浅谈流媒体内容分发技术
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摘 要： 面对有 限的 带宽和拥 挤 的拨 号网络 ， 实时 实现 窄带 网络 的视 频 、 要 音频 传输 ， 的解 决 方案 就是 采用 流式媒 体 的传输 方 式。 最好 本 文介绍 了流媒体 系统 的 Ｃｉ ｔ ｅ ｅ模 式 结构 ， ｌ ｎ Ｓｒ ｒ ｅ／ ｖ 分析 了几种流媒 体 内容 分发技 术。 关键 词：流式媒 体 ； 内容分发 技术 ； 式结构 模
代理服 务器 （ ｏｙ Ｓｒｅ 是 一 种特 殊类 Ｐ ｘ ｅ ｒ ｒ ｖ ） 型的 Ｉｔ ｔ ｎ ｍｅ服务器 。 ｅ 在传统的 ｗｅ 应用巾 ， ｂ 代 理服务器用于扩展用 户对 Ｉ ｅ ｅ 的数据 访 问 ｎｒ ｔ ｔｎ 能力 。 为提高代理服务的系统效率 ， 缓存（ａｈ｝ Ｃｃｅ 技术被 引入到代理服务器 中，代理服务器将一 些频繁访 问的数据存贮在 内存或硬盘 中，当用 户通过代理服务器用户访问时 ，如果 数据在代 理服务器的缓存 中，代理服务器就无需访 问远 程的服务器 ， 只需通过本地缓存为用厂服务 。 而 １ 流媒体代理服务器 的雨要作用表现在 ： 代理服 务器 承担了一部分用户访问 ，有效的降低 了主 服务器的访 问负载 ；可 以提高用户访问 的响应 速度 ， 降低启动延 迟 ； 理服务器 离用 户较近 ， 代 网络状 况较好 ， 以提供更好的流媒体服务 ； 可 可 以提 高服务器的鲁棒性及节省网络资源。 然而代理服务器 的主要问题在于如何保证 主服务 器 的内容与代 理缓存 中的 内容的 一致 性。 即当服务器的内容更新后 ， 如何保证代理服 务器中缓 存的数据 即时更新 ，刘＿ 这些问题 的研 究就产 生了更智能的 Ｃ Ｎ技术。 Ｄ ３Ｃ Ｎ 技术 Ｄ
Ｃｈｎ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｉａ Ｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒ ｄ ｃｓ
！ Ｑ Ｑ ：
浅谈 流媒 体 内容分 范 大 学钱 江学 院 计 算机 科 学 与技 术 专业 ， 江 杭 州 ３０ １ ） 杭 浙 １０ ２
Ｃ （ｏ ｔｎ ｅｉｅｙ Ｎ ｔｏｋ， ＤＮＣ ｎｅ ｔＤ ｌ ｒ ｅｗ ｒ）即互 联 网 ｖ
其基本思 路就是尽可能避开互联网上有一可能 影 响数据传输 速度和稳 定性 的瓶 颈和环节 ， 使 内容传输 的更快 、 。 更稳 通过在网络 各处放置节 点 Ｓｒｅ 所构成的在现有的互聪网基础之 上的 ｅ ｒ ｖ 层 智能虚拟 网络 ， Ｄ Ｃ Ｎ系统能够实 时地根据 『络流量和各节点的连接 、负载状况 以及到用 舡 Ｊ 户的距离和响应时间等综合信息将用户的请求 重新 导向离用户最近的服务节点上 。对用户来 说， 通过 Ｃ Ｎ系统 ， Ｄ 得到 响应 的时间被 大大缩 短 ， 质量 也大大提高 ， 而大大提 高了上 网 连接 从 访 问的总体陛能 。 ，Ｄ 然而 Ｃ Ｎ高昂的部署成本始 终 是—个 问题 。 流媒体 Ｃ Ｎ的核 心问题 主要集 中在以下 Ｄ 几个方面 ，一是缓存代理服务器的缓存机制研
１Ｃｉｎ． ｅｖ ｒ系 统 架构 ｌ ｔｓ ｒｅ ｅ ＿
Ｃｉ ｔＳｒｅ 拓 扑结 构 首 先 是 Ｃｉ ｔ ｌ ｎ—ｅ ｒ ｅ ｖ ｌｎ 向 ｅ Ｓｒ ｒ ｅ ｅ 发出请 求５ ｒ ｒ ｖ ｅｖ 收到请求后 把数据 直接 ｅ 发送到 Ｃｉ ｔ ｌｎ 这种方式 的优点是具有集巾管理 ｅ。 的方便性。 也比较 明显 ， 觇 那就是 当 Ｃ ｉ ｔ ｌ ｎ 连 ｅ 接数 较多 时 ， ｒ ｒ Ｓ ｖ 的网络 带宽 常不 能满足 需 ｅｅ 求 ，并且并 发和并行请求 的处理 也引起 Ｓｒｅ ｅ ｒ ｖ 不堪负荷。
