一种视频在线缓存管理方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种视频在线缓存管理方法和系统。该方法包括：将视频按照时间顺序切分成多个字节数相同且连续的视频块，S1：视频缓存装置接收到用户发来的某个视频块的请求后，从远程视频服务器中获取所述某个视频块，将所述某个视频块发送给所述用户；S2：所述视频缓存装置根据用户观看视频的历史数据信息，预测出其视频块集合中的每个视频块和所述某个视频块的下次请求时间，根据各个视频块的下次请求时间确定所述某个视频块的缓存方式。该方法基于用户尤其是在线用户访问视频块的当前位置计算视频块的下次请求时间，根据视频块的下次请求时间进行缓存策略判断，能可靠地反映了视频块的瞬时重要性，从而明显提高了视频缓存的效率。

A Video Online Cache Management Method and System

The invention provides a video online buffer management method and system. The method includes: dividing the video into several video blocks with the same number of bytes in chronological order; S1: After receiving a request from a user for a video block, the video buffer device obtains the video block from a remote video server and sends the video block to the user; S2: The video buffer device transmits the video block to the user according to the historical data of the video viewed by the user. The next request time of each video block and a video block in its video block set is predicted, and the buffer mode of the video block is determined according to the next request time of each video block. This method calculates the next request time of video block based on the current position of the user, especially the online user, and judges the cache strategy according to the next request time of the video block. This method can reliably reflect the instantaneous importance of the video block, thus significantly improving the efficiency of video caching.

