集群式视频点播系统的存储调度分析与设计

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计算机和网络技术的进步使得视频点播(Video-On-Demand,VOD)服务成为可能。由于其能够使用户按照自己的需求选择自己感兴趣的视频信息,近年来在娱乐、教育、广告等领域得到了广泛的应用。随着应用的增多和用户群的不断扩大,视频服务器和网络的压力不断增加。为了提高并发处理能力和有效利用网络带宽,目前大部分视频服务器都采用集群式结构。 在集群式VOD系统中,多个并行工作的存储节点构成整个服务系统,不同的影片存储到系统的节点上,当用户请求到达时,系统根据相关策略选择一服务器对用户进行服务,只有当所有的服务器都超过最高负载时才拒绝用户请求。由于不同影片的热度不同,如果不采取合适的存储策略,将会使各服务器的负载不均衡,造成存储了热门影片的节点过载而同时其它节点还有大量带宽剩余的现象,从而大大降低系统的效率,浪费系统带宽。 解决影片热度不均的方法通常有复制和分条。分条技术通过将影片分割成小块分别存储到集群中各服务器上的方式让各服务器分担影片的服务压力,很好地解决了影片热度不均的问题。但是,传统的分条策略仅仅考虑了影片之间的热度,而忽视了热度同时也存在于影片内部,因此,通过分条解决了影片间热度不均问题的同时,又因为影片内部的热度不均匀带来了新的问题。 本文首先概述了研究的相关背景和研究的意义,介绍了视频点播技术的发展历史和当前研究热点问题,讨论了视频点播中的相关技术,介绍了计算机集群技术,视频文件的存储调度算法和磁盘调度算法,视频流的服务策略以及流媒体传输协议。接着,介绍了传统分条算法的优点,并且针对传统分条算法的局限性,提出了改进的存储调度算法,详细讨论了其设计思想和所基于的用户行为模式模型,根据改进的算法设计了仿真模拟实验,通过服务器负载不均衡度和用户请求接受率分析了改进策略对系统性能的影响。 本文的最后讨论了存储调度系统工程实现的相关问题,分析了各模块的功能作用,并且对未来可以进行的工作作了展望。
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