On I/O Performance and Cost Efficiency of Cloud Storage: A Client\u27s Perspective

Cloud storage has gained increasing popularity in the past few years. In cloud storage, data are stored in the service provider’s data centers; users access data via the network and pay the fees based on the service usage. For such a new storage model, our prior wisdom and optimization schemes on conventional storage may not remain valid nor applicable to the emerging cloud storage. In this dissertation, we focus on understanding and optimizing the I/O performance and cost efficiency of cloud storage from a client’s perspective. We first conduct a comprehensive study to gain insight into the I/O performance behaviors of cloud storage from the client side. Through extensive experiments, we have obtained several critical findings and useful implications for system optimization. We then design a client cache framework, called Pacaca, to further improve end-to-end performance of cloud storage. Pacaca seamlessly integrates parallelized prefetching and cost-aware caching by utilizing the parallelism potential and object correlations of cloud storage. In addition to improving system performance, we have also made efforts to reduce the monetary cost of using cloud storage services by proposing a latency- and cost-aware client caching scheme, called GDS-LC, which can achieve two optimization goals for using cloud storage services: low access latency and low monetary cost. Our experimental results show that our proposed client-side solutions significantly outperform traditional methods. Our study contributes to inspiring the community to reconsider system optimization methods in the cloud environment, especially for the purpose of integrating cloud storage into the current storage stack as a primary storage layer

From Traditional Adaptive Data Caching to Adaptive Context Caching: A Survey

Context data is in demand more than ever with the rapid increase in the development of many context-aware Internet of Things applications. Research in context and context-awareness is being conducted to broaden its applicability in light of many practical and technical challenges. One of the challenges is improving performance when responding to large number of context queries. Context Management Platforms that infer and deliver context to applications measure this problem using Quality of Service (QoS) parameters. Although caching is a proven way to improve QoS, transiency of context and features such as variability, heterogeneity of context queries pose an additional real-time cost management problem. This paper presents a critical survey of state-of-the-art in adaptive data caching with the objective of developing a body of knowledge in cost- and performance-efficient adaptive caching strategies. We comprehensively survey a large number of research publications and evaluate, compare, and contrast different techniques, policies, approaches, and schemes in adaptive caching. Our critical analysis is motivated by the focus on adaptively caching context as a core research problem. A formal definition for adaptive context caching is then proposed, followed by identified features and requirements of a well-designed, objective optimal adaptive context caching strategy.Comment: This paper is currently under review with ACM Computing Surveys Journal at this time of publishing in arxiv.or

Optimizing Virtual Machine I/O Performance in Cloud Environments

Maintaining closeness between data sources and data consumers is crucial for workload I/O performance. In cloud environments, this kind of closeness can be violated by system administrative events and storage architecture barriers. VM migration events are frequent in cloud environments. VM migration changes VM runtime inter-connection or cache contexts, significantly degrading VM I/O performance. Virtualization is the backbone of cloud platforms. I/O virtualization adds additional hops to workload data access path, prolonging I/O latencies. I/O virtualization overheads cap the throughput of high-speed storage devices and imposes high CPU utilizations and energy consumptions to cloud infrastructures. To maintain the closeness between data sources and workloads during VM migration, we propose Clique, an affinity-aware migration scheduling policy, to minimize the aggregate wide area communication traffic during storage migration in virtual cluster contexts. In host-side caching contexts, we propose Successor to recognize warm pages and prefetch them into caches of destination hosts before migration completion. To bypass the I/O virtualization barriers, we propose VIP, an adaptive I/O prefetching framework, which utilizes a virtual I/O front-end buffer for prefetching so as to avoid the on-demand involvement of I/O virtualization stacks and accelerate the I/O response. Analysis on the traffic trace of a virtual cluster containing 68 VMs demonstrates that Clique can reduce inter-cloud traffic by up to 40%. Tests of MPI Reduce_scatter benchmark show that Clique can keep VM performance during migration up to 75% of the non-migration scenario, which is more than 3 times of the Random VM choosing policy. In host-side caching environments, Successor performs better than existing cache warm-up solutions and achieves zero VM-perceived cache warm-up time with low resource costs. At system level, we conducted comprehensive quantitative analysis on I/O virtualization overheads. Our trace replay based simulation demonstrates the effectiveness of VIP for data prefetching with ignorable additional cache resource costs

