基于实际用户行为分析的缓存研究

论文摘要

在有线数字电视系统中,由于数据量巨大,对读写速度都有很高的要求。磁盘I/O带宽和网络带宽都有可能成为系统的瓶颈,一些可能存在的问题主要体现在媒体服务器负载过大,网络拥塞的可能性提高,用户启动延迟增加,用户体验降低。在数字电视媒体服务器中应用缓存技术可以有效解决以上问题。缓存算法性能的优劣和用户的访问模式、访问行为、交互行为关系非常密切。本文设计了一种大容量的缓存算法,提出把缓存空间分为三部分,分别用来缓存前缀部分、后缀部分和公共部分,并分别设计了准入控制策略和替换策略;分段方式采用线性分段方式;采用重视即时信息,兼顾历史信息的价值函数。以中国科学技术大学VOD(Video on Demand)系统实际数据为驱动的仿真试验结果表明,该算法的字节命中率超过了大容量缓存算法中比较优秀的指数分段缓存算法和自适应分段缓存算法。本文改进了优秀的内存缓存算法——SRB算法(Shared Running Buffers),设置了一个阈值,让算法能更好更快的发挥作用,并且对视频流行度的考量精确到了段。采用中国科学技术大学VOD系统的数据进行的仿真试验结果表明,改进的SRB算法性能良好。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 有线数字电视简介
• 1.2 数字电视中的存储技术
• 1.2.1 基于独立磁盘冗余阵列的海量存储技术
• 1.2.2 直接附加存储技术
• 1.2.3 网络附加存储技术
• 1.2.4 存储区域网络技术
• 1.2.5 虚拟存储技术
• 1.2.6 在数字电视中研究和应用缓存技术的必要性
• 1.3 本文的主要内容和章节安排
• 第2章 数字电视系统中的媒体缓存技术
• 2.1 流媒体技术
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 流媒体内容传输的方式
• 2.1.3 流媒体中的关键技术
• 2.1.4 流媒体系统中的性能指标
• 2.2 缓存算法分析
• 2.2.1 间隔类缓存
• 2.2.2 分段类缓存
• 2.2.3 选择类缓存
• 2.2.4 缓存算法分析
• 2.3 用户行为分析的研究现状
• 2.3.1 Web 媒体系统的分析
• 2.3.2 视频点播媒体系统的分析
• 2.3.3 P2P 系统的分析
• 2.3.4 直播流媒体系统的分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于实际用户行为的大容量缓存算法
• 3.1 视频内部流行度的分析
• 3.2 算法策略
• 3.2.1 算法依据
• 3.2.2 缓存空间的划分
• 3.2.3 价值函数
• 3.2.4 分段策略
• 3.2.5 准入控制策略和替换策略
• 3.3 仿真试验及分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 一种改进的 SRB 内存缓存算法
• 4.1 SRB 算法概述
• 4.2 SRB 算法相关概念
• 4.3 SRB 的缓冲区状态转换及管理策略
• 4.4 SRB 回收和替换策略
• 4.5 SRB 算法的改进
• 4.6 仿真试验及分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在读研究生期间发表的学术论文与取得的研究成果