客户驱动关节缓存管理和速度适应动态自适应通过HTTP流媒体

文摘

因为proxy-driven代理缓存管理和客户驱动的流媒体解决方案的动态自适应流媒体通过HTTP (DASH)是两个独立的过程,一些困难和挑战出现在媒体数据管理代理缓存和速度适应在DASH端。提出一种新颖的客户驱动联合代理缓存管理和冲刺速度适应方法,名叫CLICRA,移动从代理缓存预取情报给客户机。CLICRA哲学的基础上,提出了一种速率适应算法,选择了比特率对未来媒体使用预测缓冲段请求媒体时间在客户端。CLICRA实现传达信息的片段,随后可能会获取代理缓存预取的,以便它可以使用信息。仿真结果表明,该方法优于传统的segment-fetch-time-based率适应和proxy-driven明显不仅在流媒体代理缓存管理质量在客户端还在代理缓存带宽和存储使用。

1。介绍

最近,超文本传输协议(HTTP) (1)已被广泛用于在互联网上实时多媒体内容的交付,如在视频应用程序。与实时传输协议(RTP)用户数据报协议(UDP)、HTTP一般穿越防火墙和网络地址翻译(NATs),这使得它对多媒体流的吸引力的应用程序。金和阿2)报道,短期HTTP / TCP传输速率差异可以通过在接收端缓冲被消除。最近,标准化项目动态自适应流媒体通过HTTP进行,简要回顾了下。

HTTP流媒体自适应(AHS)是第一个标准化版本9的分组交换流(PSS)服务3]第三代合作伙伴计划(3 gpp)。运动图像专家组(MPEG)花了3 gpp唯有通过释放9作为起点的新出版的MPEG动态自适应流媒体通过HTTP (DASH)标准(4]。3 gpp继续工作适应性与MPEG HTTP流媒体沟通和最近发表3 gp-dash标准(5]。MPEG破折号和3 gp-dash有共同的核心,因此统称为破折号。

在冲刺,客户不断请求和接收小段的多媒体内容,表示媒体部分。适应率可以很容易地支持请求媒体分段编码不同的比特率。的能力适应率的关键优势之一是HTTP流媒体自适应当前的实时视频服务在互联网相比,使用渐进式下载方法,因此,可能遭受频繁播放中断和未达最佳标准的流质量。然而,破折号标准仅仅指定媒体表示描述的格式和媒体部分,而客户端操作,如速度适应,不规范。然而,速度适应影响感知质量在客户端通过媒体的选择部分,因此,媒体接收比特率以及经验丰富的中断频率,也从媒体片段的选择结果。

提出了短跑的速度适应算法在文献中。例如,刘等人。6,7)提出了一个速度适应算法破折号使用段取时间(SFT)作为指标来决定switching-up /媒体比特率。SFT代表一个时期从请求段收到的最后一个字节段用一个破折号客户机。SFT与媒体包含在一段持续时间决定是否媒体比特率高于,低于或约等于端到端带宽。然而,缓存对速率的影响适应短跑没有研究[6,7]。

是很常见的,短跑是在网络,包括代理缓存缓存流内容的能力。一段时将缓存代理缓存第一段的接收和响应请求。这种缓存是表示被动与预取缓存来区分。内容提供商提供了多个表示媒体剪辑,和客户端动态请求不同段不同表示形式作为冲刺支持速率适应。因此,部分来自多个表示可能是缓存的缓存代理,和每个缓存的缓存段表示可能会形成一个完整的表示。本文认为基于策略的操作场景,虽然内容录用前的/推动基于策略是超出了本文的范围。

缓存的结果不完整的表现方法是SFT的变化观察到客户端。原因是被一段请求客户机可能由代理缓存或原始服务器根据是否代理缓存(传递路径的请求向源服务器)已经缓存请求的一部分。SFT的变化可能会进一步导致缓冲媒体时间变化特别是当缓存的状态连续段媒体演示顺序有所不同,例如,当一个段缓存,但下一个不是。

SFT和媒体缓冲时间的变化引起的缓存未命中可能被解释为堵塞或吞吐量的变化速率调整算法。速度适应算法可以使用SFT作为(6,7)或缓冲媒体时间(8),以确定转换/高/低比特率表示。然而,缓存的结果在破折号表示水平可能经常变化由于SFT和媒体缓冲时间的变化。频繁的媒体质量的变化,如媒体编码比特率和帧速率,可能是恼人的用户。此外,请求high-bitrate编码段在观察短SFT抓取缓存段可能导致缓冲排水。

