基于流行度的节点辅助互联网视频点播服务代理缓存的研究

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1、摘要摘要目前，互联网流媒体视频点播服务蓬勃发展，P2P视频点播技术已经很成熟并且流行起来，随着视频点播服务的大量普及，视频服务器需要提供大量的带宽=：jj‘能确保提供流畅的服务，同时视频服务器的工作负载也变得很大，目前减小视频服务器负担的通用做法是通过P2P技术和代理这两项技术来实现。本文将结合这两种技术，设计出一个使用代理服务器的节点辅助的视频点播系统。互联网视频点播服务有别于传统的视频点播服务，因此不能简单地将适用于降低传统视频点播服务器工作负载的算法直接套用在互联网视频点播服务中，本文通过对现实数据集合的分析，得到互联网视频点播的两个特殊的特点，即

2、，视频的长度普遍较短和视频的流行度分布极度不平衡。根据其特殊性来设计相应的算法。使用代理服务器和节点协同合作来缓存视频是可以有效地降低视频服务器的负载，而传统的视频点播服务没有很好的解决协同问题，使得代理服务器和节点重复缓存相同的视频备份，本文将视频缓存问题抽象为整数规划求最优解，通过理论分析得到的最优解得出，代理服务器会缓存前C个最流行的视频，而P2P系统中韵每个节点就不会缓存这些视频。其次，对于那些没有被代理服务器缓存的视频，P2P网络中的节点就需要采取一个合适的算法来均匀的缓存这些视频以降低视频服务器的工作负载。同时本文设计了一个使用代理服务器的节

3、点辅助的视频点播系统，并提出了用于此系统的协议PopCap，此系统与传统的系统相比有：1)系统简单地为应用层覆盖网，而非建筑在其他P2P结构上(如DHT)，容易实现。2)代理服务器部署在网关上，节点主要与代理服务器通信，网速快并且避免与视频服务器直接通信和减少跨越流量。3)代理服务器的智能更新策略，可以进一步的降低域内的流量以及代理服务器和视频服务器的通信流量。Planet．1ab为当今流行的网络实验测试平台，本文设计并实现了点播系统原型，通过将系统原型部署在planet．1ab节点中运行得出，与现存的一些协议相比，PopCap协议会更加有效地降低视频服

4、务器的工作负载。关键字：视频点播(VoD)，P2P，缓存，算法协议的设计与分析，planet—lab摘要I工AbstractSofar．withthedevelopmentofinternetVoDstreamingservice，VoDtechnologyusingP2Phasbecomematureandpopular，asVoDstreamingservice1sbeingacceptedbymostofUS．videoserverneedtoprovidemuchbandwidthtomakesuregoodservice．Meanwhile，t

5、hevideoserverworkloadislargerandlarger．TheusualwavreducingtheworkloadofserverisusingP2Ptechnologyandproxy．Inthispaper，wewillcombinethesetwomethodsanddesignaproxycachingforpeer‘assistedinternetVoDstreamingservicesystem．InternetVoDisdifferentfromtraditionalVoDservices，therefore，wec

6、an’tapplythoseaIgorithmsthataresuitablefortraditionalVoDservicestoInternetVoD．Inthispaper,byanalyzingtworealworlddataset，twocharactersofinternetVoDhavebeenfoundthat：1、comparedwithtraditionalVoD，videosinInternetVoDareveryshort，2)thereexistsanextremeimbalanceregardingthedistributio

7、nofvideopopularity．We’11designalgorithmaccordingtoitsspecialty．Ⅵdeoserverworkloadcouldbereducedbycollaborateproxyandpeers，buttraditionalVoDservicesdidn’tsolveitwellandproxyandpeersalwayscachethesamereplica．Inthispaper,weabstractthevideocachingproblemstointegerprogramming，bytheore

8、ticalanalysis；weobtainoptimalsolutiontha