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题目:基于云计算的视频会议转码服务的设计与实现

关键词:视频转码,负载均衡,云计算,负载预测

  摘要

本文设计并实现了一个云计算环境中针对实时视频会议的转码服务。目标是通过为视频会议中的各种终端提供基于云计算平台的动态转码服务,从而解决高清视频会议中各种类型的终端用户在硬件能力和网络环境方面的发展瓶颈。通过视频转码可以有效地降低视频流所占用的带宽,降低视频会议对移动终端的硬件要求,同时也可以通过转码来适应移动终端网络环境的变化。然而视频会议中的视频转码的设计有两个方面的难点:第一,视频会议要求转码是实时进行的,而转码过程对CPU资源要求较高,难以在单点的服务器上完成;第二,客户端对转码的需求可能是动态变化的,需要根据用户的需求实现自适应的转码。针对上述问题,本文主要开展以下几个方面的研究工作。
视频会议中的转码处理是一种对计算资源要求较多,对延迟敏感的计算任务,为了适应大规模转码的并行需求,本文基于云计算的设计思想,设计并实现了基于云计算平台(Cloud Computing)上的视频会议转码服务,充分利用云计算平台在任务并行和规模可动态伸缩方面的优势。因此,本文的一个研究重点就是云计算环境中转码服务中的负载均衡(Load Balancing)问题。不同转码任务对资源的需求不同,按以往的调度算法不能有效地避免负载失衡的问题。因此,本文提出了一种基于负载预测的负载均衡算法,通过对各种转码建立预测模型,预测转码任务的负载,按需求进行调度,将转码任务的分配转化为资源的分配,有效提高了转码资源的使用率,同时也保证了系统负载的均衡性。
针对第二个问题,本文在设计转码的逻辑结构时,将转码过程划分为几种基本的类型,负责的转码可以通过多种转码的组合来实现。同时在实现时采用Filter模式,允许转码服务动态的改变任意转码过程的参数,客户端可以根据自身的条件变化随时改变自己的转码请求,为自适应转码(Adaptive Transcoding)提供了基础。
论文在上述工作的基础上,设计并实现了一个可以部署于各种云计算平台的视频会议转码服务,将负载预测应用于转码任务的负载均衡过程中,使得任务调度更加合理;同时该服务也为针对移动终端的自适应转码提供了软件基础。