媒体容器云及面向分布式媒体转码的资源调度与优化问题研究

发布时间：2020-06-14 09:58

【摘要】：视频是日常生活中重要的数据类型,可以用最直观的方式为人提供信息。在这个信息高速发展的时代,媒体的呈现形式和相关技术在快速变革,但相比之下视频媒体的生产能力日渐匮乏,并开始成为媒体行业供应链的瓶颈。视频媒体生产“上云”是解决单机和本地集群化媒体处理系统生产力不足的问题的好办法。云计算提供海量的计算、存储和网络资源以及按量付费的弹性资源使用模式,可以满足媒体生产场景对资源和成本的需求。此外,容器技术作为新兴起的虚拟化技术,为云计算提供远高于传统虚拟机的硬件资源利用率和更灵活的系统部署方式;而微服务作为目前最火热的原生云应用架构风格,能为应用提供更快的迭代、更敏捷运维和更强的扩展能力。针对当前高质量和新型媒体生产能力不足的问题,本文对现有的分布式媒体转码系统进行扩展和升级。利用容器技术,将微服务架构应用于分布式媒体转码场景,设计了媒体转码容器云,重新定义媒体转码系统的任务处理流程和消息通信机制,实现松耦合的系统组件,并通过Docker将系统组件打包成“服务”容器。相比传统的分布式媒体转码系统,具有更加轻量,系统扩展、功能升级和维护更加敏捷,对计算资源的利用效率更高的优势。本文将媒体转码容器云部署在天河II号超级计算中心云平台,并通过IPTV场景中固定图像组的帧率上变换视频转码用例测试系统的正确性和高效性。服务发现问题是微服务系统不可避免的技术难题,并会增加媒体转码容器云资源和任务调度过程中的通信和网络开销,限制系统的规模。针对这个问题,结合系统结构特点,本文定义具有对称、透明、自调度特性的“集群”为转码服务实例的集合,并设计基于“受限集群”的服务发现模型,以分层、去中心化的方式完成媒体转码容器云的服务发现和维护,降低因服务发现问题带来的额外开销。本文以图论的方法证明集群和服务发现模型的性质,并通过社交网络中常见的大规模短视频快速转码场景分析其对媒体转码容器云的有利影响。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN919.81
【图文】：

转码,容器,媒体,技术

态信息流传递的是系统中已经发生、可确定的属性，可能是一步操统的状态等消息。向数据库写入的通信流均属于状态信息流。容器态信息流如图 3-3(b)所示。据流是系统中占据主要网络资源的通信流，用户上传、下载视频文中读、写数据缓存时产生的通信流均属于数据流。容器云中典型的3(c)所示。体转码容器云的功能与实现据前文描绘的系统架构，本节首先对媒体转码容器云的不同模块进包括其功能细节与实现方式。其次，介绍系统中容器的通信方式。体转码容器云的服务模块照微服务的系统架构，媒体转码容器云将视频转码系统的功能模块形成了若干相互独立，专注自身功能的“服务”。每个模块都对应一软件、平台的组合，系统整体的技术栈如图 3-4 所示。

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图 3-7 媒体转码容器云的任务提交与查询界面Fig.3-7 Job submit and query page如图所示，用户可以在一个简洁的页面中对要提交的任务进行操作，如选择任务文件、设定任务参数及并行度等。当任务提交后，用户可以得到任务ID，并在页面的下方查询任务的执行进度。当任务结束之后，还可以根据 ID 下载处理的结果文件。a)系统监控界面a) System monitor

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