專利名稱:一種視頻網(wǎng)格自適應(yīng)負(fù)載均衡調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及分布應(yīng)用集成技術(shù)中的視頻網(wǎng)格自適應(yīng)負(fù)載均衡調(diào)度方。
背景技術(shù)：
網(wǎng)格技術(shù)是近年來(lái)興起的一種解決分布資源協(xié)調(diào)工作問(wèn)題的技術(shù)。它最初用于先進(jìn)科學(xué)和工程的分布計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)?！熬W(wǎng)格問(wèn)題”定義為在動(dòng)態(tài)的個(gè)體、機(jī)構(gòu)和資源的集合中柔性地、安全地協(xié)調(diào)資源共享，集中反映為虛擬組織的概念。2002年2月，在加拿大多倫多市召開(kāi)的全球網(wǎng)格論壇GGF會(huì)議上，Globus項(xiàng)目組和IBM共同倡議了一個(gè)全新的網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)OGSA。OGSA稱為開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)(Open Grid Services Architecture)，它把Globus標(biāo)準(zhǔn)與以商用為主的Web Services標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合起來(lái)，網(wǎng)格服務(wù)統(tǒng)一以Services的方式對(duì)外界提供。2004年1月，Globus聯(lián)盟、IBM和HP等聯(lián)合發(fā)布了新的網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)草案WSRF(Web Services Resource Framework)，把OGSI轉(zhuǎn)換成了6個(gè)用于擴(kuò)展WebServices的規(guī)范，使網(wǎng)格服務(wù)已經(jīng)與Web服務(wù)徹底融為一體，這標(biāo)志著網(wǎng)格將信息集成作為第一目標(biāo)，網(wǎng)格商用化的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。
隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)前迅猛發(fā)展的視頻會(huì)議系統(tǒng)、視頻點(diǎn)播系統(tǒng)等分布式多媒體應(yīng)用引起了產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界及標(biāo)準(zhǔn)化組織的極大的興趣。如何高效利用視頻服務(wù)系統(tǒng)中的層次化分布的服務(wù)器資源和網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)提供可擴(kuò)展、高質(zhì)量的視頻服務(wù)有著重大影響。而支持資源動(dòng)態(tài)共享和協(xié)同工作的網(wǎng)格技術(shù)是優(yōu)化視頻服務(wù)的一種有效解決方案。
視頻網(wǎng)格的架構(gòu)如圖1所示，視頻網(wǎng)格一般由若干個(gè)流媒體集群組成，集群之間通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，每個(gè)流媒體集群作為一個(gè)網(wǎng)格服務(wù)節(jié)點(diǎn)。流媒體集群由兩個(gè)部分組成1、調(diào)度服務(wù)器，位于流媒體集群的最前端，根據(jù)提供流媒體服務(wù)的真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載情況將服務(wù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到后臺(tái)真實(shí)服務(wù)器上；2、服務(wù)器池，位于調(diào)度服務(wù)器的后端，為用戶提供流媒體服務(wù)的真實(shí)服務(wù)器，對(duì)客戶端不可見(jiàn)，客戶端通過(guò)調(diào)度服務(wù)器與真實(shí)服務(wù)器建立客戶/服務(wù)器關(guān)系。流媒體集群的管理工作由調(diào)度服務(wù)器負(fù)責(zé)，調(diào)度服務(wù)器不僅負(fù)責(zé)流媒體集群的內(nèi)部調(diào)度、管理，而且也是流媒體集群間負(fù)載信息交互和協(xié)同工作的調(diào)度中心。這些流媒體集群可以在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、軟硬件體系結(jié)構(gòu)以至于所屬組織、安全和認(rèn)證策略等方面都不盡相同。
雖然視頻網(wǎng)格是由多個(gè)分布的網(wǎng)格服務(wù)節(jié)點(diǎn)組成，但都是通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的虛擬IP地址(VIP)為客戶端提供接入服務(wù)?？蛻舳送ㄟ^(guò)同一網(wǎng)格門戶登錄，然后被分配到所屬的網(wǎng)格服務(wù)節(jié)點(diǎn)，在客戶端看來(lái)，視頻網(wǎng)格和原來(lái)單機(jī)服務(wù)器的使用沒(méi)有任何區(qū)別。
視頻網(wǎng)格整合地域上分布的多個(gè)孤立流媒體集群，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的流媒體服務(wù)系統(tǒng)資源協(xié)調(diào)共享。一個(gè)重要應(yīng)用場(chǎng)景是協(xié)調(diào)分布在廣域范圍的流媒體服務(wù)器資源解決大量的點(diǎn)播請(qǐng)求問(wèn)題，為客戶提供高質(zhì)量的服務(wù)。視頻網(wǎng)格的不平衡性和動(dòng)態(tài)性很突出，不平衡性指特定區(qū)域的客戶與服務(wù)器資源配備不平衡、不同區(qū)域的服務(wù)器資源存在差別；動(dòng)態(tài)性指客戶提交點(diǎn)播請(qǐng)求的過(guò)程是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程。流媒體服務(wù)器在確定的時(shí)段內(nèi)能夠容納的用戶是有限的。即使點(diǎn)播系統(tǒng)的負(fù)載能力按照點(diǎn)播到達(dá)率λ最大值設(shè)計(jì)，由于點(diǎn)播請(qǐng)求具有隨機(jī)不確定性，也有可能出現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)到達(dá)大量用戶點(diǎn)播請(qǐng)求，超過(guò)系統(tǒng)承受能力。因此，采用大容量點(diǎn)播服務(wù)器協(xié)同工作是提高服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵。研究基于網(wǎng)格的流媒體負(fù)載均衡調(diào)度方法有著非常重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
網(wǎng)格技術(shù)具有極強(qiáng)的工程背景，且在諸多領(lǐng)域均有應(yīng)用，但是在視頻技術(shù)領(lǐng)域：
