基于云计算的校园网视频直播系统研究

摘要

随着校园信息化建设的不断发展，校园网的应用也日趋成熟，校园网视频应用和我们日常的学习生活息息相关，包括我们的科研工作、日常学习及生活等各个方面。然而当视频直播请求增多的时候，服务器就会产生负载不均衡，客户的请求就会发生延迟。当请求减少时，设备闲置问题变得严重，而不能为其他系统服务，造成了服务器资源的浪费，那么如何利用好设备，提高资源的利用率，做到在设备之间切换服务，达到无颤抖转换，成为视频直播系统具有挑战的问题。
　　 为了提高校园网视频直播系统的使用性能，充分发挥现有硬件设备资源，在目前校园网视频直播系统的架构基础上，通过分析数据在服务器上传输的一些指标，结合云计算服务模式、基础架构以及关键技术，对现有的直播系统进行改造，提出了一种基于云计算的视频直播原型系统。该系统解决了单点故障隐患，重点改善了负载不均衡问题，提高了服务器的利用率，实现整套系统的高可用性、弹性扩展等优势，为用户提供高质量的在线视频播放能力。
　　 为了分析对比本文提出的系统模型与传统的直播系统的优缺点以及证明该模型的可行性和正确性，对系统进行了测试。测试环境由物理视频直播系统和虚拟视频直播系统两部分组成，前者是部署在物理服务器上，后者部署在通过Xen虚拟化软件虚拟的服务器上。整套系统完全部署在虚拟资源池的虚拟机中，并且通过Eucalyptus对该资源池的负载以及运行情况进行监控，LVS负责根据流量情况进行流量的负载均衡。最终对获得的结果进行分析，进而得出在实际应用中应该注意的问题。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 云计算研究现状

1．2．2 视频直播的研究现状

1．3 本文研究的主要内容

第2章 相关技术简介

2．1 云计算相关技术

2．1．1 云计算概念

2．1．2 云计算架构模型

2．1．3 云计算关键技术

2．2 负载均衡关键技术

2．2．1 负载均衡原理

2．2．2 LVS负载均衡器

2．2．3 LVS集群技术在校园网中的应用

2．3 P2P网络关键技术

2．4 缓存技术

2．5 本章小结

第3章 基于云计算的校园网视频直播方案

3．1 理工大学网络现状

3．2 理工大学目前视频直播系统介绍

3．3 基于云计算的视频直播的技术特点

3．4 基于云计算的视频直播原型系统的结构

3．5 高可用性

3．5．1 视频系统的高可用

3．5．2 高可用性方案原理

3．6 动态迁移机制

3．6．1 虚拟机在线迁移技术

3．6．2 在线迁移算法

3．7 弹性扩展

3．7．1 弹性扩展概念

3．7．2 弹性扩展实现

3．7．3 弹性扩展算法

3．8 负载均衡

3．8．1 基于蜂窝算法

3．8．2 主动聚簇算法

3．9 本章小结

第4章 结果与性能分析

4．1 开源软件与云计算

4．1．1 虚拟化平台软件

4．1．2 云基础设施管理平台

4．1．3 分布式计算框架

4．1．4 虚拟化测试软件

4．2 测试环境与过程

4．2．1 整体测试环境与过程

4．2．2 测试目标及参数设置

4．2．3 构建虚拟池

4．2．4 建立弹性虚拟机模块

4．2．5 实验结果与分析

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