VoD集群中基于Zipf定律的负载均衡算法

VoD服务器集群负载均衡策略主要涉及文件备份与分发两方面.现有大部分算法只是孤立地考虑其中一个方面,针对这种不足,提出一种负载均衡优化模型,综合考虑了VoD系统文件的备份与分发.提出了基于Zipf-like分布定律的备份算法和最小负载优先分发算法,增大了点播文件的备份率和减小了集群负载不均衡度.利用VoD文件点播率服从Zipf-like分布的特点,将不同文件按照不同优先级分组,降低了算法执行的复杂度.最后仿真实验结果表明了其正确性.     

基于统计学模型的VOD负载均衡设计

现有的负载均衡算法大都基于Web服务,并不适用于视频点播(VOD)。而基于VOD的负载均衡算法没有考虑用户操作以及一个节目不同片段的访问概率差异等因素对系统负载的影响。因此,设计一种基于统计学模型的负载均衡设计方法,从用户的随机性操作出发,统计分析其规律,根据不同节目不同片段的不同点播率对片源进行分块备份存储。通过仿真实验证实了算法较其他算法的优越性,提高了各节点服务器资源利用率,达到了负载均衡的目的。     

分布存储VOD系统的负载均衡设计及其仿真

为了满足日益增长的VOD用户数量,设计了一种多服务器组成的分布式VOD系统,系统中服务器的负载均衡问题成为亟待解决的问题.为了解决负载均衡问题.从用户行为分析入手,建立了用户行为的数学模型.根据用户的节目选择分布以及点播时长分布,制定了媒体文件按时间分块并分布存储在多服务器上的策略,并根据热度信息的变化,每隔一段时间对各服务器上存储的内容进行重发布,以此达到各服务器的负载均衡.实现了仿真系统,并设计出用户行为仿真程序进行用户点播行为仿真.仿真实验结果显示,使用该重发布策略后,各服务器达到很好的负载均衡,说明策略是有效的.     

VoD集群副本结合代理策略的设计与分析

副本和代理策略是目前在VoD服务中应用最广泛的两种主流技术方案,都是保证终端用户VoD服务实时流畅的有效手段,但以往的研究都局限于研究单一策略对系统性能的提升。本文提出了一种VoD集群文件副本加代理的复合策略,集群中的服务器作为文件副本服务器存在,而同时又具有内容代理服务器的功能,并建立了相应的数学模型。仿真实验表明,相比单一的策略,副本结合代理的复合策略可以减少30%以上的点播延时,满足系统的负载均衡需求,较大程度地减少重定向引起的延时,提高系统的准入概率。     

密集小蜂窝网络中基于负载均衡的能效方案

针对密集小蜂窝网络中断概率高、负载不均衡的问题,提出了一种基于负载均衡的能效方案。在保证用户中断概率、最小速率等约束条件下通过联合优化负载均衡和基站开关模式,最大化网络能效,优化问题是一个非凸的NP-hard问题,求得最优解是相当复杂的,因此把原最优问题分解成两个次优化子问题：首先,负载均衡方案在给定的基站开关模式下给出最优负载均衡策略;其次,在满足用户最小速率约束条件下设计最优基站开关模式。实验结果表明,当用户数少于180时所提方案中断概率为零,而传统的最大信干噪比（Max-SINR）算法中断概率达到11%,在网络能效方面,所提方案均高于基站任意关闭（Ran-off）算法和基站不关闭（No-off）算法。所提方案能够提高网络能效且保证负载均衡。     

视频数据的存储调度优化策略

文章论述了采用多个代理服务器的视频点播系统中负载平衡的基本原理,指出了现有动态均衡解决方案存在的问题,各节点机的负载评价问题和任务迁移的抖动问题,进一步分析了负载接入量和接入许可问题,以及文件存储的静态调整技术.同时提出了以节目点播概率为参数,周期性调整系统中的节目文件存储,以便使用户的点播请求合理分配到各视频服务器,从而实现整个系统的负载均衡的基于点播率的存储动态调整算法.     

P2P-VOD缓存策略MVC

本文介绍了P2P-VOD系统中的MVC缓存策略,该策略是为了改进流媒体系统视频播放的流畅程度,服务器负载压力而提出的。P2P-VOD系统视频的连续播放,服务器的被请求频率和用户的满意程度是系统重要因素,然而现在系统中的SVC缓存策略没有充分考虑到冷热门频道节点重叠存储数据的情况,由此本文提出MVC缓存策略,该策略充分考虑到点播系统中视频冷热度,流行值等会引起系统整体缓存不均衡的因素,提高冷门视频数据分块缓存量,在节点多的情况下,热门频道节点帮助冷门频道下载数据分片,在服务器通信量不足的情况下,提高视频播放的流畅程度,减轻服务器的负载压力。     

