面向SDN的视频流调度机制研究与性能评估

发布时间：2020-04-14 03:26

【摘要】：近年来由于互联网的普及,互联网视频应用及用户的数量呈现指数型增长,这对传统网络节点的服务能力有了更高的要求。视频业务类应用程序通常期望有更强的视频数据流服务/处理能力、更大吞吐量和延迟较低的网络。目前的网络架构难以应付视频业务未来的需求。因此,迫切需要改进原有的网络视频流服务/处理机制,以更灵活、有效、富有弹性的网络架构来保障不同视频业务的服务质量(Quality of Service,QoS)。本文提出在SDN网络架构下的调度模型,实现了网络资源的有效利用和网络资源的有效分配,为未来多媒体视频业务的发展提供了更好的服务保障。本文主要工作有:(1)根据当前多媒体视频业务的特征和不同需求,提出了多用户请求分类算法,该算法满足了不同视频业务的QoS需求。考虑到网络的并行处理服务能力,把区别优先级的算法结合Fork-Join模型的并行方法,使用非抢占式调度,提出了多优先级Fork-Join调度模型(Multi-Priority Fork-Join,MPFJ)。MPFJ模型在SDN网络中满足不同视频业务的通信需求和QoS保障,提高了网络的服务能力。(2)使用随机网络演算理论对Fork-Join调度模型和多优先级Fork-Join调度模型(MPFJ)进行理论分析。对网络性能参数进行研究,如积压和时延界限。对网络性能边界进行推导,如积压和时延的概率界限。这有助于使用多优先级Fork-Join调度算法的SDN网络可以保证每个视频流的服务期望。(3)对提出的MPFJ算法进行了验证,包含OMNeT++仿真。搭建的SDN网络用于视频通信传输,设置类型不同的实验进行比较,分析得到的数据来评估调度模型性能。本文从局部网络节点出发,研究了包括多个交换机的网络系统的端到端性能。考虑到不同视频业务用户的QoS需求,将多优先级调度和Fork-Join调度机制相结合,新的调度模型能够提升网络系统对视频流的服务能力。最后利用随机网络演算理论,对通过网络系统的视频流进行分析,得到的性能参数为通过多个交换机的视频数据流提供理论的支持。
【图文】：

虚拟交换机,代码块,软件

SIP 协议具有简单、基于 Text 和部署灵活的特征，能够为业务提供服务，，整合了代理和服务功能。对于网络视频应用服务器，可以提供 IP 电话、多媒体会议等其他的多媒体业务数据、声音和视频等文件的传输。对于这些业务，提供身份务。桌面版操作系统增加了实验平台操作的可见性和舒适性。本机都使用了 Ubuntu-14.04.4-desktop-amd64 桌面版操作系统。使用了 Floodlight，这是一个基于 JAVA 语言开发的开源项部署，最稳定的版本是 Floodlight1.2。控制器中有许多模块决策处理等功能。运行 Floodlight 后可以用 curl 或者 Python下发命令。Floodlight Web UI 网页提供了全局视角和集中控以方便地管理网络。

状态图,优先级,服务速率,输出端

(a)流表 json 值(b)流表下发状态图 5. 11 使用 Python 下发流表 Open-vSwitch 交换机 ovs2 上查看流表接收情况，网桥 ovs2 上映射的3、4 的流表转发规则配置情况如图 5.12 所示：图 5. 12 交换机 ovs2 端口配置情况图三条流表优先级都设置为 100，优先级相同。终端1h 、2h 和3h 通过交换口 2、3 和 4 进入系统后，数据包匹配到对应的流表，根据流表规则进
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN919.8;TP393.02

【参考文献】