除了前面讨论的影响不完全缓存交涉速率适应、动态变化的网络吞吐量变化也会导致缓冲媒体时间。文献[9)提出了比特率和视频质量规划算法对移动流媒体减少数量的缓冲区欠载运行很有用和频率质量的变化。提出的方法(9)使用的基于gps的bandwidth-lookup服务使客户端能够预测带宽使用地理位置和过去的网络条件。在一定旅行,接收方使用的带宽预测未来路线计划未来质量,缓冲完全消耗,同时避免缓冲区欠载运行很有用在中断和减少的数量质量的变化。

应对的问题在传统的适应速度的方法冲在代理缓存操作,本文提出了一种新颖联合客户驱动支持缓存预取和速度适应算法。提出联合驱动的预取和速率适应算法决定了表示接下来的请求媒体部分和随后的部分客户端将最有可能请求之后。然后,作为一个常规的HTTP GET请求的一部分,客户也表示段将随后要求(以下称为预期的部分),以便代理缓存预取段应对未来请求的客户端。本文的另一个重要贡献是预测缓冲媒体时代的新算法,可用于速度适应破折号在网络运营包括代理缓存。媒体预测缓冲时间是由以下两个因素。第一个因素是缓存状态所要求的部分和预期的部分。第二个因素是分别测量了sft的代理缓存从原始服务器客户端和代理缓存。

剩下的纸是组织如下。部分2介绍相关工作和突出当前proxy-driven预取技术应用时的缺点。简要概述的术语和破折号在网络运营的体系结构包括代理缓存中描述部分3。该信号方法少量客户机和代理缓存之间提出了部分4。提出联合驱动的预取和速率适应(CLICRA)方法给出部分5。仿真结果提出了部分6,而部分7总结了纸。

2。相关工作

在代理缓存预取部分主要涉及两个问题,即指定发出预取请求的时间和选择段预取的。应对这些问题,本文提出了一种新颖的客户驱动代理预取方法行动的情报DASH客户代理缓存。据我们所知,没有之前工作在文献中使用客户驱动代理预取方法。另一方面,proxy-driven缓存被提出,例如,通过陈et al。10]。作者开发了一种proxy-driven活跃预取方法决定何时预取未段克服被动缓存的缺点。在同一个工作,代理缓存用于预取部分基于媒体比特率和“起源”之间的估计带宽服务器以及它们之间的代理缓存来减少交通堵塞,减少传输延迟抖动被代理缓存。预取方法(10)是假设开发的代理缓存和流媒体客户端之间的带宽足够大提供平滑流。然而,这种假设可能并不总是正确的,例如,在无线网络移动流媒体,具有一个有限的和不同的带宽。

一般来说,proxy-driven预取方法限制用于缓冲,因为以下原因。proxy-driven预取和客户驱动速度适应DASH不能一起运作良好,自预取情报和速度的适应性都位于两个不同的实体,即分别代理缓存和客户端。Proxy-driven预取方法通常预取未来段特定媒体的比特率在一个窗口没有意识到转换/下是否会发生在少量客户,估计客户或代理缓存的速度适应行为。然而,这样的估计是非常困难的破折号客户不使用统一的速度适应算法。当switching-up /表示发生在少量客户,先前缓存的预取的部分表示成为DASH无用的客户,和部分新表示必须预取的。此外,proxy-driven预取方法导致大幅增加的计算和内存要求决定何时,哪些部分需要预取的。破折号的普遍哲学是解决类似的可伸缩性问题定位情报功能,如速度适应和调度请求媒体片段,在DASH客户机。段抓取,串行或并行段获取方法可用于冲刺,通过请求和接收媒体段顺序(6和并行方式11),分别。并行段获取方法也预取未来的部分。然而,这不同于客户驱动预取方法如下。在并行段获取方法,后续段预取的客户不管后续部分由代理缓存缓存。在拟议的方法中,段不缓存代理缓存获取并缓存但不立即发送到流媒体客户端。客户驱动预取方法优于并行段预取方法两个方面。首先,代理缓存之间不必要的拥堵和破折号的客户可以避免预取和缓存代理缓存,而不是客户端。第二,客户驱动预取方法预取和缓存段不缓存代理缓存。

3所示。术语和破折号的体系结构

破折号,媒体在介绍描述(MPD)提供了必要的信息为客户建立一个自适应动态通过HTTP流媒体。MPD包含描述信息媒体表示,比如HTTP url的每一部分促进HTTP GET请求部分。破折号的概念引入表示,这是一个替代选择的媒体内容或其子集通常不同的编码选择,例如,比特率,分辨率,语言,编解码器,等等。表示由表示ID。一段包含某些媒体数据从一个特定的表示时间的持续时间和元数据解码和现在所包括的媒体内容。这样的时间被称为媒体段持续时间或段持续时间,而盯着表示一段时间标记成段开始时间。一段号码是用来指定开始时间和段为一段时间。一段是由URI标识的,可以请求的HTTP GET请求。

