【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)的普及,互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為影響我國經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活的關(guān)鍵行業(yè),而Web2.0技術(shù)的發(fā)展則促使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容從單純的文本發(fā)展成為包含圖像、聲音、文字等多種內(nèi)容的多媒體內(nèi)容,其中最典型的多媒體內(nèi)容就是在線視頻。為滿足廣大網(wǎng)絡(luò)用戶對在線視頻的觀看需求,視頻點播系統(tǒng)應運而生。由于視頻文件的大小遠遠高于傳統(tǒng)的文本文件,海量的視頻點播需求給互聯(lián)網(wǎng)帶來了巨大的數(shù)據(jù)傳輸壓力,由此導致互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)大量的擁塞、丟包現(xiàn)象,嚴重影響了互聯(lián)網(wǎng)的整體性能,并極大地降低了視頻點播系統(tǒng)的用戶體驗。本文從減輕互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸壓力、提高視頻點播系統(tǒng)服務質(zhì)量的角度出發(fā),研究視頻點播系統(tǒng)的層級式緩存的優(yōu)化問題,以提高緩存系統(tǒng)的使用效率、降低緩存系統(tǒng)的部署成本。面對視頻點播系統(tǒng)層級式緩存具有的緩存節(jié)點眾多、緩存層次各異、存儲設(shè)備復雜、視頻流行度多變等挑戰(zhàn),本文著重研究了其中的視頻流行度預測、混合存儲設(shè)備數(shù)據(jù)部署和多緩存節(jié)點相互協(xié)作等問題。本文的主要工作與研究成果可歸結(jié)為如下三點：1)提出了一種基于歷史訪問信息指數(shù)加權(quán)的視頻流行度預測算法。由于視頻用戶的點播興趣總是不斷變化的,由此導致視頻的流行度也隨時間不斷變化。隨著當前視頻總量的日益膨脹,視頻流行度的時變性日趨增強,基于傳統(tǒng)算法難以及時、準確地預測視頻流行度。本文提出了一種基于歷史訪問信息指數(shù)加權(quán)的視頻流行度預測算法,對視頻不同時刻的訪問信息施加隨時間變化的動態(tài)權(quán)重,越老舊的訪問信息其權(quán)重越低。算法既能夠充分利用視頻的歷史訪問信息來抑制用戶行為的隨機性對流行度預測的影響,又能通過逐步降低歷史訪問信息的權(quán)重來追蹤視頻流行度的動態(tài)變化,并且計算復雜度較低,從而實現(xiàn)了對視頻流行度的準確、快速預測。2)提出了一種基于寫負荷負反饋的混合存儲設(shè)備數(shù)據(jù)部署算法。緩存節(jié)點的存儲設(shè)備的硬件性能對緩存節(jié)點的響應速度和并發(fā)服務能力有著重要的影響。傳統(tǒng)的普通硬盤容量大、成本低,但是讀寫性能較差,而新興的固態(tài)硬盤讀性能較高,但是成本高、寫壽命有限。由普通硬盤和固態(tài)硬盤結(jié)合而形成的混合存儲設(shè)備能夠充分利用兩種硬盤的互補特性。本文提出了一種基于寫負荷負反饋的混合存儲設(shè)備數(shù)據(jù)部署方法,把混合存儲設(shè)備的數(shù)據(jù)部署問題描述成不同存儲設(shè)備之間的基于閾值的數(shù)據(jù)遷移問題,并把固態(tài)硬盤的寫負荷作為一種負反饋信息提供給遷移算法,從而使得遷移算法能夠動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)遷移的閾值,最終實現(xiàn)了在固態(tài)硬盤寫壽命受限條件下的混合存儲設(shè)備的數(shù)據(jù)部署優(yōu)化。3)提出了一種基于存儲收益的層級式緩存分布式協(xié)作算法。在層級式緩存系統(tǒng)中,由于于同一層緩存節(jié)點的服務區(qū)域位置鄰近而不同層緩存節(jié)點的服務區(qū)域相互覆蓋,不同緩存節(jié)點觀測到的視頻流行度具有很強的相似性。因此,各個緩存節(jié)點需要相互協(xié)作來降低存儲內(nèi)容的冗余。層級式緩存系統(tǒng)的最優(yōu)協(xié)作問題是一個復雜的全局最優(yōu)化問題。本文首先提出了視頻在緩存節(jié)點上的存儲收益的概念,進而利用存儲收益把多緩存節(jié)點協(xié)作的全局優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化成單個緩存節(jié)點上的存儲收益排序問題和不同層級緩存節(jié)點之間的數(shù)據(jù)遷移問題,極大地降低了層級式緩存系統(tǒng)緩存協(xié)作的復雜度,同時提高了緩存系統(tǒng)的使用效率。本文對所提算法進行了大量仿真實驗,結(jié)果表明所提出的流行度預測算法的字節(jié)命中率高于傳統(tǒng)的緩存算法、混合存儲設(shè)備數(shù)據(jù)部署算法能夠嚴格滿足存儲設(shè)備的使用壽命限制、分布式協(xié)作算法的整體性能高于傳統(tǒng)的協(xié)作算法。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN948.64

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;視頻點播系統(tǒng)(VOD)[J];廣播與電視技術(shù);2000年07期

