隨著移動互聯網技術的快速發(fā)展,移動網絡數據流量呈現了爆發(fā)式的增長趨勢,尤其是移動視頻業(yè)務在移動互聯網業(yè)務中所占的比重越來越高,移動視頻業(yè)務被認為是5G網絡中eMBB場景中的典型業(yè)務。視頻流量的增長給移動網絡造成了巨大挑戰(zhàn),要求移動網絡提供更高數據傳輸速率和更低網絡延遲,從而為用戶提供更好的服務質量體驗(Quality of Experience,QoE)。為應對未來移動網絡所面臨的巨大挑戰(zhàn),業(yè)界提出了自適應比特流(Adaptive Bit Rate,ABR)技術和邊緣計算(Edge Computing,EC),旨在為用戶提供高體驗質量、低時延、高帶寬和多樣化的視頻服務。聯合ABR和EC來優(yōu)化視頻內容分發(fā),對于提高網絡性能和用戶體驗質量具有重要意義。盡管目前學術界和產業(yè)界對EC與ABR技術聯合的研究已做了大量的工作,但仍基于傳統(tǒng)的網絡架構,無法解決傳統(tǒng)TCP/IP網絡架構帶來的固有缺陷。且對于面向視頻流的內容分發(fā)優(yōu)化而言,不僅包括視頻內容的合理放置、視頻請求的響應策略,還包括用戶到視頻源之間視頻的有效轉發(fā)和交付,這些因素對于影響網絡的性能和用戶的視頻觀看體驗都有著至關重要的作用。在本文中,我們研究了新型網絡體系架構信息中心網絡(Information Centric Networking,ICN),并基于邊緣計算網絡和ICN的融合,設計了新型視頻分發(fā)系統(tǒng)架構,對網絡節(jié)點進行了相應的改造。基于提出的新型邊緣計算網絡視頻分發(fā)系統(tǒng)架構,我們進一步設計了新型的內容處理流程和分組轉發(fā)流程,并綜合考慮了視頻內容分發(fā)過程中網絡側和用戶側的整體性能,設計了成本高效和QoE保障的內容調度策略,以實現視頻內容的放置和處理決策,以及基于服務質量(Quality of Service,QoS)優(yōu)化的路由轉發(fā)策略,以實現視頻請求和內容的轉發(fā)交付。最后我們引入了模擬退火算法(Simulated Annealing Algorithm,SA)和遺傳算法(Genetic Algorithm,GA)分別對以上優(yōu)化問題進行了求解。
【學位單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

向視頻流的計算、緩存與網絡資源的聯合優(yōu)化問題，均衡地對緩存、計算和帶寬資??源進行合理編排，對優(yōu)化系統(tǒng)整體性能具有重要意義。??圖２－１為一個自適應視頻流場景下的ＥＣ部署架構圖，ＥＣ服務器的位置部署在??基站之后，其中部署了緩存和計算資源，可以對視頻文件進行緩存和轉碼，當用戶??的請求到達ＥＣ時，？若緩存命中或轉碼命中，就可以在本地對請求進行響應，如圖??２－１中的⑷和（ｂ），而不需要經過圖２－１中（ｃ）所示的回傳網和核心網的傳輸，從源服務??器獲取視頻文件。這樣一來，既顯著降低了用戶請求響應的時延，保證用戶體驗，??同時還可以避免網絡擁塞，節(jié)省回傳網和核心網的資源。??－、廠＇’??！?＾?回傳網?源服務器??；緩存?轉碼??圖２－１自適應視頻流場景下的ＥＣ部署架構??９??

１、在云端的緩存轉碼聯合優(yōu)化??媒體云作為當前一種有效實現自適應流分發(fā)的框架，在基于云的體系架構中，動??態(tài)按需編排虛擬化存儲和計算資源，為顯著降低系統(tǒng)成本提供了可能性，圖２－２為在??媒體云中應用自適應視頻流業(yè)務的緩存轉碼示意圖，如圖所示，媒體云的流媒體引??擎從媒體庫中獲取視頻內容，并進行視頻內容的緩存和轉碼，進而實現自適應視頻??流向用戶的分發(fā)。Ｊｉｎ?Ｙ．等人在文獻［１８］中研宄了媒體云中緩存和轉碼的最優(yōu)化策略??問題，旨在動態(tài)調度各種資源，從而最小化某個節(jié)點響應單個請求的總運營成本。??具體來說，在緩存策略方面，該方案考慮了視頻的流行度，即對流行度最高的若干??視頻內容緩存全部比特率版本，對流行度次高的一部分視頻內容緩存最高比特率版??本。當在節(jié)點緩存命中時，直接利用緩存響應請求；當轉碼命中時，比較轉碼成本??和帶寬成本，選擇成本較小的方式提供服務；當本地緩存不可用時，則從源服務器??獲取內容。文獻［１８］將緩存、轉碼和帶寬成本之間的權衡問題建模成一個凸優(yōu)化問題

有效提高網絡的整體性能，并顯著改善用戶體驗。其中，ＥＣ中緩存和轉碼的聯合優(yōu)??化問題己成為一個重要的研究課題。??圖２－３所示為在分布式ＥＣ架構中實現自適應視頻流業(yè)務的示意圖，其中，每個??ＥＣ服務器都可以實現視頻的緩存和轉碼，分布式部署的ＥＣ服務器之間可以實現協??作式的緩存和轉碼，從而實現資源的高效利用，進一步提升視頻分發(fā)效率和用戶體??１２??
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李卓群;;內容分發(fā)網絡的關鍵技術與應用實踐[J];中國有線電視;2019年05期

2 劉洋;尹航;;內容分發(fā)網絡在5G中需關注及解決的問題[J];電子世界;2019年08期

3 錢玉娟;;內容分發(fā)戰(zhàn)局未定[J];中國經濟信息;2016年24期

4 李彥宏;;迎接新時代 內容分發(fā)、連接服務、金融創(chuàng)新、人工智能[J];市場觀察;2017年Z1期

5 李喬;何慧;張宏莉;;內容分發(fā)網絡研究[J];電子學報;2013年08期

6 劉瑜;朱光喜;尹浩;劉雪寧;;內容分發(fā)網發(fā)展綜述[J];計算機科學;2009年02期

7 徐劍;任一峰;;內容分發(fā)網絡的研究[J];機械管理開發(fā);2006年06期

8 趙進;張福炎;;一種內容分發(fā)網絡中的快速復制方案[J];計算機科學;2006年12期

9 鄧永紅;內容分發(fā)網絡技術綜述[J];有線電視技術;2005年13期

10 陳妍,李增智,廖志剛,王志文;基于主動網絡的內容分發(fā)網絡研究[J];西安交通大學學報;2005年10期

相關博士學位論文 前10條

1 劉博文;小小區(qū)網絡中高效內容放置與分發(fā)機制研究[D];北京郵電大學;2018年

2 胡文;邊緣網絡多媒體內容分發(fā)策略研究[D];清華大學;2017年

3 郝娉婷;軟件定義內容分發(fā)網絡中的關鍵技術研究[D];吉林大學;2018年

4 謝俊峰;移動網絡內容分發(fā)優(yōu)化關鍵技術研究[D];北京郵電大學;2019年

5 朱西鵬;移動內容分發(fā)關鍵技術研究[D];北京郵電大學;2018年

6 章俊;TCP技術在內容分發(fā)網絡上的應用研究[D];清華大學;2016年

7 呂智慧;基于服務網格架構的內容分發(fā)關鍵技術研究[D];復旦大學;2004年

8 王婷;內容分發(fā)網絡QoS保障若干關鍵技術研究[D];北京郵電大學;2016年

9 李喬;融合型內容分發(fā)網絡關鍵技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

10 付瑞雪;數字內容分發(fā)平臺與商業(yè)模式的研究[D];北京郵電大學;2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 李佳;面向視頻流的邊緣計算網絡內容分發(fā)機制研究[D];北京郵電大學;2019年

2 劉玉潔;云內容分發(fā)網絡內容放置優(yōu)化方法研究[D];山東師范大學;2019年

3 林穎藝;機會無線內容分發(fā)網絡的跨層設計與性能分析[D];廈門大學;2017年

4 賴雅玲;差異化移動通信管道下的內容分發(fā)策略研究[D];廈門大學;2018年

5 薩克達文（Sackdavong MANGKHASEUM）;基于內容分發(fā)網絡的虛擬網絡映射[D];北京郵電大學;2019年

6 郭莊;耐特康賽公司內容分發(fā)產品營銷策略研究[D];蘭州理工大學;2019年

7 陽光;基于網絡編碼的雙向車道V2V內容分發(fā)機制研究[D];蘇州大學;2018年

8 鄭廷廷;能量感知的緩存式內容分發(fā)方案研究與實現[D];安徽工業(yè)大學;2018年

9 甘少多;基于分布式內容分發(fā)的云存儲服務增強技術研究[D];國防科學技術大學;2016年

10 周靖洋;基于NLP與分布式爬蟲框架的閱讀類APP的設計與實現[D];北京交通大學;2018年

本文編號：2880933