1、隨著云技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于云的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用極大豐富。擁有超大規(guī)模用戶群的P2P文件共享與發(fā)布應(yīng)用如文件下載、流媒體和在線游戲發(fā)布等，也開(kāi)始向云平臺(tái)遷移，形成了云協(xié)助文件共享與發(fā)布系統(tǒng)。P2P模式與云服務(wù)模式的結(jié)合，賦予了文件共享與發(fā)布系統(tǒng)眾多新特性，例如，可周期性改變系統(tǒng)的云帶寬租用量，提供下載預(yù)約功能，為用戶下載過(guò)程同時(shí)提供節(jié)點(diǎn)輔助和云協(xié)助兩種加速方式，可短期租用云資源以應(yīng)對(duì)新資源發(fā)布初期瞬間激增的下載請(qǐng)求，等等。在新模式新特性的驅(qū)動(dòng)下，

2、對(duì)文件共享與發(fā)布系統(tǒng)性能優(yōu)化及成本節(jié)約策略的研究，面臨著一系列亟待解決的問(wèn)題：第一，P2P與云協(xié)助模式的結(jié)合，能否提升文件共享與發(fā)布系統(tǒng)的性能？系統(tǒng)需要承擔(dān)多大的云資源租用開(kāi)銷？影響系統(tǒng)成本的關(guān)鍵因素有哪些？對(duì)大規(guī)模實(shí)用系統(tǒng)展開(kāi)測(cè)量，以解答上述疑問(wèn)，是云協(xié)助文件共享與發(fā)布系統(tǒng)優(yōu)化策略研究急需解決的問(wèn)題;其次，云協(xié)助服務(wù)模式下的系統(tǒng)，每隔一段周期可以調(diào)整云帶寬的租用量，如何使租用量與系統(tǒng)實(shí)際的帶寬需求相匹配，從而在保障QoS的同時(shí)，降低云

3、資源消耗量，是系統(tǒng)優(yōu)化策略研究中的重要問(wèn)題。第三，云協(xié)助服務(wù)模式支持下載預(yù)約功能，且為用戶的下載過(guò)程同時(shí)提供節(jié)點(diǎn)加速和云加速，如何基于此新特性，提出高效的網(wǎng)絡(luò)緩存策略，是系統(tǒng)優(yōu)化策略研究中的又一關(guān)鍵問(wèn)題。第四，在熱門(mén)新資源發(fā)布初期，下載請(qǐng)求瞬間激增，這種flash erowd現(xiàn)象對(duì)云流量的消耗極大，如何基于短期租用云資源時(shí)的付費(fèi)特征，提出云協(xié)助文件發(fā)布過(guò)程的成本節(jié)約策略，是系統(tǒng)優(yōu)化策略研究的又一重要問(wèn)題。此外，在云協(xié)助服務(wù)模式下，主要承

4、載文件共享與發(fā)布應(yīng)用的，實(shí)際上是分布式云平臺(tái)。如何結(jié)合主營(yíng)業(yè)務(wù)的特性，研究云平臺(tái)的成本最小化部署問(wèn)題，得出分布式云計(jì)算存儲(chǔ)資源的最優(yōu)部署位置及數(shù)量，也是系統(tǒng)性能優(yōu)化策略研究的關(guān)鍵問(wèn)題，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)測(cè)量研究實(shí)用云協(xié)助文件共享與發(fā)布系統(tǒng)的工作較為匱乏這一問(wèn)題，本文對(duì)其典型代表----QQ旋風(fēng)離線下載系統(tǒng)，展開(kāi)大規(guī)模測(cè)量，根據(jù)系統(tǒng)的服務(wù)特性，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集的主要參量。測(cè)量結(jié)果表明，云協(xié)助

5、模式解決了原有P2P系統(tǒng)無(wú)法保障文件可用性，以及無(wú)法保障用戶高速下載這兩大缺陷。分析結(jié)果還揭示了影響用戶下載過(guò)程云帶寬消耗量的關(guān)鍵因素。為系統(tǒng)優(yōu)化打下了基礎(chǔ)。⑵針對(duì)現(xiàn)有的服務(wù)器帶寬分配策略不適用于云帶寬租用量可變的服務(wù)模式這一問(wèn)題，結(jié)合測(cè)量得出的下載過(guò)程云帶寬消耗量主要影響因素，即文件熱度、下載啟動(dòng)時(shí)段和用戶網(wǎng)絡(luò)連接類型，本文提出了自適應(yīng)的云帶寬租用和分配策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該策略在保障服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)，大幅削減了離線下載系統(tǒng)的云帶寬消耗

6、量。⑶針對(duì)支持下載預(yù)約功能，以及同時(shí)提供節(jié)點(diǎn)加速和云加速的服務(wù)特性，本文研究了適用于云協(xié)助離線下載系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)緩存方案，提出了在ISP域內(nèi)同時(shí)部署P2P超級(jí)節(jié)點(diǎn)和緩存云延伸節(jié)點(diǎn)的互補(bǔ)式緩存策略。P2P超級(jí)節(jié)點(diǎn)根據(jù)域內(nèi)P2P網(wǎng)絡(luò)中的文件緊缺程度決定緩存對(duì)象，以增強(qiáng)域內(nèi)P2P網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力。緩存云延伸節(jié)點(diǎn)根據(jù)域內(nèi)用戶下載預(yù)約量決定緩存對(duì)象，且無(wú)需緩存P2P超級(jí)節(jié)點(diǎn)中已有的文件，以分擔(dān)域內(nèi)下載請(qǐng)求對(duì)云帶寬的需求量。部署后3個(gè)月的實(shí)際運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)表明

7、，互補(bǔ)式緩存策略能夠?qū)崿F(xiàn)降低系統(tǒng)云帶寬消耗量、提升用戶下載速度、削減ISP跨域流量開(kāi)銷的“三贏”目標(biāo)。⑷針對(duì)熱門(mén)文件發(fā)布初期。大規(guī)模flash crowd下系統(tǒng)的云資源租用開(kāi)銷過(guò)大這一問(wèn)題，本文首先建立了游戲發(fā)布系統(tǒng)的Fluid模型。并借助模型推導(dǎo)了系統(tǒng)的云資源占用時(shí)長(zhǎng)和云流量開(kāi)銷。然后通過(guò)示例分析，發(fā)現(xiàn)大小文件同時(shí)發(fā)布時(shí)，系統(tǒng)因無(wú)法充分利用用戶的上傳能力，導(dǎo)致云資源租用開(kāi)銷遠(yuǎn)高于理論下界。為此，我們提出了文件塊主動(dòng)推送方案，把節(jié)點(diǎn)上傳

8、帶寬不足的文件分塊推送給有富余上傳能力的“幫忙節(jié)點(diǎn)”。最后我們求解最優(yōu)化問(wèn)題得出了最優(yōu)推送策略，并通過(guò)效果評(píng)估，揭示了推送策略能使云資源租用開(kāi)銷大幅降低且接近理論下界。⑸針對(duì)承載了眾多熱門(mén)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的分布式云系統(tǒng)的成本最小化部署問(wèn)題。本文在揭示了4類主要成本元素之后，基于不改變成本特性的抽象化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，建立了分布式云系統(tǒng)的通用成本模型。然后，針對(duì)主營(yíng)應(yīng)用特性不同的三類典型云系統(tǒng)，分別構(gòu)建了最優(yōu)化問(wèn)題，并相應(yīng)地求解得出了分布式計(jì)算存儲(chǔ)資源的