多媒體傳送調(diào)度策略綜述

多媒體傳送調(diào)度策略綜述摘要：概要地介紹了網(wǎng)絡(luò)上多媒體的傳輸、發(fā)送、擁塞控制、服務(wù)提供以及并行服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)等各方面策略。其中，流媒體傳輸策略包括：流式傳輸、緩沖預(yù)存、智能流、資源預(yù)留和分層編碼等，發(fā)送策略包括：廣播、組播、廣播式點(diǎn)播、分組、融合和分組融合等，擁塞控制策略包括：基于窗口的和基于速率的。還介紹了并行視頻服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)策略和關(guān)鍵技術(shù)。最后介紹了內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）。關(guān)鍵字：流媒體；流控；擁塞控制；并行視頻服務(wù)器；CDN1.引言多媒體數(shù)據(jù)包括文字、圖形、語(yǔ)音、圖像等等，計(jì)算機(jī)對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，要解決信息采集、編碼、壓縮、存儲(chǔ)、傳輸、解壓縮、解碼、信息重現(xiàn)等等一系列的問(wèn)題，當(dāng)然，在這些方面，現(xiàn)在已經(jīng)有了許多很好的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。由于圖像所包含的信息量太大，象電影、電視等節(jié)目的視頻文件仍然需要很大的存儲(chǔ)空間，這使得視頻文件在Internet/Intranet上進(jìn)行傳輸有更多的技術(shù)困難。隨著時(shí)代的進(jìn)步，這些技術(shù)問(wèn)題也不斷地得到解決。早些年，人們要觀看Internet/Intranet上的視頻節(jié)目需下載整個(gè)視頻文件。通過(guò)TCP/IP協(xié)議下載文件時(shí)，服務(wù)器會(huì)按照一定的次序?qū)⑽募殖扇舾瑟?dú)立的數(shù)據(jù)包，然后依次發(fā)送出去，而客戶(hù)端的程序會(huì)將這些數(shù)據(jù)包重新組裝起來(lái)，最終形成和原來(lái)完全一樣的文件。這時(shí)，人們才可以操作文件。在Internet上下載一部90分鐘電影一般需要十多個(gè)小時(shí)，這還需要能保證一次成功。近年來(lái)，流媒體技術(shù)[1]（也稱(chēng)流式傳輸技術(shù)）的誕生和逐步成熟使得人們只需等待很短的時(shí)間就能以邊接收邊播放的方式欣賞視頻節(jié)目。流媒體技術(shù)，從原理上講，要對(duì)視頻文件做預(yù)處理以使文件適合于流式傳輸，預(yù)處理是以降低圖像質(zhì)量為代價(jià)對(duì)原有視頻文件進(jìn)行高效壓縮以大幅度減小文件的體積（一般是原來(lái)的1/5~1/3），流式傳輸技術(shù)還需要適合的協(xié)議和一些策略以及專(zhuān)用的服務(wù)器和播放器。需求量的日益增大給媒體服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來(lái)了很大的壓力，同時(shí)也對(duì)它們提出了更高的要求。因此，也就產(chǎn)生的一些應(yīng)付大需求量的流量控制、擁塞控制等策略，也出現(xiàn)了并行服務(wù)器、CDN（內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）等產(chǎn)物。本文對(duì)流式傳輸、流量控制、擁塞控制、并行視頻服務(wù)器、內(nèi)容發(fā)送等方面的策略和關(guān)鍵技術(shù)做一個(gè)概述。2.基本策略2.1流式傳輸策略此策略在于消除以往下載方式的過(guò)長(zhǎng)的等待時(shí)間。流式傳輸中，服務(wù)器將原視頻文件分解成一個(gè)個(gè)小的數(shù)據(jù)包，按照特定的順序，以比較平穩(wěn)的速度發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，客戶(hù)端的播放程序可邊接收數(shù)據(jù)邊播放，如圖1。用戶(hù)不必等到文件整個(gè)內(nèi)容全部到達(dá)后，才開(kāi)始播放，數(shù)據(jù)包也不保存到硬磁盤(pán)上，播后就丟。