基于多服务器的动态HTTP流媒体调度策略研究(3)
虽然HTTP流媒体在实际应用中得到了广泛的部署，但是它面临着一个很大的缺陷，即所有的客户端均接收相同编码的视频文件，而不管不同客户端间以及同一客户端不同时间上的可用带宽的巨大变化。因此，为解决这一缺陷，一种新型的基于HTTP的流媒体应运而生，即动态HTTP流媒体，通常代指DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)。
在动态HTTP流媒体系统中，同一视频内容将被编码为多个不同版本，每个版本通常对应一个不同的码率，相应的，视频质量水平也会不同。随后，不同版本的视频文件被切割为一系列基于HTTP的文件片段。每个片段包含时长数秒或数十秒的视频内容。客户端动态请求来自不同版本的视频片段。当可用带宽高时，客户端请求高倍率版本的片段；当可用带宽低时，客户端请求低倍率版本的片段。客户端每请求一个片段，都会发送一个相应的HTTP GET请求消息。一方面，DASH允许处于不同网络环境的客户端接收不同版本的视频内容。如低速的3G连接客户端可以请求低码率的视频，而高速光纤接入的客户端则可以请求高码率的视频。同时，在会话期间端到端带宽变化时，DASH允许客户端根据带宽的变化动态请求不同版本的视频片段。显然，对于移动端用户来说，该特色尤为重要。通常，移动客户端的可用带宽会随用户与基站的位置移动而变化。
通过动态监控可用带宽和客户端缓存水平，通过切换视频版本调整传输的视频码率，动态HTTP流媒体通常获得所能允许的最佳的连续的视频播放体验(best possible)，而不会出现画面停格或跳格(frame freezing or skipping)。另一方面，基于客户端驱动的视频码率调整逻辑，大大提高了服务器端的可扩展性。同时，客户端可以使用HTTP byte-range请求精确地控制预取视频的大小，即本地缓存视频的大小，可以避免不必要的带宽浪费，降低服务商运营成本。
由于以上优点，动态HTTP流媒体技术在国内外得到了越来越广泛的研究与应用。
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要工作
本文的主要工作内容包括：
第一，对现有的多服务器DASH研究工作进行了深入的研究和分析，介绍了已有的多服务器DASH调度策略和码率调整策略，分析了多服务器DASH研究工作面临的主要挑战，并给出了多服务器DASH系统的主体架构和设计方案。
第二，对现有的基于多服务器的动态HTTP流媒体调度策略进行了深入的研究和分析，并提出了一种新的调度机制，给出了调度算法。
第三，实现了仿真系统，通过仿真实验验证了我们的调度机制的有效性。实验结果表明，该机制提高了片段顺序下载的比例。
第四，设计了一个简单码率切换机制，并实现了一个全功能的DASH系统。对系统进行了运行测试，测试结果表明，我们的系统可以很好的应对带宽的长期和短期波动，并给用户提供了较好的视频观赏体验。
1.4 本文结构安排
本文分为五章，具体安排如下：
第一章为绪论部分，重点介绍了本文的研究内容、选题背景和工作意义，分析了本课题的国内外现状，并介绍了本文的主要工作和结构安排。
第二章介绍了动态HTTP流媒体技术的概况，研究并分析了现有的基于多服务器的动态HTTP流媒体相关研究工作，重点介绍了已有基于多服务器的动态HTTP流媒体调度策略和码率调整策略。最后介绍了多服务器DASH的系统架构和我们的设计方案。
第三章在第二章关于已有的多服务器DASH调度策略的调研分析工作的基础之上，提出了一种基于概率的片段下载调度策略。并介绍了该策略的提出背景、求解过程，给出了调度算法。
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