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为适应流媒体技术要求存储大容量、传输实时高效的特性，提出一种基于Linux的安全高效的流媒体服务器集群系统模型。该方案利用身份验证保证用户的合法性，基于用户的级别分配不同的服务资源；利用网络负载平衡技术（NLB：Network Load Balance）实现服务器集群各节点的负载均衡；利用改进的两级高速缓存模块保证媒体文件的存储调度的高效性；在两级缓存中增加1台首数据段缓存服务器预处理用户请求，使用户响应时间减少40％。实验数据和结果证明了系统的可行性。