流式傳輸還帶來(lái)另外兩大好處：一是，只占用很少的用戶(hù)端資源；二是，對(duì)音像產(chǎn)品的版權(quán)進(jìn)行了有效的保護(hù)。圖1流式傳輸示意圖2.2緩沖預(yù)存策略此策略在于保證播放的連續(xù)性。流式傳輸允許數(shù)據(jù)包通過(guò)不同的路徑到達(dá)目的地，因此，可能出現(xiàn)文件包先發(fā)后至的現(xiàn)象。再者，由于網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性可能造成在客戶(hù)端斷流的情況。為了保證節(jié)目播放的連續(xù)性，客戶(hù)端播放器在開(kāi)始播放之前，在客戶(hù)端建立一個(gè)一定大小的緩沖區(qū)，并按發(fā)送時(shí)間順序?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)包送至緩沖區(qū)預(yù)存，并等到緩沖區(qū)被充滿后才開(kāi)始播放。從客戶(hù)提出請(qǐng)求到開(kāi)始播放一般只有幾秒到十幾秒鐘。緩沖區(qū)的作用是，當(dāng)在播放過(guò)程中出現(xiàn)短時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)擁塞致使數(shù)據(jù)包不能按時(shí)到達(dá)時(shí)，播放器還有預(yù)存在緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)包可以播放，而不至于播放中斷[1]。2.3智能流策略嬌此策略在于告網(wǎng)絡(luò)不暢時(shí)千用戶(hù)仍然能焰接收到平穩(wěn)佩的視頻流。迫在網(wǎng)絡(luò)不暢翅時(shí)，用戶(hù)能撒夠接受質(zhì)量旨相對(duì)較差的兼視頻信息，燦但不能容忍盡節(jié)目斷斷續(xù)犧續(xù)，尤其是尤在觀看直播賽節(jié)目時(shí)。智拿能流盲[鏈1]起策略是北，允許不同渾速率的多個(gè)防流同時(shí)編碼鍵，合并到同駝一個(gè)文件中菌，肉此文件稱(chēng)為霉智能流文件和。同時(shí)，攪采用一種復(fù)阿雜客戶(hù)/服怕務(wù)器機(jī)制探襲測(cè)帶寬變化要?？蛻?hù)端值根據(jù)所接收長(zhǎng)的視頻信息賣(mài)，將貧網(wǎng)絡(luò)可用畜帶寬貨反饋給似服務(wù)器，服卻務(wù)器根據(jù)客駕戶(hù)帶寬將智學(xué)能流文件相頃應(yīng)部分傳送卸給拍客莊戶(hù)取，最大限度角地使客戶(hù)滿放意廈。陶2.領(lǐng)4分層編碼坐策略捉此策略也在滋于網(wǎng)絡(luò)不暢脂時(shí)用戶(hù)能接喜收到平穩(wěn)的困視頻流。多跑媒體數(shù)據(jù)在托網(wǎng)上傳輸?shù)睦щy，主要賢是視頻圖像戚數(shù)據(jù)量太大估。分層編碼咸[2]伯的做法是，語(yǔ)按照信息的攝重要性的不員同對(duì)視頻圖樣像分層，最鑄重要的信息植（如一幅圖城像的大體輪方廓）作為第蹤一層，次要闖的信息作為勞第二層，更班次要的信息校（如色彩、浩亮度等）作手為第3、4士、暮…畫(huà)、N層。第慈一層稱(chēng)為基叔本層，其它鄰層稱(chēng)為增強(qiáng)旁層。一幅圖翁像可以看作陜是多個(gè)層疊幕加而成。編散碼時(shí)，各層熱單獨(dú)編碼，朝并分配不同童的優(yōu)先級(jí)。臣在傳輸過(guò)程搭中，根據(jù)用學(xué)戶(hù)帶寬、網(wǎng)近絡(luò)情況以及巾實(shí)時(shí)要求等凡因素對(duì)數(shù)據(jù)卷包的傳輸動(dòng)隆態(tài)地做出一圍些選擇。當(dāng)起網(wǎng)絡(luò)不夠順轎暢時(shí)，視頻嗎數(shù)據(jù)中一些腿次要的增強(qiáng)貢層數(shù)據(jù)包將面被丟棄，以憶保證重要的胸?cái)?shù)據(jù)能正常藝傳送。這時(shí)佩，客戶(hù)也能粱不中斷節(jié)目艙播放，只是咳視頻質(zhì)量有耐所下降。救3跌.流量控制躬策略疼對(duì)一些熱門(mén)愈節(jié)目，尤其乞是大型體育冬賽事、文藝欺演出、重大沖事件等直播刪節(jié)目，用戶(hù)薄需求量特別晴大，過(guò)多的或訪問(wèn)要求容斯易導(dǎo)致服務(wù)旬器崩潰。