是一個(gè)非常新的研究領(lǐng)域，只進(jìn)行了初步的研究。目前只有HP實(shí)驗(yàn)室提出一種多媒體網(wǎng)格mmGrid(Multimedia Grid)的可擴(kuò)展的中間件結(jié)構(gòu)(mmGriddistributed resource managementinfrastructure for multimedia applications.Parallel and Distributed Processing Symposium，2003.Proceedings.International April 2003 p 22-26)，該中間件結(jié)構(gòu)如圖2所示。該中間件結(jié)構(gòu)組成包括認(rèn)證、注冊(cè)、資源發(fā)現(xiàn)、調(diào)度、日志等關(guān)鍵服務(wù)，和所實(shí)現(xiàn)這些服務(wù)所采用的認(rèn)證服務(wù)器、目錄服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。通過(guò)mmGrid服務(wù)器和mmGrid代理來(lái)管理組成資源池的工作站，沒(méi)有涉及具體的調(diào)度方法。而網(wǎng)格事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)Globus所采用的是集中式的資源管理方法MDS(Grid information services for distributed resource sharing.IEEE International Symposium onHigh Performance Distributed Computing，Proceedings，2001，p 181-194)，實(shí)現(xiàn)了基于LDAP的樹(shù)狀元數(shù)據(jù)目錄服務(wù)。該方法如圖3所示，圖中有兩個(gè)組織目錄O1和O2，在O1和O2底層是多個(gè)信息提供者(主機(jī))R1、R2、R3等。O1、O2和同一層的主機(jī)匯聚成為一個(gè)虛擬組織目錄，形成了層級(jí)結(jié)構(gòu)。信息提供者通過(guò)信息注冊(cè)協(xié)議向上層注冊(cè)自身的狀態(tài)信息，包括CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬等信息，逐級(jí)注冊(cè)形成集中式的虛擬組織目錄。
在采用集中式的資源管理方法中，要求調(diào)度服務(wù)器能獲得當(dāng)前網(wǎng)格環(huán)境中所有與調(diào)度任務(wù)有關(guān)的信息，調(diào)度信息的精確程度和有可能成為瓶頸的單一調(diào)度服務(wù)器都極大地影響整體運(yùn)行效率。而且沒(méi)有考慮變化的網(wǎng)絡(luò)狀況對(duì)服務(wù)質(zhì)量帶來(lái)的負(fù)面影響。因此不適合提供流媒體服務(wù)的視頻網(wǎng)格。

發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的是提出一種視頻網(wǎng)格自適應(yīng)負(fù)載均衡調(diào)度方法，本方法以動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟為基礎(chǔ)，根據(jù)負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)整調(diào)度范圍，充分利用有限的資源，以較小的調(diào)度信息交互開(kāi)銷獲得區(qū)域內(nèi)的負(fù)載均衡，有效地解決服務(wù)負(fù)載峰值問(wèn)題，最大化吞吐量，提供更多服務(wù)。
本發(fā)明提出的一種視頻網(wǎng)格自適應(yīng)負(fù)載均衡調(diào)度方法，其特征在于，該方法生成三張表動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表、歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表和歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)提供者列表；具體包括以下步驟(1)客戶端先登陸網(wǎng)格門戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，通過(guò)授權(quán)后發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求；(2)網(wǎng)格門戶自動(dòng)將其定向到歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)；(3)歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)服務(wù)請(qǐng)求內(nèi)容將歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)流媒體集群擁有所請(qǐng)求內(nèi)容的真實(shí)服務(wù)器IP地址插入到虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表中；(4)歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度服務(wù)器發(fā)出狀態(tài)查詢指令，從虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表中獲取真實(shí)服務(wù)器當(dāng)前的狀態(tài)參量，對(duì)真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載情況進(jìn)行量化，確定各個(gè)真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載值，根據(jù)真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載值判斷能否滿足服務(wù)質(zhì)量要求；同時(shí)再根據(jù)各真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載值對(duì)歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況進(jìn)行量化得到歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載值，更新該歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表的負(fù)載狀態(tài)信息，并發(fā)送該歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載值到動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟中其它服務(wù)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度服務(wù)器；(5)如果該歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)有滿足服務(wù)要求的真實(shí)服務(wù)器，則將這些真實(shí)服務(wù)器的IP地址和負(fù)載值插入到服務(wù)提供者列表，否則到步驟(7)；(6)根據(jù)負(fù)載值對(duì)服務(wù)提供者列表中真實(shí)服務(wù)器排序，取出負(fù)載最輕的真實(shí)服務(wù)器R，將本次服務(wù)請(qǐng)求分配給真實(shí)服務(wù)器R，結(jié)束本次調(diào)度；(7)如果該歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)沒(méi)有滿足服務(wù)要求的真實(shí)服務(wù)器，則查詢動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員列表，根據(jù)動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員中服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載值判斷動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員中服務(wù)節(jié)點(diǎn)能否滿足服務(wù)要求；(8)如果該動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員內(nèi)有滿足服務(wù)質(zhì)量要求的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)負(fù)載值對(duì)動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員列表排序，將服務(wù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟中的一個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度服務(wù)器中，并將該服務(wù)節(jié)點(diǎn)作為新的歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)回到步驟(3)；(9)如果該動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員內(nèi)沒(méi)有滿足服務(wù)要求的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，則增加動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員的方法擴(kuò)大動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟規(guī)模，到步驟(8)。
