流媒体服务器比例带宽分配的改进算法.pdf

万方数据流媒体服务器比例带宽分配的改进算法吼残籼·多媒体技术·计算机工程与设计李呖王镇海。虾Ａ⑿呕峒蒲г和缧畔⒅行模虾言髅教宸衿鞔矸峙涞氖Ｐ都有各自的优先级与之相对应即而瓦⋯磊。每一类业务都有收稿日期：．．：修订日期：拼—。甤锄．饥摘要：结合比例带宽分配与转码技术提出了基于转码的流媒体服务器比例带宽分配算法．该算法将服务器分配与调度资源的过程细分为一系列充分小的时间片在每一个时间片里服务器根据已有的资源分配与预测的带宽需求情况进行综合分析动态地给每一个请求分配带宽。建立的数学模型表明了该策略能保证所有请求都能在不同的负载下获得最佳的带宽分配．仿真实验结果表明该策略不仅可以充分利用系统资源而且还能保证不同优先级请求之间资源的公平分配．关键词：流媒体；差分服务；比例带宽分配；算法；转码中图法分类号：文献标识码：文章编号：．．籕；；籺随着现代网络和多媒体技术的飞速发展在线访问流媒体资源的方式也日趋丰富访问方式随技术进步不断更新。随之而来的一个问题就是各种访问方式在访问、接收、处理、存储与播放流媒体资源等方面能力相差甚大““。如果按照传统的先到先得和按业务优先级比例分配带宽的服务模式必然会造成系统资源浪费甚至服务可用性下降等问题。因此新型的流媒体服务器应该能根据不同点播用户的特点有针对性的提供不同层次的服务质量并能保证系统在超负荷下通过适当降低服务质量而保证新请求能得到处理而不是简单的拒绝这样才能保证系统具有较高的可用性。目前常见的流媒体差分策略主要依赖接纳控制和基于优先级的调度Ⅲ其实现比较简单但缺点在于不能对编码率进行实时的调整会导致系统资源浪费可用性下降等问题。產状淼鞫人惴ń拍茉谥馗汉上拢酝骋趁娴母袷健图片颜色深浅及图片和内容大小做出一个降格调整取得了一定的效果但这种方法由于流媒体在压缩编码和解码技术上的限制很难实施。流媒体的转码技术嘲首次实现了流媒体可以根据实际情况在极端条件下将原有的编码率降低到一个用户可以接受的程度保证了系统的可用性但缺点是不能保证所有请求类的比例分配不能保证用户间公平性。不同业务比例差分的方案Ⅲ实现了流媒体带宽按照优先级别大小比例分配带宽。比例差分方案的特点就是公平可以控制各个业务之间的带宽分配互不冲突保证低优先级业务的带宽不至于在高负载下被高优先级业务所占用但比例差分并不能保证整个系统的利用率最高与可用性最优。本文提出了一种基于转码技术的流媒体服务器比例带宽分配的改进算法。与传统比例分配带宽方式不同该算法能在不同的负载下针对不同业务不同的优先级别实现带宽的动态调整与按比例公平分配带宽保证带宽高利用率和系统整体的高可用性。主要参数定义一个流媒体网站提供植煌囊滴瘢恳恢忠滴其最高与最低的带宽边界定义为脎蹋热缍杂谄胀髅体文件来说5捅呓纾为高边界。定义九为第类业务每分钟内的接入请求数为第嘁滴竦ジ銮肭笏王镇海男山东青岛人硕士高膇．畉．簊作者简介：李砀男湖南长沙人硕士工程师研究方向为网络运维、流量管理；级工程师研究方向为数字化校园、中心数据库管理。：．万方数据胪工冲一‰筄．畉驴扩阶睢叫螽咖乩十忑写孕逡豁埂牦各毒弓赫取ぢ糍蔷若镑蓟瓦阂幻娣︸∑‰一∑砒—鼍一固定编码率弧潭ū嗦肼；潭ū嗦肼；■弓一比例带宽分配；甘改进比例带宽分配报文可占的带宽。特别重要的是在系统极限负荷下疲骸［将∑伍尸肷鲜剑梢缘玫∑Ⅳ√瓦计算机工程与设计∑肌≤矗④∽抡媸笛配的比特率因此可以得到第嘁滴竦谋忍芈饰<。考虑到流媒体服务器的出口带宽固定为杂邢拗迫缦绿跫模型算法典型的比例差分模型要求一厶西⋯结合式üП浠唬梢缘玫而本文基于转码的比例带宽分配算法其基本思想就是将服务器分配与调度资源的过程细分为一系列充分小的时间片。对于每一个时间片服务器都会根据已有的带宽分配情况与预测的带宽需求情况进行分析再给每一类与每一个新接入请求动态的分配带宽最大限度的保证系统最大的利用率和最大的可用性。为了能使整个系统的阅艽锏阶钣牛⑶夷鼙Ｖじ个业务之间高峰时段的性能不下降本文提出如下的优化模型“式“G笤谡Ｇ榭鱿拢圆煌