流媒體邊緣云的聯(lián)合優(yōu)化資源調(diào)度策略研究.pdf

1、傳統(tǒng)的基于CDN、P2P、集群技術(shù)的系統(tǒng)在擴(kuò)展性、可靠性、服務(wù)封裝能力等方面存在不同程度的局限性。云計算具有資源虛擬化、可彈性擴(kuò)展和高服務(wù)可靠性等優(yōu)點。作為一種流媒體與云計算相結(jié)合的產(chǎn)物，流媒體云可很好地解決上述問題?？紤]到流媒體的高實時性特點，不同區(qū)域會單獨放置流媒體邊緣云，以使視頻內(nèi)容被推至網(wǎng)絡(luò)邊緣，進(jìn)而提高用戶響應(yīng)速度和減輕骨干網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載。
　　流媒體邊緣云屬于一種資源密集型服務(wù)系統(tǒng)，帶寬資源和存儲資源是其最主要的系統(tǒng)資源

2、。與傳統(tǒng)系統(tǒng)一樣，流媒體邊緣云也存在著系統(tǒng)資源調(diào)度的問題。在有限的云資源配置下，用戶請求模式的傾斜性及波動性，往往會導(dǎo)致帶寬及存儲資源分配不合理問題。在傳統(tǒng)流媒體服務(wù)系統(tǒng)中，會話遷移和視頻部署分別被用于解決帶寬資源或存儲資源分配不合理的問題。但是，實際的用戶訪問模式是一個漸變的過程，單獨的會話遷移或視頻部署，都很難有效地權(quán)衡調(diào)度效果和調(diào)度代價。另外，部署調(diào)整也易使部分會話因為副本刪除而被迫中斷。因此，本文針對流媒體邊緣云的聯(lián)合優(yōu)化資源調(diào)

3、度問題進(jìn)行研究，完成了以下工作:
　　1)結(jié)合云計算和OpenFlow技術(shù)，設(shè)計了一種新穎的流媒體邊緣云架構(gòu)，應(yīng)用層的業(yè)務(wù)處理和網(wǎng)絡(luò)層的路徑優(yōu)化得以分離，實現(xiàn)了流媒體服務(wù)的透明性。
　　2)利用OpenFlow技術(shù)中的新特性，實現(xiàn)了一種網(wǎng)絡(luò)層會話遷移方法，使應(yīng)用層狀態(tài)同步和網(wǎng)絡(luò)層狀態(tài)同步得以分離，提高了遷移執(zhí)行效率。
　　3)針對流行度分布的動態(tài)波動規(guī)律，提出了一種三階段綜合調(diào)度策略。具體地，針對原始流行度分布，提出了

4、一種靜態(tài)部署階段策略，以對邊緣云進(jìn)行初始化資源配置。針對流行度分布的輕微波動情形，提出了一種會話遷移階段策略，將負(fù)載分布和流行度分布綜合地用于遷移策略;在執(zhí)行策略方面，分別提出了“Lazy遷移方式”和基于分支限界法的多步遷移算法。針對流行度分布的劇烈變化情形，提出了一種動態(tài)部署階段策略，除請求接受率外，還考慮了對“視頻部署對請求分布波動的適應(yīng)性”以及“部署代價”優(yōu)化;在執(zhí)行策略方面，提出了一種基于負(fù)載均衡的會話遷移策略;針對視頻部署調(diào)整