一种基于服务窗口的视频点播负载均衡算法
摘 要：对于现阶段快速发展的社会而言，任何一种科学技术都在飞速的发展，尤其是在网络技术方面。对于视频点播而言，现今的很多人都在使用，给百姓的生活带来了很大的影响，但在影响的背后，是复杂的负载均衡算法，在本文中，将会基于服务窗口的视频点播负载均衡算法进行一定的讨论并提出了一种新的算法。在现阶段的社会中，基于服务窗口的视频点播负载均衡算法是比较适用于现状的。
关键词：视频；窗口；算法
中图分类号：tn948.64
对于服务窗口的视频点播负载均衡算法而言，简单点讲就是某种计算方式，帮助使用者更好的进行视频点播。目前，基于服务窗口的视频点播负载均衡算法上的研究也不断的加深，并取得了一定的成果，但是还存在一定的不足之处。本文对基于服务窗口的视频点播负载均衡算法进行一定的讨论，并提出新的算法.
1 问题描述
随着网络技术的发展，视频点播系统越来越受到网民的青睐.在普通视频点播系统中，数据全部存储在本地服务器硬盘上直接将数据读取到缓存中即可为用户提供服务，在本文设计的视频点播系统中，只有部分影片存储在本地服务器中，对这些影片的处理和普通视频点播系统相同，而对于其他本地没有存储的影片，ms在收到点播请求后才向内容提供商请求数据，再将所获数据存放在缓存中为用户服务，实时性要求比普通视频点播系统高得多。而一个上级内容提供商同时为多个ms提供服务，对每一个ms的服务时间有限，未必能及时响应每一个请求，且ms与内容提供商之间的数据传送是通过ason完成的，ason采用交换式连接，根据客户需求来动态分配光通道，这种连接的建立拆除都会占用一定的时间，频繁的连接建立与拆除操作必定会大大降低整个系统的有效利用率。由问题分析，可以看出算法有一定的不足之处，下面将对算法进行一定的分析。
2 算法描述
2.1 传统算法
负载均衡调度算法的目的是将分配用户请求分配到合适的服务器以达到合理高效地利用系统资源，保证服务质量，充分发挥系统性能的目的。传统的负载均衡算法一般包括以下几种：
（1）响应速度算法（responsetime）主要是通过负载均衡设备对内部各服务器发出一个探测请求，然后根据内部中各服务器对该探测请求的最快响应时间来决定哪一台服务器来响应客户端的服务请求。（2）轮叫调度（round-robinscheduling）又称为循环调度。轮叫算法是将集服务器按照顺序建立服务器列表，当用户提交请求时，负载均衡器通过算法将用户连接请求动态映射到真实的服务器上，分配算法通过服务器映射调度达到系统的负载均衡。（3）加权轮叫调度（weightedround-robinscheduling）算法解决了服务器性能不一的情况，通过这种算法可以粗略保证处理能力强的服务节点能够处理较多的客户端访问。负载均衡调度器通过为服务节点赋权值并调整权值从而赋予节点不同的服务处理能力。（4）最小链接调度（least-connectionscheduling）算法是把新的连接请求分配到当前连接数最小的服务器。最小连接调度是一种动态调度算法，它通过服务器当前所活跃的连接数来估计服务器的负载情况。这些常用的负载均衡的服务器选择算法的优点是通用性强，实现较为容易，在一定程度上可以起到负载均衡的作用。但是缺点也非常明显。最小链接数的算法虽然可以保持服务器集在连接数上的平衡，但是各个不同的服务队服务器资源的消耗是不同的话，则最小链接数无法使系统达到负载均衡。
2.2 改良的算法
基于以上传统算法的不足，我们提出了一种经过改良的算法.在算法描述中，本文主要阐述的是用户点播负载的分配策略及实现。为了将负载合理地分配给内部的多台ms-vod9系统需要应用一定的负载分配策略，传统的负载分配策略并没有考虑到服务请求的不同类型＼后台服务器的不同能力，以及随机选择造成的负载分配不均匀等问题为了使负载分配合理，应该使用能正确反映各个服务器当前状态的负载均衡策略。因此本算法采用了动态监视负载的方法同时考虑到cpu＼缓存＼网络和i/o的资源要求，本文设计的算法的基本流程如下：
步骤1：周期性监测每台服务器节点的cpu利用率，剩余内存空间，响应时间，磁盘i/o访问率，进程总数等性能参数，控制参数；步骤2：通过随机数和公式计算服务器节点的负载能力；步骤3：在一定的时间间隔内，计算服务器节点的增加的负载；步骤4：计算系统的整体负载均衡度性能指标；步骤5：令。当或者时，算法结束，并将任务分配到服务器节点上；否则，跳转到步骤1继续执行。
算法在执行过程中，如果系统的负载均衡度性能指标一直无法趋近于0，则该算法循环到200次时，默认为已经到最优的分配方案。
3 应用和测试
3.1 在项目中的应用
3.2 测试结果
依据我们设计的系统模型，针对传统算法和我们改良的算法进行了测试比较.在每类对比实验中，改良的算法在平均应答时间、系统运行时间和负载均衡度等方面都取得了比较理想的实验结果，并且明显优于wrr算法和llc算法。
实验结果有效证明了视频点播系统较好地解决了各服务器节点之间的负载均衡问题，并且具有良好的可扩展性。在本文设计的视频点播系统中，无论是终端节点个数不断增加，还是系统的节目数量规模不断扩大，改良算法都能保证系统顺利完成用户的请求，并取得用户满意的实验结果，各终端用户之间可以相互建立有效的连接，自由的加入或离开，能有效形成一个稳定的流媒体分发网络体系。
4 总结
本文对服务窗口的视频点播负载均衡算法进行了详细的讨论，在将来的发展中，基于服务窗口的视频点播负载均衡算法一定会成为视频点播中重要的版块，我国必须良好的进行掌握。
为了能够有效的促进网络事业和视频点播的发展，必须在服务窗口的视频点播负载均衡算法上有所建树，相信在将来的发展中，一定会取得更好的成绩。
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作者简介：龙著乾（1983.11-），男，讲师，海南软件职业技术学院软件技术专业负责人，主要从事数据库及web开发、流媒体相关研究。
[科研项目]海南省高等学校科学研究项目：（项目编号：hjkj2013-56）。
>负载均衡器的作用