Multimedia Caching

Eine Diplomarbeit von Lars Martensen.

Einleitung

Mit der zunehmenden Verfügbarkeit von Breitbandinternetzugängen wächst auch das Angebot multimedialer Inhalte im Internet. Unter dem Begriff multimediale Inhalte sollen hierbei in erster Linie ganze Filme verstanden werden, aber auch kurze Video- und Audioclips gehören hierzu. Diese Angebote machen heute einen bedeutenden Anteil des gesamten Datenverkehrs im Internet aus. Während die multimedialen Inhalte bei vielen Angeboten vom Nutzer erst heruntergeladen werden müssen bevor sie konsumiert werden können, gewinnt das sogenannte Streaming immer mehr an Bedeutung. Beim Multimedia-Streaming werden die Inhalte nicht erst komplett heruntergeladen, sondern übertragene Daten werden in Echtzeit dekodiert und beim Nutzer dargestellt. Die Vorteile dieses Vorgehens liegen auf der Hand: durch die zeitnahe Verarbeitung der Multimedia-Daten muss nicht das gesamte Multimedia-Objekt gespeichert werden, der Nutzer muss also deutlich weniger lokalen Speicherplatz zur Verfügung stellen. Desweiteren fällt auch die Wiedergabeverzögerung drastisch geringer aus.

Durch die spezifischen Eigenschaften multimedialer Objekte stellt Multimedia Streaming hohe Ansprüche an die verwendeten Computersysteme. Diese Eigenschaften sind in erster Linie die große Größe und der hohe Bandbreitenbedarf. Eine weit verbreitete Technik um statische Web Objekte, also Text und Bilder, besser verfügbar zu machen, ist das sogenannte Proxy Caching. Beim Proxy Caching werden vom Nutzer angeforderte Objekte zwischengespeichert um zukünftige Anfragen ohne Kontaktierung des Servers bedienen zu können. Traditionelle Algorithmen zum Cachen statischer Inhalte sind aufgrund der oben angeführten Eigenschaften multimedialer Objekte nicht für diese geeignet. Ziel dieser Diplomarbeit ist es einen Überblick über bekannte Verfahren zu erarbeiten, die entworfen wurden um Multimedia-Objekte zu cachen. Darüberhinaus soll untersucht werden, wie Proxys zusammenarbeiten können um die Gesamtleistung des Systems zu verbessern. Eine Beispielimplementation soll dann in das Proxysystem "Beaver" integriert werden.

Zeitplan

Literaturhinweise

• Proxy Prefix Caching for Multimedia Streams, Sen et al., 1999
• A generalized Interval Caching Policy for mixed interactive and long video workloads, Dan et al., 1996
• Resource-based Caching for Web Servers, Tewari et al., 1998
• Segment-Based Proxy Caching of Multimedia Streams, Wu et al., 2001
• Adaptive and Lazy Segmentation Based Proxy Caching for Streaming Media Delivery, Chen et al., 2003
• Designs of High Quality Streaming Proxy Systems, Chen et al., 2004