因檔此，必須進(jìn)燈行流量控制聾，但同時(shí)又肅要盡可能地明滿足客戶(hù)的嶺要求。這就屠需要有好的苦流量控制策克略。約3絡(luò).1廣播和涼組播策略倆在系廣播丈[1]植方式中開(kāi)，產(chǎn)數(shù)據(jù)包的單圣獨(dú)一個(gè)拷貝石將發(fā)送給網(wǎng)續(xù)絡(luò)上的所有慨用戶(hù)池（無(wú)論用戶(hù)鑰需要否）秒。無(wú)疑它減禿小了網(wǎng)絡(luò)的哲負(fù)載和發(fā)送叼者的負(fù)擔(dān)。剖但是，線廣播方式，貧只有在支持妻廣播的網(wǎng)絡(luò)晃上才能實(shí)現(xiàn)噴。因此，廣槍播方式通常塌只在小范圍蔑內(nèi)使用。泛組播推[1衛(wèi)]劑類(lèi)似于廣播累。在組播方副式中，奇數(shù)據(jù)包的單硬獨(dú)一個(gè)拷貝麗將發(fā)送到一橋個(gè)組地址，譽(yù)所有加入該只組的俊用戶(hù)挪都可以收到眉。目前，組提播已經(jīng)得到逗了廣泛的應(yīng)丑用，很多實(shí)纏時(shí)的多媒體秘會(huì)議及教育顯系統(tǒng)都是基以于組播開(kāi)發(fā)茫的。朽3企.2廣播式摧點(diǎn)播策略珍此策略在于峰以廣播的方天式進(jìn)行點(diǎn)播涂，其目的在青于一個(gè)節(jié)目牧支持所有愿朋意觀看該節(jié)幻目的所有用秒戶(hù)。其基本朝思想是將一指?jìng)€(gè)節(jié)目劃分駱為若干段，擱每一段占用博一個(gè)廣播頻雖道并在該廣蜂播頻道上輪初循廣播。用兄戶(hù)在點(diǎn)播時(shí)預(yù)，先等待至飾第一段的開(kāi)蜂始；在播放鉤某一段時(shí)，蒜可以同時(shí)接禍?zhǔn)障乱欢蔚耐埔曨l內(nèi)容，仁以達(dá)到段段察之間的不間鐘斷播放。由霜于視頻輸出不采用廣播模麻式，且分段箏輪循，因此嘉用戶(hù)在任意沙時(shí)刻想觀看吃該節(jié)目時(shí)，靈只要稍作等勸待便可，達(dá)緩到點(diǎn)播觀看百的目的。該羊模式一般應(yīng)舍用于熱門(mén)節(jié)送目的播放中班。煉3跪.3分組策蔬略伍此策略在于逆集中訪問(wèn)時(shí)玻減少系統(tǒng)開(kāi)丑銷(xiāo)。在VO惠D應(yīng)用中，割由于大多數(shù)務(wù)請(qǐng)求集中在返少數(shù)的熱門(mén)獻(xiàn)節(jié)目上，而放且經(jīng)常集中寶在一個(gè)黃金寶時(shí)段，在此勉黃金時(shí)段中牙每一個(gè)短的茅間隔時(shí)間內(nèi)叛都可能有對(duì)不同橫一節(jié)目的大輕量請(qǐng)求。分積組策略扛[3]因的做法是，將將黃金時(shí)間貌段平均分成鳳許多小的時(shí)崗間間隔，針毫對(duì)每一個(gè)時(shí)匹間間隔，收悉集所有的用捆戶(hù)請(qǐng)求并加包以分組，相蠟同請(qǐng)求的用活戶(hù)在同一組醋中。然后服委務(wù)器為不同輪的請(qǐng)求各分急配一個(gè)信道征，同一組的儲(chǔ)用戶(hù)共享一問(wèn)個(gè)信道上的姥相同的視頻月流。這種策逃略雖然使一繁些用戶(hù)的時(shí)益延增大，但占卻可能成百腸上千倍地滿怕足大量的用芬戶(hù)需求。只郵要時(shí)間間隔清選取適當(dāng)，炮加上網(wǎng)絡(luò)造波成的時(shí)延，排用戶(hù)能接受德就可以。鉤3因.4融合策夕略急此策略在于革將針對(duì)于同晚一節(jié)目請(qǐng)求歌的時(shí)間比較擴(kuò)接近的多個(gè)優(yōu)視頻流合并構(gòu)為一個(gè)流以追減少開(kāi)銷(xiāo)?；j融合策略桶[3]兔和分組策略怎的基本出發(fā)非點(diǎn)是相同的灰，都是為了才使得多個(gè)用蒜戶(hù)共享同一親視頻流。與雕分組策略不耐同的是，融議合策略首先糟保證即時(shí)響穗應(yīng)用戶(hù)請(qǐng)求牲，然后根據(jù)警情況，對(duì)相殘同節(jié)目且時(shí)解間接近的多膀個(gè)視頻流，柳在時(shí)間相對(duì)崇較快視頻流雪中插入一些盆本不必要的式幀（如重復(fù)挺幀）以減慢喪其步伐，相之反，在時(shí)間螺相對(duì)較慢視些頻流中丟棄雷一些幀（如籠不重要的幀賽）以加快其魄步伐，一旦典出現(xiàn)視頻流盼同步時(shí)，就悠讓它們共享藝一個(gè)信道，刃從而達(dá)到節(jié)域約帶寬資源階目的，以讓施更多的用戶(hù)企能得到服務(wù)駕。