分布式视频点播系统负载平衡算法研究

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视频点播(VODVideo-on-Demand)是综合了计算机技术、通讯技术、电视技术而迅速兴起的一门多媒体技术。在大规模分布式VOD系统中,资源有效利用问题非常突出,海量数据传输使得网络I/O带宽和服务器磁盘I/O带宽成为系统的瓶颈。视频点播负载平衡算法主要针对这两大瓶颈问题,研究在服务资源有限的条件下,如何对其进行合理分配;从而,尽可能高效地利用资源,尽可能多地满足用户请求。本文主要研究了视频点播负载平衡算法中的静态负载平衡部分,并且在此基础之上,结合对视频点播系统缓冲机制做的一些了解,提出了基于点播率的节目分盘存储算法。该算法基于现有的以GWQ+P算法为代表的静态负载平衡策略做出了三点改进:(1)将对分配存储的研究进一步细化到磁盘级,根据节目点播率对服务器中高点播率节目施行分盘存储,从而更深层次地实现负载平衡;(2)对高点播率节目以平均分割的方法进行存储,这样有利于使负载更为均匀的分配到各个磁盘当中;(3)运用了客户端缓冲机制,对于每一个高点播率节目,服务器可以在客户收看节目某一部分的同时传输余下部分。仿真结果表明,改进后的算法使服务器中各磁盘的负载明显变得均衡化了;并且,在相同的带宽占用情况下,能够较为显著地减小服务拒绝率。此外,本文深入探讨了分布式视频点播系统的动态负载平衡策略。分别就视频节目的动态复制以及用户请求的动态调配问题展开研究,分析了前人的研究成果,提出了一些新的动态负载平衡策略设计思想。
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