视频文件系统设计方法.pdfVIP

≥≥Q 盒塑至主堡兰堡整苎查竺查竺垡望查圭 视频文件系统设计方法 仇建伟 华北计算技术研究所多媒体研究室 E·mail：qiujw@nci．ac．cn Telephone：(olo)5306 擅要：本文介绍了一种基于分区盘的优化视频文件系统设计方法，从理玲分析和实验结果证明了方法的有效性 和实用性． 美键司：连续媒体，服务质量。敷据存放，磁盘调度，进入控制，文件系统．多媒体服务嚣． 1 引言 压缩、存储和通信技术的近期发展促进了广泛的多媒体(如：文字、音频、视频和图像) 应用开发和推广．预测到2005年，一个典型文件服务器存储的数据有50％将是音视频数据(称 为连续媒体)．多媒体应用对视频服务系统的主要需求是： (1)有效她支持客户实时交互视频数据访问并满足所要求的服务质量(Qos)； (2)有效地支持服务提供者充分发挥系统资源的利用率，为更多的客户服务． 连续媒体文件服务(简称视频文件系统)技术成为多媒体服务器的核心技术．视频文件系统 的责任是怎样有效地存储和检索以视频为主要特征的数据．它研究的内容涉及到视频数据的 有效存储，优化的磁盘调度策略，适应性的服务进入控制，以及数据容错能力，交互操作的 支持，数据快速缓存和与基本文件服务的兼容等．近几年上述相关技术得到广泛研究lI…“． disk)技术．这种磁 随着磁盘技术的发展，现在许多大容量盘采用一种分区盘(Zoned 盘数据存放技术与旧式磁盘数据存放在性能和功能上有很大的不同．本文将讨论分区盘的特 征，并在此基础上研究视频数据的有效存储，均衡磁盘调度策略，最佳进入控制等同题，目 的是给出优化视频文件系统设计方法，达到提高视频服务的性能． 2分区盘特性 在过去的研究和实验中，总是假设磁盘所有数据采用单一的传输率．随着磁盘技术的发 展，现在许多大容量盘采用一种分区盘(Zoneddisk)技术存储数据．它采用恒定线密度 (CLD)记录数据，这样盘外柱面记录的数据比盘内柱面多，由于角速度恒定，外柱面比内 柱面有更高的传输速率(即较小的传输时间)．这样，分区盘的数据传输时间是读取数据块大小 J。)，假设CylI为最外道)相同． 此T(Cyl．b)(cyl．∈(cyk，cy 在一个磁盘Uo请求过程中，总的数据访问时间除数据传输时间外，还存在着二类开 出现在磁头位置的旋转延迟时问，记为R 旋转延迟是一个随机变量． 设Cii是从当前柱面}移劭访问柱面i的数据块访问时间费用函数，则分区磁盘访问时 间费用函数可表示为， Cii(b)2Seek(【i·{1)+R十T(Cyh由) (2，1) 全固第七届多媒体技术学j#会议锻汶集 331 分区磁盘访问时间费用函数具有如下属性： · 不对称性： ％≠c¨，当柱面j和i不在同一区时，从柱面i到柱面j的访盘费用不等于j 到i． · 所在道位置． · 非单调性：ijkO磁头外向内移动)或ijjkO磁头内向外移动)bC。ci．k，通常情况函 数的单调性不能得到保证．若寻道开销近似并且从外向内扫描．单调性可以得到保证． 3分区盘服务模型 ． 基于费用函数(2．1)，n个访问请求的磁盘访问时间可表示为 t Seek 2∑kIlmC(dbblc)=∑扣JmIidv3+∑k_I^(R+T(Cylk,bd)(3．I) 这里，咄，K，Cyll分别表示访问请求k的寻道长度，访问数据块大小和数据的柱面位置． C(dk，bk)是请求k的访盘费用．公式(3．1)右面第二项是随机旋转延迟加必要的数据传输时间， 这里还要包括必要的磁头切换时间，因此是不可调度的．如果磁盘采用分离访问(split．．access) 操作’或零延