本發(fā)明的方法特點(diǎn)本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵是充分考慮流媒體服務(wù)特性，并根據(jù)不同的服務(wù)峰值通常不會(huì)正好同時(shí)出現(xiàn)確定視頻網(wǎng)格負(fù)載均衡策略。通過(guò)兩步分級(jí)調(diào)度降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，避免了單純使用集中式調(diào)度帶來(lái)的擴(kuò)展性不好問(wèn)題，同時(shí)兼顧了分布式調(diào)度潛在的系統(tǒng)瓶頸，具有較好的擴(kuò)展性；同時(shí)本發(fā)明采用了動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的組織形式減少了調(diào)度信息交互開(kāi)銷，解決服務(wù)負(fù)載峰值問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)最大化吞吐量，能夠提供更多服務(wù)并提高服務(wù)質(zhì)量。
圖1為視頻網(wǎng)格架構(gòu)示意圖；圖2為多媒體網(wǎng)格mmGrid框 圖3為集中式的資源管理方法MDS示意圖；圖4本發(fā)明的調(diào)度方法流程圖。
具體實(shí)施方式本發(fā)明的內(nèi)容結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明如下本發(fā)明提出的一種視頻網(wǎng)格自適應(yīng)負(fù)載均衡調(diào)度方法，其特征在于，該方法生成三張表動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表、歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表和歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)提供者列表；具體包括以下步驟，如圖4所示(1)客戶端先登陸網(wǎng)格門戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，通過(guò)授權(quán)后發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求；(2)網(wǎng)格門戶自動(dòng)將其定向到歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)(一般是離客戶端最近的流媒體集群作為歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn))；(3)歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)服務(wù)請(qǐng)求內(nèi)容將歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)流媒體集群擁有所請(qǐng)求內(nèi)容的真實(shí)服務(wù)器IP地址插入到虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表中；(4)歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度服務(wù)器發(fā)出狀態(tài)查詢指令從虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表中獲取真實(shí)服務(wù)器當(dāng)前的狀態(tài)參量(CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)使用率等)，對(duì)真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載情況進(jìn)行量化，確定各個(gè)真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載值，根據(jù)真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載值判斷能否滿足服務(wù)質(zhì)量要求；同時(shí)再根據(jù)各真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載值對(duì)歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況進(jìn)行量化得到歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載值，更新該歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表的負(fù)載狀態(tài)信息，并發(fā)送該歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載值到動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟中其它服務(wù)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度服務(wù)器；(5)如果該歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)有滿足服務(wù)要求的真實(shí)服務(wù)器，則將這些真實(shí)服務(wù)器的IP地址和負(fù)載值插入到服務(wù)提供者列表，否則到步驟(7)；(6)然后根據(jù)負(fù)載值對(duì)服務(wù)提供者列表中真實(shí)服務(wù)器排序，取出負(fù)載最輕的真實(shí)服務(wù)器R，將本次服務(wù)請(qǐng)求分配給真實(shí)服務(wù)器R，結(jié)束本次調(diào)度；(7)如果該歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)沒(méi)有滿足服務(wù)要求的真實(shí)服務(wù)器，查詢動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員列表，根據(jù)動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員中服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載值判斷動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員中服務(wù)節(jié)點(diǎn)能否滿足服務(wù)要求；(8)如果該動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員內(nèi)有滿足服務(wù)質(zhì)量要求的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)負(fù)載值對(duì)動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員列表排序(輕負(fù)載服務(wù)節(jié)點(diǎn)分配服務(wù)請(qǐng)求的概率較高，而負(