友3栽.5分組融儲(chǔ)合策略陰此策略勺[3]燈是分組策略漸和融合策略大的結(jié)合物。馬一方面，使順用分組策略熊，對(duì)用戶(hù)進(jìn)串行分組，同瞞組用戶(hù)共享傘信道；另一局方面，使用債融合策略，羨將節(jié)目相同漿且時(shí)間接近耐的不同信道拒進(jìn)行融合，趕使小組成為脹大組。這樣堆，將更加提跡高網(wǎng)絡(luò)帶寬百的利用率，赴也減少系統(tǒng)覽開(kāi)銷(xiāo)。如圖忠2，在[0滴,t給1碌]時(shí)段請(qǐng)求演Q育11紫、嚼…春、Q恨1m創(chuàng)，共享流從冒時(shí)刻t仇1汽發(fā)出的S1誦，在[t堤1插,t寺2戒]時(shí)段請(qǐng)求握Q剩21脫、橡…糟、Q蛾2n戴，共享流從秋時(shí)刻t頃2竟發(fā)出的S2畏，在時(shí)刻t街2刮開(kāi)始對(duì)S1炭和S2進(jìn)行花融合，直至屯它們速度相除同，這時(shí)恢確復(fù)S1至正妥常速度，去示掉S2，讓查兩組請(qǐng)求一夠起共享S1糕。仁圖2分組應(yīng)融合示意圖叢4嬌.擁塞控制蓋策略恩網(wǎng)絡(luò)可用帶鄭寬是動(dòng)態(tài)變艦化的，如果詢(xún)數(shù)據(jù)的發(fā)送式總是以某個(gè)弓固定的速度兼進(jìn)行，就會(huì)部產(chǎn)生一些問(wèn)否題。比如，端當(dāng)網(wǎng)絡(luò)空閑細(xì)時(shí)，過(guò)小的灶發(fā)送量造成透網(wǎng)絡(luò)帶寬資辣源浪費(fèi)；而宮當(dāng)網(wǎng)絡(luò)較忙委時(shí)，過(guò)大的壤發(fā)送量會(huì)造豈成網(wǎng)絡(luò)阻塞惰，甚至大量蠻數(shù)據(jù)包丟失而。因此，應(yīng)蠅當(dāng)有合適的刺擁塞控制策慨略，使發(fā)送恐者能夠根據(jù)布網(wǎng)絡(luò)的擁塞衡情況的變化命適時(shí)地調(diào)整生數(shù)據(jù)發(fā)送量哨。在網(wǎng)絡(luò)傳軋輸領(lǐng)域中經(jīng)英常采用的擁畫(huà)塞控制方法乖有兩種亡[4]姐：基于窗口久的和基于速介率的。負(fù)4臭.1基于窗普口的擁塞控豪制策略護(hù)基于窗口的專(zhuān)擁塞控制策噴略，承發(fā)送方維持蘆著一個(gè)擁塞惠窗口，蔥其朗發(fā)送速率是霸根據(jù)其窗口距大小來(lái)調(diào)控響的勸，疲以數(shù)據(jù)包個(gè)往數(shù)為單位，毯使用緩慢增創(chuàng)加擁塞窗口激的方式來(lái)獲繼取與可用網(wǎng)飼絡(luò)帶寬的匹膛配，當(dāng)檢測(cè)泉到網(wǎng)絡(luò)擁塞蔑時(shí)，就迅速匙減少擁塞窗內(nèi)口的大小，榜以減少和避影免網(wǎng)絡(luò)沖突草。例如，笨TCP協(xié)議示使用一種A慎IMD（a艘dditi贊vein少creas偏emul握tipli亦cativ養(yǎng)edec餅rease鞠，佳線性加乘性色減譯）的擁塞控康制算法商：如果錘發(fā)現(xiàn)一個(gè)帥數(shù)據(jù)包伶丟失，則認(rèn)預(yù)為騾目前疊網(wǎng)絡(luò)擁塞，譽(yù)隨黎即流將窗口大小邀減半，以減貢小發(fā)送速率躁，從而避免羽擁塞的加重拐；如果沒(méi)有慢發(fā)走現(xiàn)數(shù)據(jù)包乒丟失，則暴認(rèn)為箭目前網(wǎng)絡(luò)狀廊況良好，發(fā)挑送者將窗口凱大小加大，邁進(jìn)而增大發(fā)滔送速率。T訂CP的擁塞密控制且算法簡(jiǎn)每發(fā)現(xiàn)一個(gè)效數(shù)據(jù)包氏丟失就將窗翠口減半的做敏法極大地破誓壞了數(shù)據(jù)流殿的平滑性昌，因此，它攤非常適合于傘那些時(shí)延要鐵求不高但必剝須可靠傳輸廳的應(yīng)用，而癥對(duì)于實(shí)時(shí)媒瀉體則并不適臥合。爆4繼.2基于速熊率的擁塞控科制策略讀基于速率的精擁塞控制策刻略，以每秒譽(yù)發(fā)送的比特每數(shù)為單位，科先估計(jì)網(wǎng)絡(luò)薄的可用帶寬號(hào)，然后調(diào)整夜發(fā)送數(shù)據(jù)的乖速率，試圖賢使視頻傳輸洞的網(wǎng)絡(luò)帶寬努需求與該連邀接鏈路的可運(yùn)用帶寬相匹喇配，來(lái)減少儲(chǔ)或避免網(wǎng)絡(luò)止擁塞的發(fā)生強(qiáng)。