分布式媒体集群的设计与实现

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1、摘要本文提出广域网分布式媒体集群，并研究它的设计与实现。相比传统媒体集群，这种集群的结构更复杂，但是能够克服传统媒体集群的局限性，提供质量好、容量大、性价比高的解决方案。我们提出了一种分布式集群系统的抽象模型，称之为CG树，并给出了相关的主要操作算法：心跳递交算法、象合并算法和CG树调整算法。该模型能有效地减少跨网络节点之间的通信开销，并能在集群系统出现故障时自动进行调整，保证了高可用性。我们使用MPICH实现了一个分布式媒体集群原型系统，并探讨了这一传统并行计算工具在实现分布式集群管理软件时的优缺点。实

2、践证明，使用MPICH作为快速原型系统开发工具，可以避免重复调用繁杂的底层通信原语，避开系统相关性问题，节省大量开发时间。模拟实验结果表明，该媒体集群系统具有不错的性能。关键词：集群；分布式媒体集群；MPICH；CG树；心跳模型AbstractThepaperproposeswide-areadistributedmediaclustersandstudiestheirdesignsandimplementations.Comparedtotraditionalmediaclusters,thesekin

3、dsofclustershavemorecomplexstructure,buttheycansurmountlimitationsoftraditionalmediaclusterstoprovideresolutionswithgoodquality,largecapacityandhighcostperformance.Wesuggestamodelofdistributedclustersystems,calledClusterGroupTree(CGtree),andprovideitsmajo

4、roperationalgorithmsthatcoverheartbeatdeliverywithinCGtree,CGtreeimagemerging,andCGtreeadjusting.Themodelcanefficientlyreducethecostofintercommunicationbetweendifferentnetworks,andcanautomaticallyadjustCGtreetoensurehighavailabilitywhenclusterfaultsoccur.

5、WeuseMPICHtoimplementadistributedmediaclusterprototype,anddiscussadvantagesanddrawbacksthatusethistraditionalparallelscientificcomputationtooltoimplementmanagementsoftwareofdistributedmediaclusters.OurpracticedemonstratesthattheuseofMPICHasarapidprototype

6、developmenttoolcanavoidrepeatedcallingmanycomplicatedlowlevelcommunicationprimitives,keepawayfromdetailsconcernedwithrunningenvironmentsystem,andsaveusalotofdevelopmenttime.Theresultofourexperimentalsoindicatesthatthisdistributedmediaclusterhasquitegoodpe

7、rformance.Keywords:cluster;distributedmediaclusters;MPICH;ClusterGroupTree;heartbeatmodel厦门大学学位论文原创性声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。声明人（签名）：年月日第一章绪论第一章绪论1.1集群回顾从上个世纪70年代末开始，人们就着手研究如何利用现有的分布式资源来协同完

8、成单一的计算任务，并针对此提出了一系列模型和概念，包括网络操作系统、分布式操作系统、异构环境计算、分布式并行计算、元计算以及现今流行的网格计算[1,2]。这些概念反映了不同的侧重点：相对于传统的单一处理方式而言，并行计算强调时间上的同时；相对于集中式计算而言，分布式计算强调地域上分布的资源如何协同起来的问题；网格计算在概念上更为理想化，它并不突出时间或空间上的协同，强调的是广义上的资源自主和个体的共同目标。集群系统最初是为了解