文/吳生和

多媒體云計(jì)算平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)

文/吳生和

在現(xiàn)代科技不斷發(fā)展的進(jìn)程中，云計(jì)算技術(shù)逐漸成為多媒體服務(wù)當(dāng)中的重要發(fā)展支撐。關(guān)于多媒體云計(jì)算平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)的分析與研究，能夠有效解決其中存在的發(fā)展制約問(wèn)題，推動(dòng)多媒體云計(jì)算的普及與應(yīng)用?；诖耍疚木投嗝襟w云計(jì)算平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)簡(jiǎn)要分析。

多媒體 云計(jì)算平臺(tái) 關(guān)鍵技術(shù)

云計(jì)算是一種極具創(chuàng)新性的現(xiàn)代信息技術(shù)，具有覆蓋范圍廣、便利性以及可靠性等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，應(yīng)用多媒體云計(jì)算平臺(tái)，能夠幫助眾多中小型企業(yè)，以最低的成本投入，使用平臺(tái)服務(wù)，進(jìn)行企業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

1 多媒體云計(jì)算技術(shù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架設(shè)計(jì)技術(shù)

1.1 CDN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

CDN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)，主要是為了解決互聯(lián)網(wǎng)的性能缺陷問(wèn)題，以保證互聯(lián)網(wǎng)中的信息數(shù)據(jù)能夠更快捷、穩(wěn)定的傳輸與分享。CND技術(shù)的有效運(yùn)行，是在接到用戶請(qǐng)求之后，對(duì)用戶服務(wù)器負(fù)載等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行梳理判斷，然后進(jìn)行進(jìn)行準(zhǔn)確、高效的內(nèi)容分享。CDN中存在的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：

1.1.1 內(nèi)容發(fā)布技術(shù)

其目的是將有效信息及數(shù)據(jù)發(fā)布到與用戶相近的節(jié)點(diǎn)。

1.1.2 內(nèi)容路由技術(shù)

幫助網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡分布，并運(yùn)用DNS解析均勻分布用戶請(qǐng)求到附近源上。

1.1.3 內(nèi)容交換技術(shù)

參考內(nèi)容中的實(shí)際應(yīng)用性用戶參數(shù)，在用戶附近的眾多緩存服務(wù)器上進(jìn)行負(fù)載均衡。

1.1.4 性能管理技術(shù)

幫助實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的整體性能發(fā)布與測(cè)量功能，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)布內(nèi)容的相關(guān)性能，實(shí)現(xiàn)策略調(diào)整，確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)處于最佳狀態(tài)。

CDN關(guān)鍵技術(shù)的有效實(shí)現(xiàn)，能夠幫助互聯(lián)網(wǎng)中的本地緩存、鏡像服務(wù)、遠(yuǎn)程加速、寬帶優(yōu)化以及集群抗攻擊等各個(gè)方面的性能提升，有效提高網(wǎng)站訪問(wèn)速度與訪問(wèn)時(shí)的穩(wěn)定性能，降低了寬帶與距離對(duì)訪問(wèn)過(guò)程的影響，并有效解決了類(lèi)似拒絕服務(wù)攻擊等帶來(lái)的攻擊影響。此外，CDN關(guān)鍵技術(shù)也為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，帶來(lái)了全新的發(fā)展理念，強(qiáng)調(diào)了內(nèi)容發(fā)布的重要性，改進(jìn)了傳統(tǒng)的僅由內(nèi)容供應(yīng)商進(jìn)行發(fā)布和管理的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容發(fā)布模式。

1.2 DHT技術(shù)

DHT即分布式散列表，在研發(fā)之初，主要被應(yīng)用于P2P文件系統(tǒng)的研究，主要應(yīng)用價(jià)值，是將系統(tǒng)中的鍵值（key）的集合，分散到系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)之上，在使用key進(jìn)行查詢(xún)時(shí)，就能夠高效地傳達(dá)消息到該key節(jié)點(diǎn)上。

在DHT的運(yùn)行過(guò)程中，基本系統(tǒng)當(dāng)中的每一個(gè)文件，都可以應(yīng)用哈希算法進(jìn)行計(jì)算得到一個(gè)對(duì)應(yīng)的key；進(jìn)行文件保存時(shí)，也會(huì)根據(jù)key在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的更相似節(jié)點(diǎn)集合來(lái)保存；在進(jìn)行文件獲取時(shí)，需要發(fā)送請(qǐng)求信息到DHT當(dāng)中，通過(guò)消息傳遞的逐層轉(zhuǎn)發(fā)，最終達(dá)到key節(jié)點(diǎn)上，該節(jié)點(diǎn)同時(shí)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)回。

2 多媒體云計(jì)算技術(shù)的流量控制研究

多媒體云計(jì)算技術(shù)中的流量控制，能夠通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其中數(shù)據(jù)的性能優(yōu)化、延遲降低、實(shí)際可用寬帶增加功能等。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來(lái)說(shuō)，當(dāng)它承載的數(shù)據(jù)流量超出了一定限度時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)明顯的時(shí)延現(xiàn)象。有效的流量控制技術(shù)，能夠阻止此種情況的發(fā)生，目前常用的控制手段包括帶寬節(jié)流、速率限制等。

2.1 多媒體云計(jì)算平臺(tái)中HTB的應(yīng)用

HTB的運(yùn)行是通過(guò)令牌桶算法來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)流量控制的一種關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)各隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度，由此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的限速、帶寬整體劃分、數(shù)據(jù)流出口速率控制的流量控制目的。