图1显示了一个典型的媒体分布体系结构使用破折号。描述的端到端系统包括少量内容提供商,一个源服务器,标准的代理缓存,跑客户。DASH使速度适应动态请求媒体领域从不同表示匹配不同的网络带宽。表示水平用于指定媒体比特率的水平,在一个更高的比特率与表达水平更高,反之亦然。当一个破折号端开关向上/向下表示水平,编码依赖表示需要考虑。在短跑,一个叫流访问点的一般概念(SAP)介绍提供codec-independent访问或开关表示解决方案。作为代表SAP被指定为一个位置,使回放媒体流的开始使用只表示数据中包含的信息从这个位置开始(之前的初始化部分,如果有的话)。

少量客户机第一次访问一个MPD获取信息的表示和每一部分的URI或URI模板。客户端不断从服务器请求和接收部分。DASH客户请求媒体段不同表征反应不同的网络资源。速度适应决策通常发生每个请求一段时间。如果DASH运营网络中包括许多缓存,缓存或客户先段请求重定向到一个缓存。如果缓存的请求,请求将由缓存和段取时间减少。否则,请求将被转发到原始服务器。

4所示。信号联合驱动的预取和适应速度的方法

图2显示部分的系统架构,包括客户端和代理缓存少许。系统架构如图1。代理缓存可以传统的代理缓存或代理缓存段预取功能提出了,有能力处理信号从仪表板发送端和可选创建信号DASH客户机。

信号方法包括两个信号的方向从少量客户机代理缓存和信号从代理缓存少量客户提出了部分4.1和4.2,分别。信号的方法是特定的破折号在网络运营包括代理缓存。应该注意的是,部分中给出的信号4.1提供的主要功能,提出了客户驱动关节速度适应和预取。达到增强性能的速度适应,节中给出的信号4.2可以进一步部署。

4.1。预期的部分信息的信号

在客户端代理缓存信号,DASH客户告知代理缓存,DASH客户机可能会请求一个或多个后续段从特定的表示在未来,随后称为预期的部分。例如,预期的部分信息可能向代理缓存通过使用一个名为预期的新HTTP头段头,当客户端发送请求。收到的信号可能是CLICRA-aware代理缓存或传统的代理缓存。如果代理缓存是意识到信号并希望部署传达预期部分信息来提高其效率,那么它可能利用预期的部分信息预取预期的部分,如果他们还没有代理缓存的缓存。否则,如果代理缓存是意识到信号和不愿使用信息,或如果代理缓存不知道信号,那么它应该忽略中携带的信息标题,可以操作常规,也就是说,如果代理缓存没有收到额外的头。因此,预期的部分信息信号不带来任何负面影响代理缓存,可以提高代理缓存性能的情况下,很清楚的信号。

注意,信号将接收到代理缓存是最接近客户。为了实现这一目标,预期段头可以包含在HTTP连接头;因此,预期的部分信号只会收到最近的代理缓存,不会受到其他代理缓存和源服务器。

proxy-driven预取机制相比,信号的方法释放处理负载代理缓存和避免问题的可伸缩性,当客户端连接到代理缓存数量的增加。

4.2。信号的缓存信息

此外,DASH客户指示代理缓存,缓存信息的一个或多个后续部分的一个或多个表示DASH客户机请求的适应速度的目的。缓存信息包括缓存状态,开始的时间即时获取一段,和段取时间获取一段从原始服务器代理缓存如果段缓存。之前的信息可以通过代理缓存没有密集的计算处理。因此,该信号不影响代理缓存的效率。

在代理缓存客户端信号,代理缓存可能告知DASH客户指定的缓存信息的后续部分表示。

相似的部分4.1缓存信息请求和缓存信息本身可以表示客户端和代理缓存之间使用两个新的头,分别称为缓存请求和缓存。缓存请求信号也可能收到的代理缓存,这可能是也可能不是意识到信号。在前者情况下,代理缓存可能告知客户端缓存信息的回应。在后面的情况下,代理缓存忽略标题部分中讨论4.1。

5。联合驱动的预取和适应

本节提出了一种新颖的联合驱动的预取和速度适应(CLICRA),它将从代理缓存处理情报DASH客户与传统proxy-driven预取方法。

提出CLICRA方法选择媒体请求当前段的比特率和预期的部分。通过说明预期的部分代理缓存,它能预取的预期片段缓存和获取,以下称为未预期部分。因此,客户驱动关节速度适应和代理缓存预取实现通过使用预期的节段信息信号4.1破折号在网络运营包括代理缓存。

段的指定表示请求和预期的部分,我们提出一个方法预测缓冲缓冲操作在网络媒体时间包括代理缓存。我们的方法考虑不完全缓存的表征及其对缓冲媒体时间变化趋势的影响。该缓冲媒体时间预测方法使用信号方法4.2。

