一种基于服务窗口的视频点播负载均衡算法

摘要

近年，诸如视频会议、IP电话、VoD等基于Internet的流媒体应用得到了人们的普遍关注。然而，由于互连网资源有限、客户节点众多等特征，造成了服务器负载压力过重，难以为网络客户提供较高服务质量的媒体数据问题。因此，如何有效降低流媒体服务器的负载压力，以及如何在不同媒体片段之间实现合理的资源分配成为了最主要的研究内容之一。
　　 本文给出一种基于服务窗口的视频点播负载均衡算法，实现了流媒体服务器资源在各个媒体片段之间的动态均衡分配。算法采用P2P方式组织加入到点播系统的网络节点。系统在BMTREE算法的基础上对其进行简化，构造一棵具有固定高度的动态树结构，通过节点管理算法将网络节点加入到树中合适的位置，并根据连接过程中节点连接状态的变化实现其在树中不同层次、分支之间的动态调整。算法充分考虑了各个媒体片段在一段时间内的连接状态变化，提出加权连接数的概念，真实地反映了各段媒体在一段时间内的热门程度，使热门媒体片段可拥有相对较多的系统资源。为了应对客户节点对热门度较低媒体的突发性请求问题，算法融入资源预留机制，即使某些媒体片段具有极低的加权连接数，仍能够获得一部分系统资源，以保证为突发连接请求提供最低可接受服务质量数据。
　　 仿真结果表明，该算法在实现资源预留的前提下，能够较好地实现服务器资源在不同播放流之间的均衡分配，为客户节点提供较高的服务质量的连接，有效地提升了服务器系统资源的利用率。