在这种架构下， 采用集中计算方式， 客户端 和服务器存在着明显的主从关 系 ， 来说 Ｃ 具体 ／ Ｓ 结构有如下特 点： １ 该结构模 型以服务器为 中心 ， 各样 ． １ 各种 的资源、信息和数据等都存放在服务器的硬盘 上， 客户端通过 网络连 Ｙ／ －Ｒ务器上 检索 、 ｒ ｌ 下载 、 上传资料或请求运算，只有服务器端具有控制 究 ， 包括缓存策略（ 全部缓存、 分段缓存、 头部缓 能力 ， 客户端基本上充当了一个高性能 的 设 存等） 、 替换算法和预取算法等 ； 一是针对部分缓 备。 存策略的分发技术研究 以及多代理服务器 间的 １ ． ２服务器 陛能决定了网络 的性能 ， 台服 协作等。Ｃ Ｎ系统 的设计 目 每 Ｄ 标是通过将媒 体缓 务器所能提供的信息数量受到 自身存储空间的 存于距用户较近 的缓存代理服务器 以提 高客户 限制 ， 而任意时玄它所能支持的客户端访问数 端的访 问质量 ，同时减轻流媒体对骨 干网络 上 ０ 量则既受到 自身处理能力的限制也受到服务器 带宽的消耗传输成本） ， 其缓存机制的设计 、 分发 所在 网络吞Ⅱ 能力的限制 。 ＿ ｌ ： 技术和多代理 作机制 的研究等都是 以此作 为 增加 Ｃ Ｎ 系统容量的方法 ： Ｄ 一是 １ ． ３被发布信息的分布与生存期十分稳定 。 优化 目标的。 但 其增加 的 服务器 只发布机器 所有者想公之 于众 的信 息 ， 增 加各代理的 容量 ， 由于带宽限制 ， 这些信息将会在该服务器上稳定地保存一段时 空问极为有限 ， 整个系统依然受到 Ｃ ／ Ｓ架构 的 间， 并且该服务器通常也不间断地运行在 网络 因素的约束 ， 并且其成本也不低 ； 二是增加代 理 上。 服务器 的数量 ， 但代理 服务 器的建设 成本 却是 １ ． ４该结构 的优点是被 发布信息 的存贮与 极其 昂贵 的。另外 ，Ｄ 对实时数据 的传输 并 ＣＮ 管理 比较集 中、 规范， 网络安全性较高 。 不能起到作用 。 ４Ｉ Ｐ组播技术 ２代理服务器技术
代理服 务器 （ ｏｙ Ｓｒｅ 是 一 种特 殊类 Ｐ ｘ ｅ ｒ ｒ ｖ ） 型的 Ｉｔ ｔ ｎ ｍｅ服务器 。 ｅ 在传统的 ｗｅ 应用巾 ， ｂ 代 理服务器用于扩展用 户对 Ｉ ｅ ｅ 的数据 访 问 ｎｒ ｔ ｔｎ 能力 。 为提高代理服务的系统效率 ， 缓存（ａｈ｝ Ｃｃｅ 技术被 引入到代理服务器 中，代理服务器将一 些频繁访 问的数据存贮在 内存或硬盘 中，当用 户通过代理服务器用户访问时 ，如果 数据在代 理服务器的缓存 中，代理服务器就无需访 问远 程的服务器 ， 只需通过本地缓存为用厂服务 。 而 １ 流媒体代理服务器 的雨要作用表现在 ： 代理服 务器 承担了一部分用户访问 ，有效的降低 了主 服务器的访 问负载 ；可 以提高用户访问 的响应 速度 ， 降低启动延 迟 ； 理服务器 离用 户较近 ， 代 网络状 况较好 ， 以提供更好的流媒体服务 ； 可 可 以提 高服务器的鲁棒性及节省网络资源。 然而代理服务器 的主要问题在于如何保证 主服务 器 的内容与代 理缓存 中的 内容的 一致 性。 即当服务器的内容更新后 ， 如何保证代理服 务器中缓 存的数据 即时更新 ，刘＿ 这些问题 的研 究就产 生了更智能的 Ｃ Ｎ技术。 Ｄ ３Ｃ Ｎ 技术 Ｄ
Ｃｈｎ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｉａ Ｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒ ｄ ｃｓ
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浅谈 流媒 体 内容分 范 大 学钱 江学 院 计 算机 科 学 与技 术 专业 ， 江 杭 州 ３０ １ ） 杭 浙 １０ ２
Ｃ （ｏ ｔｎ ｅｉｅｙ Ｎ ｔｏｋ， ＤＮＣ ｎｅ ｔＤ ｌ ｒ ｅｗ ｒ）即互 联 网 ｖ
其基本思 路就是尽可能避开互联网上有一可能 影 响数据传输 速度和稳 定性 的瓶 颈和环节 ， 使 内容传输 的更快 、 。 更稳 通过在网络 各处放置节 点 Ｓｒｅ 所构成的在现有的互聪网基础之 上的 ｅ ｒ ｖ 层 智能虚拟 网络 ， Ｄ Ｃ Ｎ系统能够实 时地根据 『络流量和各节点的连接 、负载状况 以及到用 舡 Ｊ 户的距离和响应时间等综合信息将用户的请求 重新 导向离用户最近的服务节点上 。对用户来 说， 通过 Ｃ Ｎ系统 ， Ｄ 得到 响应 的时间被 大大缩 短 ， 质量 也大大提高 ， 而大大提 高了上 网 连接 从 访 问的总体陛能 。 ，Ｄ 然而 Ｃ Ｎ高昂的部署成本始 终 是—个 问题 。 流媒体 Ｃ Ｎ的核 心问题 主要集 中在以下 Ｄ 几个方面 ，一是缓存代理服务器的缓存机制研
１Ｃｉｎ． ｅｖ ｒ系 统 架构 ｌ ｔｓ ｒｅ ｅ ＿
Ｃｉ ｔＳｒｅ 拓 扑结 构 首 先 是 Ｃｉ ｔ ｌ ｎ—ｅ ｒ ｅ ｖ ｌｎ 向 ｅ Ｓｒ ｒ ｅ ｅ 发出请 求５ ｒ ｒ ｖ ｅｖ 收到请求后 把数据 直接 ｅ 发送到 Ｃｉ ｔ ｌｎ 这种方式 的优点是具有集巾管理 ｅ。 的方便性。 也比较 明显 ， 觇 那就是 当 Ｃ ｉ ｔ ｌ ｎ 连 ｅ 接数 较多 时 ， ｒ ｒ Ｓ ｖ 的网络 带宽 常不 能满足 需 ｅｅ 求 ，并且并 发和并行请求 的处理 也引起 Ｓｒｅ ｅ ｒ ｖ 不堪负荷。
在这种架构下， 采用集中计算方式， 客户端 和服务器存在着明显的主从关 系 ， 来说 Ｃ 具体 ／ Ｓ 结构有如下特 点： １ 该结构模 型以服务器为 中心 ， 各样 ． １ 各种 的资源、信息和数据等都存放在服务器的硬盘 上， 客户端通过 网络连 Ｙ／ －Ｒ务器上 检索 、 ｒ ｌ 下载 、 上传资料或请求运算，只有服务器端具有控制 究 ， 包括缓存策略（ 全部缓存、 分段缓存、 头部缓 能力 ， 客户端基本上充当了一个高性能 的 设 存等） 、 替换算法和预取算法等 ； 一是针对部分缓 备。 存策略的分发技术研究 以及多代理服务器 间的 １ ． ２服务器 陛能决定了网络 的性能 ， 台服 协作等。Ｃ Ｎ系统 的设计 目 每 Ｄ 标是通过将媒 体缓 务器所能提供的信息数量受到 自身存储空间的 存于距用户较近 的缓存代理服务器 以提 高客户 限制 ， 而任意时玄它所能支持的客户端访问数 端的访 问质量 ，同时减轻流媒体对骨 干网络 上 ０ 量则既受到 自身处理能力的限制也受到服务器 带宽的消耗传输成本） ， 其缓存机制的设计 、 分发 所在 网络吞Ⅱ 能力的限制 。 ＿ ｌ ： 技术和多代理 作机制 的研究等都是 以此作 为 增加 Ｃ Ｎ 系统容量的方法 ： Ｄ 一是 １ ． ３被发布信息的分布与生存期十分稳定 。 优化 目标的。 但 其增加 的 服务器 只发布机器 所有者想公之 于众 的信 息 ， 增 加各代理的 容量 ， 由于带宽限制 ， 这些信息将会在该服务器上稳定地保存一段时 空问极为有限 ， 整个系统依然受到 Ｃ ／ Ｓ架构 的 间， 并且该服务器通常也不间断地运行在 网络 因素的约束 ， 并且其成本也不低 ； 二是增加代 理 上。 服务器 的数量 ， 但代理 服务 器的建设 成本 却是 １ ． ４该结构 的优点是被 发布信息 的存贮与 极其 昂贵 的。另外 ，Ｄ 对实时数据 的传输 并 ＣＮ 管理 比较集 中、 规范， 网络安全性较高 。 不能起到作用 。 ４Ｉ Ｐ组播技术 ２代理服务器技术