分布式云环境中多约束流媒体内容分发算法

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1、第32卷第11期计算机应用与软件Vol.32No．112015年11月ComputerApplicationsandSoftwareNov．2015分布式云环境中多约束流媒体内容分发算法112魏蔚刘扬雷起1(河南工业大学信息科学与工程学院河南郑州450003)2(郑州大学河南郑州450001)摘要分布式云环境中的流媒体内容分发是个多约束的有向斯坦纳树问题。针对典型的多信道和多用户区域的应用场景，提出启发式内容分发算法，同时考虑分发拓扑、各云数据中心计费方式、用户位置和请求速率等因素，通过多种方式构建有向斯坦纳树，以尽量

2、低的代价满足流媒体服务质量要求。实验表明在不同的拓扑下，该启发式算法均能以较低的时间复杂度获得近优解，可方便地应用于商业的流媒体内容分发系统。关键词云计算内容分发流媒体启发式算法中图分类号TP301．6文献标识码ADOI:10．3969/j．issn．1000-386x．2015．11．057MULTI-CONSTＲAINTSTＲEAMINGMEDIACONTENTDISTＲIBUTIONALGOＲITHMINDISTＲIBUTEDCLOUDENVIＲONMENTS112WeiWeiLiuYangLeiQi1(Coll

3、egeofInformationScienceandEngineering，HenanUniversityofTechnology，Zhengzhou450003，Henan，China)2(ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，Henan，China)AbstractStreamingmediacontentdistributionindistributedcloudenvironmentsisadirectedSteinertreeproblemwithmultipleconstr

4、aints．Weproposedtheheuristiccontentdistributionalgorithmfortypicalapplicationscenarioswithmultiplechannelsandmultipleuserareas，andtookintoaccountthefactorsincludingtopologystructure，billingmethodsineachclouddatacentre，anduserslocationandrequestrateatthesametime．

5、ThroughbuildingdirectedSteinertreeinvariousways，thealgorithmmeetstherequirementsofstreamingmediaservicesqualityatthecostaslowaspossible．Experimentsshowedthatwithdifferenttopologiestheheuristicalgorithmcouldallobtainnear-optimalsolutionswithlowertimecomplexity，an

6、dcouldbeeasilyappliedincommercialstreamingmediacontentdistributionsystems．KeywordsCloudcomputingContentdistributionStreamingmediaHeuristicalgorithm术改造底层的CDN，采用虚拟化技术对现有基础设施资源进行0引言整合优化，形成一个统一分配和管理的资源池，使之成为面向通用应用的云CDN，在其之上构建流媒体分发系统。第二种方案随着互联网的发展，流媒体内容快速增加，产生的网络流量基于

7、分散在不同区域的云数据中心构建专门面向流媒体应用的呈爆炸性增长，传统的基于客户机服务器的系统架构很难保证分发网络。本文基于第二种方案，使流媒体等资源在满足用户体验度和代价最小的前提下从初始云节点分发到各用户区域。服务质量。一般利用CDN(内容分发网络)或P2P(点对点)网［3］［1，2］在针对第二种方案的相关研究工作中，BauguionPierre等提络辅助流媒体分发，在一定程度上缓解了流媒体分发中的出适用于传统内容分发问题的树型网络构建算法，并设计出一问题，但在流媒体业务剧增情况下仍面临巨大挑战，突出的问题套根据副本

8、热度部分更新的内容替换策略，但该算法面向通用是CDN中基础设施的扩展性差和存储空间不足，整体代价较内容分发，未针对流媒体应用做优化。Ｒadoslav和Jamin等高，而P2P网络又难于管理。云计算代表了一种基于互联网的［4，5］人研究了在拓扑给定情况下分发算法，通过不同程度修改新型IT增值服务，提供了解决上述问题的机会。云平台使用