fù)載較重的服務(wù)節(jié)點(diǎn)分配服務(wù)請(qǐng)求的概率相對(duì)較低)，將服務(wù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟中的一個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度服務(wù)器中，并將該服務(wù)節(jié)點(diǎn)作為新的歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)，到步驟(3)；(9)如果該動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員內(nèi)沒(méi)有滿足服務(wù)要求的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，則通過(guò)增加動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員的方法擴(kuò)大動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟規(guī)模(具體方法為通過(guò)該動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟中的成員查找滿足服務(wù)要求的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，并將該服務(wù)節(jié)點(diǎn)添加到動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表中)，到步驟(8)。
本發(fā)明采用二級(jí)調(diào)度方法。即第一級(jí)調(diào)度策略為服務(wù)請(qǐng)求首先需要選擇提供服務(wù)的歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)，然后才被分配到歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)流媒體集群的真實(shí)服務(wù)器。調(diào)度信息分兩個(gè)層面，底層是服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部各個(gè)真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載情況，上層是服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況。第二級(jí)的調(diào)度策略為由動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟內(nèi)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況選擇新的歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)，新的歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)是動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟內(nèi)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度服務(wù)器通過(guò)與鄰近調(diào)度服務(wù)器互換負(fù)載信息了解其它服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況，還要考慮網(wǎng)絡(luò)因素對(duì)服務(wù)質(zhì)量的影響而產(chǎn)生的。
本發(fā)明采用動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的組織形式。動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的形成是基于一定條件觸發(fā)的，由歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)負(fù)載情況和鄰近服務(wù)節(jié)點(diǎn)協(xié)商組成。視頻網(wǎng)格的動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的形成是在歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)請(qǐng)求超出歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)服務(wù)能力的情況下發(fā)生，由歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度服務(wù)器發(fā)起，與鄰近的調(diào)度服務(wù)器交換負(fù)載信息，根據(jù)服務(wù)質(zhì)量要求形成一定規(guī)模的動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟。將歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)不能滿足的服務(wù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟中能夠提供服務(wù)的調(diào)度服務(wù)器。動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟由歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)管理，其規(guī)模隨著負(fù)載變化而改變。而且動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的生命期在完成服務(wù)請(qǐng)求分派之后就結(jié)束，任務(wù)的管理由各自的調(diào)度服務(wù)器管理。這樣考慮是因?yàn)椴煌姆?wù)峰值通常不會(huì)正好同時(shí)出現(xiàn)。
本實(shí)施例為一個(gè)由四個(gè)流媒體集群組成的視頻網(wǎng)格，分別為服務(wù)節(jié)點(diǎn)A、B、C、D。節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B、C相鄰，與節(jié)點(diǎn)D不相鄰；節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)A、D相鄰，與節(jié)點(diǎn)C不相鄰；節(jié)點(diǎn)C與節(jié)點(diǎn)A、D相鄰，與節(jié)點(diǎn)B不相鄰；節(jié)點(diǎn)D與節(jié)點(diǎn)B、C相鄰，與節(jié)點(diǎn)A不相鄰。相鄰服務(wù)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度服務(wù)器相互交換負(fù)載信息。每個(gè)流媒體集群有兩臺(tái)真實(shí)服務(wù)器分別為a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1、d2。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明需要生成并更新三張表動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表、歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表和歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)提供者列表。動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表是由視頻網(wǎng)格中的歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)生成，初始化是與歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)相鄰的服務(wù)節(jié)點(diǎn)的列表，在本實(shí)施例中服務(wù)節(jié)點(diǎn)A上的動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表包括節(jié)點(diǎn)A、B、C的IP地址、負(fù)載信息和負(fù)載信息更新時(shí)間；歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表是歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)所有可用活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IP地址列表，例如服務(wù)節(jié)點(diǎn)A的虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表包括a1、a2；歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)提供者列表是從虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表中選擇出來(lái)提供服務(wù)的真實(shí)服務(wù)器的IP地址和負(fù)載信息列表。