常用于調(diào)傷整源端發(fā)送附速率的算法卻有兩種類(lèi)型嚴(yán)：基于探測(cè)謝的和基于模于型的。捧4步.2.1基適于探測(cè)的擁腳塞控制策略畫(huà)基于探測(cè)的即擁塞控制策祖略，就是發(fā)斧送方依據(jù)接帥收方的反饋斗信息來(lái)探測(cè)拐網(wǎng)絡(luò)的可用牙帶寬并不斷杠調(diào)整發(fā)送速逮率以避免網(wǎng)套絡(luò)擁塞情況沒(méi)的發(fā)生。根鍵據(jù)發(fā)送方調(diào)籌整速率的不縮同方式，基剃于探測(cè)的速勻率控制算法頓分為AIM碑D藝[5]景（Addi鴨tive賠Incre塘asea制ndMu澆ltipl船icati檔veDe蒜creas丙e,線性滲加乘性減）時(shí)方法和MI廈MD廳[6]眉（Mult息iplic住ative湯I(xiàn)ncr殖ease場(chǎng)andM賢ultip圓licat冤iveD恥ecrea驕se,乘窮性加乘性減拴）方法。A句IMD方法望，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁關(guān)塞時(shí)，將發(fā)薯送速率乘性潑減小以迅速裝降低對(duì)所需流帶寬的要求趙；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)空騰閑時(shí)，則線蠟性增加發(fā)送銳速率以充分振利用帶寬。碗MIMD方衣法不同的是陷，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)空準(zhǔn)閑時(shí)采用乘滔性增加發(fā)送茅速率的策略年。當(dāng)乘性因獲子較大時(shí)，招會(huì)造成接收燃方接收速率掉的劇烈振蕩移和丟包率的天增加，不適巾合實(shí)時(shí)視頻菠的傳輸。請(qǐng)4橋.2.2基碰于模型的擁宗塞控制策略躲基于模型（巖有的文獻(xiàn)中燕稱(chēng)為基于公狠式）的擁塞裂控制算法最紅先在文獻(xiàn)剛[7]敲中提出，主冶要為了減少乓視頻流發(fā)送命的抖動(dòng)性。作它依據(jù)一個(gè)律TCP吞吐縱量模型來(lái)進(jìn)戴行榮發(fā)送速率調(diào)調(diào)整位，通過(guò)以分裝組丟失率P寒L覆、往返時(shí)間煙RTT等為侮參數(shù)來(lái)計(jì)算光發(fā)送方的最袍大傳輸速率球，發(fā)送方依湊據(jù)此計(jì)算結(jié)灰果為來(lái)對(duì)自尋身的發(fā)送速何率進(jìn)行調(diào)整擇。這種控制銹算法的優(yōu)勢(shì)去在于發(fā)送速握率較基于探晨測(cè)的算法平算滑，其不足截在于發(fā)送方例的計(jì)算量較竹大以及對(duì)擁招塞的敏感度濾稍有降低。仿5燃.并行策略腸在訪問(wèn)量不哭太大的情況桑下，可使用凡單服務(wù)器形緒式，數(shù)據(jù)保列存在服務(wù)器危的磁盤(pán)中或丟獨(dú)立的磁盤(pán)微陣列中。當(dāng)總單服務(wù)器不鞠能滿足客戶(hù)低需求時(shí)，就贊產(chǎn)生了多服肌務(wù)器的并行孤結(jié)構(gòu)。當(dāng)多銳個(gè)服務(wù)器、肝多個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)飽點(diǎn)以不同的蜜方式進(jìn)行連柏接時(shí)，就形晨成了不同的腿體系結(jié)構(gòu)，俘因而，也就隊(duì)需要不同的展文件管理、竭數(shù)據(jù)存取、物服務(wù)方式等猶方面的策略陷和技術(shù)。下候面簡(jiǎn)單介紹策幾種并行視圍頻服務(wù)器體稠系結(jié)構(gòu)以及噴兩種VOD覆關(guān)鍵技術(shù)策扭略。貸5率.1并行視振頻服務(wù)器體鄙系結(jié)構(gòu)臭隨著視頻點(diǎn)奧播需求量越循來(lái)越大，并景行視頻服務(wù)具器技術(shù)越來(lái)崇越受到人們竿的重視該[8~12怨]鋒。從現(xiàn)有的煤并行視頻服匙務(wù)器體系結(jié)白構(gòu)上看，大作約可以分為頃分布式結(jié)構(gòu)殖、集群式結(jié)記構(gòu)和并行計(jì)核算機(jī)結(jié)構(gòu)等稠幾類(lèi)。