高性能CDN流媒體服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)
發(fā)布時間:2020-12-30 07:24
近年來,隨著信息類型的多元化和網(wǎng)絡(luò)寬帶接入技術(shù)的迅猛發(fā)展,音視頻業(yè)務(wù)成為人們生活、娛樂、通信不可或缺的元素,使得流媒體技術(shù)與內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)技術(shù)再次成為研究與推廣的焦點,其相關(guān)應(yīng)用如在線直播、小視頻等視頻業(yè)務(wù)快速興起。流媒體有著連續(xù)性、實時性、時序性等優(yōu)點,流媒體與CDN的結(jié)合成為各大互聯(lián)網(wǎng)公司重點開發(fā)的熱門技術(shù)。流媒體服務(wù)器是數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵牟考?傳統(tǒng)的流媒體服務(wù)器僅依靠傳輸層的流量控制,已經(jīng)無法滿足大流量高并發(fā)的媒體服務(wù)器需要。而當前流行的Nginx服務(wù)器通過控制用戶上線頻率來控制流量突發(fā),實際應(yīng)用中瓶頸日益明顯。因此,如何控制流量的抖動,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)是一個需要解決的現(xiàn)實問題。針對這些問題,本文以某大型互聯(lián)網(wǎng)公司的實際研究項目作為課題,首先對CDN架構(gòu)進行了優(yōu)化,將基于流量整形策略的擁塞控制算法應(yīng)用到實際項目的Nginx服務(wù)器上,并結(jié)合自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)承載能力的方法進行優(yōu)化;其次,基于令牌桶算法,采用數(shù)據(jù)緩存和發(fā)送模塊分離的思路,將令牌桶算法進行變種;最后對系統(tǒng)進行測試,結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的Nginx流媒體服務(wù)器相比,優(yōu)化后的服務(wù)器避免了因數(shù)據(jù)突發(fā)造成的瞬時網(wǎng)絡(luò)擁塞,減少了丟包發(fā)生,提升了...
【文章來源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3 論文主要內(nèi)容
1.4 論文章節(jié)安排
第二章 流媒體CDN相關(guān)理論基礎(chǔ)與技術(shù)
2.1 流媒體概述
2.1.1 流媒體的產(chǎn)生過程
2.1.2 流媒體傳輸方式及技術(shù)特點
2.1.3 流媒體性能指標
2.1.4 流媒體播放方式
2.1.5 流媒體相關(guān)協(xié)議
2.2 CDN相關(guān)理論基礎(chǔ)
2.2.1 CDN基本概念及其組成
2.2.2 CDN關(guān)鍵技術(shù)
2.3 流媒體技術(shù)與CDN的實際應(yīng)用
2.4 本章小結(jié)
第三章 流媒體CDN系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計
3.1 流媒體服務(wù)器需求分析
3.2 流媒體服務(wù)器框架設(shè)計
3.3 CDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計
3.3.1 CDN網(wǎng)絡(luò)拓撲
3.3.2 CDN負載均衡
3.4 流媒體CDN的關(guān)鍵技術(shù)選取
3.4.1 流媒體協(xié)議選取
3.4.2 服務(wù)器選型
3.4.3 流量整形算法選取
3.5 本章小結(jié)
第四章 高性能流媒體服務(wù)器設(shè)計
4.1 流媒體服務(wù)器框架設(shè)計
4.2 流媒體服務(wù)器數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計
4.2.1 數(shù)據(jù)接收和轉(zhuǎn)發(fā)模塊設(shè)計與實現(xiàn)
4.2.2 數(shù)據(jù)錄制模塊設(shè)計與實現(xiàn)
4.3 流媒體服務(wù)器數(shù)據(jù)緩存模塊設(shè)計
4.3.1 Cache模塊模型架構(gòu)
4.3.2 Cache模塊的主要接口設(shè)計
4.3.3 Cache模塊的功能設(shè)計與實現(xiàn)
4.4 流媒體服務(wù)器數(shù)據(jù)發(fā)送模塊設(shè)計
4.4.1 Shaper模塊模型架構(gòu)
4.4.2 Shaper模塊運行機制
4.4.3 令牌桶在Shaper模塊中的應(yīng)用
4.4.4 數(shù)據(jù)重傳
4.5 流媒體服務(wù)器參數(shù)優(yōu)化
4.5.1 流媒體服務(wù)器配置文件優(yōu)化
4.5.2 Linux內(nèi)核參數(shù)優(yōu)化
4.6 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)實現(xiàn)及測試
5.1 流媒體服務(wù)器環(huán)境搭建
5.2 測試前的準備工作
5.2.1 網(wǎng)絡(luò)擁塞模擬
5.2.2 推流操作
5.2.3 模擬增加丟包率場景
5.3 流量整形后的測試結(jié)果與分析
5.3.1 單用戶發(fā)包波形分析
5.3.2 增加丟包率場景下的網(wǎng)絡(luò)性能指標比較
5.3.3 水位線參數(shù)對服務(wù)性能的影響
5.4 性能與穩(wěn)定性測試結(jié)果
5.4.1 性能測試
5.4.2 穩(wěn)定性測試
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
