[發(fā)明專利]一種基于云計算的低能耗流媒體傳輸任務(wù)調(diào)度策略

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811157630.4
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109358946A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付雄;郝一鳴;王俊彥;鄧松;王俊昌;程春玲
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發(fā)明是一種基于云計算的低能耗流媒體傳輸任務(wù)調(diào)度策略，根據(jù)目標(biāo)媒體的文件大小和客戶端的下行網(wǎng)速計算近似的任務(wù)長度，并將所有用于流媒體傳輸任務(wù)的服務(wù)器虛擬機分為長任務(wù)和短任務(wù)兩類，然后，再使用降序貪心算法將任務(wù)分配給對應(yīng)類別服務(wù)器中最接近服務(wù)器承載上限的。本發(fā)明一方面根據(jù)任務(wù)長度分類調(diào)度使得空閑服務(wù)器能夠被及時關(guān)閉，而不會出現(xiàn)個別任務(wù)長時間占用服務(wù)器造成能耗浪費；另一方面基于服務(wù)器利用率越高能耗利用效率越高的理論，將任務(wù)集中調(diào)度在少量的服務(wù)器上執(zhí)行可以有效降低完成相同任務(wù)的總功耗，達到降低能耗的效果。此外，算法的實現(xiàn)簡單，不會帶來很多額外的消耗，對用戶響應(yīng)延遲產(chǎn)生的影響也可以忽略不計。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于云計算任務(wù)調(diào)度領(lǐng)域和節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于云計算的低能耗流媒體傳輸任務(wù)調(diào)度策略。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電子設(shè)備的迅速進步，視頻點播服務(wù)在近年得到了高速的發(fā)展。除了傳統(tǒng)的視頻點播網(wǎng)站，新興的網(wǎng)絡(luò)電視和網(wǎng)絡(luò)直播等等基于流媒體服務(wù)的系統(tǒng)都面臨著逐漸增長的訪問量和數(shù)據(jù)規(guī)模所帶來的各種問題。視頻點播系統(tǒng)中，流媒體傳輸服務(wù)是與用戶最密切相關(guān)、也是體量最大的任務(wù)之一。流媒體傳輸服務(wù)是指通過互聯(lián)網(wǎng)以時間順序傳播的聲像數(shù)據(jù)。用戶的點播行為都會在視頻點播系統(tǒng)中建立流媒體傳輸任務(wù)與之對應(yīng)。用戶需求量的上升直接導(dǎo)致流媒體傳輸任務(wù)量增加，服務(wù)器集群的搭建與消耗能源成本也會隨之提高。如能對流媒體傳輸任務(wù)進行合理的調(diào)度和資源配置，將會給視頻點播系統(tǒng)的整體開銷帶來可觀的改善。

因此，高可擴展性的云計算技術(shù)會是一種比較合適的解決方案。服務(wù)提供者可以租用云端服務(wù)器以完成流媒體的傳輸任務(wù)以及大量媒體資源的存儲任務(wù)。在這樣的負(fù)載壓力下，功耗開銷成為這類系統(tǒng)發(fā)展中的重要挑戰(zhàn)之一。

研究表明，視頻點播系統(tǒng)中流媒體傳輸任務(wù)的長度具有兩極分化的特征，即大量的短任務(wù)和極少量的超長任務(wù)；而流媒體傳輸任務(wù)在服務(wù)器上的功耗模型又顯示任務(wù)量較少時的功耗并不會較低，只有滿載運行才有最高的功耗產(chǎn)出比。數(shù)據(jù)中心服務(wù)器集群的傳統(tǒng)做法是，將新產(chǎn)生的流媒體傳輸任務(wù)循環(huán)往復(fù)地分配給具有該任務(wù)所點播的視頻節(jié)目并且有空閑負(fù)載量的服務(wù)器上。這樣最直接的方法可以保證所有流媒體傳輸任務(wù)都能及時得到服務(wù)，但卻可能造成電力資源的浪費。因為按照這樣的任務(wù)分配方法，不同長度類型的任務(wù)會隨機地分布于數(shù)據(jù)中心的各個服務(wù)器上，在任務(wù)量下降的過程中，短任務(wù)會很快結(jié)束空出服務(wù)器資源，而長任務(wù)仍會較長時間地占用服務(wù)器資源，導(dǎo)致多數(shù)服務(wù)器只運行著少量任務(wù)，產(chǎn)生高耗能的局面。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述所存在的問題，本發(fā)明提出了一種基于云計算的低能耗流媒體傳輸任務(wù)調(diào)度策略，提高每個服務(wù)器的利用效率以達到減少整體功耗開銷的目的。

一種基于云計算的低能耗流媒體傳輸任務(wù)調(diào)度策略，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：有一組流媒體傳輸任務(wù)請求M＝{m₁,m₂,…}需要分配，計算每個任務(wù)的近似時間長度t_i，將任務(wù)長度閾值t_th設(shè)置為事先設(shè)定的固定數(shù)值10分鐘；

步驟2：確認(rèn)長任務(wù)服務(wù)器虛擬機集合A_long＝{a_l1,a_l2,…}的每個長任務(wù)服務(wù)器a_lj當(dāng)前剩余最長任務(wù)的時間t_lj，如果t_lj小于任務(wù)長度閾值t_th則a_lj從A_long進入短任務(wù)服務(wù)器虛擬機集合A_short；

步驟3：對長任務(wù)服務(wù)器虛擬機集合A_long根據(jù)每個長任務(wù)服務(wù)器a_lj剩余可承載任務(wù)數(shù)量b_lj升序排列；