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视频点播系统中请求调度算法的研究与实现

作　者: 张天祥
导　师: 刘凤玉
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 广域网 视频点播 分布式 集群 负载 动态请求调度算法 节目内容调度
分类号: TN948.64
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


随着网络技术的飞速发展和网络资源的空前丰富，视频点播(VOD)技术作为传统电视媒体在互联网络上的延伸，得到了迅速地发展。统计数据表明，这项技术的市场前景相当广阔，甚至有业内人士称这一领域的市场可以数以十亿美元计。结合我国目前的现状来看，现阶段我国的视频服务软硬件设备的市场主要被国外主流供应商所垄断，而体系结构则以集中式服务中心的结构为主，这种结构无法同时满足大范围覆盖和处理大量并发用户请求的业务需求。市场的前景和用户的需求都对研究新型系统结构和调度策略提出了要求。因此，研究视频点播系统的体系结构及其请求调度策略，具有相当重要的意义以及非常大的实际应用价值。 本文在分析了视频点播系统的业务需求和当前面临的问题之后，结合分布式理论和集群系统的思想，设计了一种可以应用在广域网上，具备一定容错能力、可扩展、分布式集群结构的视频点播系统架构方案。在此基础上，本文给出了一种分阶段的动态请求调度算法，该算法以用户请求和系统各服务节点、媒体服务器的动态负载信息为决策依据，对来自各个服务地域的用户请求进行调度。文章给出了算法的实现，在半模拟环境下对算法的性能进行了测试，并将此算法与几种经典的任务调度算法进行了比较测试。算法具有一定的容错性，性能达到了设计要求。作为对请求调度的补充和优化，本文还给出了一种适用于系统中不同主体级别(节点级，服务器级)的节目内容调度算法。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题背景  8
  1.2 视频点播系统的发展及挑战  8-12
    1.2.1发展与研究现状  9-10
    1.2.2 当前面临的问题及发展趋势  10-12
    1.2.3 研究意义  12
  1.3 研究任务及目标  12
  1.4 本文主要贡献及论文结构  12-14
2 多层分布式集群系统结构设计  14-24
  2.1 系统分析  14-15
  2.2 集群系统及其应用价值  15-16
    2.2.1 集群系统简介  15
    2.2.2 在视频点播中采用集群系统的必要性  15-16
  2.3 系统结构设计  16-19
    2.3.1 功能模块划分  16-17
    2.3.2 系统结构设计  17-19
  2.4 系统容错性设计  19-22
    2.4.1 中央节点的容错性设计  19-21
    2.4.2 分支服务节点的容错性  21-22
  2.5 系统设计方案  22-23
  2.6 本章小结  23-24
3 集群系统作业调度策略研究  24-37
  3.1 作业调度概述  24-26
    3.1.1 作业调度的概念  24
    3.1.2 作业调度的评价标准  24-26
  3.2 作业调度算法的组成  26
  3.3 常见调度策略分析  26-31
    3.3.1 静态调度策略  26-29
    3.3.2 动态调度策略  29-31
  3.4 以用户请求为调度主体的调度策略  31-35
    3.4.1 优先权调度算法  32-33
    3.4.2 高响应比优先调度算法  33
    3.4.3 多级队列调度算法  33-34
    3.4.4 多级反馈队列调度算法  34
    3.4.5 分析  34-35
  3.5 集群式视频点播系统的任务调度策略分析  35-36
  3.6 本章小结  36-37
4 请求调度算法的设计与实现  37-51
  4.1 算法设计目标  37-38
  4.2 数据库设计方案  38-41
    4.2.1 节目文件信息相关表  38-39
    4.2.2 服务器相关信息表  39-40
    4.2.3 可服务对象表  40
    4.2.4 请求队列相关表  40-41
    4.2.5 用户信息表  41
    4.2.6 IP、地址信息表  41
  4.3 算法详细设计与实现  41-49
    4.3.1 算法阶段划分  42
    4.3.2 总控节点请求队列建立过程  42-43
    4.3.3 请求队列管理  43-44
    4.3.4 建立可服务节点集  44
    4.3.5 服务节点的选择  44-46
    4.3.6 地域节点请求队列管理  46-47
    4.3.7 轮转调度序列的确定  47-49
    4.3.8 目标服务器的选择  49
  4.4 算法性能及存在问题分析  49-50
  4.5 本章小结  50-51
5 节目内容调度算法设计与实现  51-57
  5.1 视频节目的特点  51
  5.2 节目存储策略分析  51-52
  5.3 节目内容调度的必要性  52-53
  5.4 相关数据表说明  53-54
  5.5 节目内容调度算法实现  54-56
    5.5.1 算法原理  54-55
    5.5.2 算法流程  55-56
    5.5.3 负载计算  56
  5.6 本章小结  56-57
6 试验系统与性能测试  57-65
  6.1 试验系统构建  57-58
  6.2 软件结构  58-60
    6.2.1 视频服务软件  58-59
    6.2.2 Web服务与调度软件  59-60
  6.3 请求调度性能测试  60-62
  6.4 与经典算法的比较  62-64
  6.5 本章小结  64-65
7 总结与展望  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-69

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 电视 > 电视中心、电视设备 > 电视中心管理系统 > 视频点播系统
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