面向4K流媒體的融合內(nèi)容分發(fā)管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展、移動網(wǎng)絡(luò)的普及、智能終端產(chǎn)品的不斷更新，視頻播放的需求得到了迅猛發(fā)展，各類高清、4K超高清視頻業(yè)務(wù)也在逐漸普及，未來基于視頻的相關(guān)應(yīng)用業(yè)務(wù)將是推動網(wǎng)絡(luò)流量加速增長的主要因素;由此也使得流媒體流量在網(wǎng)絡(luò)中急劇增大，視頻內(nèi)容的高并發(fā)請求呈現(xiàn)指數(shù)型增長，這就給負(fù)責(zé)流媒體內(nèi)容傳送的網(wǎng)絡(luò)—內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(Content Distribution Networks，CDN)提出了更高的要求。
　　現(xiàn)有的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)在降

2、低骨干網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、加快用戶響應(yīng)速度、提高用戶體驗(yàn)上取得了一定進(jìn)展，但仍然存在諸多不足。在負(fù)載均衡技術(shù)方面，在常用的加權(quán)最小連接算法上現(xiàn)有的CDN網(wǎng)絡(luò)在其權(quán)值計算上并不理想，其計算方式得出的結(jié)果并不能準(zhǔn)確反應(yīng)出服務(wù)器的實(shí)際負(fù)載性能;另外，現(xiàn)有的算法在運(yùn)用于內(nèi)容分發(fā)管理系統(tǒng)中并沒有考慮到內(nèi)容命中率的問題，在CDN系統(tǒng)中內(nèi)容是否命中往往決定了用戶請求能否得到滿足。在內(nèi)容分發(fā)管理接口技術(shù)方面，現(xiàn)有的CDN管理系統(tǒng)對于內(nèi)容請求還是以線性處理為主，當(dāng)

3、用戶量增大，同時在線人數(shù)過多時，系統(tǒng)將不堪重負(fù)，出現(xiàn)任務(wù)阻塞、反應(yīng)過慢、系統(tǒng)卡頓的現(xiàn)象，反應(yīng)出單點(diǎn)壓力過載的問題，嚴(yán)重影響視頻流的分發(fā)和終端用戶的體驗(yàn)，也非常不利于后續(xù)運(yùn)維及升級操作，維護(hù)代價高、不可持續(xù)。在融合內(nèi)容分發(fā)管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計上，仍然存在內(nèi)容注入速度過慢、內(nèi)容命中率低、用戶響應(yīng)速度過慢等問題。
　　因此，本論文從流媒體技術(shù)與CND網(wǎng)絡(luò)技術(shù)多業(yè)務(wù)融合的角度出發(fā)，對融合CDN網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究，主要工作包括以下幾個方面:

4、第一，研究分析了CDN網(wǎng)絡(luò)與流媒體關(guān)鍵技術(shù)，理解了CDN網(wǎng)絡(luò)原理與流媒體技術(shù)原理，為后續(xù)研究工作打下堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。第二，針對CDN網(wǎng)絡(luò)中基于加權(quán)最小連接算法的負(fù)載均衡技術(shù)在權(quán)值計算上的不準(zhǔn)確性，提出了一種基于服務(wù)器資源狀況的計算方法，該計算方法需要獲取服務(wù)器的四種資源狀況，并在一定時間內(nèi)取平均值計算得出權(quán)值;然后在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種基于動態(tài)反饋的多級負(fù)載均衡策略。第三，面對大數(shù)據(jù)流量、高并發(fā)請求下，內(nèi)容分發(fā)管理接口系統(tǒng)中內(nèi)容管理接口部

5、件與媒體管理部件之間采用線性處理的不足，提出了改進(jìn)的設(shè)計思路，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了基于ZooKeeper的內(nèi)容分發(fā)管理分布式接口子系統(tǒng)，最后對系統(tǒng)進(jìn)行了測試與驗(yàn)證。第四，基于上述研究成果，給出了一種融合內(nèi)容分發(fā)管理系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計思路，結(jié)合相關(guān)理論闡述了各個模塊的工作流程和實(shí)現(xiàn)方法;然后介紹了此融合內(nèi)容分發(fā)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)部署與組網(wǎng)架構(gòu)，對核心功能模塊進(jìn)行了測試與分析，并驗(yàn)證了本碩士論文的理論研究工作。
　　本論文對面向4K流媒體的融合CDN