Smart Data-Driven Proactive Push to Edge Network for User-Generated Videos

Xiaoteng Ma, Qing Li*, Junkun Peng, Gareth Tyson, Ziwen Ye, Shisong Tang, Qian Ma, Shengbin Meng, Gabriel-Miro Muntean, and Yong Jiang*. “Smart Data-Driven Proactive Push to Edge Network for User-Generated Videos.” Accepted by IEEE INFOCOM, 2024. (CCF A).

基于海量边缘缓存的高效内容推送架构SDPush

互联网中的视频流量占据绝大部分,且其体量仍在快速增长。近年来,许多CDN厂商为了节省成本,提升服务质量,开始租用许多轻量级边缘节点,如wifi接入点、边缘基站外接服务器等。基于这种场景,CDN厂商智能地选择将视频文件部署在其数据中心还是边缘节点。管理该架构比传统CDN更具有挑战性,因为这些边缘节点分布广、数量大,但是服务质量相较于数据中心很不稳定。
为了缓解以上问题,我们提出了SDPush,一种基于海量边缘缓存的数据驱动的内容推送架构。该方案主要针对两个问题:

哪些视频文件值得被推送到这些轻量级的边缘节点上?针对这个问题,我们设计了融合多维特征的文件热度排序与预测算法,利用该方案,我们能够有效筛选出最值得边缘节点缓存的视频文件;

每个视频文件应该缓存在哪些边缘节点上?针对这一问题,我们采用数据驱动的方案,根据文件特征设计模型,预测若边缘节点缓存了该文件会产生多大流量,并将该问题建模成一个可以秒级别求解的优化问题。

利用字节跳动真实的文件请求数据和边缘节点性能数据,我们进行了离线仿真验证了我们的算法;同时,我们将方案部署在了真实的系统中测试实际部署性能。实验证明了我们的方案能够有效地节省CDN的成本。