多信源園區(qū)網(wǎng)流媒體流量均衡系統(tǒng)的研究ok(編輯修改稿)
2024-08-31 15:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 CPU、內(nèi)存、I/O的利用率，區(qū)域節(jié)點的流量狀況與區(qū)域流量裕度，命令區(qū)域代理服務(wù)器參與服務(wù)，并設(shè)置點播節(jié)目的重定向。（3）大并發(fā)控制策略若中心服務(wù)器I/O流量與實際的節(jié)目點播數(shù)m滿足如下關(guān)系： or （ γ ） （3）系統(tǒng)采用大并發(fā)控制策略。此時禁止對中心服務(wù)器的調(diào)用，只允許區(qū)域代理或客戶端提供共享服務(wù)。對預知的突發(fā)流量，如體育比賽與公共教育節(jié)目，系統(tǒng)可通過中心服務(wù)器管理端對節(jié)目預先配置，規(guī)定節(jié)目重定向策略，最大限度地防止網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生。由于邊緣節(jié)點具有自適應(yīng)節(jié)目存儲功能，可同步存儲熱門節(jié)目，可以減緩網(wǎng)絡(luò)的擁塞。（4） 流量預處理策略中心流媒體服務(wù)器的I/O帶寬是有限的，實驗表明，一臺部門級服務(wù)器大約能夠保證100個左右的并發(fā)點播鏈接（每個鏈接占1Mbps帶寬），過多的鏈接會導致QoS顯著下降。事實證明，忙時才分布存儲熱門節(jié)目，是不可能緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞的，最好的辦法是閑時復制，可在閑時（如凌晨2:004:00）依據(jù)節(jié)目流行度的統(tǒng)計特性或者是其他預知信息預先配置媒體資源，避免可預知的突發(fā)網(wǎng)絡(luò)流量造成的擁塞。 邊緣代理服務(wù)控制策略邊緣服務(wù)代理服務(wù)器的作用有二，一是緩存區(qū)域熱門節(jié)目為近端客戶提供代理服務(wù)；二是檢測區(qū)域節(jié)點流量與統(tǒng)計節(jié)目的流行度，給中心服務(wù)器提供適時信息，保證系統(tǒng)管理的細粒度。該設(shè)備采用的管理策略有不介入策略、自適應(yīng)存儲策略、動態(tài)加盟策略與資源預配置策略等。由于代理服務(wù)器采用的不介入策略與中心服務(wù)器相同，故不作累述。（1） 自適應(yīng)存儲策略當代理服務(wù)器檢測到區(qū)域流量大于交換設(shè)備端口允許流量的1/2時，代理服務(wù)器進入代理服務(wù)狀態(tài)。區(qū)域代理統(tǒng)計節(jié)點的節(jié)目流行度，并根據(jù)預先設(shè)定的閾值進行節(jié)目的緩存。當客戶端提出點播申請時，自動接替中心服務(wù)器或網(wǎng)外流媒體服務(wù)器為客戶端提供點播服務(wù)。（2） 資源共享策略當代理服務(wù)器檢測到區(qū)域流量大于交換設(shè)備I/O端口允許流量的1/2，邊緣代理服務(wù)器檢測區(qū)域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點流量，同時監(jiān)測客戶端工作狀況，適時獲取區(qū)域客戶端緩存的節(jié)目清單，對于區(qū)域內(nèi)的點播，設(shè)置節(jié)目的重定向表。如果點播節(jié)點代理中緩存了所需的節(jié)目，則提供代理服務(wù)；如點播的節(jié)目是區(qū)域內(nèi)客戶端曾點播過的節(jié)目，而該客戶端又處于激活狀態(tài)，則實現(xiàn)客戶端之間的資源共享。另外，各邊緣代理之間也可實現(xiàn)資源的共享。中心服務(wù)器內(nèi)有一張邊緣代理服務(wù)的資源配置表，定長時間內(nèi)更新（如5秒），可利用重定向技術(shù)，實現(xiàn)區(qū)域代理服務(wù)器間的資源共享。（3） 動態(tài)加盟邊緣代理在系統(tǒng)資源短缺的情況下也可動態(tài)加盟。