拌分布式結(jié)構(gòu)榆是用多個(gè)相及互獨(dú)立的服拘務(wù)器同時(shí)提宅供視頻服務(wù)醒，其技術(shù)特襪點(diǎn)是各服務(wù)侮器的存儲(chǔ)I貝/O、網(wǎng)絡(luò)刮I/O等資笨源不共享。習(xí)這種結(jié)構(gòu)的并主要問(wèn)題是券節(jié)目的存儲(chǔ)南問(wèn)題：當(dāng)每臘個(gè)服務(wù)器都努存儲(chǔ)同樣的遷節(jié)目時(shí)，就杜會(huì)造成存儲(chǔ)授開(kāi)銷(xiāo)斜太大；當(dāng)不蜜同服務(wù)器之葬存儲(chǔ)不同節(jié)創(chuàng)目時(shí)，就會(huì)仔造成負(fù)載不辦平衡。集群詠式結(jié)構(gòu)是多縫個(gè)相互獨(dú)立蝕服務(wù)器共享挎存儲(chǔ)資源。旨主要有兩共率享方式：一要種是多臺(tái)獨(dú)制立服務(wù)器共俯享網(wǎng)絡(luò)盤(pán)陣安(SAN)持，但其花費(fèi)嘩代價(jià)高，不在易擴(kuò)展；另拌一種是用高眠速網(wǎng)將各服扮務(wù)器連接起徐來(lái)，數(shù)據(jù)都籃打散到各服言務(wù)器中，但銷(xiāo)任何一個(gè)服累務(wù)器的故障曉都將導(dǎo)致整各個(gè)系統(tǒng)的崩壘潰。采用并個(gè)行計(jì)算機(jī)進(jìn)正行視頻服務(wù)先可以分為兩技類(lèi)。一類(lèi)是蟻采用現(xiàn)有的撐并行計(jì)算機(jī)火，如SGI薦Orig鋪in200拆0/300即0,Su近nSPA第RC,HP害9000等壟。這類(lèi)計(jì)算鞭機(jī)其原始出魯發(fā)點(diǎn)并不是醬為了視頻服虧務(wù)，只是在脂其上配置了命相應(yīng)的視頻表服務(wù)軟件等抖，其實(shí)際能膚力并不能完數(shù)全發(fā)揮。另觀一類(lèi)是研制躲專(zhuān)用的并行道視頻服務(wù)器倍，如nCU慈BE公司的爸nCUBE家4。它的存負(fù)儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)I桿/O、操作務(wù)系統(tǒng)和服務(wù)瘋軟件都具有猛較強(qiáng)的針對(duì)弟性，服務(wù)效作果好。怪5惕.2動(dòng)態(tài)遼平衡策略笑為使各服務(wù)聚器的負(fù)載均伐衡，并行V提OD服務(wù)器輸需要采用某股種動(dòng)態(tài)平衡吳策略來(lái)根據(jù)弓用戶(hù)的視頻爐請(qǐng)求進(jìn)行服賠務(wù)分配。負(fù)專(zhuān)載平衡方法赴很多，比如問(wèn)進(jìn)程遷移均[13]庸、SAMR筆[14]爭(zhēng)、輪詢(xún)DN邀S叢[15]慕等，秋VOD系統(tǒng)排采用的負(fù)載奸平衡它策略通常有梨三種：燭輪循法、最還小連接法和徹處理能力平爪衡法振[16]醬。膜輪循均衡讓朽將夜來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的因請(qǐng)求依次擾循環(huán)地嗓分配給惕服務(wù)器組中與各個(gè)服務(wù)器腎。爺這種缺簡(jiǎn)單軟流分附配的策略?xún)H派適合于服務(wù)仿器群組中的守所有服務(wù)器敬都有相同的竟配置并且平你均Web訪牌問(wèn)時(shí)間相對(duì)瘦均衡的情況敵。憐最小連接數(shù)列均衡烘戶(hù)記錄祖對(duì)游服務(wù)器組掛中每臺(tái)服務(wù)移器當(dāng)前正在狀處理的糕連接錦數(shù)量，當(dāng)有撲用戶(hù)弟請(qǐng)求時(shí)，將趣處理撕任務(wù)敬分配給當(dāng)前緣連接最少的無(wú)服務(wù)器。尤這種策略血使均衡更加付動(dòng)態(tài)化，更狐加符合實(shí)際紗情況。執(zhí)處理能力均汪衡稠案針對(duì)忠服務(wù)器組中謎各服務(wù)器紡配置不同情后況悼，根據(jù)各捏服務(wù)器的C旨PU和內(nèi)存陜、外存情況艙計(jì)算提出其掉處理能力單胞位，棕再琴根據(jù)每臺(tái)服候務(wù)器的能力涌將任務(wù)胖進(jìn)行選均衡分配。久這鳳種策略戀更加精確。唱5順.3磁盤(pán)蚊Cache揭策略件計(jì)算機(jī)術(shù)語(yǔ)嫌Cache得的含義是高鼠速緩沖存儲(chǔ)堪器。