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(jì)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(diǎn)。作為一種流媒體與云計(jì)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(shí)時(shí)性特點(diǎn)，不同區(qū)域會(huì)單獨(dú)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(chǔ)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(dòng)性，往往會(huì)導(dǎo)致帶寬及存儲(chǔ)資源分配不合理問題。在傳統(tǒng)流媒體服務(wù)系統(tǒng)中，會(huì)話遷移和視頻部署分別被用于解決帶寬資源或存儲(chǔ)資源分配不合理的問題。但是，實(shí)際的用戶訪問模式是一個(gè)漸變的過程，單獨(dú)的會(huì)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(jià)。另外，部署調(diào)整也易使部分會(huì)話因?yàn)楦北緞h除而被迫中斷。因此，本文針對(duì)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(jì)算和OpenFlow技術(shù)，設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)現(xiàn)了一種網(wǎng)絡(luò)層會(huì)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(duì)流行度分布的動(dòng)態(tài)波動(dòng)規(guī)律，提出了一種三階段綜合調(diào)度策略。具體地，針對(duì)原始流行度分布，提出了

4、一種靜態(tài)部署階段策略，以對(duì)邊緣云進(jìn)行初始化資源配置。針對(duì)流行度分布的輕微波動(dòng)情形，提出了一種會(huì)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(duì)流行度分布的劇烈變化情形，提出了一種動(dòng)態(tài)部署階段策略，除請求接受率外，還考慮了對(duì)“視頻部署對(duì)請求分布波動(dòng)的適應(yīng)性”以及“部署代價(jià)”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(huì)話遷移策略;針對(duì)視頻部署調(diào)整