基于代理缓存的流媒体动态调度算法研究

该文研究了在Internet环境下通过代理服务器将流媒体从源服务器传输到多个客户端时的骨干网络及服务器带宽消耗问题．在分析了传统多媒体流动态调度算法不足的基础上,提出了基于代理服务器协助的补丁预取与服务调度算法(P^3S^2A)．由代理服务器通过单播连接从源服务器中获取流媒体数据,然后通过组播方式转发给客户端．同时根据当前客户请求到达的分布状况,代理服务器为后续到达的客户请求进行补丁预取及缓存．理论分析及实验结果表明,与传统的动态调度方法相比,该文提出的算法能够在不消耗更多的缓存空间的情况下,更有效地节省骨干网络的带宽资源,特别是在访问请求强度较高的情况下,效果更为突出。     

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.     

流媒体代理缓存和预取方法的研究

代理缓存可以降低用户的启动延迟，减轻网络流量和服务器的负载，且在Web中也已广泛使用。但由于流媒体和非流媒体(文本，图像)有着显著的区别，目前，支持流媒体的代理缓存技术还面临着许多挑战。文中针对流媒体的数据量大和高带宽需求等特性，对支持流媒体的代理缓存和预取方法进行了总结。调研、分类、比较了目前已有的一些缓存算法和预取算法的优缺点，为下一步的研究提供启发和借鉴作用，同时指出将来的研究方向和热点问题。     

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。     

流媒体代理缓存和预取方法的研究

代理缓存可以降低用户的启动延迟,减轻网络流量和服务器的负载,且在Web中也已广泛使用.但由于流媒体和非流媒体(文本,图像)有着显著的区别,目前,支持流媒体的代理缓存技术还面临着许多挑战.文中针对流媒体的数据量大和高带宽需求等特性,对支持流媒体的代理缓存和预取方法进行了总结.调研、分类、比较了目前已有的一些缓存算法和预取算法的优缺点,为下一步的研究提供启发和借鉴作用,同时指出将来的研究方向和热点问题.     

流媒体缓存代理单一流映像机制与流预取策略研究

为了解决传统的流媒体服务模式（客户端/服务器）中存在的流媒体服务器负载重、客户端播放抖动频繁等问题,本文详细研究了实现流媒体缓存代理的单一流映像机制,并针对缓存代理端的接收和发送阶段提出了实现这一机制的相关算法.同时在深入研究流预取理论模型的基础上,创新性地提出了基于RTCP包反馈和RTP包网络延迟的流预取策略,从而保证了客户端的播放质量.测试表明单一流映像机制的正确性和流预取策略的高效性.     

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.     

一种新的基于代理缓存的流媒体分送策略

提出了一种新的带缓存的补丁调度策略,有效地将代理缓存与服务器调度技术结合起来,采用基于缓存窗口自适应伸缩的缓存分配方案,实现了流媒体对象在代理服务器中缓存的数据段数与其流行度成正比的原则。理论分析及实验结果表明,该策略有效地降低了服务器及骨干网络带宽资源的消耗,对于客户请求到达速率的变化具有非常好的适应性。     

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。     

基于批处理补丁的流媒体后缀动态缓存算法

在IP网络上高效传输流式存储型A／V数据是实现诸如VOD等应用的基础。当前一些典型的传输方案考虑了服务器调度策略以降低骨干网带宽消耗和服务器负载,但并未考虑媒体后缀的缓存策略。本文在带前缀的OBP算法基础上提出了流媒体对象后缀的增量式缓存及快速释放算法ICBR,并推导出了采用IC算法所需的骨干网带宽的理论结果。通过针对上述两种算法的仿真实验,本文的结果表明：即使在有限的缓存容量的前提下,采用IC算法和ICBR算法对媒体对象的后缀进行动态缓存可以显著降低骨干网链路上传输的补丁数据量,其骨干网带宽消耗显著优于OBP,从而在保证客户端较小的播放启动延迟的情况下有效降低了流媒体传输中骨干网带宽的消耗和服务器的负载。     

基于集群的流媒体缓存代理服务器体系结构

提出了基于集群的流媒体缓存代理服务器体系结构,并将基于内容的前端机负载平衡调度策略引入到流媒体缓存代理服务器的架构设计中,对系统设计原理及各组成模块结构和各模块间的消息通信机制进行了详细的分析阐述,主要采用C和C++语言在Linux操作系统下实现了原型系统,通过对原型系统进行测试,表明整个系统设计合理,性能突出,具有良好的稳定性和可扩展性。     

