基于代理缓存的VOD系统的节目综合调度.pdf

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1、第25卷第9期东北大学学报（自然科学版）Vol.25，No.92004年9月JournalofNortheasternuniversity（Naturalscience）sep.2004!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：1005-3026（2004）09-0833-04基于代理缓存的VOD系统的节目综合调度胡玉琦1，臧怀泉2，高远1（1.东北大学秦皇岛分校，河北秦皇岛066004；2.燕山大学电气工程学院

2、，河北秦皇岛066004）摘要：研究了视频点播服务器的节目调度及代理缓存问题·在基于代理的分布式VOD系统中分析了现有的节目调度方案，主要有适用于一般流行节目的用户拉方案和适用于流行节目的服务器推方案·为了提高带宽资源的利用率，以直观的系统带宽资源消耗为性能指标，研究了流行节目的划分问题，并根据不同节目调度方案适用于不同流行度节目的特征，提出了信道综合调度方案及一种最优代理缓存算法·性能分析表明，信道综合调度方案和最优代理缓存算法，极大地缓解了系统带宽瓶颈问题·关键词：视频点播；节目调度；代理缓存；节

3、目流行度；传输开销中图分类号：TP391文献标识码：A近年来，随着宽带计算机网络技术、数字视频方案一样，分布式VOD系统的信道调度方案也技术的快速发展，视频点播服务逐渐成为现实·然分为用户拉和服务器推两类·而数据量大、传输带宽高、实时性强的视频数据对本文对有效的patching方案［2!9］和EEB方视频服务器及网络性能提出了很高的要求，用户案［4］在基于代理缓存的分布式VOD系统中进行过多经常会造成视频服务器I／O带宽或网络带设计和分析，在此基础上，根据不同的信道调度适宽的瓶颈，使得视频点播服务的普

4、及变得困难·合于不同流行度节目的特征，提出一种信道综合为了使VOD系统能够支持更多的并发用调度方案，以及一种最优代理缓存算法，从而最优户，有效利用服务器I／O带宽和网络带宽，不少地缓解系统带宽瓶颈问题·人从信道调度角度寻找解决方法，信道调度决定服务器根据什么样的策略将信道分配给节目·典1分布式VOD系统的信道调度方案型的信道调度方案有：适于一般流行节目的用户1.1基于代理的Patchin9方案拉的batching［1］，patching方案［2］，适于流行节目接收到用户请求后，代理立即为它单播缓存的服

5、务器推的轮播［1］、金字塔广播［3］、EEB方的节目头，再向服务器请求节目尾，转播给用户·案［4］以及用户拉和服务器推这两类方案在基于［5］服务器对节目尾（suffix）的传输采用patching方服务器点播系统中的综合设计等·案［2］另外，在服务器和用户之间设置代理·（proxy），并结合有效的信道调度方案，被认为是1.2在分布式VOD系统中设计EEB方案基于服务器的EEB方案［4］的基本思想是将节省带宽的卓有成效的方案［6］·代理把缓存的节节目按照一定策略进行分块，并将各个分块在特目直接提供给用户

6、，有效地减少了Internet主干网资源的使用，同时用户又得到了低延迟服务，这定的信道上循环广播·在基于代理的VOD系统种系统称为基于代理的分布式VOD系统·一种中，代理缓存节目头；服务器对节目尾采用EEB典型的代理缓存方式是缓存节目头（prefix），并被方案·为了使节目尾的分块广播占用较少的信道，配置在离用户较近的局域网络［6］，相对这种缓存同时又避免用户播放饥饿，取节目尾第一个分块的长度等于节目头的长度［10］，节目头的调度可以方式的分布式VOD系统信道调度的研究目前成为一个热点课题［7!10］

7、采用单播或patching方案··和基于服务器的信道调度收稿日期：2003-08-26基金项目：国家自然科学基金资助项目（60273078）·作者简介：胡玉琦（1964-），女，黑龙江齐齐哈尔人，东北大学博士研究生；高远（1940-），男，山西大同人，东北大学教授，博士生导师·834东北大学学报（自然科学版）第25卷Ci=2节目综合调度VIS（Video-integ-（Li-Oi）"ibi+#Li"ibi，单播ratedscheduling）"G2／2+LOiii-i，patching服务器推和用户拉

8、方案分别适用于流行节目"ibi（O）+#Li"ibi1+"ii+Gi和一般节目，对于一系列点播强度不同的节目，如（7i-1）bi+#［（7i-1）bi+Oi"ibi］，轮播或EEB何有效地配置这两种调度方案？如何最优地缓存其中，patching方案的最优阈值为节目？节目综合调度方案就是要解决这两个问题·这一节先给出节目流行度模型及衡量系统带宽资（1+"O）2+2"i（Li-Oi）-（1+"iOi）iiGi=源消耗的性能指标定义·"i2.1节目流行度模型及