以下部分组织如下。缓冲媒体时间预测方法提出了缓冲操作在网络包括代理缓存的部分5.1。部分5.2提出了速度适应方法,上/下切换到高/低比特率编码表示基于预测缓冲媒体时代。

5.1。缓冲适应媒体时间预测方法增强率

DASH客户估计未来趋势的缓冲媒体时间考虑这一事实的sft抓取一段从原始服务器代理缓存和抓取是不同的。提出了在(6),SFT指从请求一段时间收到的最后一个字节段在少量端。因此,差异化sft可以根据选定的缓存状态估计后续部分由客户决定。拟议中的缓冲媒体时间预测方法允许提前适应算法适应媒体比特率,避免不必要的转换/表示当破折号在网络运营包括代理缓存。主要的符号出现在其他论文总结在表1为便于参考。

缓冲媒体时间可以预测通过添加媒体段持续时间的差异和sft的后续部分媒体当前的缓冲时间。在几个候选人交涉的范围,随后的段与段数字范围的可以预测 在哪里表示预测缓冲媒体的时候th段由客户端接收,和和表示预定义的媒体段持续时间和抓取的预测SFT段,分别。

除了预测缓冲媒体时代,媒体预测缓冲时间的变化(自收到(估计))段相对于当前媒体缓冲时间。标识符与表示和随后的部分窗口大小是计算 解决(1)和(2),随后的部分在一个滑动窗口的sft预测根据后续部分的缓存状态对应的时候发出的请求。

5.1.1。段获取时间预测

SFT预计使用下列三个方程取决于之一的缓存状态。预测SFT来标示表示为表示ID,即去掉,因为成正比的编码比特率表示。

案例1。一段由代理缓存,缓存可以设置为测量SFT的破折号客户机代理缓存吗,见(附件C.1),

例2。一段被代理缓存,获取和SFT预计时间之和获取剩余部分的一部分,从缓存中获得部分所需的时间给客户端。所花费的时间获取的剩余部分段之间的时间跨度是代理缓存的缓存的时间(讨论部分6.2)和客户机请求的(讨论部分6.2)。考虑 符合响应缓存操作的可缓存性中指定的HTTP / 1.1 (12),只有一个完全缓存段少许客户端发送响应HTTP GET请求。

例3。一段既不缓存也不被代理缓存,获取和SFT预计的总和估计SFT从原始服务器代理缓存,见(附件C.2),,因为 从(1)- (2)和(3)- (5),和可以预测。自依赖于缓存状态,下一节提供了一个更新的方法和预测的缓存状态一段段时要求。

5.1.2中。缓存状态更新和预测

本节提供了一个方法,更新缓存状态的缓存状态转达了代理缓存和预测未来的段段时的缓存状态请求。节4.2信号,该信号方法缓存状态(CS)的后续部分当时即时当代理缓存当前请求的响应客户机的请求。因此,每一段的预测缓存状态在一定滑动窗口估计连续由DASH端基于通知所述后缓存信息。

图3显示了一个示例的连续评估从#段的缓存状态为#当DASH客户机请求相应的部分问题。具体来说,图中描述了一个初始信号缓存状态和三套缓存状态时的瞬间,,,乘以发行要求段#,#,#,分别。在图3缓存的片段,获取段和未段,用浅蓝色表示,绿色和橙色块,分别。

如图3步骤1、2和3是用于确定段缓存状态,,,分别。包括每一步的过程要求一段,确定最早的未预期部分和更新缓存状态在一个滑动窗口。客户端显示最早未段信息的代理缓存预取。反过来,客户端可以更新缓存的状态,例如,最早的未更新部分“获取”段根据接收缓存信息。这个例子将滑动窗口设置为2。

以下步骤描述了流程的更新和预测对于这个示例。

步骤1。CS的更新时间问题请求段#,@基于最初的代理缓存的缓存状态信号。随着部分#是最早的未预期部分,从“未”CS更新“获取”@。和其他领域的CSs一样最初的CSs。

步骤2。更新的CS@基于CS@。让我们假设段#不能完全获取代理缓存段#什么时候DASH接收到客户端。所以,CS段#是“被获取。”段#的CS更新从“未”到“获取”@类似于更新的CS段#在步骤1中。

步骤3。更新的CS@,时间即时发布请求段#。假设部分#缓存段#什么时候DASH接收到客户端。因此,部分#缓存状态更改为“缓存”从“获取”。

更新的详细过程和预测缓存状态和方程确定和,请参考附件B。

5.2。关节速度适应算法要求分割和预期的部分

主要目标冲刺的速度适应包括以下三个方面。第一,适应旨在提供最大可能的媒体比特率。其次,它试图避免播放中断。第三,它应该降低比特率适应频率和平均比特率变化的大小为每个适应提供一个稳定的播放质量。前两个目标需要速度适应媒体比特率迅速适应不同的网络资源,但最后一个目标需要保守长期网络资源的变化做出反应。