Network Path Optimization Strategy using Collaborative Cache for Delay Tolerant Networks

The data transmissions over Delay Tolerant Networks (DTN) and Social-based Opportunistic networks have increased in the last few years due to a higher demand for remote transmissions. The wide applications of DTN have significantly motivated the researchers to focus on finding optimized routing strategies by optimizing various parameters such as energy, cost and congestion. Nonetheless, these parallel research outcomes have reported few further bottlenecks to improve the strategies. Henceforth, this work proposes a novel approach to optimize the routing paths using the cache collaboration method. This proposed method identifies the data-sharing strategies and subsequently identifies the sub-set of the paths between the source and destinations. Further optimizes the path using standard measures such as cost, transmission speed, and the network traffic conditions; lastly Data-Centric and Cost Optimized Routing Path is Identification. This work results in a nearly 20% reduction in the distance between the nodes, a 15% reduction of time in path identification and a nearly 50% reduction in cache allocation demand over multiple iterations compared to the existing models

The Role of Caching in Future Communication Systems and Networks

This paper has the following ambitious goal: to convince the reader that content caching is an exciting research topic for the future communication systems and networks. Caching has been studied for more than 40 years, and has recently received increased attention from industry and academia. Novel caching techniques promise to push the network performance to unprecedented limits, but also pose significant technical challenges. This tutorial provides a brief overview of existing caching solutions, discusses seminal papers that open new directions in caching, and presents the contributions of this special issue. We analyze the challenges that caching needs to address today, also considering an industry perspective, and identify bottleneck issues that must be resolved to unleash the full potential of this promising technique

Proactive Mechanisms for Video-on-Demand Content Delivery

Video delivery over the Internet is the dominant source of network load all over the world. Especially VoD streaming services such as YouTube, Netflix, and Amazon Video have propelled the proliferation of VoD in many peoples' everyday life. VoD allows watching video from a large quantity of content at any time and on a multitude of devices, including smart TVs, laptops, and smartphones. Studies show that many people under the age of 32 grew up with VoD services and have never subscribed to a traditional cable TV service. This shift in video consumption behavior is continuing with an ever-growing number of users. satisfy this large demand, VoD service providers usually rely on CDN, which make VoD streaming scalable by operating a geographically distributed network of several hundreds of thousands of servers. Thereby, they deliver content from locations close to the users, which keeps traffic local and enables a fast playback start. CDN experience heavy utilization during the day and are usually reactive to the user demand, which is not optimal as it leads to expensive over-provisioning, to cope with traffic peaks, and overreacting content eviction that decreases the CDN's performance. However, to sustain future VoD streaming projections with hundreds of millions of users, new approaches are required to increase the content delivery efficiency. To this end, this thesis identifies three key research areas that have the potential to address the future demand for VoD content. Our first contribution is the design of vFetch, a privacy-preserving prefetching mechanism for mobile devices. It focuses explicitly on OTT VoD providers such as YouTube. vFetch learns the user interest towards different content channels and uses these insights to prefetch content on a user terminal. To do so, it continually monitors the user behavior and the device's mobile connectivity pattern, to allow for resource-efficient download scheduling. Thereby, vFetch illustrates how personalized prefetching can reduce the mobile data volume and alleviate mobile networks by offloading peak-hour traffic. Our second contribution focuses on proactive in-network caching. To this end, we present the design of the ProCache mechanism that divides the available cache storage concerning separate content categories. Thus, the available storage is allocated to these divisions based on their contribution to the overall cache efficiency. We propose a general work-flow that emphasizes multiple categories of a mixed content workload in addition to a work-flow tailored for music video content, the dominant traffic source on YouTube. Thereby, ProCache shows how content-awareness can contribute to efficient in-network caching. Our third contribution targets the application of multicast for VoD scenarios. Many users request popular VoD content with only small differences in their playback start time which offers a potential for multicast. Therefore, we present the design of the VoDCast mechanism that leverages this potential to multicast parts of popular VoD content. Thereby, VoDCast illustrates how ISP can collaborate with CDN to coordinate on content that should be delivered by ISP-internal multicast