一种分布式VOD系统的方案设计

视频点播(VOD)是目前广受网络用户欢迎的应用服务,而节目调度问题始终是VOD系统方案设计和实现中的一个重要问题。该文针对互联网的用户点播特点,从用户行为和节目流行度入手,详尽分析了系统体系和用户点播流程。通过改进基于流行度的节目调度策略,采用每个节目不同片段分块备份存储和不同时间实时调度相结合的方案。实验表明,该方案的边缘Server资源利用率较高,系统能达到较好的服务性能。     

媒体分发网络存储策略优化

针对媒体分发网络（MDN）系统中现有媒体分发存储策略所存在的问题,为进一步提高系统的性能和满足更多用户的点播请求,提出一种基于分块的存储策略,该策略通过对每部影片进行分块及对所有影片块定期进行热度的排序决定MS和PN所需存储的相应影片内容。通过NS2仿真平台所搭建的MDN系统进行实验验证表明,该存储策略能够更好地改进用户点播请求的响应时间及本地数据击中率。     

视频监控系统中的VOD负载均衡改进算法

在传统轻负载优先调度负载均衡算法中,存在用户点播响应时延长且负载均衡度不高的问题。为解决上速问题,提出一种静态负载调度和动态负载迁移相结合的负载均衡算法。静态调度算法采用基于视频点播(VOD)相似度的轻负载优先算法,将相似的点播请求调度至相同的视频点播上,提高VOD的缓存命中率,以缩短点播响应时延。动态负载迁移算法采用基于缓存考虑的REM负载迁移算法,将负载由高载VOD迁移到低载VOD上,以提高负载均衡程度。实验结果表明,在典型城域视频监控系统500路点播规模下,提出的负载均衡算法与传统轻负载优先算法相比,能够缩短17.5%的点播延迟时间,降低53.4%的集群负载方差,提高了系统的负载均衡度。     

Segment-sliding reconstruction of pulsed radar echoes with sub-Nyquist sampling欠采样脉冲雷达回波信号的分段滑动重构

It has been shown that analog-to-information conversion (AIC) is an efficient scheme to perform sub-Nyquist sampling of pulsed radar echoes. However, it is often impractical, if not infeasible, to reconstruct full-range Nyquist samples because of huge storage and computational load requirements. Based on the analyses of AIC measurement system, this paper develops a novel segment-sliding reconstruction (SegSR) scheme to effectively reconstruct the Nyquist samples. The SegSR performs segment-by-segment reconstruction in a sliding mode and can be implemented in real time. An important characteristic that distinguishes the proposed SegSR from existing methods is that the measurement matrix in each segment satisfies the restricted isometry property (RIP) condition. Partial support in the previous segment can be incorporated into the estimation of the Nyquist samples in the current segment. The effect of interference introduced from adjacent segments is theoretically analyzed, and it is revealed that the interference consists of two interference levels with different impacts to the signal reconstruction performance. With these observations, a two-step orthogonal matching pursuit (OMP) procedure is proposed for segment reconstruction, which takes into account different interference levels and partially known support of the previous segment. The proposed SegSR scheme achieves near-optimal reconstruction performance with a significant reduction of computational loads and storage requirements. Theoretical analyses and simulations verify its effectiveness.     

基于Hadoop的访问热点副本迁移技术

提出一种云环境下的访问热点负载均衡模型：基于节点的吞吐量与响应时间等主要参考指标,构建节点负载判定模块;文件在HDFS存储的过程中,将文件对应的数据块编号与存储路径相结合,设计存放在数据节点中的数据块到文件目录映射表;提出一种基于节点负载以及节点的存储空间的迁移源节点和目标节点选择方法;基于机架感知的机制,制定一种动态副本迁移方案。最后利用执行器下发指令给相应的数据节点,执行具体的迁移任务以及完善迁移后副本因子等参数信息的调整。通过迅速扩散副本的方式,来增加热点文件的副本数量,使得系统能够对外提供更大的吞吐量,缩短系统反应时间。      

基于网格部署模型的WSN密钥分配方案

针对现有密钥预分配方案中网络连通性差、存储开销大、节点抗攻击能力不强等问题,提出一种基于网格部署模型的无线传感器网络密钥分配方案。该方案将部署区域划分为相互不重叠的六边形网格,为每个网格分配多个不同的密钥空间,且使任意相邻的网格之间仅共享一个密钥空间。根据节点的部署信息和已知的区域信息为其分配密钥信息,从存储开销、网络连通性和安全性方面对方案进行性能分析。实验结果表明,与已有密钥分配方案相比,该方案的网络连通率为1,不仅能降低节点内存需求,而且增强了无线传感器网络中节点抗随机攻击和区域攻击的能力。     

Efficient video file allocation schemes for video-on-demand services

A video-on-demand (VOD) server needs to store hundreds of movie titles and to support thousands of concurrent accesses. This, technically and economically, imposes a great challenge on the design of the disk storage subsystem of a VOD server. Due to different demands for different movie titles, the numbers of concurrent accesses to each movie can differ a lot. We define access profile as the number of concurrent accesses to each movie title that should be supported by a VOD server. The access profile is derived based on the popularity of each movie title and thus serves as a major design goal for the disk storage subsystem. Since some popular (hot) movie titles may be concurrently accessed by hundreds of users and a current high-end magnetic disk array (disk) can only support tens of concurrent accesses, it is necessary to replicate and/or stripe the hot movie files over multiple disk arrays. The consequence of replication and striping of hot movie titles is the potential increase on the required number of disk arrays. Therefore, how to replicate, stripe, and place the movie files over a minimum number of magnetic disk arrays such that a given access profile can be supported is an important problem. In this paper, we formulate the problem of the video file allocation over disk arrays, demonstrate that it is a NP-hard problem, and present some heuristic algorithms to find the near-optimal solutions. The result of this study can be applied to the design of the storage subsystem of a VOD server to economically minimize the cost or to maximize the utilization of disk arrays.     

Popularity-based assignment of movies to storage devices in a video-on-demand system

A video-on-demand server must satisfy a large customer base and a diverse archive of movies under changing movie popularity and daily load peaks. These requirements must be satisfied under the constraints imposed by storage device costs, capacities, I/O bandwidths, and geographic locations. In this paper we describe a partitioning of video data (movies) onto a video-on-demand storage hierarchy to achieve efficient storage and I/O bandwidth use. Our approach uses a probabilistic model of movie popularity in data distribution and replication to balance user requests with available disk I/O bandwidth. The results can be applied in the design of a general, distributed video-on-demand system.     

Disk placement for arbitrary-rate playback in an interactive video server

Multimedia data, especially continuous media including video and audio objects, represent a rich and natural stimulus for humans, but require large amount of storage capacity and real-time processing. In this paper, we describe how to organize video data efficiently on multiple disks in order to support arbitrary-rate playback requested by different users independently. Our approach is to segment and decluster video objects and to place the segments in multiple disks using a restricted round-robin scheme, called prime round-robin (PRR). Its placement scheme provides uniform load balance of disks for arbitrary retrieval rate as well as normal playback, since it eliminates hot spots. Moreover, it does not require any additional disk bandwidth to support VCR-like operations such as fast-forward and rewind. We have studied the various effects of placement and retrieval schemes in a storage server by simulation. The results show that PRR offers even disk accesses, and the failure in reading segment by deadline occurs only at the beginning of new operations. In addition, the number of users admitted is not decreased, regardless of arbitrary-rate playback requests.     

基于文件分片的P2P视频点播系统片断选择

在基于BT技术的文件分片传输片段选择方案基础上,提出基于KAD网和文件分片的P2P视频点播系统的设计和相应的片断选择方案,主要描述系统模型和新型的算法,该算法包括节点分类、节点服务速度的定义和估算方式、任务分配调度机制和紧急处理原则。介绍系统的实现方案,并与中心VOD方式进行对比。对比实验表明,该方案是高效和可行的。     

数据网格中高效的分布式存储策略

在当前数据网格软件中间件系统的基础上,提出一种基于信息散列算法的分布式存储策略。采用信息散列算法对数据文件进行散列处理,将其分布存储于数据网格系统的多个存储服务器。理论分析和实验模拟结果证明,与传统的数据复制技术相比,该策略具有较高的可靠性和并行访问性能。     

云存储智能多数据副本放置机制

数据副本管理机制是云存储系统的重要组成部分。为了提高云存储系统的可伸缩性、可靠性,同时改善用户访问时间,通常采用多数据副本机制,并且需要解决数据副本放置问题。为此,提出了一种用于云存储系统的智能多数据副本放置机制。该机制基于p-中心模型,以最小化访问代价为优化目标,基于遗传算法（genetic algorithm,GA）确定优化的数据副本放置方案,基于生物地理学优化（biogeography-based optimization,BBO）算法确定用户访问请求对数据副本的优化分配。基于CloudSim进行了仿真实现和性能评价,结果表明,云存储智能多数据副本放置机制是可行和有效的。     

基于ODMG Java绑定的面向对象数据库 存储管理①

针对面向对象数据库（OODB）的存储管理进行研究,依照ODMG3．0标准,并以Java绑定方式提供实现方案。通过对典型对象存储结构的研究,给出一种兼顾各种类型数据特点的分层对象存储结构。结合这里使用的体系结构,给出一种基于分槽页结构的改进文件存储结构,将存储单位由页面替换成数据库文件。分析OODB中引入的索引,给出一种基于B＋－Tree,结合继承层次和聚集层次的综合索引策略。