代理動態(tài)加盟有兩個途徑，一是系統(tǒng)配置的代理服務(wù)器具有即插即用功能，代理與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通時會向中心服務(wù)器發(fā)送報文，申請加盟，接受申請之后會向中心服務(wù)器傳送資源配置信息報文完成加入；二是中心管理端也可以通過輪詢的方法與新增代理服務(wù)器建立聯(lián)系。 客戶端的支援策略本客戶端軟件是在開源的點播客戶端Mplayer上修改而成。利用Web界面實現(xiàn)對遠程的流媒體節(jié)目的檢索、點播、快退與快進功能?？蛻舳嗽谠瓉淼幕A(chǔ)上新增了一些新的功能，如：開辟了專用的存儲空間供已播節(jié)目緩存之用，在定長時間內(nèi)給區(qū)域代理上傳節(jié)目清單和客戶端運行狀況信息，利用上行信道為區(qū)域內(nèi)客戶端提供共享服務(wù)?？蛻舳说闹г呗匀缦拢海?） 客戶端不主動向其他客戶端提供服務(wù)，其共享服務(wù)受區(qū)域代理控制。（2） 區(qū)域代理在資源容許的情況下優(yōu)先為客戶端提供服務(wù)，只有當其服務(wù)能力不足時才容許客戶端之間實現(xiàn)資源的共享。（3） 客戶端定時向區(qū)域代理上傳緩存節(jié)目清單，匯報客戶端的資源利用情況，區(qū)域代理確定客戶端提供資源支援的順序，并為區(qū)域客戶端之間的資源共享服務(wù)提供備份。 關(guān)鍵技術(shù)的研究 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)有區(qū)域節(jié)點的流媒體數(shù)據(jù)的探測技術(shù)，流媒體節(jié)目流行度與系統(tǒng)流媒體節(jié)目的重定向技術(shù)等。 網(wǎng)絡(luò)探測網(wǎng)絡(luò)探測的內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)的流量特征、拓撲狀況、端到端時延、丟包率、帶寬利用率等，本系統(tǒng)主要探測的是區(qū)域或節(jié)點的流量和流媒體節(jié)目的數(shù)據(jù)報。網(wǎng)絡(luò)探測有主動探測與被動探測之分，前者要發(fā)送數(shù)據(jù)報文，會增加網(wǎng)絡(luò)的流量；后者被動接收網(wǎng)絡(luò)的信息，對網(wǎng)絡(luò)沒有影響。數(shù)據(jù)庫探針Web Server服務(wù)端節(jié)點Web Server客戶端請求響應(yīng)數(shù)據(jù)庫圖2 網(wǎng)絡(luò)探針結(jié)構(gòu)圖 The structure of network probe中心服務(wù)器代理服務(wù)器本系統(tǒng)是將雙網(wǎng)卡代理服務(wù)器的一個網(wǎng)卡旁接在網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點上，通過對交換機端口的鏡像配置，被動捕獲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的報文信息的。將網(wǎng)絡(luò)探測器安裝在邊緣節(jié)點上是為避免檢測的盲點和誤檢。當然，可使用光分路器改善數(shù)據(jù)捕獲的效果，將探測器安裝在骨干節(jié)點上，獲得更大的信息捕獲空間，但會增加成本。本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)探測包括流量測量和流媒體節(jié)目信息的檢測兩部分內(nèi)容。流量測量采用被動式IP流量探測技術(shù)，而節(jié)目的數(shù)據(jù)報則可以通過協(xié)議包的分析工具來解決。網(wǎng)絡(luò)探針的結(jié)構(gòu)如圖2所示。探測網(wǎng)絡(luò)流量有開源流量監(jiān)控軟件如PRTG與MRTG。由于PRTG安裝比較簡單，MRTG的指令基于命令行，比較復雜；PRTG可以輕松用一臺計算機監(jiān)控多臺服務(wù)器，而MRTG需要反復設(shè)置修改默認模板配置；PRTG的監(jiān)控內(nèi)容較MRTG為多，而且PRTG還可記錄CPU使用，內(nèi)存資源，緩存信息等；
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