Bridging the Gap between Application and Solid-State-Drives

Data storage is one of the important and often critical parts of the computing system in terms of performance, cost, reliability, and energy. Numerous new memory technologies, such as NAND flash, phase change memory (PCM), magnetic RAM (STT-RAM) and Memristor, have emerged recently. Many of them have already entered the production system. Traditional storage optimization and caching algorithms are far from optimal because storage I/Os do not show simple locality. To provide optimal storage we need accurate predictions of I/O behavior. However, the workloads are increasingly dynamic and diverse, making the long and short time I/O prediction challenge. Because of the evolution of the storage technologies and the increasing diversity of workloads, the storage software is becoming more and more complex. For example, Flash Translation Layer (FTL) is added for NAND-flash based Solid State Disks (NAND-SSDs). However, it introduces overhead such as address translation delay and garbage collection costs. There are many recent studies aim to address the overhead. Unfortunately, there is no one-size-fits-all solution due to the variety of workloads. Despite rapidly evolving in storage technologies, the increasing heterogeneity and diversity in machines and workloads coupled with the continued data explosion exacerbate the gap between computing and storage speeds. In this dissertation, we improve the data storage performance from both top-down and bottom-up approach. First, we will investigate exposing the storage level parallelism so that applications can avoid I/O contentions and workloads skew when scheduling the jobs. Second, we will study how architecture aware task scheduling can improve the performance of the application when PCM based NVRAM are equipped. Third, we will develop an I/O correlation aware flash translation layer for NAND-flash based Solid State Disks. Fourth, we will build a DRAM-based correlation aware FTL emulator and study the performance in various filesystems