計(jì)算機(jī)慚工作時(shí)，總惕是把最新的葬數(shù)據(jù)存放到解Cache渠中，并根據(jù)彼使用頻率進(jìn)另行動(dòng)態(tài)更新碑。CPU讀宮取數(shù)據(jù)時(shí)總?cè)鹗窍仍L問(wèn)C國(guó)ache，奸只有Cac柔he沒(méi)有所儉要求的數(shù)據(jù)閉時(shí)，才到較垃慢的存儲(chǔ)器扣中去訪問(wèn)數(shù)棗據(jù)。在計(jì)算洪機(jī)應(yīng)用中，習(xí)大量采用了加Cache南技術(shù)，如處贊理機(jī)使用的朵Cache序存儲(chǔ)器、虛丹擬內(nèi)存和磁框盤(pán)緩沖區(qū)等結(jié)。猛“扒磁盤(pán)Cac級(jí)he偉”純是針對(duì)這樣僻一種結(jié)構(gòu)的手集群式并行敗VOD系統(tǒng)岔提出的：服添務(wù)器組中每何個(gè)服務(wù)器自攪帶一定的硬漸盤(pán)存儲(chǔ)能力果，所有數(shù)據(jù)泊都保存在網(wǎng)臘絡(luò)磁盤(pán)陣列券或多個(gè)數(shù)據(jù)粱節(jié)點(diǎn)上供每喊個(gè)服務(wù)器共包享。磁盤(pán)C識(shí)ache策衡略是以一定憐的算法來(lái)確稿定節(jié)目的貫“短熱門(mén)程度西”頃，并將眼“劫熱門(mén)節(jié)目變”股的視頻數(shù)據(jù)努文件拷貝到觀服務(wù)器上。顯這樣，如果裙客戶(hù)請(qǐng)求的瞎節(jié)目當(dāng)前恰惕好在服務(wù)器性中，那么就蠅可以直接提脫供服務(wù)。磁貧盤(pán)Cach罵e策略同時(shí)中根據(jù)節(jié)目戀“慰熱門(mén)程度漿”餡的變化動(dòng)態(tài)柳地更新服務(wù)袋器上不再熱甚門(mén)的節(jié)目文蕩件，真正起卷到查“買(mǎi)Cache纖”墻的作用。義6剛.內(nèi)容傳送于策略謎隨著Int診ernet剩的迅速發(fā)展劉，媒體網(wǎng)站裙和企業(yè)網(wǎng)站椅的業(yè)務(wù)都急聰劇增加，因社此，網(wǎng)站必足須拿出應(yīng)付妻的策略。前屠面提到過(guò)的床并行服務(wù)器俘結(jié)構(gòu)，從局會(huì)部來(lái)看它是綱一種很好的臥策略，但從踢整體上看，浙還是存在很機(jī)大的問(wèn)題：洞Inter查net難堪絲重負(fù)。因?yàn)樽?，厭傳統(tǒng)的媒體輪發(fā)布系統(tǒng)采獨(dú)用標(biāo)準(zhǔn)的集耳中式的客戶(hù)愛(ài)機(jī)/服務(wù)器禾技術(shù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)盾容的傳送候，弱每個(gè)客戶(hù)端染都需要?jiǎng)?chuàng)建然一個(gè)直接連眠接服務(wù)器的民信道廣[志17]孔。核6.1鏡否像服務(wù)器策釀略細(xì)鏡像服務(wù)器喝策略是一種屑“余送貨上門(mén)泊”愁策略。傾一些門(mén)戶(hù)網(wǎng)突站在需求量租很大的地方狼建立厲鏡像服務(wù)器鍋，它既分擔(dān)景服務(wù)器的網(wǎng)惰絡(luò)流量，同泳時(shí)也給In言terne搭t減輕了很老大的壓力。蔑6.2邊私緣服務(wù)器策攔略拘為了克服傳寸統(tǒng)的集中式聽(tīng)模式不具備秋可伸縮性的驚局限，把客座戶(hù)端/服務(wù)再器模型發(fā)展竿成為廣播網(wǎng)湊絡(luò)模式。在咳新的架構(gòu)中脈，發(fā)布服務(wù)緞器由多臺(tái)位誼于核心的廣燃播服務(wù)器和逐位于拘網(wǎng)絡(luò)段邊緣的服務(wù)夾器組成，形摧成一種可伸貫縮的應(yīng)用級(jí)滿內(nèi)容傳送茂解決方案宿。戀任何一臺(tái)廣移播服務(wù)器都授可以削向雀邊緣服務(wù)器其發(fā)布內(nèi)容源，而由示邊緣服務(wù)器安向客戶(hù)提供總服務(wù)突。啟這種恰新的架構(gòu)帖，夾具有很好的者可擴(kuò)展性。傘隨著企業(yè)的祥發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)賣(mài)的流量不斷驗(yàn)增加，可以輝在網(wǎng)絡(luò)的邊秀緣增加這類(lèi)條服務(wù)器。罪6.3雨CDN策略匪CDN策略欣也是提供邊煌緣服務(wù)。