附錄1 程序主要算法代碼
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中基于相關(guān)內(nèi)容吸引的緩存算法[J]. 張成,楊東風(fēng),黃協(xié),張根耀. 計算機工程. 2014(09)
[2]利用Nginx實現(xiàn)網(wǎng)站負載均衡[J]. 劉振宇. 中國管理信息化. 2012(16)
[3]RTP/RTCP實時傳輸協(xié)議的研究與Linux實現(xiàn)[J]. 潘鵬,杜旭,葉婷,徐靜華. 計算機工程與應(yīng)用. 2005(24)
[4]王松:中國CDN發(fā)展與ChinaCache的成長之路[J]. 韓志國. 中國傳媒科技. 2005(04)
[5]基于用戶行為統(tǒng)計的流媒體集群負載均衡算法[J]. 林光國,戴瓊海,丁嶸. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(04)
碩士論文
[1]基于云平臺的流媒體緩存策略研究[D]. 張春雨.南京郵電大學(xué) 2014
本文編號:2947243
【文章來源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3 論文主要內(nèi)容
1.4 論文章節(jié)安排
第二章 流媒體CDN相關(guān)理論基礎(chǔ)與技術(shù)
2.1 流媒體概述
2.1.1 流媒體的產(chǎn)生過程
2.1.2 流媒體傳輸方式及技術(shù)特點
2.1.3 流媒體性能指標
2.1.4 流媒體播放方式
2.1.5 流媒體相關(guān)協(xié)議
2.2 CDN相關(guān)理論基礎(chǔ)
2.2.1 CDN基本概念及其組成
2.2.2 CDN關(guān)鍵技術(shù)
2.3 流媒體技術(shù)與CDN的實際應(yīng)用
2.4 本章小結(jié)
第三章 流媒體CDN系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計
3.1 流媒體服務(wù)器需求分析
3.2 流媒體服務(wù)器框架設(shè)計
3.3 CDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計
3.3.1 CDN網(wǎng)絡(luò)拓撲
3.3.2 CDN負載均衡
3.4 流媒體CDN的關(guān)鍵技術(shù)選取
3.4.1 流媒體協(xié)議選取
3.4.2 服務(wù)器選型
3.4.3 流量整形算法選取
3.5 本章小結(jié)
第四章 高性能流媒體服務(wù)器設(shè)計
4.1 流媒體服務(wù)器框架設(shè)計
4.2 流媒體服務(wù)器數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計
4.2.1 數(shù)據(jù)接收和轉(zhuǎn)發(fā)模塊設(shè)計與實現(xiàn)
4.2.2 數(shù)據(jù)錄制模塊設(shè)計與實現(xiàn)
4.3 流媒體服務(wù)器數(shù)據(jù)緩存模塊設(shè)計
4.3.1 Cache模塊模型架構(gòu)
4.3.2 Cache模塊的主要接口設(shè)計
4.3.3 Cache模塊的功能設(shè)計與實現(xiàn)
4.4 流媒體服務(wù)器數(shù)據(jù)發(fā)送模塊設(shè)計
4.4.1 Shaper模塊模型架構(gòu)
4.4.2 Shaper模塊運行機制
4.4.3 令牌桶在Shaper模塊中的應(yīng)用
4.4.4 數(shù)據(jù)重傳
4.5 流媒體服務(wù)器參數(shù)優(yōu)化
4.5.1 流媒體服務(wù)器配置文件優(yōu)化
4.5.2 Linux內(nèi)核參數(shù)優(yōu)化
4.6 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)實現(xiàn)及測試
5.1 流媒體服務(wù)器環(huán)境搭建
5.2 測試前的準備工作
5.2.1 網(wǎng)絡(luò)擁塞模擬
5.2.2 推流操作
5.2.3 模擬增加丟包率場景
5.3 流量整形后的測試結(jié)果與分析
5.3.1 單用戶發(fā)包波形分析
5.3.2 增加丟包率場景下的網(wǎng)絡(luò)性能指標比較
5.3.3 水位線參數(shù)對服務(wù)性能的影響
5.4 性能與穩(wěn)定性測試結(jié)果
5.4.1 性能測試
5.4.2 穩(wěn)定性測試
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
附錄1 程序主要算法代碼
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中基于相關(guān)內(nèi)容吸引的緩存算法[J]. 張成,楊東風(fēng),黃協(xié),張根耀. 計算機工程. 2014(09)
[2]利用Nginx實現(xiàn)網(wǎng)站負載均衡[J]. 劉振宇. 中國管理信息化. 2012(16)
[3]RTP/RTCP實時傳輸協(xié)議的研究與Linux實現(xiàn)[J]. 潘鵬,杜旭,葉婷,徐靜華. 計算機工程與應(yīng)用. 2005(24)
[4]王松:中國CDN發(fā)展與ChinaCache的成長之路[J]. 韓志國. 中國傳媒科技. 2005(04)
[5]基于用戶行為統(tǒng)計的流媒體集群負載均衡算法[J]. 林光國,戴瓊海,丁嶸. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(04)
碩士論文
[1]基于云平臺的流媒體緩存策略研究[D]. 張春雨.南京郵電大學(xué) 2014
本文編號:2947243
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