【摘要】：為了完成我國建設平安中國的偉大目標,安防視頻監(jiān)控業(yè)務近年來發(fā)展迅速,視頻監(jiān)控清晰度越來越高,城市監(jiān)控覆蓋率越來越大。為了滿足實際需要,分布式流媒體監(jiān)控系統(tǒng)的使用普及度和規(guī)模越來越大。雖然分布式流媒體服務在一定程度上解決了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的性能瓶頸,但也大大增加了系統(tǒng)能耗。分布式流媒體監(jiān)控系統(tǒng)的應用規(guī)模正在不斷擴大,單個系統(tǒng)的規(guī)模也在不斷增大,并在可以預見的未來其增速還將進一步提升,那么將會有大量的能量被無數(shù)持續(xù)運行的監(jiān)控節(jié)點所消耗,相應的監(jiān)控錄像的傳輸和存儲也將導致可觀的能耗。因此如何在保證視頻監(jiān)控質(zhì)量及系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時提高監(jiān)控系統(tǒng)整體的能效,減少電能消耗是一個急需解決的熱點問題。該問題的解決不僅有利于節(jié)約能源,也有利于分布式系統(tǒng)的進一步發(fā)展。為解決上述問題,本文設計了一種綠色分布式流媒體架構大大節(jié)省了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的整體能耗。本文引入綠色服務器集群技術,重新設計系統(tǒng)負載分配策略,新增負載遷移策略,并針對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點進行了多節(jié)點協(xié)同設計來提高分布式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的整體能效;另外,本文還改進Hadoop分布式文件系統(tǒng)(Hadoop Distributed File System,HDFS)默認副本策略,提出覆蓋節(jié)點群概念和副本集中策略,并將兩者結(jié)合,設計了一種綠色流媒體視頻監(jiān)控系統(tǒng)服務器集群架構。本文設計的綠色分布式流媒體系統(tǒng)包含負載任務分發(fā)遷移和數(shù)據(jù)存儲集中兩個方面,通過綠色任務接入和負載遷移減少媒體服務器集群運行節(jié)點,通過HDFS系統(tǒng)副本集中掛起部分HDFS低負載節(jié)點,進而大大降低了系統(tǒng)能耗。本文的主要工作和成果如下:1.針對綠色流媒體監(jiān)控系統(tǒng)能量消耗,對節(jié)點的四種狀態(tài)(滿載狀態(tài),工作狀態(tài),待機狀態(tài),休眠狀態(tài))進行電源管理。2.針對流媒體監(jiān)控系統(tǒng)物理節(jié)點能耗問題,設計了一種結(jié)合了動態(tài)反饋與協(xié)同工作的負載集中算法,使得監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)⒚襟w分發(fā)任務盡可能集中并控制極低負載節(jié)點任務向其他節(jié)點遷移,提高物理節(jié)點休眠概率。3.針對流媒體監(jiān)控系統(tǒng)存儲節(jié)點能耗問題,提出覆蓋節(jié)點群和一種副本集中放置算法,讓集群在低負載狀態(tài)下能掛起部分節(jié)點而不影響系統(tǒng)性能,減少HDFS整體能耗。4.對綠色流媒體監(jiān)控系統(tǒng)媒體服務器集群整體結(jié)構和具體模塊進行了設計,并對其主要功能模塊進行了實現(xiàn)。
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN948.6
【圖文】：

浙江工業(yè)大學碩士學位論文2.1.3 系統(tǒng)工作流程在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，實時視頻請求是系統(tǒng)最基本的業(yè)務。通過 SIP 協(xié)議中 INVITE、ACK 等類型的消息，系統(tǒng)建立和結(jié)束客戶端與設備之間的 SIP 會話關系，再通過 RTP/RTCP協(xié)議建立相互之間的媒體流傳輸通道，這樣便完成了實時視頻監(jiān)控的服務[31-32]。GB/T 28181 標準將實時視頻請求的工作流程分為客戶端主動發(fā)起和第三方呼叫控制兩種方式。其中，第三方呼叫控制指的是由跨域用戶或者網(wǎng)關發(fā)起建立和結(jié)束會話關系的操作[28]。一個完整的客戶端發(fā)起的實時視頻請求流程如圖 2-2 所示。

圖 2-3 客戶端實時視頻請求流程示意圖（1）媒體流接收者向 SIP 服務器發(fā)送 BYE 消息；（2）SIP 服務器向媒體流接收者回復 200 OK 響應，會話斷開；（3）SIP 服務器向媒體服務器發(fā)送 BYE 消息，媒體服務器停止向媒體流接收者發(fā)送媒體流；（4）媒體服務器向 SIP 服務器回復 200 OK 響應，會話斷開；（5）SIP 服務器收到 BYE 消息后向媒體服務器發(fā)送 BYE 消息，媒體服務器停止接收媒體流發(fā)送者發(fā)送的媒體流；（6）媒體服務器收到 BYE 消息后回復 200 OK 響應，會話斷開；（7）SIP 服務器向媒體流發(fā)送者發(fā)送 BYE 消息，SIP 服務器斷開與媒體流發(fā)送者之間的會話；（8）媒體流發(fā)送者收到 BYE 消息后停止向媒體服務器發(fā)送媒體流，回復 200 OK 響

浙江工業(yè)大學碩士學位論文連接。至此數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)節(jié)點源源不斷的流向客戶端。如果第一塊的數(shù)據(jù)讀完了，就會關閉指向第一塊的數(shù)據(jù)節(jié)點連接，接著讀取下一塊。如果第一批 block 都讀完了，DFSInputStream就會去名字節(jié)點拿下一批 block 的 locations，然后繼續(xù)讀，如果所有的塊都讀完，這時就會關閉掉所有的流。具體流程如圖 2-6 所示。

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本文編號：2771597