【技术实现步骤摘要】
一种视频在线缓存管理方法和系统
本专利技术涉及视频存储管理领域，具体涉及一种视频在线缓存管理方法和系统。
技术介绍
随着在线观看视频的用户数量越来越多以及可供下载的视频数量和尺寸越来越大，视频服务器面临着巨大的文件存储压力和带宽开销。文件视频缓存装置是缓解这一压力的常用方法。在视频缓存领域，现有的缓存替换方法包括LRU(LeastRecentlyUsed,最早最近访问)策略和LFU(LeastFrequentlyUsed,最少访问频率)策略。它们共同的做法都是假定用户将来的行为与过去的行为相似，进而根据用户对文件的历史访问记录，预测文件的访问模式；当缓存满时，这些缓存策略从缓存中优先剔除最不可能被访问的文件。其中，LRU策略基于历史访问记录，从缓存中优先剔除最近访问时间最早的文件；其本质是基于文件的短期流行度预测该文件的访问模式，即，如果文件最近被访问过，那么其未来被访问的机率更高。LFU策略根据历史访问记录统计文件被请求的频率，优先从缓存中剔除访问频率最少文件；其本质是基于长期文件的长期流行度预测的该文件的访问模式，即:如果文件在过去被访问了很多次，那么未来被访问的频率更高。上述现有技术中的视频的缓存替换方法的缺点为：LRU策略和LFU策略都是以文件的历史被访问信息代替文件未来被访问的模式，往往会出现判断错误,准确度有限。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种视频在线缓存管理方法和系统，以提高视频缓存的效率。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。根据本专利技术的一个方面，提供了一种视频在线缓存管理方法，将视频按照时间顺序切分成多个字节数相同且连续的视频块，所述方法包括：S1：视频缓存装置接收到用户发来的某个视频块的请求后，从远程视频服务器中获取所述某个视频块，将所述某个视频块发送给所述用户，同时记录所述某个视频块的历史数据信息；S2：所述视频缓存装置根据用户观看视频的历史数据信息，预测出其视频块集合中的每个视频块和所述某个视频块的下次请求时间，根据各个视频块的下次请求时间确定所述某个视频块的缓存方式。进一步地，所述的将视频按照时间顺序切分成多个字节数相同且连续的视频块，包括：将视频按照时间顺序分成多个字节数相同且连续的视频块，视频缓存装置在其内部的视频块集合中以视频块的方式对各个视频进行存储和管理，远程视频服务器以视频块的方式存储和管理所有视频，远程视频服务器通过通信网络与各个视频缓存装置进行数据通信；视频缓存装置存储和管理用户观看视频的历史数据信息，所述历史数据信息包括：用户行为文件和/或视频块访问日志文件，所述用户行为文件用于记录每个在线用户最近一次观看的视频块和观看时刻，所述视频块访问日志文件用于记录每个视频块在最近一段时间内被访问的各个时刻。进一步地，所述用户行为文件是一个以在线用户ID为key，以该用户对应的五元组为value的数据结构，每个在线用户在用户行为文件中对应一个五元组，该五元组元素包括该用户的ID、视频ID、该用户正在观看的视频块ID、该用户观看首块视频的起始时刻，和该用户最近正在观看的视频块的起始时刻。进一步地，所述的视频缓存装置接收到用户发来的某个视频块的请求后，从远程视频服务器中获取所述某个视频块，将所述某个视频块发送给所述用户，包括：视频缓存装置接收到用户发来的某个视频块的请求后，查找并比对视频缓存装置存储的视频块集合中是否存在所述某个视频块，如果存在所述某个视频块，则将所述某个视频块返回给用户，同时更新所述某个视频块的历史数据信息，流程结束，继续等待下一个用户的视频块请求；如果不存在所述某个视频块，则视频缓存装置到远程视频服务器获取所述某个视频块，并将所述某个视频块返回给所述用户，然后更新所述某个视频块的历史数据信息，并执行步骤S2。进一步地，所述的视频缓存装置根据用户观看视频的历史数据信息，预测其视频块集合中的每个视频块和所述某个视频块的下次请求时间，根据各个视频块的下次请求时间确定所述某个视频块的缓存方式，包括：所述视频缓存装置将其空闲的缓存空间与需要缓存的某个视频块本身的内存大小进行比较，当空闲的缓存空间大于或者等于所述某个视频块本身的内存时，则所述视频缓存装置将所述某个视频块存入空闲的缓存空间，流程结束；当空闲的缓存空间小于所述某个视频块本身的内存时，所述视频缓存装置根据其存储的各个视频块的历史数据信息预测出其视频块集合中的每个视频块和所述某个视频块的下次请求时间，将各个视频块的下次请求时间进行排序，当下次请求时间值最大的视频块不是所述某个视频块时，则在缓存空间中删除所述下次请求时间值最大的视频块，并在对应缓存空间上存储所述某个视频块；当下次请求时间值最大的视频块是所述某个视频块时，则不在本地缓存空间中存储所述某个视频块。进一步地，所述的视频缓存装置根据其存储的各个视频块的历史数据信息预测出其视频块集合中的每个视频块和所述某个视频块的下次请求时间，包括：方法x：根据用户行为文件计算指定视频块的下次请求时间，当需要预测出指定视频块的下次请求时间时，当有在线用户的视频块观看位置处于所述指定视频块之前时，假设所述在线用户按照视频的自然顺序请求视频块，根据用户行为文件中记载的所述在线用户的当前观看位置，计算出所述指定视频块的下次请求时间；或者，方法y：根据视频块访问日志文件计算指定视频块的下次请求时间，当没有在线用户的视频块观看位置处于所述指定视频块之前时，根据视频块访问日志文件记载的所述指定视频块或所述指定视频块对应的视频所对应的最近一段时间内的观看历史记录，计算出有新用户进入系统开始观看所述指定视频块的时间，将该时间作为所述指定视频块的下次请求时间。进一步地，所述的根据用户行为文件计算指定视频块的下次请求时间，包括：当用户行为文件记载有在线用户的视频块观看位置处于所述指定视频块之前时,根据所述在线用户的观看位置，按照从前往后的自然观看顺序，计算出所述在线用户中每个在线用户分别请求所述指定视频块的将来时刻，这些将来时刻的值构成一个将来时刻集合；从所述将来时刻集合中去除小于当前时刻的值，剩余的将来时刻值构成剩余集合，如果所述剩余集合不为空，则其中元素的最小值作为所述指定视频块的下次请求时间；如果剩余集合为空集，则采用所述方法y来计算所述指定视频块的下次请求时间。进一步地，所述的根据视频块访问日志文件计算指定视频块的下次请求时间，包括：方法A：直接推测所述指定视频块的下次请求时间，根据视频块访问日志文件中所述指定视频块最近一段时间内被观看的历史记录，计算出当前时刻与所述最近一段时间内记录到的最早观看时刻之间的时间间隔，将该时间间隔除以所述最近一段时间内记录到的所述指定视频块的总观看次数，得到所述指定视频块被观看的平均间隔时间，则将所述指定视频块的下次请求时间计算为当前时刻与所述平均间隔时间之和；或者，方法B：间接推测所述指定视频块的下次请求时间，将所述指定视频块的下次请求时间计算为所述指定视频块对应的视频的首个视频块的下次请求时间加上从所述首个视频块到所述指定视频块的视频播放时间，根据视频块访问日志文件中记录的所述指定视频块的对应视频的首个视频块的最近一段时间内被观看的历史记录，计算出当前时刻与所述历史记录中记载的所述首个视频块的最早观看时刻之间的时间间隔，将该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视频在线缓存管理方法，其特征在于，将视频按照时间顺序切分成多个字节数相同且连续的视频块，所述方法包括：S1：视频缓存装置接收到用户发来的某个视频块的请求后，从远程视频服务器中获取所述某个视频块，将所述某个视频块发送给所述用户，同时记录所述某个视频块的历史数据信息；S2：所述视频缓存装置根据用户观看视频的历史数据信息，预测出其视频块集合中的每个视频块和所述某个视频块的下次请求时间，根据各个视频块的下次请求时间确定所述某个视频块的缓存方式。

