CDN-P2P环境下的内容副本放置方法研究

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随着互联网的不断发展,一方面网络上的内容由原来静态的图片和文字向多媒体业务发展;另一方面用户持续增多,内容请求频率也随之增加,这给内容分发带来了新的挑战。在上述问题下,内容分发网络(CDN,Content DeliveryNetwork)、对等网络(P2P,Peer-to-Peer)受到了广泛关注。CDN和P2P网络各自存在局限性,但两者能在部署成本和可扩展性等方面能很好地互补,因此,近年来展开了对混合CDN-P2P网络中的内容副本放置、请求重定向、内容更新和计费等技术研究。其中,合理的放置内容副本可以减小骨干网的流量、提高边缘服务器的命中率,已经受到了学术界的广泛关注。本文首先对比混合CDN-P2P的三种融合方案,即控制层面融合方案、网络叠加层融合方案和设备层面融合方案,结合现已有公司和IDC部署了大量CDN节点情况,本文确定了一种混合CDN-P2P的架构,为后续副本放置研究和仿真奠定了基础。接下来,为了提高边缘服务器的命中率、降低边缘服务器和源服务器之间内容传输代价,本文分别从内容传输代价的角度和用户的兴趣度的角度研究内容副本放置问题。从内容传输代价的角度,本文提出两种模型和两种算法,在边缘服务器上放置较大的内容传输代价,以提高边缘服务器的命中率。首先提出代价模型1,该模型权衡了P2P用户间产生的传输代价以及边缘服务器与源服务器之间的传输代价对总传输代价的影响。接着,提出代价模型2,用以计算P2P用户直接向源服务器请求内容产生的传输代价。基于代价模型1和代价模型2,本文提出基于权重选择算法的内容副本放置,用于把传输代价较大的内容拉到边缘服务器上;同时,本文对该算法进行修正,使得边缘服务器上放置的内容代价更大。然后,对模型和算法进行了仿真测试。从用户的兴趣度的角度,本文提出基于用户兴趣度的副本放置算法,将用户最感兴趣的内容放置在边缘服务器上,以降低边缘服务器和源服务器之间的传输代价。该算法利用主成分分析法得到综合内容特征,然后将各内容特征和综合内容特征对比,得到用户兴趣度,最后将用户兴趣度值低的内容放置在边缘服务器上。仿真结果表明,与已有的算法比较,该算法能一定程度上提高边缘服务器的命中率,并降低边缘服务器和源服务器之间的传输代价。
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