为了实现上述目标,本文提出了一种新颖的技术选择的一个相同的媒体编码比特率表示为当前请求分割和预期的部分。拟议中的CLICRA检查预测缓冲媒体几家未来的时间瞬间在相邻的表征和选择的媒体比特率编码表示,媒体预测缓冲时间在一个安全水平。

基于预测缓冲媒体倍适应方法可以忽略短期SFT变化类似于当前缓冲媒体基于时间的方法通过使用一个保守的阈值来调用速度适应。缓冲媒体预测的知识时代,DASH客户不再需要等到缓冲媒体时间达到一定的阈值,将调用速度适应。

速度适应由switching-up switching-down,或保持一个表示不变。

Switching-down (switching-up)表示发生在网络容量(大)低于阈值需要提供当前比特率编码表示,使交付的一个低(高)比特率编码表示。如果网络容量比媒体比特率低(大),那么缓冲区填充率较低(高)比缓冲消费率。所以,较低(高)网络容量可以通过检查发现如果一个(多个)媒体预测缓冲时间(s)在当前表示是()(高)低于预定义的阈值(在一个更高的比特率编码表示高于定义转换阈值)。这里,预测缓冲媒体时代由多个预测在未来的时候,部分是由客户端和接收表示。一个相同的低(高)比特率编码表示,也表示水平低(高)表示,被选中的代表要求段和预期的部分,以便预测缓冲媒体次选择低(高)表达水平高于switching-down (switching-up)阈值。

在所有其他情况下,表示保持不变。

6。仿真结果

进行模拟,CLICRA方法在DASH端操作,且仅在代理缓存操作信号功能。拟议的破折号CLICRA方法是在ns2中实现13]。两个组合的速度适应和代理缓存也在ns2中实现与该方法进行比较。在第一组合,称为TraRA本文传统速度适应缓冲算法类似于(6)与传统的代理缓存没有预取操作。在第二个组合,称为TraCaMaRA本文同样传统的适应速度与proxy-driven预取方法类似于活跃的预取方法(10]。

在许多服务,预计大量的破折号客户流在同一时间,因此争夺有限的带宽。网络模拟器,如ns2,可以被认为是一个不错的选择对于评估预取和利率调整方法对大量的客户。

6.1。网络拓扑结构和设置

仿真中使用的网络拓扑结构如图4。一个源服务器,两个级联代理缓存,网络元素,DASH客户包括拓扑中。代理缓存的两层配备缓存功能,但是网络元素,它可以是例如路由器收集多个数字用户线(DSL)连接,不提供缓存功能。顺序相同的媒体片段将来自源服务器代理缓存# 1和# 2,他们缓存服务未来的请求。相同的媒体部分可能来自代理缓存# 2的网络元素和破折号客户很多次了。因此,许多客户开始流同时,代理缓存的带宽消耗# 2的网络元素将很大。带宽的网络元素的客户,也就是说,链接# 4,为不同的客户所述后是不同的。

在我们的模拟,一群五冲客户模拟中链接# 4的带宽设置为0.4 mbit / s, 0.7 mbit / s, 1.0 mbit / s, 1.3 mbit / s,分别和1.6 mbit / s。评估下的缓冲性能动态更改共享网络资源和不同的缓存比率在代理缓存,破折号客户开始流媒体逐步每隔200年代从0年代到800年代。模拟冲刺客户数量为每个组分配给一定的带宽被设置为2,4,6,4,20年代,50年代,200年代,250年代,400年代,450年代,600年代,650年代,800年代,850年代,分别。所以,模拟冲刺客户总数是90。所有客户端请求相同的媒体剪辑,和媒体剪辑的播放时间是600年代。

实现自适应HTTP流媒体、流媒体服务器为客户端提供十套表示适应媒体比特率在媒体比特率包括64,128,192,256,384,512,640,896,1152,和1408年Kbits / s表示水平0到9,分别。相邻的比特率区别表示增加的函数观察大致相当的质量改进的比特率。段时间,模拟初始缓冲时间,设置为5 s, 10 s,分别和30年代。,,将10 6和5。,,,60年代,20年代,−−50,分别。