Caching and prefetching for efficient video services in mobile networks

Cellular networks have witnessed phenomenal traffic growth recently fueled by new high speed broadband cellular access technologies. This growth is in large part driven by the emergence of the HTTP Adaptive Streaming (HAS) as a new video delivery method. In HAS, several qualities of the same videos are made available in the network so that clients can choose the quality that best fits their bandwidth capacity. This strongly impacts the viewing pattern of the clients, their switching behavior between video qualities, and thus beyond on content delivery systems.Our first contribution consists in providing an analysis of a real HAS dataset collected in France and provided by the largest French mobile operator. Firstly, we analyze and model the viewing patterns of VoD and live streaming HAS sessions and we propose a new cache replacement strategy, named WA-LRU. WA-LRU leverages the time locality of video segments within the HAS content. We show that WA-LRU improves the cache hit-ratio mostly at the loading phase while it reduces significantly the processing overhead at the cache.In our second contribution, we analyze and model the adaptation logic between the video qualities based on empirical observations. We show that high switching behaviors lead to sub optimal caching performance, since several versions of the same content compete to be cached. In this context we investigate the benefits of a Cache Friendly HAS system (CF-DASH) which aims at improving the caching efficiency in mobile networks and to sustain the quality of experience of mobile clients. We evaluate CF-dash based on trace-driven simulations and test-bed experiments. Our validation results are promising. Simulations on real HAS traffic show that we achieve a significant gain in hit-ratio that ranges from 15% up to 50%.In the second part of this thesis, we investigate the mobile video prefetching opportunities. Online media services are reshaping the way video content is watched. People with similar interests tend to request same content. This provides enormous potential to predict which content users are interested in. Besides, mobile devices are commonly used to watch videos which popularity is largely driven by their social success. We design a system, named "Central Predictor System (CPsys)", which aims at predicting and prefetching relevant content for each mobile client. To fine tune our prefetching system, we rely on a large dataset collected from a large mobile carrier in Europe. The rationale of our prefetching strategy is first to form a graph and build implicit or explicit ties between similar users. On top of this graph, we propose the Most Popular and Most Recent (MPMR) policy to predict relevant videos for each user. We show that CPSys can achieve high performance as regards prediction correctness and network utilization efficiency. We further show that CPSys outperforms other prefetching schemes from the state of the art. At the end, we provide a proof-of-concept implementation of our prefetching system.Les réseaux cellulaires ont connu une croissance phénoménale du trafic alimentée par les nouvelles technologies d’accès cellulaire à large bande. Cette croissance est tirée en grande partie par le trafic HTTP adaptatif streaming (HAS) comme une nouvelle technique de diffu- sion de contenus audiovisuel. Le principe du HAS est de rendre disponible plusieurs qualités de la même vidéo en ligne et que les clients choisissent la meilleure qualité qui correspond à leur bande passante. Chaque niveau d’encodage est segmenté en des petits vidéos qu’on appelle segments ou chunks et dont la durée varie entre 2 à 10 secondes. L’émergence du HAS a introduit des nouvelles contraintes sur les systèmes de livraison des contenus vidéo en particulier sur les systèmes de cache. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l’étude de cet impact et à proposer des algorithmes et des solutions qui optimisent les fonctionnalités de ces systèmes. D’autre part, la consommation des contenus est fortement impactée par les nouvelles technologies du Web2.0 tel que l’émergence des réseaux sociaux. Dans cette thèse, nous exploitons les réseaux sociaux afin de proposer un service de préchargement des contenus VoD sur terminaux mobiles. Notre solution permet l’amélioration de la QoE des utilisateurs et permet de bien gérer les ressources réseaux mobile.Nous listons nos contributions comme suit :Notre première contribution consiste à mener une analyse détaillée des données sur un trafic HAS réel collecté en France et fournie par le plus grand opérateur de téléphonie mobile du pays. Tout d’abord, nous analysons et modélisons le comportement des clients qui demandent des contenus catch-up et live. Nous constatons que le nombre de requêtes par segment suit deux types de distribution : La loi log-normal pour modéliser les 40 premiers chunks par session de streaming, ensuite on observe une queue qui peut être modélisé par la loi de Pareto. Cette observation suggère que les clients ne consomment pas la totalité du contenu catch-up. On montre par simulation que si le cache implémente des logiques de caching qui ne tiennent pas en compte les caractéristiques des flux HAS, sa performance diminuerait considérablement.Dans ce contexte, nous proposons un nouvel algorithme de remplacement des contenus que nous appelons Workload Aware-LRU (WA-LRU). WA-LRU permet d’améliorer la performance des systèmes de cache en augmentant le Hit-Ratio en particulier pour les premiers segments et en diminuant le temps requis pour la mise à jour de la liste des objets cachés. En fonction de la capacité du cache et de la charge du trafic dans le réseau, WA-LRU estime un seuil sur le rang du segment à cacher. Si le rang du chunk demandé dépasse ce seuil, le chunk ne sera pas caché sinon il sera caché. Comme WA-LRU dépend de la charge du trafic dans le réseau, cela suppose que le seuil choisit par WA-LRU est dynamique sur la journée. WA-LRU est plus agressif pendant les heures chargées (i.e. il cache moins de chunks, ceux qui sont les plus demandés) que pendant les heures creuses où le réseau est moins chargé.Dans notre deuxième contribution, nous étudions plus en détail les facteurs qui poussent les clients HAS à changer de qualité lors d’une session vidéo. Nous modélisons également ce changement de qualité en se basant sur des données empiriques provenant de notre trace de trafic. Au niveau du cache, nous montrons que le changement fréquent de qualité crée une compétition entre les différents profiles d’encodages. Cela réduit les performances du système de cache. Dans ce contexte, nous proposons Cache Friendly-DASH (CF-DASH), une implémentation d’un player HAS compatible avec le standard DASH, qui assure une meilleure stabilité du player. Nous montrons à travers des simulations et des expérimentations que CF- DASH améliore expérience client et permet aussi d’atteindre un gain significatif du hit-ratio qui peut varier entre 15% à 50%.Dans la deuxième partie de cette thèse, nous proposons un système de préchargement de contenus vidéos sur terminaux mobile. La consommation des contenus vidéo en ligne est fortement impactée par les nouvelles technologies du Web2.0 et les réseaux sociaux. Les personnes qui partagent des intérêts similaires ont tendance à demander le même contenu. Cela permet de prédire le comportement des clients et identifier les contenus qui peuvent les intéresser. Par ailleurs, les smartphones et tablettes sont de plus en plus adaptés pour visionner des vidéos et assurer une meilleure qualité d’expérience. Dans cette thèse, nous concevons un système qu’on appelle CPSys (Central Predictor System) permettant d’identifier les vidéos les plus pertinentes pour chaque utilisateur. Pour bien paramétrer notre système de préchargement, nous analysons des traces de trafic de type User Generated Videos (UGC). En particulier, nous analysons la popularité des contenus YouTube et Facebook, ainsi que l’évolution de la popularité des contenus en fonction du temps. Nous observons que 10% des requêtes se font sur une fenêtre de temps d’une heure après avoir mis les vidéos en ligne et 40% des requêtes se font sur une fenêtre de temps de un jour. On présente aussi des analyses sur le comportement des clients. On observe que la consommation des contenus vidéo varie significativement entre les clients mobiles. On distingue 2 types de clients :• les grands consommateurs : Ils forment une minorité mais consomment plusieurs vidéos sur une journée.• lespetitsconsommateurs:Ilsformentlamajoritédesclientsmaisconsommentquelques vidéos par jour voir sur une période plus longue.On s’appuyant sur ces observations, notre système de préchargement adapte le mode de pré- chargement selon le profil utilisateur qui est déduit à partir de l’historique de la consommation de chaque client.Dans un premier temps, CPSys crée un graphe regroupant les utilisateurs qui sont similaires. Le graphe peut être soit explicite (type Facebook) ou implicite qui est construit à la base des techniques de colllaborative filtering dérivés des systèmes de recommandations. Une fois le graphe est créé, nous proposons la politique Most Popular Most Recent (MPMR) qui permet d’inférer quel contenu doit-on précharger pour chaque utilisateur. MPMR trie les vidéos candidats selon la popularité locale du contenu définit comme le nombre de vues effectués par les voisins les plus similaires, ensuite MPMR donne la priorité aux contenus les plus frais. Nous montrons que CPSys peut atteindre des performances élevées par rapport à d’autres techniques présentées dans l’état de l’art. CPSys améliore la qualité de la prédiction et réduit d’une manière significative le trafic réseau.Finalement, nous développons une preuve de concept de notre système de préchargement

