面向并发服务的流媒体访问控制技术研究

《面向并发服务的流媒体访问控制技术研究 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、面向并发服务的流媒体访问控制技术研究摘要本文提出一种基于实时协议的多媒体数据流并发服务控制模型，介绍了数据并发传送的调度控制问题。由实时协议的反馈机制动态调整控制参数，达到平滑时延的目的。最后通过对时延参数的测试，说明这一数据流控制方式的合理性，同时该方法也适用于网络视频的多点实时传输、网络多点实时监控，有较高的应用价值。关键词并发调度动态调整实时模型实时数据传输对于视频播放具有非常重要的意义，在各种网络特性中时延参数占有相当的份量。通常认为视频这类应用其时延要求小于20毫秒╩s），抖动限制在4毫左?lt;SUP>[1][3]。尽管提高网络带宽可以改善网络的吞吐

2、量、传输延时等性能，由于视频数据的高容量和视频信源的高比特率特性，对于客户端的服务质量要求来说显得微不足道。目前针对视频服务质量，从传送层协议的使用、数据的压缩/解压、协同计算到单播/组播等多方面提出了许多措施。考虑到网络传输状况的多样性，本文重点讨论服务器端的数据传送调度控制，和并发服务的关键技术，尽可能地降低传输中的时延抖动问题，提高并发服务质量，文中最后给出了关键控制代码和测试结果。1信源数据的并发传输模型并发连接对于网络视频应用来说，有别于以往的PEG-I按照1.5Mb/s传输在满足观看需要的情况下其帧数也要大于10帧以上。另外，当多个用户同时申请服务的时候，

3、服务器建立连接分配资源等都需要产生延迟，也就是说对于用户的响应经过逐渐积累延迟会越来越大。如果请求池不足的话，那么就会产生客户的请求丢失。因此，同一时刻只能处理一个客户请求的循环服务器方式不适合视频点播。如果采用并发服务方式[2]，在服务器端用主进程去监听客户机的连接请求，当有客户机的连接请求时通过创建线程的方式独立处理客户机通信，提高视频传输的实时性。视频数据的并发传输，实质依赖于服务器中的传输线程，服务器的操作以建立相应的线程实现服务为目的，这种服务模式非常适合复杂的多任务请求。从计算机操作系统运行的角度来说，在典型的单处理器主机上，任务实际上并不是同时执行的。内

4、核中称为调度程序的部分将工作换进换出，从而让所有工作都获得一轮执行。在同一个时间间隔内，并发模型常常基于事件的编程实现。通常情况下，线程数量取决于应用程序的特定需要，理想情况下线程数量与处理器数量相当为好，虽然线程数量无法保证传输质量，但线程太少又会造成传输效率低，特别是用户数量较多的情况下更为明显。从视频应用来说，影响视频传输性能的根本原因在于视频数据的连续传送和用户提交给服务器的请求无法及时响应，超过了网络资源节点容量或服务器的处理能力。这样就造成网络系统的数据包时延增加、丢弃概率增大、上层应用系统性能下降等。主要表现在以下几方面：⑴并发连接数决定系统内存资源的消

5、耗，并与CPU的处理能力密切相关。⑵视频服务要求服务器尽快地把数据通过网络发送，尽量减少对连接请求的处理延迟，以免服务请求的重发和丢失。⑶物理链路的实际承载能力也影响并发连接的处理能力。根据香农信息理论，任何信道带宽最大值即信道容量:C=Blog2(1+S/N)（N为信道白噪声的平均功率，S为信源节点的平均功率,B为信道带宽）。所有信源节点发送的速率R必须小于或等于信道容量C。如果R>C，则在理论上无差错传输就是不可能的，所以服务器与网络的联结处会形成传输瓶颈。⑷交换机或路由器的处理能力弱：如果路由器的CPU在执行排队缓存、更新路由表等功能时，处理速度无法与高速

6、链路匹配，就会造成服务失效。随着网络规模的扩大和用户数的激增，数据流传输更趋于频繁，线程数量不可能无限制增加。如果服务器和客户之间没有缓冲余地必然会出现丢弃数据包的情况。当数据包丢弃时，源节点端会超时、重传该包。由于没有得到确认，源节点端只能保留数据包，结果缓存会进一步消耗。因此，采用合理的算法与机制,按需分配传输线程占用的网络资源对于网络传输至关重要。值得指出的是，带宽保证是视频实时传输的基础，带宽如果完全均分，每个站点都得到总带宽的1/n（设存在n个站点），显然不能适应实际的带宽需求；因此，有必要根据重要性、实时性分配带宽使用的优先级，利用“流控技术”达到带宽管理

7、的有效性、确保并发任务的顺利实施。采用单播、广播和组播可以减轻服务器负担，也能提高并发数。组播的多点投递方式，使所有机器能够接收每个分组的同一拷贝减少了资源浪费。而常规的点对点通信方式下，N个视频站点的视频传输至少要重复发送N-1次相同的数据包，发送时延大，而且随着播放站点数量增长，时延就会迅速增长，这样就不能适应要求短时延的多点视频传输。1.3基于实时传输的协议机制由于TCP需要较多的开销，它的重传机制和拥塞控制机制（CongestionControlMechanism）不可避免地产生了传输延时和占用了较多的网络带宽，故不适合传输实时视频音频。在视