(gòu)造了一種特殊的網(wǎng)絡(luò)流圖，將原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圖上的最小費(fèi)用流問(wèn)題從而得到解決方案。
　　

4、3.對(duì)于協(xié)作傳輸，在視頻切片已存儲(chǔ)的前提下，建立協(xié)作傳輸模型，并以最小化最大鏈路利用率為目標(biāo)，提出了一種貪心算法。以時(shí)間輪為單位處理用戶的請(qǐng)求，在每一個(gè)時(shí)間輪開(kāi)始時(shí)搜集用戶的視頻請(qǐng)求，然后，盡量選擇鏈路利用率最小的源服務(wù)器，在時(shí)間輪結(jié)束時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
　　4.對(duì)所提出算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，驗(yàn)證了算法的性能。協(xié)作存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法的性能優(yōu)于其他已有的算法。實(shí)驗(yàn)還分析了不同切片大小對(duì)算法性能的影響，以及不同的視頻訪問(wèn)頻率的分布規(guī)律下