基于补丁算法的流媒体代理缓存的研究与实现

对流媒体代理缓存和流调度技术进行了分析与研究，结合代理缓存和补丁算法的优点，设计与实现了一种基于补丁算法的流媒体代理缓存的高效方法。分析和实验研究表明，该方法能进一步减少对骨干网络带宽资源和原始服务器的磁盘I/O资源的占用，提高用户访问请求的响应速度。     

基于代理的流媒体动态共享缓存算法研究*

研究了代理服务器在流媒体传输和缓存方面对于网络带宽的消耗以及在缓存过程中内存分配和管理等方面存在的问题;在分析了现有的流媒体代理缓存技术的基础上,提出了基于代理服务器的流媒体动态共享缓存(DSB)算法.分析和实验结果表明,与现有的缓存技术相比,DSB算法能够有效地提高缓冲区的利用率,节省代理服务器的内存资源,节省网络带宽,同时能够为更多的客户端请求提供服务,并且可以有效地缩短请求延时.     

Network-aware partial caching for Internet streaming media

The delivery of multimedia over the Internet is affected by adverse network conditions such as high packet loss rate and long delay. This paper aims at mitigating such effects by leveraging client-side caching proxies. We present a novel cache architecture and associated cache management algorithms that turn edge caches into accelerators of streaming media delivery. This architecture allows partial caching of media objects and joint delivery from caches and origin servers. Most importantly, the caching algorithms are both network-aware and stream-aware; they take into account the popularity of streaming media objects, their bit rate requirements, and the available bandwidth between clients and servers. Using Internet bandwidth models derived from proxy cache logs and measured over real Internet paths, we have conducted extensive simulations to evaluate the performance of various cache management algorithms. Our experiments demonstrate that network-aware caching algorithms can significantly reduce startup delay and improve stream quality. Our experiments also show that partial caching is particularly effective when bandwidth variability is not very high.Shudong Jin: Corespondence to This research was supported in part by NSF (awards ANI-9986397, ANI-0095988, ANI-0205294 and EJA-0202067) and by IBM. Part of this work was done while the first author was at IBM Research in 2001.     

结合CDN与P2P技术的混合流媒体系统研究

对基于CDN和P2P的流媒体系统进行了分析对比,指出了它们各自的优缺点,并根据因特网的结构特点,给出了一种结合这两种技术的混合流媒体系统的设计方案,提出了客户机端的内容缓存替换问题并给出了一种替换算法,对客户机离线的随机性与频繁性问题,文中给出了一种新的失效服务节点的快速替换查找策略。     

流媒体批量补偿缓冲策略的一种改进方案

多媒体的广泛应用需要消耗大量的服务器和网络资源，如何高效地利用有限的网络带宽来传输大量的流媒体是一个重要的研究方向。文中介绍了一种在源流服务器和客户群之间使用代理服务器批量补偿缓冲的流媒体传输方案，分析了它的框架结构和基本原理，并给出了一种充分利用客户端缓冲区的更加高效的批量补偿缓冲流媒体传输改进方案。     

改进的最小效用流媒体代理缓存替换算法

在SCU-K算法的基础上,提出了基于流行度和将来访问次数的最小效用替换算法（SCU-PFUT）。此外算法还考虑了流媒体文件的字节有效性和文件块大小的因素,使得替换出内存的数据块更加合理。不但避免LRU和LFU算法中出现的媒体文件被连续替换的问题,相对于LRU、LFU和SCU-2,其在缓存命中率、字节命中率和空间利用率都得到了提升。     

针对固定码率(CBR)流媒体的动态替换算法(DRA)

流媒体代理服务器缓存是针对流媒体访问的一项技术,能有效的提高流媒体访问质量。缓存算法是缓存代理服务器的重要技术组成部分,包括缓存保存方式、替换算法及进入策略三个方面。文中将介绍一套针对固定码率(CBR)流媒体的缓存算法,在包含码率分级保存方法的同时,使用了包含流媒体缓存基本特性的动态替换算法(DRA,Dynamic Replication Algorithm)。