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视频点播系统体系结构和磁盘Cache策略的研究与实现

作　者: 罗时爱
导　师: 刘凤玉
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 视频点播系统 层次存储结构 磁盘 Cache策略 改进的LFRU算法 加权周期点播频率替换算法
分类号: TN948.64
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 233次
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内容摘要


计算机技术、网络技术和多媒体技术的发展与结合，使得网络多媒体应用渗透到人们生活的各个方面。视频点播系统作为网络多媒体的应用之一，近几年也得到了很大的发展，应用规模从以前的以单服务器结构为主的小规模系统逐渐转向多服务器结构的大规模点播系统，这给视频点播系统的研究带来了新的挑战。 在多服务器组成的大规模视频点播系统中，系统的体系结构是影响系统性能的因素之一。分布式的体系结构可以克服单服务器结构的不足，通过服务器间的通信，采用各种策略平衡各个部件和服务器，线性提高了整体的性能和效率，可以满足大量并发用户的请求。本文为视频点播系统设计了一个分布式结合集群式数据共享的两层服务、三层存储的层次体系结构。 在层次存储的视频点播系统中，层次之间的磁盘Cache策略直接影响系统节目的命中率，从而影响系统吞吐量。本文在研究视频点播系统特有的请求模型基础上，针对本文视频点播系统的层次存储结构，详细研究了动态和周期两种磁盘Cache策略，并对磁盘Cache策略影响最大的Cache替换算法进行了深入的分析研究，提出了改进的LFRU算法和最小加权周期频率替换算法。 最后在程序实现磁盘Cache策略的基础上对本文提出的替换算法的性能进行了验证，得出本文Cache替换算法优于传统Cache替换算法的结论。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题背景和研究现状  7-8
    1.1.1 课题背景  7
    1.1.2 研究现状  7-8
    1.1.3 研究意义  8
  1.2 视频点播系统的关键技术  8-9
  1.3 本文的研究内容以及所做的工作  9-10
  1.4 本文的结构  10-11
2 视频点播系统  11-19
  2.1 视频点播系统的分类  11-12
  2.2 视频点播系统的基本结构  12-13
  2.3 视频点播系统的体系结构  13-15
    2.3.1 分布式结构  13-14
    2.3.2 集群式结构  14-15
    2.3.3 并行计算机结构  15
  2.4 视频点播系统的数据存储方式  15-18
    2.4.1 集中式存储方式  16
    2.4.2 分布式存储方式  16-17
    2.4.3 层次式存储方式  17
    2.4.4 分段协作存储方式  17-18
  2.5 本章小结  18-19
3 视频点播系统体系结构设计  19-28
  3.1 系统结构设计的原则和目标  19
  3.2 分布式系统设计模型  19-22
    3.2.1 传统的(两层)客户/服务器模型  20
    3.2.2 三层(n层)客户/服务器模型  20-22
  3.3 视频点播系统的体系结构设计方案  22-25
  3.4 三层存储设计  25-27
    3.4.1 第一级存储设计  26
    3.4.2 第二级存储设计  26-27
    3.4.3 第三级存储设计  27
  3.5 本章小结  27-28
4 视频点播系统磁盘 Cache策略研究  28-43
  4.1 点播服务的局部性  28-29
  4.2 视频点播系统中的Caehe机制  29-30
  4.3 层次存储结构下的磁盘 Cache策略  30-34
    4.3.1 磁盘 Cache时间的选择  31
    4.3.2 动态磁盘 Cache策略  31-32
    4.3.3 周期磁盘 Cache策略  32-34
  4.4 磁盘 Cache替换算法  34-42
    4.4.1 传统的磁盘 Cache替换算法  34-35
    4.4.2 算法的提出  35-36
    4.4.3 改进的LFRU算法  36-39
    4.4.4 最小加权周期频率替换算法  39-42
  4.5 本章小结  42-43
5 视频点播系统磁盘 Cache策略实现  43-54
  5.1 磁盘 Cache策略实现的软硬件环境  43
  5.2 数据库设计  43-45
    5.2.1 系统服务器表 SYSSERVER  43-44
    5.2.2 系统节目表 SYSMEDIAFILE  44-45
    5.2.3 视频服务器节目表MEDIAFILEONVS  45
    5.2.4 用户点播信息表 DEMONDINFO  45
  5.3 磁盘 Cache策略的程序实现  45-52
    5.3.1 程序设计的数据结构  46
    5.3.2 动态磁盘 Cache实现  46-47
    5.3.3 周期磁盘 Cache实现  47
    5.3.4 改进的LFRU算法实现  47-48
    5.3.5 最小加权周期频率替换算法实现  48-49
    5.3.6 主要的数据库查询  49-52
  5.4 磁盘 Cache替换算法性能测试与比较  52-53
  5.5 本章小结  53-54
6 结论与展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 电视 > 电视中心、电视设备 > 电视中心管理系统 > 视频点播系统
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