基于HTTP/2协议的动态自适应流优化算法研究

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近年来流媒体传输技术迅猛发展,各类自适应流媒体传输协议相继提出,为了将各类协议格式进行统一化和规范化,DASH应运而生。DASH协议的发展主要分为两个方向:基于带宽和缓存等参数进行优化的各类码率自适应算法;在HTTP协议传输上不断进行新的协议和机制的开发如HTTP/1.1、HTTP/2等。通过对现有算法进行分析和测量发现存在以下几个问题:(1)在播放开始阶段,已有算法的带宽策略会长时间选择码率较低的分片进行下载来避免中断,这会严重影响带宽利用率和用户体验;(2)已有算法基于缓冲区的策略在面对带宽波动的场景下表现的较不稳定,容易出现频繁和较大幅度的码率切换,在用户体验上也会产生较大影响;(3)已有算法在播放开始阶段码率切换较慢,缓冲区变化幅度较大。鉴于已有算法存在的上述问题,本文提出了一种基于HTTP/2协议的自适应改进算法来解决。本文首先介绍了动态自适应HTTP流技术的特点及HTTP/2协议的最新发展,然后针对HTTP/2协议的推送机制设计了一套自适应算法,该算法通过在每次推送周期中提前确定推送数量K,在改善吞吐量的同时不会造成资源的浪费。此外,本文提出了一种将拥塞控制理论与带宽策略和缓存策略相结合的自适应改进算法,来针对已有算法存在的问题进行改进。最后,本文设计了一套流媒体传输系统用来实现提出的算法,并通过网络模拟器和带宽塑型器对带宽和网络场景进行模拟和控制,来观察已有算法和改进算法的性能表现。通过对实验数据的分析和对比,发现本文提出的改进算法在不同的网络场景下各项指标要高于已有算法。总的来说,改进算法的带宽利用率更高、抗干扰性更强,能在一定程度上提高用户的观看体验。
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