HTB是傳統(tǒng)CBQ算法的優(yōu)化升級(jí)版，在速率與封頂速率明確的基礎(chǔ)上，提出一套完善的帶寬借用體制。傳統(tǒng)的應(yīng)用簡(jiǎn)單機(jī)制進(jìn)行流量控制，并不能全面解決帶寬利用與速率限制之間的矛盾。僅僅對(duì)數(shù)據(jù)流施行簡(jiǎn)單的峰值速率設(shè)定，直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)流在總帶寬十分空閑狀態(tài)下，無(wú)法突破限定速率。HTB的應(yīng)用，為每一個(gè)數(shù)據(jù)流都設(shè)置了保障速率與封頂速率，保障速率是指在網(wǎng)絡(luò)繁忙時(shí)，限定數(shù)據(jù)流可以達(dá)到的帶寬；封頂速率則表示網(wǎng)絡(luò)帶寬有空閑時(shí)，數(shù)據(jù)流能夠達(dá)到的速率上限。

HTB算法，實(shí)現(xiàn)了流量控制與帶寬有效利用之間的共存關(guān)系，保證網(wǎng)絡(luò)繁忙時(shí)，所有數(shù)據(jù)流全部能夠依據(jù)限定速率進(jìn)行有效傳輸；在網(wǎng)絡(luò)帶寬還有空閑時(shí)，提升數(shù)據(jù)流的傳輸效率，從而保證帶寬利用的最大化。這種分級(jí)流量控制的算法，幫助多媒體云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行了有效的服務(wù)升級(jí)，在一定程度上，提高了用戶的使用體驗(yàn)。

2.2 針對(duì)多媒體云計(jì)算平臺(tái)的并行化HTB

HTB的分級(jí)處理與空閑帶寬的借用思想，與多媒體云計(jì)算平臺(tái)的運(yùn)行特征十分符合，但現(xiàn)有的HTB算法的實(shí)際處理能力還存在一定缺陷，最高只能達(dá)到0.5Gbps的速率，與云計(jì)算平臺(tái)面臨的大規(guī)模數(shù)據(jù)流處理存在一定差距。因此，提出了并行化HTB對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行有效解決。并行化HTB的研究，是在保證HTB算法的原有功能基礎(chǔ)上，最大限度的提升其處理能力，使并行化HTB能夠在多媒體云計(jì)算平臺(tái)當(dāng)中達(dá)到更高效的應(yīng)用價(jià)值。

HTB算法中，包含入隊(duì)和出隊(duì)兩個(gè)主要操作，入隊(duì)操作是在確定數(shù)據(jù)包的對(duì)應(yīng)類(lèi)之后，將其插入到這一類(lèi)中的包隊(duì)列里面，再完成類(lèi)的激活操作等；出隊(duì)操作，則是依據(jù)類(lèi)的當(dāng)前狀態(tài)，選出能夠發(fā)送數(shù)據(jù)包的對(duì)應(yīng)類(lèi)，將數(shù)據(jù)包從隊(duì)列中發(fā)送出去?，F(xiàn)有的HTB算法，限定了每一時(shí)刻只能有一個(gè)操作，即便入隊(duì)數(shù)據(jù)包與出隊(duì)數(shù)據(jù)包不是同一個(gè)類(lèi)，也不能進(jìn)行同時(shí)處理。

基于無(wú)鎖FIFO的并行技術(shù)，能夠幫助實(shí)現(xiàn)原有HTB的并行化處理。首先，依據(jù)串行結(jié)構(gòu)的原有特點(diǎn)，選擇能夠與之匹配的無(wú)鎖結(jié)構(gòu)；然后，針對(duì)多媒體云計(jì)算平臺(tái)，可以使用core-2-core的風(fēng)格模式，進(jìn)行效率改進(jìn)；最后，消除掉單核環(huán)境下沒(méi)有存在必要的鎖，同時(shí)在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處運(yùn)用無(wú)所結(jié)構(gòu)將其代替，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)性能的大幅度提升。這種理論的實(shí)現(xiàn)，需要以無(wú)鎖FIFO結(jié)構(gòu)作為運(yùn)行基礎(chǔ)，融合HTB流量控制機(jī)制，連接不同處理階段的重點(diǎn)，就是數(shù)據(jù)包隊(duì)列，而無(wú)鎖FIFO結(jié)構(gòu)剛好能夠符合這一特點(diǎn)。將傳統(tǒng)HTB進(jìn)行流水線風(fēng)格分割，與代替了連接處理階段節(jié)點(diǎn)的鎖的無(wú)鎖FIFO，這種簡(jiǎn)單操作運(yùn)行優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)了多媒體云計(jì)算平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)的通用性。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)幾種多媒體云計(jì)算平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的科學(xué)技術(shù)，在未來(lái)的科技發(fā)展當(dāng)中具有十分廣泛的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，它不僅能夠?yàn)槿藗兊纳钐峁└啾憷?，同時(shí)，也為社會(huì)的發(fā)展，創(chuàng)造了更好的技術(shù)條件。而多媒體云計(jì)算平臺(tái)的高效發(fā)展，能夠?yàn)槎嗝襟w服務(wù)行業(yè)，開(kāi)拓更廣泛的發(fā)展前景。

[1]馮偉斌,張?jiān)朴?房秉毅,徐雷.基于IPv6的云計(jì)算平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究與分析[J].信息通信技術(shù),2013(03):45-49.

作者單位東莞理工學(xué)院城市學(xué)院 廣東省東莞市523419