與烏網(wǎng)站的邊緣念服務(wù)器不同拾的是，CD舅N服務(wù)由獨(dú)快立的運(yùn)營(yíng)商持提供。異CDN慰[18]坑（殊Conte爛ntsD灣elive嬌ryNe賀twork巾，內(nèi)容分發(fā)慚網(wǎng)絡(luò)）可簡(jiǎn)念單理解為網(wǎng)抗絡(luò)緩存、網(wǎng)遮絡(luò)代理。它渴的工作方式捏是將網(wǎng)站的溫內(nèi)容發(fā)布到全最接近用戶(hù)荷的網(wǎng)絡(luò)邊緣描，使用戶(hù)可球以就近取得睡所需的內(nèi)容紐。CND主撒要用來(lái)解決升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流剖量對(duì)骨干帶闖寬的消耗，體同時(shí)減少大材量用戶(hù)占用拴Inter頃net帶寬升，從而也提臭高了骨干帶壘寬的利用率杠。在棕CDN躬服務(wù)之下，蘭寬帶用戶(hù)能滾夠欣賞到高鐵質(zhì)量的視頻北節(jié)目。預(yù)流媒體的催CDN畫(huà)服務(wù)（如圖憂3）主要有勵(lì)兩方面的用構(gòu)途：一是用譯于處理訪問(wèn)槽量比較大的勻網(wǎng)站的日常妥流量，例如康CCTV犬網(wǎng)站；二是夜用來(lái)應(yīng)付重好大事件所產(chǎn)覽生的爆發(fā)流凡量，例如企引業(yè)所做的重?fù)岽蠡顒?dòng)的網(wǎng)魂上直播。集圖3支持月流媒體的浩CDN刷服務(wù)參考文獻(xiàn):刮[1]歐購(gòu)建平,婁生柄強(qiáng).網(wǎng)絡(luò)與陷多媒體通信植技術(shù)[M]森.北京：人奪民郵電出版晴社,200服2駐:矛1-20默.至[2]侯園芬,朱祥華釀,流媒體技醉術(shù)講座第4墓講多媒體流鬼的分層傳輸項(xiàng).中國(guó)數(shù)據(jù)果通信,20叨02,(9壤)菜:83-負(fù)85水[3]周廉寧,姜昱明電.VOD視飽頻服務(wù)器中帽的視頻流調(diào)蔽度策略.計(jì)瞞算機(jī)應(yīng)用與坑研究,20伙02,(1爪2)舌:151煩-152醋.帶[4]B鬼olot荒J-C,倘Turle望ttiT糕,Exp嚇erien幫cewi窮thco睛ntrol認(rèn)mech賴(lài)anism宅sfor豈pack戴etvi頂deoi喂nthe廁Inte監(jiān)rnet,末ACM潛Compu膏terC重ommun迫icati賤onRe橡view,腿1998暈:28(1稀)手[5]弦Dapen繪gWu,荒Yiwe兄iTho扣masH彎ou,We郊nwuZ忘hu,Hu覺(jué)ng-Ju團(tuán)Lee,敬Tihao慘Chia盯ng,Ya穗-Qin悶Zhang單and嘩H.Hon蹦athan鍛Chao碎,On批End-t撇o-End柄Arch佩itect淹uref夫orTr藝anspo逆rting秧MPEG綠-4Vi慰deoo漠vert巖heIn盛terne盈t,IE橋EETr繳ans.o進(jìn)nCir懼cuits室and輕Syste嫌msfo特rVid惰eoTe穿chnol欠ogy,v閃ol.10氧.no.6辜,Sep.素2000茂[6]殼T.Tur脾letti扛,C.H造uitem柳a.Vi栽deoco遲nfere惡ncing領(lǐng)ont蛋heIn筍terne鴨t.IE菠EE/AC爽MTra命ns.on會(huì)Netw妨orkin葉g,vo橋l.4.n崗o.3.醋pp.34探0-351澆.Jun院e199秀6昂[7]幟J.Mah漠davi,喊S.Fl栗oyd,窗TCP-f斑riend敵lyUn指icast價(jià)Rate炕-base牙dFlo革wCon晴trol.樹(shù)Note供sent特toe爭(zhēng)nd2en骨d-int糧erest蠟mail悔ingl滔ist,勉Jan.1臣997糠[8]D度anA,拒eta貼l.Ev呆oluti益onan交dcha滅lleng托esin健mult面imedi略a.IB終MJ.R拳ES.DE蓮VELOP搬,199作8.5,督42(2)知[9]V景ogel澡擇A纏,et痛al.取Distr慘ibute滴dMul德timed斃iaAp膠plica衰tions勾and遲Quali濃tyof犧Serv直ice:獸ASur金vey孔,胞IEEE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