[發明專利]一種基于地面移動多媒體廣播多媒體數據廣播分發系統緩存管理的一種方法

無效

• 申請號: 200810240824.0
• 申請日: 2008-12-26
• 公開（公告）號: CN101771666A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 鄧暉;楊貴君;劉剛;李良旺;鄭志軍;王江昆;朱秋果
• 申請（專利權）人: 中衛星空移動多媒體網絡有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1、技術領域

本發明涉及廣播通信領域，適用于地面移動多媒體廣播(DAB/TMMB)系統，用于地面移動多媒體廣播數據廣播分發大容量多媒體數據內容數據請求及響應處理，針對移動互聯網內容在廣播或通信物理傳輸數據服務端的響應性能。

2、背景技術

作為一種新媒體的地面移動多媒體廣播系統，移動互聯網應用(WEB服務)是適應社會發展，體現科技進步的產物，它是一種新的廣播系統。

在地面數字多媒體廣播系統中，業務的開展形式多種多樣，包括：視頻、音頻、股票、交通信息、視音頻網站推送等業務需同步到統一數據廣播分發系統，分別對全業務運營的網絡載體進行分發，響應用戶交互請求，合理動態分配用戶需求數據，海量數據對流交互，以最優網絡狀態策略分發到地面廣播網絡，數據廣播分發系統緩存管理尤為重要，提高網絡有效寬帶利用率及用戶體驗滿意度。

數據分發系統緩存管理實現了移動互聯網內核WEB服務。數據分發系統采用一種非對稱多線程流水結構(Asymmetric?Muti-Threads?Pipeline)來實現請求任務內并發處理。針對這一結構特點，提出并采用了獨立的緩存管理機制和更優的淘汰策略來實現數據分發系統的Web對象緩存管理。如附圖1所示。

使其更適合在移動互聯網接入及分發平臺下，較大負載的服務環境。數據分發系統在負載更重的情形下，性能提高更明顯，服務質量更好。

3、發明內容

本發明提供一種基于地面移動多媒體廣播數據廣播分發系統。在此方法中，緩存的結構實現和淘汰策略，采用獨立的緩存機制，在內存中劃分一片內存由自己單獨管理來實現緩存，同時在傳統的互聯網服務器策略LRU淘汰策略的基礎之上綜合了Web對象的大小和被訪問的頻率，提出了S-FLRU淘汰策略，并采用多級S-FLRU實現了數據廣播分發系統的淘汰策略。

(1)根據HTTP請求中靜態請求占很高的比例，采用高效緩存減少磁盤I/O引起的阻塞；其次，使用多線程模式，提高處理的并行性，充分發揮數據廣播分發系統的性能；最后，在內核緩存提供服務，減少數據拷貝和系統調用的開銷；

(2)S-FLRU策略：假設在數據廣播分發系統Cache中有N個Web對象，同時對于任意對象i其大小為Si。假設在k期間內，在Cache中對象集合用C(k)表示，用ik表示在k期間內被訪問到的對象i，如果ik在Cache中，則訪問命中；如果沒有在Cache中，則我們必須淘汰一些對象以容納ik。假設，N≥0表示為了容納ikCache除開已有空間還需要的空間。我們引進一個變量Vi，如果我們要淘汰對象i，則將Vi置為1；如果要保留對象i，則將Vi置為0(只有在Cache中的對象才有相應的Vi變量與之對應)。我們假定ΔTik表示對象i在k階段自上一次被訪問到當前被訪問之間的時間差，所以1/ΔTik表示對象被訪問的頻率。當淘汰時，理想方法是淘汰這樣一組Web對象，要求其滿足大小之和等于或大于N的條件下，被訪問頻率累計和達到最小，所以有以下模型：

該模型是一個求最小值的背包問題，準確的說，要放在背包中的對象正是我們要從Cache中淘汰的對象。在這個模型中與背包問題中價值與重量比對應的是：(1/ΔTik)/S(即淘汰對象，最好是被訪問頻率小，又是文件大的web對象)。本文采用貪心法對Cache中的所以對象按Si*ΔTik大小按升序排列后得到：S₁*ΔT_1k≤S₂*ΔT_2k≤...≤S_|c(k)|*ΔT_|c(k)|k

在淘汰時可以從具有最大值的對象開始依次淘汰直到有足夠的空間容納新的對象。稱這種綜合訪問頻率和文件大小的淘汰策略為S-FLRU。

在實現該淘汰策略時，考慮到數據廣播分發系統采用非對稱多線程流水結構，為了使淘汰對象的選取不成為系統的瓶頸和進一步提高并行性，采用了多個S-FLRU對列并行實現淘汰策略。根據文件大小對S-FLRU隊列進行分級，當一個新對象進入緩存中時，根據其大小在相應S-FLRU隊列中選擇被淘汰的對象進行淘汰。這種實現方式克服了在采用單個LRU鏈的情況下，由于LRU是臨界資源而導致許多另外的進程排隊等待操作LRU的缺點，顯示隨著用戶對移動互聯網請求，Web?Server的負載增加，多S-FLRU隊列表現出明顯的優勢。

(3)為了能在處理請求時迅速的通過查找得到該請求所訪問的對象是否在緩存中，采用了Hash鏈表查找，其結構圖如圖2所示。