【技术特征摘要】
1.一种视频在线缓存管理方法，其特征在于，将视频按照时间顺序切分成多个字节数相同且连续的视频块，所述方法包括：S1：视频缓存装置接收到用户发来的某个视频块的请求后，从远程视频服务器中获取所述某个视频块，将所述某个视频块发送给所述用户，同时记录所述某个视频块的历史数据信息；S2：所述视频缓存装置根据用户观看视频的历史数据信息，预测出其视频块集合中的每个视频块和所述某个视频块的下次请求时间，根据各个视频块的下次请求时间确定所述某个视频块的缓存方式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的将视频按照时间顺序切分成多个字节数相同且连续的视频块，包括：将视频按照时间顺序分成多个字节数相同且连续的视频块，视频缓存装置在其内部的视频块集合中以视频块的方式对各个视频进行存储和管理，远程视频服务器以视频块的方式存储和管理所有视频，远程视频服务器通过通信网络与各个视频缓存装置进行数据通信；视频缓存装置存储和管理用户观看视频的历史数据信息，所述历史数据信息包括：用户行为文件和/或视频块访问日志文件，所述用户行为文件用于记录每个在线用户最近一次观看的视频块和观看时刻，所述视频块访问日志文件用于记录每个视频块在最近一段时间内被访问的各个时刻。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户行为文件是一个以在线用户ID为key，以该用户对应的五元组为value的数据结构，每个在线用户在用户行为文件中对应一个五元组，该五元组元素包括该用户的ID、视频ID、该用户正在观看的视频块ID、该用户观看首块视频的起始时刻，和该用户最近正在观看的视频块的起始时刻。4.根据权利要求1或者2或者3所述的方法，其特征在于，所述的视频缓存装置接收到用户发来的某个视频块的请求后，从远程视频服务器中获取所述某个视频块，将所述某个视频块发送给所述用户，包括：视频缓存装置接收到用户发来的某个视频块的请求后，查找并比对视频缓存装置存储的视频块集合中是否存在所述某个视频块，如果存在所述某个视频块，则将所述某个视频块返回给用户，同时更新所述某个视频块的历史数据信息，流程结束，继续等待下一个用户的视频块请求；如果不存在所述某个视频块，则视频缓存装置到远程视频服务器获取所述某个视频块，并将所述某个视频块返回给所述用户，然后更新所述某个视频块的历史数据信息，并执行步骤S2。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的视频缓存装置根据用户观看视频的历史数据信息，预测其视频块集合中的每个视频块和所述某个视频块的下次请求时间，根据各个视频块的下次请求时间确定所述某个视频块的缓存方式，包括：所述视频缓存装置将其空闲的缓存空间与需要缓存的某个视频块本身的内存大小进行比较，当空闲的缓存空间大于或者等于所述某个视频块本身的内存时，则所述视频缓存装置将所述某个视频块存入空闲的缓存空间，流程结束；当空闲的缓存空间小于所述某个视频块本身的内存时，所述视频缓存装置根据其存储的各个视频块的历史数据信息预测出其视频块集合中的每个视频块和所述某个视频块的下次请求时间，将各个视频块的下次请求时间进行排序，当下次请求时间值最大的视频块不是所述某个视频块时，则在缓存空间中删除所述下次请求时间值最大的视频块，并在对应缓存空间上存储所述某个视频块；当下次请求时间值最大的视频块是所述某个视频块时，则不在本地缓存空间中存储所述某个视频块。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的视频缓存装置根据其存储的各个视频块的历史数据信息预测出其视频块集合中的每个视频块和所述某个视频块的下次请求时间，包括：方法x：根据用户行为文件计算指定视频块的下次请求时间，当需要预测出指定视频块的下次请求时间时，当有在线用户的视频块观看位置处于所述指定视频块之前时，假设所述在线用户按照视频的自然顺序请求视频块，根据用户行为文件中记载的所述在线用户的当前观看位置，计算出所述指定视频块的下次请...

【专利技术属性】
技术研发人员：李纯喜，高志朋，赵永祥，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11