[发明专利]一种提高流媒体服务器并发媒体流数量的方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机存储系统媒体文件存取方法，具体涉及一种提高流媒体服务器并发媒体流数量的方法。

背景技术

流媒体服务是存储系统的一个典型应用，存储系统所能支持的最大并发媒体流数量是存储系统提供流媒体服务时衡量其性能好坏的一个重要标准。分布式存储系统由多个流媒体服务器组成，单个流媒体服务器所能支持的并发媒体流数量直接决定了整个分布式存储系统所能支持的并发媒体流数量。因此，提高单个流媒体服务器所能支持的并发媒体流数量是提高整个分布式存储系统所能支持的并发媒体流数量的关键。

依据媒体文件被访问的顺序性，媒体文件一般被顺序地置于流媒体服务器上。一次媒体访问所需的数据一般被置于一个流媒体服务器上。提供流媒体服务的分布式存储系统由客户端、元数据服务器和流媒体服务器三部分组成，这三方的通讯过程可以描述为：客户端向元数据服务器发送媒体流建立申请，元数据服务器返回欲建立的媒体流所对应的流媒体服务器，客户端与流媒体服务器之间建立媒体流连接。客户端与流媒体服务器之间的媒体流具有动态性，具体表现在客户端可以随时申请与流媒体服务器建立媒体流连接，也可以随时终止与流媒体服务器已建立的媒体流连接。当客户端与流媒体服务器建立媒体流连接时，流媒体服务器分配一定的磁盘带宽给特定的媒体流，以保证媒体流的服务质量；反之，当客户端终止与流媒体服务器已建立的媒体流连接时，流媒体服务器立即收回已分配给该媒体流的磁盘带宽。基于此特点，流媒体服务器的磁盘带宽分配以媒体流为单位，而不是以某一个具体媒体文件或某一次具体的媒体数据请求为单位。

客户端与流媒体服务器之间建立的各个媒体流均有其服务质量需求。普通的数据读写不允许有任何的数据损失，与其不同的是，流媒体服务允许在满足一定约束条件下的数据丢失。每个媒体流均有其特定的服务质量需求，此特定的服务质量需求对应着特定的数据丢失约束条件。依据媒体文件的编解码特征以及媒体流的服务质量需求，一般以(m，k)约束来表示每个媒体流特定服务质量需求下的数据丢失约束条件；如果将媒体文件分割为N个大小相同的数据单元，(m，k)约束的含义为：任意k个连续的数据单元中，至少有m个数据单元能够在特定的时间点之前由流媒体服务器传输到客户端；表达式(m，k)中，m≤k；m＜k时，表示某媒体流允许部分数据未在特定的时间点之前由流媒体服务器传输到客户端；m＝k时，表示某媒体流要求任何数据都必须在特定的时间点之前由流媒体服务器传输到客户端。(m，k)是针对特定媒体流的最坏数据丢失约束条件，也是针对具有特定编解码特征的具体的媒体文件的最坏数据丢失约束条件。

现有的方法均利用缓存(Cache)替换算法的优化来提高流媒体服务器的并发媒体流数量。Renu Tewari等人分析了基于一个对象的两个视频流的时间间隔，通过时间间隔的大小判断是否将对象缓存以供其他流读取，从而避免过多的磁盘访问，但是该方案仅针对基于同一个对象的多个视频流的时间间隔进行优化，未针对同一个流媒体服务器的多个对象进行整体的优化，见Renu Tewari，Asit Dan，et al.“Bufferingand Caching in Large-Scale Video Servers”，Proceedings ofCOMPCON 1995。Weifeng Shi等人在Renu Tewari等人提出的方案的基础上明确指出了时间间隔的阈值，但是仍然没有将请求到达速率考虑在内，见Weifeng Shi et al，“Trading memory for disk bandwidthin Video on Demand”，Proceedings of 13th ACM Symposiumon Applied Computing，Feb.1998。Y W Park等人通过对请求到达速率进行分类来动态判断哪些对象需要提前置于缓存，哪些对象不能提前置于缓存，见Y W Park，W Seo，K D Chung，“Multi-phase interval caching for anews on demand server”，IEEE International Conference on MultimediaComputing and Systems，Florence，1999。但是这些方法均未利用媒体文件自身的特征来提高流媒体服务器并发媒体流数量。

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