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近年来,互联网带宽持续增长、网络多媒体资源日渐丰富,用户需求也随之不断提高。传统的通过客户端方式获取多媒体资源内容的方式已不能适应如今多元化的用户需求。MPEG推出了MMT协议,用于同步传输融合内容,如音频、视频、图像、文本等媒体资源与用户显示布局。基于MMT协议开展媒体服务日益得到关注,为确保其服务的可扩展性、可靠性及用户体验,需对其服务架构及关键技术开展针对性研究。 云服务通过数据中心为用户提供无地域和时间限制的中心化高效服务。边缘服务则通过利用靠近终端分布式部署的边缘设备对服务请求进行响应,进而在降低服务响应时延的同时提升了系统可靠性。通过云边混合架构,即结合云服务与边缘服务的混合架构,集合云服务与边缘服务的优势,既有云服务中资源均衡的优点,又有边缘服务中可扩展性强、可靠性高的优势。 本文利用云边混合架构,以提高MMT服务的可扩展性、可靠性及用户体验。文中针对MMT服务与云边混合架构结合过程中的相关问题,本文主要在下列几方面进行研究: 1.云边混合架构下功耗与服务时延权衡方法研究 在基于云边混合架构的MMT服务中,为在降低MMT服务时延的同时保持较低的总体能耗水平,提出了基于优化问题的功耗与服务时延权衡方法。通过构建云服务子系统的功耗模型、时延模型、传输链路的时延模型以及边缘服务子系统的功耗模型和实验模型,形成完整的系统功耗与时延模型。仿真中,通过建立并解决功耗与时延的最小化问题,验证了模型的有效性;并通过帕累托最优解给出了系统给设定以及云服务与边缘服务间任务分配问题的相关建议。 2.基于拍卖算法的云服务资源均衡方法研究 在基于云边混合架构的MMT服务中,为使MMT服务应用能够均衡利用云服务各项资源,提出了一种基于连续双向拍卖的云服务资源均衡方法。该算法利用多种启发式策略对云服务主机和虚拟机进行筛选,将过载主机与欠载主机放入数据中心拍卖中。通过构建买卖双方定价策略以及在拍卖交易策略中引入资源匹配度概念,形成完整的拍卖流程。仿真实验表明,文中方法通过引入资源匹配度,能够有效地平衡云服务主机各资源利用率,提高整体资源利用率。 3.基于Docker的边缘设备轻量级虚拟化技术研究 在基于云边混合架构的MMT服务中,为使MMT服务能够快速部署在具有异构特征的边缘设备,提出了一种基于Docker虚拟化技术的边缘设备软件设计方法。文中通过Docker存储镜像设计及运行时架构设计,给出了能够适应异构终端快速部署的终端软件架构。通过对嵌入式设备不同操作系统的Docker容器性能评估,表明Docker虚拟化技术对终端设备各方面系统性能影响较小,应用Dockers容器构建边缘设备软件可行。 4.MMT终端解析与动态呈现方法研究与实现 在基于云边混合架构的MMT服务中,针对MMT协议在终端使用HTML5呈现并分离传输媒体内容与操控信息这一特点,提出了一种利用JavaScript脚本进行组成信息解析的终端呈现方法。文中通过解析组成信息文件,排定任务优先级;通过优先级队列,确定动作执行顺序。性能测试表明,文中方法的页面时间及页面对系统内存占用与普通页面基本持平,在页面加载与资源占用方面对用户体验影响不大。