具體步驟如下(1)客戶端登陸網(wǎng)格門戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，通過(guò)授權(quán)后發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求；(2)其被網(wǎng)格門戶自動(dòng)定向到歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)A；(3)歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)A根據(jù)請(qǐng)求內(nèi)容生成虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表，a1、a2的IP地址；(4)歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)A的調(diào)度服務(wù)器并發(fā)查詢a1、a2的負(fù)載狀態(tài)信息(CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)使用率等)，對(duì)真實(shí)服務(wù)器a1、a2的負(fù)載情況進(jìn)行量化，確定各真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載值(在實(shí)施例中采用擁有專利成果的模糊邏輯性能評(píng)估方法)，根據(jù)真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載值判斷能否滿足服務(wù)質(zhì)量要求。然后再根據(jù)真實(shí)服務(wù)器a1、a2的負(fù)載值對(duì)歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)A的負(fù)載情況進(jìn)行量化得到歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)A的負(fù)載值(在實(shí)施例中采用加權(quán)求和的方式)，更新歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)A的動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表的負(fù)載狀態(tài)信息，同時(shí)發(fā)送服務(wù)節(jié)點(diǎn)A的負(fù)載值到動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟中服務(wù)節(jié)點(diǎn)B和C的調(diào)度服務(wù)器；(5)如果a1、a2滿足服務(wù)要求，則將a1、a2的IP地址和負(fù)載值插入到服務(wù)提供者列表，否則到步驟(7)；(6)然后根據(jù)負(fù)載值對(duì)a1、a2排序，取出負(fù)載最輕的真實(shí)服務(wù)器a1，將本次服務(wù)請(qǐng)求分配給a1，結(jié)束本次調(diào)度；(7)如果歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)A內(nèi)沒(méi)有滿足服務(wù)要求的真實(shí)服務(wù)器，查詢動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員列表，根據(jù)動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員中服務(wù)節(jié)點(diǎn)B和C的負(fù)載值判斷動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員能否滿足服務(wù)要求；(8)如果該動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員內(nèi)有滿足服務(wù)要求的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)負(fù)載值對(duì)動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員列表排序，輕載服務(wù)節(jié)點(diǎn)B分配服務(wù)請(qǐng)求的概率較高，而負(fù)載較重的服務(wù)節(jié)點(diǎn)C分配服務(wù)請(qǐng)求的概率相對(duì)較低，將服務(wù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟中的一個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)B或C的調(diào)度服務(wù)器中，并將該服務(wù)節(jié)點(diǎn)作為新的歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)，到步驟(3)。
(9)如果該動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員內(nèi)沒(méi)有滿足服務(wù)要求的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，即服務(wù)節(jié)點(diǎn)A、B、C都已滿載，就通過(guò)增加動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員的方法擴(kuò)大動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟規(guī)模，具體方法為通過(guò)該動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟中的成員B或C查找滿足服務(wù)要求的服務(wù)節(jié)點(diǎn)D，并將服務(wù)節(jié)點(diǎn)D添加到動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表中，到步驟(8)。
增加網(wǎng)格服務(wù)節(jié)點(diǎn)數(shù)量及流媒體集群內(nèi)的真實(shí)服務(wù)器數(shù)量，調(diào)度方法還是一樣適用。
權(quán)利要求
