[发明专利]一种面向网络视频缓存系统的拥塞控制与负载均衡的方法

摘要

本发明公开了一种面向网络视频缓存系统的拥塞控制与负载均衡的方法，基于每个缓存的发送队列动态变化来转发用户请求，将用户请求转发至发送队列较短的缓存；具体地，将每一个缓存需要发送至其他缓存的视频数据排列为一个发送队列，则该队列的出队速度为缓存的上行链路带宽，该队列的入队速度为转发至该缓存的其他缓存用户视频请求；当队列满足强稳定条件时，队列长度的平均值是有界的，因此队列没有发生网络拥塞；通过计算并最小化队列的李雅普诺夫漂移，达到负载均衡的目的。本发明可以在满足原系统优化目标的同时，避免缓存流量拥塞，并实现缓存间的负载均衡，提高网络视频缓存系统的整体性能。

主权项

1.一种面向网络视频缓存系统的拥塞控制与负载均衡的方法，其特征在于，所述面向网络视频缓存系统的拥塞控制与负载均衡的方法基于每个缓存的发送队列动态变化来转发用户请求，将用户请求转发至发送队列较短的缓存；具体地，将每一个缓存需要发送至其他缓存的视频数据排列为一个发送队列，则该队列的出队速度为缓存的上行链路带宽，该队列的入队速度为转发至该缓存的其他缓存用户视频请求；当队列满足强稳定条件时，队列长度的平均值是有界的，因此队列没有发生网络拥塞；通过计算并最小化队列的李雅普诺夫漂移，达到负载均衡的目的；所述面向网络视频缓存系统的拥塞控制与负载均衡的方法包括以下步骤：步骤一，在时刻t，各个缓存向缓存协调设备发送系统情景信息，包括缓存当前的用户请求，缓存当前的上行带宽，缓存当前存储内容，缓存当前的发送队列长度信息；步骤二，缓存系统协调设备根据这些情景信息判断用户请求转发策略；具体包括：第一步，系统原优化目标为最大化系统效用U(t)，首先根据系统原优化目标U(t)以及各缓存队列长度Q_i(t)，计算修正后的优化目标，该目标为最小化：V为正可调参数；第二步，针对新的优化目标求解用户请求转发策略变量求解方法使用CPLEX计算工具；步骤三，缓存系统协调设备根据用户请求转发策略对该时刻产生的用户请求转发，由相应的协助缓存应答用户当前的视频请求；步骤四，各个缓存根据转发的用户请求更新队列长度，缓存系统进入下一个时刻t+1，系统周期性执行步骤一至步骤三重新转发用户产生的新视频请求来应对系统情景信息的更新。