模拟网络的动态特性,两个指数(Exp)流量发送方是连接到一个代理缓存。实验流量发送方# 2和# 3生成开/关流量。在“上”时期,数据包生成恒定破裂率5 mbit / s和10 mbit / s的Exp发送方# 2和# 3,分别。在“关闭”时期,没有交通生成。破裂时间和空闲时间从指数分布。在仿真中,平均- 2 s和停工时间。Exp接收机# 2连接到第二个代理缓存,而接收机# 3是连接到网络的元素。源服务器还包括一个内部指数流量发生器,产生数据包的破裂率5 mbit / s的“on”时期,将数据包发送到Exp交通接收器# 1。内部指数流量发生器是用来模拟一个场景,源服务器不仅符合短跑客户也提供其他客户,如web浏览器客户端。

接收方可以宣传的最大接收窗口大小为65535字节的16位TCP报头。在这种情况下,可实现的最大TCP吞吐量有限,接收窗口大小和RTT的比值。对于较大的窗口大小,以适应高速传输路径,RFC 1323 (14指定窗口伸缩,允许接收器广告窗口大小大于65535字节。评估该方法在不同的接收窗口大小和rtt,两个不同的接收窗口大小的60 kb和1000 kb的测试。

两个窗口大小,三个不同的链路带宽和延迟测试如表所示2。最近在互联网上测量报告(15)被认为是延迟设置链接。的带宽是根据数量设置缓冲客户和媒体提供的比特率表示。设置带宽,客户接受不同层次的网络拥塞和经验不同的媒体比特率。为每个设置表2三次模拟运行平稳随机的影响开始的时间不同的客户。

6.2。仿真结果和分析

该方法是评估对感知到的流经验DASH客户从原始服务器和网络资源的使用代理缓存。认为流体验在DASH客户评估对收敛表示水平表明媒体比特率,实现媒体比特率,和播放中断频率。网络资源使用测量的媒体流量的数量从原始服务器代理缓存层# 2,和代理缓存的缓存命中率层# 2。

6.2.1。设置1仿真结果

仿真结果被报道为三个不同的带宽与给定的延迟组合链接# 1,# 2,# 3。接收窗口大小设置为1000 kb的;因此,吞吐量主要是由连接的带宽控制。

表3显示了该CLICRA的缓冲区下溢计数方法和传统方法TraCaMaRA TraRA,带宽设置# 1,# 2,# 3。在带宽设置# 1和# 3中,缓冲区下溢发生最多7次提出CLICRA方法在所有90个客户,每个流600年代期间媒体剪辑。在带宽设置# 2,提出CLICRA缓冲区下溢发生10次。然而,对于TraCaMaRA TraRA,缓冲区下溢发生在所有三个带宽设置77 - 345倍。

评价融合的表现水平,图5显示点指示开关频率和振幅与带宽设置# 1,其中轴表示平均绝对差的表现水平相邻段,称为切换振幅,水平轴表示数的比值表示开关除以所有收到的数段。因此,在手机的左下角时图表明具有较好的收敛点,在右上角。图5也显示了每个方法的平均值作为专门标记点。平均开关频率和振幅值的每个方法被报道在表4。这表明平均开关频率和幅值低于0.1和0.1的方法,但在0.2 - -0.5和0.2 - -0.8的范围内,分别对传统方法。

仿真结果表明,该CLICRA方法不仅提供了显著降低开关频率也降低切换振幅相比传统TraCaMaRA TraRA方法作为其对应点为该方法集中在左下侧的角落;然而,这些竞争的方法被广泛传播和出现在右上角。

相对较高的原因缓冲区下溢计数和高频率和振幅转换表示TraCaMaRA可以描述如下。传统proxy-driven代理部分预取方法预取后续部分的表示不知道后续段在跑客户。预取的细分将成为无用的,以防客户切换到一个新的表征水平。因此,不必要的部分可能是预取的,这可能导致交通拥堵原始服务器和破折号之间的客户,进一步导致大量的缓冲区下溢的客户。TraRA TraCaMaRA雇佣一个SFT-based速率适应方法,比较的比例媒体段持续时间与速度适应阈值除以SFT,决定是否要转换表示水平。代理缓存的缓存表示不完全造成一个大变化的SFT以少量客户抓取缓存段从代理缓存,从源服务器获取未段。TraRA可能转换后表示水平观察小SFT抓取缓存段的代理缓存和没有检查如果后续段高表示缓存代理缓存。因此,switching-up表示水平后,少量的客户大SFT获取后续段水平更高的表示如果这段没有缓存代理缓存。以防大量冲客户做出这样不正确的switching-up决策,原点之间的网络服务器和代理缓存可能遭受交通堵塞这进一步导致缓冲排水和switching-down表示水平短跑的大量客户。这样一个重复的循环switching-up /向下表示水平导致高开关频率和振幅。