1.一種視頻網(wǎng)格自適應(yīng)負(fù)載均衡調(diào)度方法，其特征在于，該方法生成三張表動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表、歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表和歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)提供者列表；具體包括以下步驟(1)客戶端先登陸網(wǎng)格門戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，通過(guò)授權(quán)后發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求；(2)網(wǎng)格門戶自動(dòng)將其定向到歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)；(3)歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)服務(wù)請(qǐng)求內(nèi)容將歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)流媒體集群擁有所請(qǐng)求內(nèi)容的真實(shí)服務(wù)器IP地址插入到虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表中；(4)歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度服務(wù)器發(fā)出狀態(tài)查詢指令，從虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表中獲取真實(shí)服務(wù)器當(dāng)前的狀態(tài)參量，對(duì)真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載情況進(jìn)行量化，確定各個(gè)真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載值，根據(jù)真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載值判斷能否滿足服務(wù)質(zhì)量要求；同時(shí)再根據(jù)各真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載值對(duì)歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況進(jìn)行量化得到歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載值，更新該歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表的負(fù)載狀態(tài)信息，并發(fā)送該歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載值到動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟中其它服務(wù)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度服務(wù)器；(5)如果該歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)有滿足服務(wù)要求的真實(shí)服務(wù)器，則將這些真實(shí)服務(wù)器的IP地址和負(fù)載值插入到服務(wù)提供者列表，否則到步驟(7)；(6)根據(jù)負(fù)載值對(duì)服務(wù)提供者列表中真實(shí)服務(wù)器排序，取出負(fù)載最輕的真實(shí)服務(wù)器R，將本次服務(wù)請(qǐng)求分配給真實(shí)服務(wù)器R，結(jié)束本次調(diào)度；(7)如果該歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)沒(méi)有滿足服務(wù)要求的真實(shí)服務(wù)器，則查詢動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員列表，根據(jù)動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員中服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載值判斷動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員中服務(wù)節(jié)點(diǎn)能否滿足服務(wù)要求；(8)如果該動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員內(nèi)有滿足服務(wù)質(zhì)量要求的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)負(fù)載值對(duì)動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員列表排序，將服務(wù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟中的一個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度服務(wù)器中，并將該服務(wù)節(jié)點(diǎn)作為新的歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)回到步驟(3)；(9)如果該動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員內(nèi)沒(méi)有滿足服務(wù)要求的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，則增加動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員的方法擴(kuò)大動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟規(guī)模，到步驟(8)。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種視頻網(wǎng)格自適應(yīng)負(fù)載均衡調(diào)度方法，屬于計(jì)算機(jī)多媒體領(lǐng)域。該方法生成動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟的成員列表、歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的虛擬組織節(jié)點(diǎn)列表和歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)提供者列表；客戶發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求后，網(wǎng)格門戶自動(dòng)將其定向到歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)；并根據(jù)其真實(shí)服務(wù)器的負(fù)載值判斷能否滿足服務(wù)質(zhì)量要求；若滿足則將本次服務(wù)請(qǐng)求分配給真實(shí)服務(wù)器R，結(jié)束本次調(diào)度；否則根據(jù)動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員中服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載值判斷動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟成員中服務(wù)節(jié)點(diǎn)能否滿足服務(wù)要求；若滿足將動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟中的一個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)作為新的歸屬服務(wù)節(jié)點(diǎn)，否則擴(kuò)大動(dòng)態(tài)區(qū)域聯(lián)盟規(guī)模。本方法充分利用有限的資源，以較小的調(diào)度信息交互開(kāi)銷獲得區(qū)域內(nèi)的負(fù)載均衡，有效地解決服務(wù)負(fù)載峰值問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04N7/24GK1997031SQ200610144274
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月1日
發(fā)明者戴瓊海, 尹承輝 申請(qǐng)人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan