一种基于流行度和分段适应性的流媒体缓存算法

为提高流媒体代理服务器的缓存效率,提出一种基于流行度和分段适应性的流媒体缓存策略。该策略在主流分段缓存替换算法的基础上充分考虑了用户的访问特性,采取基于片段流行度的分段缓存管理策略,将媒体对象内部两点流行度的因素纳入缓存替换策略,改善了流媒体缓存管理的效率、提高了缓存的命中率。利用实际用户访问数据,将该算法与等长分段的缓存算法和指数分段的缓存算法进行了比较,仿真结果证明该算法可以在获得与这些算法相近的请求延迟率的条件下,取得最高的字节命中率。     

用户驱动的流媒体动态分段缓存调度策略

在设计分布式流媒体代理缓存结构时,需要注意的两个主要方面是如何节省网络带宽和提高缓存命中率.基于此,提出了一种动态分段的流媒体代理缓存策略(SDD),该策略结合用户访问的趋势,并考虑不同网络用户的带宽和各媒体之间的差异,真正实现了流媒体对象的动态分段缓存.分析表明该缓存策略能普遍地适用于不同网络的大多数用户,不仅能够提高用户的请求命中率,同时还能提高缓存的利用率.     

基于媒体流行度和前缀缓存的缓存替换算法

针对流媒体用户访问偏好的情况,提出了一种基于前缀缓存与媒体流行度的缓存替换算法。该算法根据不同媒体外部、内部流行度给出预估的综合流行度,进而选择可用缓存中具有低流行度的片断进行替换,使得缓存中的所有片断的再利用价值之和最大。模拟实验结果表明,该算法能减少缓存的替换次数,提高缓存命中率,性能较好。     

基于焦点修正的流媒体分段缓存策略

针对现有分段算法的缺点,提出一种基于用户随机行为的分段缓存策略,充分考虑不同流媒体对象及同一流媒体对象的不同段落在流行性方面的差异,以段落的流行度作为空间调度的依据,结合前缀缓存的思想,保证缓存效率,且改善字节命中率和延时启动率。实验表明,较之焦点缓存和适应性分段缓存,该策略的字节命中率分别提高了8%和18%左右。     

兼顾个性化需求的云边协作两级内容缓存研究

针对用户访问移动短视频响应时延过长、不能满足个性化需求等问题,基于短视频的时延敏感性、个性化需求等特点,综合考虑短视频的内容流行度和用户偏好,提出一种云边协作环境下的两级内容缓存方案。根据用户对短视频偏好的平均值表征边缘节点的偏好值,进而计算边缘节点的相似度,综合考虑边缘节点之间的物理距离和相似度对节点协作的影响,建立边缘节点的协作节点集。基于长尾理论提出一种两级内容缓存策略,将每个边缘节点分为流行内容缓存区和用户偏好内容缓存区两部分,流行内容缓存区采取主动缓存策略,针对用户偏好内容缓存区的缓存内容,综合分析用户访问请求在不同响应方式下的延迟,并以最小化整体内容请求延迟为目标,设计一种基于改进离散蛙跳算法的边缘协作缓存方案。实验结果表明,在同一数据集上与RC、BEP等缓存方案相比,该方案的用户请求命中率提高近40%,并能够降低回程链路负载,减少用户请求延迟,满足时延敏感性特点及90%的用户个性化需求。     

流媒体缓存分散式存储转换方法

在移动网络环境下为了降低访问终端位置变化给流媒体缓存应用效果带来的影响,借鉴分段缓存的思路,提出一种在流媒体缓存应用中使用的分散存储转换方法.在分散式存储转换方法中,利用分散函数的技术对流媒体缓存算法的缓存内容选取和释放内容选取两方面工作进行了修改.针对典型的流媒体缓存算法,通过模拟测试表明了分散式存储转换方法能提升流媒体缓存在移动网络环境下的工作效果.     

基于混合模式的流媒体缓存调度算法

介绍了一种结合了CDN和P2P互补优势的流媒体混合内容分发网络(HyCDN)。针对HyCDN不同区域提出了相应的缓存算法,域内用户端综合考虑了流媒体前缀字节的有用性、文件的传输代价及点播热度,在此基础上提出缓存替换算法(Comprehensive Value Cache Replacement Algorithm for P2P, CVCR4P2P);对域间边缘服务器采用 补丁预取与调度算法(Dynamic Scheduling Algorithm for Proxy Caching, DSA4ProxyC),通过基于用户访问情况自适应伸缩缓存的分配方案,使流媒体后缀部分在边缘服务器中缓存的数据段与其流行度成正比。理论分析及实验结果表明,混合流媒体缓存调度策略的实施能有效地降低骨干网络带宽资源消耗,对用户请求到达速率的变化具有良好的适应性。     

基于代理缓存的移动流媒体动态调度算法

提出了一种基于代理缓存的移动流媒体动态调度算法DS2AM2PC（Dynamic Scheduling Algorithm for Mobile Streaming Mediabased on Proxy Caching）,采用代理缓存窗口自适应伸缩和分段缓存补丁块方案,在代理缓存中根据具体情况每次缓存相同或者不同大小的段补丁块,同时隔一段时间,根据移动媒体流行度更新一次缓存窗口大小,动态决定其最大缓存大小,实现了移动流媒体对象在代理服务器中缓存的数据量和其流行度成正比的原则.仿真结果表明,对于客户请求到达速率的变化,DS2AM2PC算法比P3S2A（Proxy-assisted Patch Pre-fetching and Service Scheduling Algorithm）算法和OBP（Optimized Batch Patching）＋prefix ＆ patchcaching算法具有更好的适应性,在最大缓存空间相同的情况下,能显著减少通过补丁通道传输的补丁数据,从而降低了服务器和骨干网络带宽的使用,能快速缓存媒体对象到缓存窗口,同时减少了代理服务器的缓存平均占有量.     

一种面向工业边缘计算应用的缓存替换算法

工业应用对数据传输的确定性有严格要求,有必要通过合理的缓存策略保障工业边缘网络的实时服务性能保障.首先面向工业边缘计算应用场景阐述了边缘缓存问题模型.然后分析了工业应用中用户请求的动态性特点,结合工业用户请求的特征属性,给出用户请求内容流行度变化的预测方法.在此基础上提出了基于属性特征流行度预测的缓存替换(combing periodic popularity prediction and size caching strategy,PPPS)算法,根据最近周期窗口内主导属性特征的热度预测值,和尺寸参数一起确定缓存内容价值.实验结果表明:与MPC(most-popular content)、贪婪双尺寸(greedy dual size,GDS)、最近最久未使用(least recently used,LRU)、最近最少访问频次(least frequently used,LFU)、先进先出(first in first out,FIFO)这5种经典算法相比,提出的PPPS算法在缓存命中率和平均延迟2种性能指标下,在不同的用户请求模型、内容大小分布、内容种类参数下均取得最优性能,有效提升了边缘缓存的命中率,提高了缓存利用效率,降低了用户请求内容的延迟.     

基于经济模型的分布式流媒体缓存策略

为提高基于P2P技术的流媒体点播系统的服务质量,提出一种基于经济模型的分布式流媒体缓存策略,采用分布式一致性算法计算视频分段的流行度,并根据内容流行度的高低给出相应的缓存置换策略。仿真实验结果表明,该策略可以有效降低服务器的负载以及启动延时,能够获得较好的性能。     

基于对等网结构的流媒体系统研究

提出了一种可感知拓扑的增强型、锯齿型流媒体系统结构——ZETA，设计了一种基于ZETA结构的分段流媒体内容复制与替换算法ZSDC。仿真实验表明，ZETA结构与ZSDC算法配合，提高了流媒体系统的服务质量，节省了节点的存储资源，提供了可扩展性强、性能优越、QoS良好、具有负载均衡和容错机制的流媒体服务平台。     

Proxy Caching for Video-on-Demand Using Flexible Starting Point Selection

In this paper, we propose a novel proxy caching scheme for video-on-demand (VoD) services. Our approach is based on the observation that streaming video users searching for some specific content or scene pay most attention to the initial delay, while a small shift of the starting point is acceptable. We present results from subjective VoD tests that relate waiting time and starting point deviation to user satisfaction. Based on this relationship as well as the dynamically changing popularity of video segments, we propose an efficient segment-based caching algorithm, which maximizes the user satisfaction by trading off between the initial delay and the deviation of starting point. Our caching scheme supports interactive video cassette recorder (VCR) functionalities and enables cache replacement with a much finer granularity compared to previously proposed segment-based approaches. Our experimental results show a significantly improved user satisfaction for our scheme compared to conventional caching schemes.      

网络相关媒体流缓存管理策略NRC

Internet网络上媒体流的应用受限于应用时的网络状况，如时延、包丢失率等．本文研究通过在网络边缘处设置缓存代理来减小这些影响，提出一种新的缓存管理算法NRC，即接入媒体流服务时，用户以两种方式获取媒体流对象：一部分对象内容从代理缓存中获取，而另一部分对象内容则直接从流媒体源服务器处传输而来；从而加速媒体流接入服务，提高媒体流服务质量,算法同网络特性和媒体流特性相关．最后仿真实验证实同网络和流媒体特性相关的缓存管理算法NRC可以很好地减少服务延迟和提高媒体流的总体服务质量．     

面向新媒体广播的云CDN系统

互联网用户的快速增长使得流媒体访问需求不断增加,庞大的流媒体访问需求和有限的服务器分发能力,造成了系统响应慢、用户体验下降等问题.针对以上问题,结合新媒体广播项目中流媒体分发的实际应用,提出了一种基于云计算的流媒体分发系统,主要利用云计算的分布式处理和CDN（Content Distributed Network）分发系统来使用户能够就近访问所需资源,在保证流媒体分发质量的同时提高分发速度,降低企业成本改善用户访问体验.本文主要阐述了面向新媒体广播的云CDN系统的总体框架和主要功能,具体介绍了借助于Hadoop实现的客户端测速技术以及基于用户访问行为的缓存策略.     

流媒体代理缓存技术研究

随着流媒体技术在互联网上的广泛应用，原有用于加速Web内容分发的代理缓存技术也被应用于流媒体内容分发领域。然而，由于流媒体对象的一些独特特点，需要在传统Web缓存技术的基础上提出适用于流媒体对象的缓存技术。本文分析了基于代理缓存的流媒体分发中的关键问题和技术挑战，对现有的各种流媒体缓存方案进行了综述、分类和比较，最后对流媒体代理缓存的未来发展方向进行了展望。     

一种根据实际用户行为分析的大容量缓存算法

缓存是解决流媒体网络瓶颈和磁盘I/O瓶颈的重要方法.用户在访问流媒体系统的时候呈现出非常复杂的行为,这些行为对于设计有效的流媒体缓存方法至关重要.现有的算法往往以泊松分布,zipf分布来表示用户行为,这往往就失之精确.本文根据用户的点播行为和操作行为,设计了符合实际用户行为的大容量缓存算法,并进行实验,实验结果表明效果良好.     

SProxy: A Caching Infrastructure to Support Internet Streaming

Many algorithmic efforts have been made to address technical issues in designing a streaming media caching proxy. Typical of those are segment-based caching approaches that efficiently cache large media objects in segments which reduces the startup latency while ensuring continuous streaming. However, few systems have been practically implemented and deployed. The implementation and deployment efforts are hindered by several factors: 1) streaming of media content in complicated data formats is difficult; 2) typical streaming protocols such as RTP often run on UDP; in practice, UDP traffic is likely to be blocked by firewalls at the client side due to security considerations; and 3) coordination between caching discrete object segments and streaming continuous media data is challenging. To address these problems, we have designed and implemented a segment-based streaming media proxy, called SProxy. This proxy system has the following merits. First, SProxy leverages existing Internet infrastructure to address the flash crowd. The content server is now free of the streaming duty while hosting streaming content through a regular Web server. Thus, UDP based streaming traffic from SProxy suffers less dropping and no blocking. Second, SProxy streams and caches media objects in small segments determined by the object popularity, causing very low startup latency, and significantly reducing network traffic. Finally, prefetching techniques are used to pro-actively preload uncached segments that are likely to be used soon, thus providing continuous streaming. SProxy has been extensively tested and we show that it provides high quality streaming delivery in both local area networks and wide area networks (e.g., between Japan and the U.S.).     

流媒体代理缓存的研究与实现

研究了流媒体代理缓存的特点和影响流媒体代理缓存效果的因素，分析了衡量流媒体代理性能的指标，设计了流媒体代理缓存管理文件的结构，最后给出了用户请求处理过程。     

基于可变窗口的流媒体缓存算法研究与实现

缓存管理是影响流媒体服务器性能的关键因素之一。通过对流媒体访问特性的分析,提出并实现了基于可变窗口的流媒体缓存替换算法CABVW。该算法通过动态调整拆分代价和合并代价的阈值,实现了磁盘带宽和缓存的负载平衡。实验结果表明,该算法与传统主流算法相比明显地增加了流媒体服务器的并发用户数量;算法计算复杂度低,也较易于实现。