相比之下,该方法预测,SFT对后续部分基于缓存的状态,随后的部分在一个滑动窗口,分别测量了SFT从原始服务器的代理缓存和代理缓存跑客户。因此,不正确的水平可以减少开关向上/向下表示。此外,提出了客户驱动预取方法指定在破折号客户和预期的部分表示最早的未预期部分代理缓存,以便它可以预取指定的预期,因此,减少不必要的段的预取以及减少交通拥堵和缓冲区下溢计数。

图6显示接收到的媒体的平均比特率随着时间的推移,在那里和轴表示仿真时间(s)和平均收到媒体比特率为每一个客户的时间间隔,分别。拟议中的CLICRA方法显示了较高的可实现的媒体比特率比传统TraRA方法。此外,表5显示传输字节数从原始服务器代理缓存。在大多数情况下,CLICRA消耗更少的带宽从原始服务器代理缓存TraCaMaRA相比。它可以观察到更多的流量是来自源服务器的代理缓存CLICRA相比TraCaMaRA带宽设置# 3。可能的原因是,CLICRA客户迅速转换到更高的比特率编码表示和TraCaMaRA仍然保持在相对较低的比特率编码表示,导致的结果交付交通量CLICRA TraCaMaRA。这样的结果表明,拟议中的CLICRA方法优于TraCaMaRA而言,充分利用了可用带宽的客户提供更高的播放质量。

图7显示了平均缓存命中率代理缓存# 2的客户的要求随着时间的推移,和轴表示仿真时间和每个客户的平均命中率区间,分别。缓存的命中率比TraRA CLICRA都大得多。一开始,CLICRA优于TraCaMaRA。自600年代以来,TraCaMaRA显示缓存命中率提出CLICRA方法相似,但TraCaMaRA缓存命中率高并不证明它的优越性由于缓冲区下溢数高、高开关频率、大带宽消耗TraCaMaRA所致。

6.2.2。仿真结果为设置2

仿真结果被报道的三种不同延迟的组合与给定带宽链接# 1,# 2,# 3。接收窗口大小设置为60 k字节;因此,链接的吞吐量受到延误除了带宽。报告的结果是类似的方式在前一节中。表6,7,8显示缓冲区下溢计数,传输字节数从原始服务器代理缓存层# 2,和开关频率和振幅延迟三个不同的链接。数据8和9显示平均收到媒体比特率在仿真时间和平均缓存命中率的代理缓存# 2客户的请求,分别。仿真结果表明,该方法明显优于传统方法,类似于第一个仿真设置的结果。讨论的原因是相同的仿真结果第一设置。

7所示。结论

本文表明,当流媒体管理在流媒体代理缓存和速率适应客户通过HTTP使用动态自适应流媒体(DASH)独立执行,网络资源不能有效利用,流在DASH客户是退化的经历。要解决这些问题,本文提出了一种信号方法从流媒体客户端代理缓存管理从代理缓存预取缓存段和流媒体客户端反馈的缓存状态和段取时间从原始服务器代理缓存。信号的基础上,提出了客户驱动联合代理缓存管理和适应(CLICRA)方法估计交付媒体比特率在原始服务器和代理缓存和代理缓存和流媒体客户端之间的分别。因此,获取时间和缓冲媒体持续时间可以预测后续部分根据缓存状态和估计交付媒体比特率。拟议中的CLICRA方法不仅指定了媒体比特率表征水平的要求部分也为预期的部分,客户端将最有可能请求不久。预期的部分的信息传递给代理缓存,以便它可以预取预期的部分。因此,提出CLICRA方法有效地使用有限的网络资源之间的起源服务器和代理缓存和避免交通拥堵。CLICRA显示改进的性能对缓冲区下溢计数,开关频率,实现媒体比特率客户和带宽消耗从原始服务器代理缓存和代理缓存的缓存命中率相比竞争技术。

附录

阑尾组织如下。详细的速度适应算法在附录一个,它描述了详细的实现决定联合请求的部分媒体比特率和预期的节段提出5.2。附录B介绍了高速缓存状态更新和预测部分进行了总结5.1。2。最后,附录C提出的方法分别测量SFT用于部分5.1。1。

答:适应速度

速度适应行动(部分进行了总结5.2)由switching-up或表示水平和保持表示水平不变。

. 1。Switching-Up表示水平

两个条件来决定是否要转换到一个更高的比特率编码表示。

第一个条件是检查是否交付的网络容量足够大当前的的表达水平,缓冲媒体时间将保持在一个安全水平播放中断。条件是所有预测缓冲媒体时代瞬间的时间,表示高于某个阈值假设DASH客户集当前表示ID;也就是说,下面的不平等必须持有: 第二个条件是检查如果网络容量足够大,这样更高的水平的表示是在时间和缓冲媒体时间将保持在一个安全的水平。这种情况是衡量如果网络容量足够大,这样的变化缓冲媒体时间高于某个阈值相比,当前媒体缓冲时间。它是所有必须高于某个阈值和变化预测缓冲媒体时间吗必须高于某个阈值假设DASH端开关就更高的比特率编码表示。换句话说,如果有一个更高层次的在以下两个不平等必须持有: 在哪里的窗口大小定义在表1。是一个变量,而不是常数,不同的第一个条件是什么总是设置为。