Caching and prefetching for efficient video services in mobile networks

Cellular networks have witnessed phenomenal traffic growth recently fueled by new high speed broadband cellular access technologies. This growth is in large part driven by the emergence of the HTTP Adaptive Streaming (HAS) as a new video delivery method. In HAS, several qualities of the same videos are made available in the network so that clients can choose the quality that best fits their bandwidth capacity. This strongly impacts the viewing pattern of the clients, their switching behavior between video qualities, and thus beyond on content delivery systems.Our first contribution consists in providing an analysis of a real HAS dataset collected in France and provided by the largest French mobile operator. Firstly, we analyze and model the viewing patterns of VoD and live streaming HAS sessions and we propose a new cache replacement strategy, named WA-LRU. WA-LRU leverages the time locality of video segments within the HAS content. We show that WA-LRU improves the cache hit-ratio mostly at the loading phase while it reduces significantly the processing overhead at the cache.In our second contribution, we analyze and model the adaptation logic between the video qualities based on empirical observations. We show that high switching behaviors lead to sub optimal caching performance, since several versions of the same content compete to be cached. In this context we investigate the benefits of a Cache Friendly HAS system (CF-DASH) which aims at improving the caching efficiency in mobile networks and to sustain the quality of experience of mobile clients. We evaluate CF-dash based on trace-driven simulations and test-bed experiments. Our validation results are promising. Simulations on real HAS traffic show that we achieve a significant gain in hit-ratio that ranges from 15% up to 50%.In the second part of this thesis, we investigate the mobile video prefetching opportunities. Online media services are reshaping the way video content is watched. People with similar interests tend to request same content. This provides enormous potential to predict which content users are interested in. Besides, mobile devices are commonly used to watch videos which popularity is largely driven by their social success. We design a system, named "Central Predictor System (CPsys)", which aims at predicting and prefetching relevant content for each mobile client. To fine tune our prefetching system, we rely on a large dataset collected from a large mobile carrier in Europe. The rationale of our prefetching strategy is first to form a graph and build implicit or explicit ties between similar users. On top of this graph, we propose the Most Popular and Most Recent (MPMR) policy to predict relevant videos for each user. We show that CPSys can achieve high performance as regards prediction correctness and network utilization efficiency. We further show that CPSys outperforms other prefetching schemes from the state of the art. At the end, we provide a proof-of-concept implementation of our prefetching system.Les réseaux cellulaires ont connu une croissance phénoménale du trafic alimentée par les nouvelles technologies d’accès cellulaire à large bande. Cette croissance est tirée en grande partie par le trafic HTTP adaptatif streaming (HAS) comme une nouvelle technique de diffu- sion de contenus audiovisuel. Le principe du HAS est de rendre disponible plusieurs qualités de la même vidéo en ligne et que les clients choisissent la meilleure qualité qui correspond à leur bande passante. Chaque niveau d’encodage est segmenté en des petits vidéos qu’on appelle segments ou chunks et dont la durée varie entre 2 à 10 secondes. L’émergence du HAS a introduit des nouvelles contraintes sur les systèmes de livraison des contenus vidéo en particulier sur les systèmes de cache. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l’étude de cet impact et à proposer des algorithmes et des solutions qui optimisent les fonctionnalités de ces systèmes. D’autre part, la consommation des contenus est fortement impactée par les nouvelles technologies du Web2.0 tel que l’émergence des réseaux sociaux. Dans cette thèse, nous exploitons les réseaux sociaux afin de proposer un service de préchargement des contenus VoD sur terminaux mobiles. Notre solution permet l’amélioration de la QoE des utilisateurs et permet de bien gérer les ressources réseaux mobile.Nous listons nos contributions comme suit :Notre première contribution consiste à mener une analyse détaillée des données sur un trafic HAS réel collecté en France et fournie par le plus grand opérateur de téléphonie mobile du pays. Tout d’abord, nous analysons et modélisons le comportement des clients qui demandent des contenus catch-up et live. Nous constatons que le nombre de requêtes par segment suit deux types de distribution : La loi log-normal pour modéliser les 40 premiers chunks par session de streaming, ensuite on observe une queue qui peut être modélisé par la loi de Pareto. Cette observation suggère que les clients ne consomment pas la totalité du contenu catch-up. On montre par simulation que si le cache implémente des logiques de caching qui ne tiennent pas en compte les caractéristiques des flux HAS, sa performance diminuerait considérablement.Dans ce contexte, nous proposons un nouvel algorithme de remplacement des contenus que nous appelons Workload Aware-LRU (WA-LRU). WA-LRU permet d’améliorer la performance des systèmes de cache en augmentant le Hit-Ratio en particulier pour les premiers segments et en diminuant le temps requis pour la mise à jour de la liste des objets cachés. En fonction de la capacité du cache et de la charge du trafic dans le réseau, WA-LRU estime un seuil sur le rang du segment à cacher. Si le rang du chunk demandé dépasse ce seuil, le chunk ne sera pas caché sinon il sera caché. Comme WA-LRU dépend de la charge du trafic dans le réseau, cela suppose que le seuil choisit par WA-LRU est dynamique sur la journée. WA-LRU est plus agressif pendant les heures chargées (i.e. il cache moins de chunks, ceux qui sont les plus demandés) que pendant les heures creuses où le réseau est moins chargé.Dans notre deuxième contribution, nous étudions plus en détail les facteurs qui poussent les clients HAS à changer de qualité lors d’une session vidéo. Nous modélisons également ce changement de qualité en se basant sur des données empiriques provenant de notre trace de trafic. Au niveau du cache, nous montrons que le changement fréquent de qualité crée une compétition entre les différents profiles d’encodages. Cela réduit les performances du système de cache. Dans ce contexte, nous proposons Cache Friendly-DASH (CF-DASH), une implémentation d’un player HAS compatible avec le standard DASH, qui assure une meilleure stabilité du player. Nous montrons à travers des simulations et des expérimentations que CF- DASH améliore expérience client et permet aussi d’atteindre un gain significatif du hit-ratio qui peut varier entre 15% à 50%.Dans la deuxième partie de cette thèse, nous proposons un système de préchargement de contenus vidéos sur terminaux mobile. La consommation des contenus vidéo en ligne est fortement impactée par les nouvelles technologies du Web2.0 et les réseaux sociaux. Les personnes qui partagent des intérêts similaires ont tendance à demander le même contenu. Cela permet de prédire le comportement des clients et identifier les contenus qui peuvent les intéresser. Par ailleurs, les smartphones et tablettes sont de plus en plus adaptés pour visionner des vidéos et assurer une meilleure qualité d’expérience. Dans cette thèse, nous concevons un système qu’on appelle CPSys (Central Predictor System) permettant d’identifier les vidéos les plus pertinentes pour chaque utilisateur. Pour bien paramétrer notre système de préchargement, nous analysons des traces de trafic de type User Generated Videos (UGC). En particulier, nous analysons la popularité des contenus YouTube et Facebook, ainsi que l’évolution de la popularité des contenus en fonction du temps. Nous observons que 10% des requêtes se font sur une fenêtre de temps d’une heure après avoir mis les vidéos en ligne et 40% des requêtes se font sur une fenêtre de temps de un jour. On présente aussi des analyses sur le comportement des clients. On observe que la consommation des contenus vidéo varie significativement entre les clients mobiles. On distingue 2 types de clients :• les grands consommateurs : Ils forment une minorité mais consomment plusieurs vidéos sur une journée.• lespetitsconsommateurs:Ilsformentlamajoritédesclientsmaisconsommentquelques vidéos par jour voir sur une période plus longue.On s’appuyant sur ces observations, notre système de préchargement adapte le mode de pré- chargement selon le profil utilisateur qui est déduit à partir de l’historique de la consommation de chaque client.Dans un premier temps, CPSys crée un graphe regroupant les utilisateurs qui sont similaires. Le graphe peut être soit explicite (type Facebook) ou implicite qui est construit à la base des techniques de colllaborative filtering dérivés des systèmes de recommandations. Une fois le graphe est créé, nous proposons la politique Most Popular Most Recent (MPMR) qui permet d’inférer quel contenu doit-on précharger pour chaque utilisateur. MPMR trie les vidéos candidats selon la popularité locale du contenu définit comme le nombre de vues effectués par les voisins les plus similaires, ensuite MPMR donne la priorité aux contenus les plus frais. Nous montrons que CPSys peut atteindre des performances élevées par rapport à d’autres techniques présentées dans l’état de l’art. CPSys améliore la qualité de la prédiction et réduit d’une manière significative le trafic réseau.Finalement, nous développons une preuve de concept de notre système de préchargement