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基于CDN的流媒体代理研究与实现

作　者: 张彦明
导　师: 杨旭东
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 流媒体代理缓存算法 CDN 负载均衡
分类号: TN919.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 105次
引　用: 2次
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内容摘要

随着互联网的飞速发展,流媒体技术的应用也随着视频点播、直播、视频会议等技术的发展流行起来,随之而来的网络的带宽不足与需求不断增长的矛盾越来越大,媒体传输系统的优劣对服务质量的影响越来越受到关注。在解决主干网络带宽问题的同时,提高传输质量问题,成为解决问题需要考虑的关键因素,利用代理缓存服务器,同时利用CDN技术可以得到较好效率。本文主要先分析了原始的传输方式不适合当前的多媒体数据传输,从而选用流媒体传输的原因。并在此基础上分析了解决这一问题的诸多方法,主要完成了主流的CDN网络请求处理方法,完成连接建立；实现代理服务器数据存储及传输；着重的考虑了负载均衡问题,在本地负载均衡以及全局负载均衡两个方面都进行了详细的研究。并在仔细研究CDN的基础上,对流媒体分段缓存算法和替换算法进行了研究,在分析算法后,对滞后分段算进行改进,提出了自己的基于流行的高效分段算法,并验证了其性能优点。主要的工作如下：(1)基于CDN的分发策略和负载均衡策略的研究和策略的研究。(2)完成整体设计、各个模块之间的偶合、每个模块内部的设计。(3)基于用户的前台通信,利用Flex技术实现B／S模式访问,并实现用户本地化执行。(4)实现了用户端到代理服务器的探测,实现了本地负载均衡和全局负载均衡模块,完成了整体的数据交互。(5)完成了代理服务器端到源服务器的服务质量探测,实现了选优的工作,可以支持较好的服务器选择。(6)实现了代理服务器的协作式Pull工作,完成了代理间的动态的交互。(7)完成代理服务器端缓存算法的研究、比较流媒体服务器分段缓存算法,逐出算法,提出改进算法,并进行验证。(8)实现了仿真系统间模块的交互,对算法模型进行了优化性评价。对Demo系统进行测试；同时对优化性能进行测试,在CDN策略、缓存分段与逐出算法和整个系统进行性能测试分析,对延迟比率、缓存命中率等信息进行比较,评判系统的性能改进情况。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-15
  1.1 课题背景  11-12
  1.2 课题目的与意义  12-13
  1.3 课题主要工作  13-14
  1.4 论文章节安排  14-15
第二章 CDN网络与技术介绍  15-19
  2.1 网络综述  15-16
    2.1.1 覆盖网络综述  15
    2.1.2 CDN网络现状及结构  15-16
  2.2 流媒体传输和控制协议  16-18
    2.2.1 RTSP/RTP/RTCP  17
    2.2.2 MMS  17-18
    2.2.3 RTMP  18
  2.3 代理端分发技术  18-19
第三章 CDN网络与流媒体缓存研究  19-40
  3.1 CDN网络模型研究  19
  3.2 CDN中心处理  19-22
    3.2.1 内容分发系统  20
    3.2.2 路由请求系统  20-22
  3.3 主要缓存策略研究  22-25
    3.3.1 整体缓存  22
    3.3.2 前缀缓存  22-23
    3.3.3 分段缓存  23-25
  3.4 替换策略  25-26
    3.4.1 基于时间替换策略  25
    3.4.2 基于频率替换策略  25
    3.4.3 基于时间和频率的替换策略  25-26
  3.5 基于流行度的缓存及替换算法  26-40
    3.5.1 算法模型  26-29
    3.5.2 算法验证设计  29-32
    3.5.3 算法验证实现  32-37
    3.5.4 算法验证结果  37-40
第四章基于CDN流媒体代理系统设计  40-61
  4.1 CDN网络构建整体概要设计  40-42
    4.1.1 CDN网络逻辑设计  40-41
    4.1.2 CDN网络整体流程设计  41-42
  4.2 路由请求功能模块详细设计  42-50
    4.2.1 总体设计  42-43
    4.2.2 Flex前端交互模块  43-44
    4.2.3 全局负载均衡模块  44-46
    4.2.4 本队负载均衡模块  46-48
    4.2.5 源服务器选优模块  48-50
  4.3 内容分发功能模块详细设计  50-54
    4.3.1 总体设计  50
    4.3.2 协议分析模块  50-51
    4.3.3 Proxy协作PULL模块  51-53
    4.3.4 主动式PUSH模块  53-54
  4.4 模块间接口设计  54-55
  4.5 数据库设计  55-61
    4.5.1 数据流设计  55-56
    4.5.2 数据表结构设计  56-61
第五章基于CDN流媒体代理实现  61-73
  5.1 路由请求功能模块实现  61-67
    5.1.1 Flex前端交互模块实现  61-63
    5.1.2 全局负载均衡模块实现  63-65
    5.1.3 本队负载均衡模块实现  65-66
    5.1.4 源服务器选优模块实现  66-67
  5.2 内容分发功能模块实现  67-71
    5.2.1 Proxy协作PULL模块实现  68-70
    5.2.2 协议分析模块实现  70
    5.2.3 主动式PUSH模块实现  70-71
  5.3 代理服务器定位及DNS解析  71-73
    5.3.1 代理服务器的定位实现  71-72
    5.3.2 DNS系统实现  72-73
第六章系统测试  73-77
  6.1 测试环境  73-74
  6.2 测试方法  74-75
  6.3 测试结果  75-76
  6.4 未来展望  76-77
参考文献  77-79
致谢  79-80
硕士期间发表的学术论文目录  80

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