该决定转换到一个更高的比特率编码表示是由保守但很快提供稳定和回放质量尽可能高。保守的决定是由使用多个条件如前所述,使用预测和快速决策是由缓冲缓冲操作在网络媒体时间包括代理缓存。

由信用证。Switching-Down表示水平

决定switching-down低比特率编码表示当网络容量减少,和当前的表示不能及时交付。延迟发货导致缓冲媒体时间将减少导致播放中断一个不安全的水平。延迟发货可能导致变化的缓冲媒体相比,当前的缓冲媒体时间低于某个阈值。以下条件必须持有切换到低比特率编码表示: 新的表示级别设置为最高值的范围内(, 如果以下: 否则,请求段决定的 在哪里和ID =表示媒体比特率表示和。

b .缓存状态更新和预测的过程

缓存状态更新和连续预测方法(部分进行了总结5.1。2)包括以下流程。

过程1。更新缓存状态的后续部分的信号从代理缓存。被设置为,被设置为,设置为当前时间。

过程2。模仿发出请求(th)段和时间来接收部分,也就是说,,它可以预测 然后,被设置为。的调度方法6按顺序]部署请求和接收部分。但是,连续两个请求之间的停产时间设置为(11]。

过程3。模拟信号最早的未“预期”信息代理缓存如果有未段在几个“预期段”在一个滑动窗口()。最早的一个是传达给代理缓存,以便后者可以预取。因此,如果一个最早的未“预期”信息传达给代理缓存,然后客户端更新的缓存状态未“预期”“获取”和估计的时间即时缓存“获取”部分,也就是说,,这是预测

流程4。更新的缓存状态“预期片段”从“获取”到“缓存”如果时间请求下一段,也就是说,,比。

流程5。增加然后转到步骤2。

过程6。增加去第一步。

流程5和6是用来连续检查指定的后续部分和在的范围和,分别。

c .测量sft

测量sft从原始服务器的代理缓存和代理缓存DASH客户,也就是说,和,用于连续平米预测部分5.1。1。这个附录解释了和是衡量DASH客户机。

C.1。SFT测量从代理缓存DASH客户机

的客户可以指定SFT衡量DASH - SFT从原始服务器的代理缓存,这取决于的缓存状态。

每次在收到一个新的部分,最近样品的测量从代理缓存SFT DASH客户机()指定如下。

案例1。接收部分是由代理缓存,缓存段和测量了SFT DASH客户机()是;因此,可以设置为 在哪里可以衡量DASH客户机。

例2。接收部分是由代理缓存获取部分,和确定是 在哪里和可以测量由DASH端,以代理缓存和通知DASH客户机。

例3。未收到部分,可以指定 在哪里以代理缓存和通知DASH客户机。

每次在收到一个新的部分,从以前的更新吗和最近的样本,也就是说,,因为 在哪里和是先前估计的加权因素和最近的测量样本,然后呢和表示媒体比特率的表示表示ID =和,分别。自从SFT媒体编码比特率成正比,比例系数,也就是说,,乘以代表而言,。一段通常包含几秒钟的媒体持续时间(本文使用5秒)。这已经是很久的提供一个有效率的适应方法及时应对带宽变化。所以,和都设置为0.5。

C.2。SFT测量从原始服务器代理缓存

指定的想法是使用以代理缓存和通知代理缓存的DASH客户机。

每次在收到一个新的部分,最近的样本测量SFT从原始服务器代理缓存()被指定为 在哪里表示测量SFT从原始服务器的代理缓存最近缓存段,和表示最近缓存段的比特率。缓存段被认为是最近缓存段如果获取一段时间从开始时间小于或等于当前时间一定阈值()。候选人包括一系列段段数字范围),在的范围。然后,,估计 这两个和也设置为0.5。

这可能发生或在(C.6更新时)不存在。例如,(可以设置为1) 不存在。都不存在,估计一个预定义的值如MSD的一半。类似的过程是应用更新在(C.4)。

如果一段还没有完全收到代理缓存,但花时间比例抓取的段的一部分(C.5)已经超过,然后据更新(C.6)通过考虑花费的时间。

如果是否定的一段时间,例如,60年代用于我们的模拟,客户估计段不断缓存在一个相对长时间在当前表示。客户指示代理缓存相邻高表示的表示预期的片段,以便代理缓存预取的部分越高表示。所以,可以更新即使当前表示完全缓存。

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