● 摘要
随着网络通信和多媒体技术的进步，高质量的多媒体视频会议成为一种发展趋势，被越来越多的人们所需求，然而高质量的视频会议系统技术还不够成熟，无法在一个会议中支持大量的参与者和多路高清视频。究其原因，视频会议系统规模的扩展主要受限于服务器端多媒体网关系统的数据转发性能。本论文的工作基础是实验室研发的ADMIRE视频会议系统中的多媒体网关子系统，它存在可支持的并发规模小、可靠性差、扩展性弱和资源利用效率低等不足。因此本文结合ADMIRE的实际需求，力求在系统的并发性、可扩展性、可靠性和高性能等方面对原有多媒体网关系统进行改进。原有多媒体网关系统采用单服务器结构，因而其性能受到很大的限制，不适应大规模的应用需求。本文基于云计算设计思想，首先提出了一种集群式易扩展的体系结构。该结构将承担数据转发功能的多媒体网关放在云环境中实现，能够掌控各种基于物理设备的虚拟资源，实现对整个集群数据转发能力的动态配置。为了充分利用集群中各虚拟网关节点的数据转发能力，平衡系统各虚拟网关节点的负载量，本文首先提出了一种基于区域分配与负载最小优先相结合的负载均衡策略，多网关云控制器根据该策略对客户端的登录请求进行调度。该策略不仅考虑了用户的区域分散性，而且充分利用了虚拟网关节点的当前负载信息，从而增加了调度的有效性。其次，本文又提出了一种用户迁移策略来解决会议过程中可能出现的虚拟网关节点负载失衡和网络故障问题，在一定程度上提升了系统的可靠性能。为了进一步提高多媒体网关系统的数据转发性能，本文利用完成端口模型重新设计并实现了原有多媒体网关系统的数据转发策略，有效提高了系统的I/O并发率。另外，为了有效管理系统的虚拟网关资源，本文设计并实现了一个方便使用且易于扩展的虚拟资源管理子系统，为整个系统的实现奠定了坚实的基础。