2 ;視頻點播系統(tǒng)[J];中國電子商情;2001年01期

3 ;影立馳推出先進的視頻點播系統(tǒng)[J];電視技術(shù);2001年04期

4 ;視頻點播系統(tǒng)解決方案[J];電子產(chǎn)品世界;2001年19期

5 唐忠,仇小強,何慧敏,羅海瓊;廣西醫(yī)科大學視頻點播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];廣西科學院學報;2001年04期

6 ;先進的視頻點播系統(tǒng)[J];計算機周刊;2001年22期

7 ;美國影立馳推出世界最先進的視頻點播系統(tǒng)(VOD)[J];有線電視技術(shù);2001年06期

8 林坤輝;視頻點播系統(tǒng)兩級存儲結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];廈門大學學報(自然科學版);2002年03期

9 趙斌,王丹;視頻點播系統(tǒng)與視頻點播服務器[J];沈陽航空工業(yè)學院學報;2002年04期

10 王榮生,楊際祥;視頻點播系統(tǒng)中仿真器的研究與實現(xiàn)[J];計算機應用與軟件;2004年12期

相關(guān)會議論文 前5條

1 王傳君;馮兵;周純玉;;基于文件遍歷視頻點播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[A];中國航海學會通信導航專業(yè)委員會2006年學術(shù)年會論文集[C];2006年

2 謝劍;孫立峰;鐘玉琢;;基于簡單網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的交互式多視點視頻點播系統(tǒng)[A];第一屆建立和諧人機環(huán)境聯(lián)合學術(shù)會議（HHME2005）論文集[C];2005年

3 陳麗莎;李巖松;陳國璽;;視頻點播系統(tǒng)中廣播式視頻服務器方案[A];中國圖象圖形科學技術(shù)新進展——第九屆全國圖象圖形科技大會論文集[C];1998年

4 潘麗;李紹彬;藍善禎;凌燕;;基于P2P技術(shù)的視頻點播系統(tǒng)搭建[A];2011年通信與信息技術(shù)新進展——第八屆中國通信學會學術(shù)年會論文集[C];2011年

5 黃海;;基于TCP/IP的寬帶視頻點播系統(tǒng)的終端——寬帶IP機頂盒設(shè)計與實現(xiàn)[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——河南省第四屆青年學術(shù)年會論文集（上冊）[C];2004年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 ;“育典視頻點播系統(tǒng)”使用問題詳解[N];中國電腦教育報;2005年

2 ;美國影立馳推出世界最先進的視頻點播系統(tǒng)[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導報;2001年

3 曹發(fā)魁;佳視助視頻點播進入飯店[N];中國旅游報;2000年

4 任小庶;以本土需求為己任[N];中國郵政報;2001年

5 王沛;使用遠古視頻點播系統(tǒng)的 常見問題和處理方法[N];中國電腦教育報;2003年

6 本報記者　 李云;“直通車”直通肇慶千村萬戶[N];廣東科技報;2006年

7 ;IBM中國隨需而動[N];計算機世界;2003年

8 高羅勝　馬友晟　匡啟鍵;農(nóng)民不出村不出戶就可聽到專家授課[N];新華日報;2006年

9 任重;世界最先進的視頻點播系統(tǒng)[N];中國貿(mào)易報;2001年

10 宋義江;廣電視頻點播系統(tǒng)設(shè)計[N];計算機世界;2004年

相關(guān)博士學位論文 前6條

1 徐理想;視頻點播系統(tǒng)層級式緩存優(yōu)化技術(shù)研究[D];中國科學技術(shù)大學;2016年

2 周鈾;視頻點播系統(tǒng)訪問行為研究：測量、分析與建模[D];中國科學技術(shù)大學;2009年

3 趙揚;基于用戶行為分析的視頻點播系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究[D];中國科學技術(shù)大學;2014年

4 閆君飛;視頻點播系統(tǒng)中的視頻檢索研究[D];中國科學技術(shù)大學;2008年

5 郁岐鋒;P2P流媒體視頻點播系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)查詢與調(diào)度優(yōu)化研究[D];南京大學;2012年

6 莊宏;P2P視頻點播系統(tǒng)中的ISPs輔助方法研究[D];中國科學技術(shù)大學;2010年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 趙建峰;分布式視頻點播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];成都理工大學;2004年

2 陳勇;視頻點播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2011年

3 高明;支持多種視頻文件格式的車載視頻點播系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];中國海洋大學;2011年

4 滿宏昌;中科信息技術(shù)專修學院視頻點播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2013年

5 朱偉;互動數(shù)字媒體服務平臺—視頻點播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2015年

6 房文超;基于JSP的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)視頻點播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2014年

7 蘇超;基于JSP語言的校園網(wǎng)視頻點播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2014年

8 張虹;基于云存儲的數(shù)字圖書館視頻點播系統(tǒng)的設(shè)計應用研究[D];河北師范大學;2015年

9 梁于玲;基于SSH的網(wǎng)絡(luò)教育視頻點播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];江西農(nóng)業(yè)大學;2015年

10 許春玲;東北師范大學人文學院精品課視頻點播系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];吉林大學;2008年

，

本文編號：2369157