前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了互聯(lián)網(wǎng)電視智能調(diào)度系統(tǒng)探究范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

0引言

互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)是基于家庭寬帶的一項重要業(yè)務(wù)，是對家庭寬帶質(zhì)量最為敏感的業(yè)務(wù)之一。隨著家庭寬帶帶寬升級、提速，對于互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)的質(zhì)量提升更應(yīng)該關(guān)注業(yè)務(wù)平臺自身。在日常運維中，互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)的CDN負荷會因為人員遷徙，節(jié)假日、重大活動等發(fā)生變化，那么如何快速去均衡已經(jīng)下沉的CDN負荷，保障用戶的業(yè)務(wù)感知成為了運維的一個難題。

1智能分析調(diào)度系統(tǒng)的整體架構(gòu)

1.1系統(tǒng)總體設(shè)計

基于大數(shù)據(jù)的寬帶電視CDN質(zhì)量智能分析調(diào)度系統(tǒng)主要設(shè)計為兩個模塊：采集分析模塊、智能調(diào)度模塊。1.1.1采集分析模塊。采集分析模塊主要負責(zé)數(shù)據(jù)的采集以及分析，DPDK技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)是現(xiàn)在數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)及數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，通過二者與OTT的結(jié)合是未來OTT視頻質(zhì)量分析技術(shù)發(fā)展的趨勢。本系統(tǒng)的采集分析模塊利用上述技術(shù)實現(xiàn)OTT用戶卡頓精確分析。DPDK（數(shù)據(jù)平面開發(fā)套件）是由6WIND,Intel等多家公司開發(fā)，主要基于Linux系統(tǒng)運行，用于快速數(shù)據(jù)包處理的函數(shù)庫與驅(qū)動集合，可以極大提高數(shù)據(jù)處理性能和吞吐量，提高數(shù)據(jù)平面應(yīng)用程序的工作效率。DPDK的基本構(gòu)架如圖1所示，其中KNI模塊將報文從用戶態(tài)倒灌到內(nèi)核協(xié)議棧處理，IGB_UIO模塊將網(wǎng)卡硬件寄存器映射到用戶態(tài)內(nèi)存空間，可以使DPDK的驅(qū)動運行在用戶態(tài)，EAL（環(huán)境抽象層）能對操作底層資源的抽象與封裝，給程序提供統(tǒng)一的訪問接口，同時，DPDK提供一系列組件支持，如Timer提供基于HPET的計時器設(shè)施等。在利用大數(shù)據(jù)進行分析研究數(shù)據(jù)的領(lǐng)域中，處理流式數(shù)據(jù)主要使用流式計算框架。目前主流的流式計算框架主要有Storm、JStorm、Streaming等。而JStrom因為穩(wěn)定與時效而被廣泛采用，其基于Zookeeper的調(diào)度系統(tǒng)，Nimbus作為調(diào)度器角色，通過Zookeeper與Supervisior之間的交互，管理任務(wù)的提交及調(diào)度；Supervisior用以負責(zé)Worker的啟動與停止；Worker裝載Task負責(zé)業(yè)務(wù)計算與邏輯處理。1.1.2智能調(diào)度模塊。智能調(diào)度模塊負責(zé)生成調(diào)度策略，進行CDN節(jié)點智能調(diào)度。本系統(tǒng)的該模塊主要使用基于多鏈路負載均衡的流量調(diào)度算法。該算法是在隨機一段時間內(nèi)，對多條流量鏈路進行分組分別取樣測量，以便得出延遲的閾值和帶寬余量。設(shè)測量值為d，剩余帶寬樣本為rd，那么在第N重鏈路上，第j(j={1,2,...,K})個時刻的時延均值和剩余帶寬均值計算公式為：定義第j(j={1,2,...,K})時刻N重鏈路上的時延和剩余帶寬的協(xié)方差為：通過協(xié)方差與優(yōu)化目標相比，不停循環(huán)計算達到最佳選擇。

1.2系統(tǒng)功能概述

（1）分析準確：通過鏡像分光CDN用戶請求報文，對報文進行質(zhì)量監(jiān)測與分析，實時反應(yīng)出全省、地市、節(jié)點、服務(wù)器層面的CDN質(zhì)量情況。（2）業(yè)務(wù)無感知：收集報文、分析、監(jiān)測等過程均與CDN平臺并行，不會影響CDN服務(wù)器性能和業(yè)務(wù)質(zhì)量，確保業(yè)務(wù)感知。（3）調(diào)度智能：優(yōu)化現(xiàn)有以“人工為主”的調(diào)度方式向“智能化”調(diào)度轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)地市內(nèi)不同節(jié)點間均衡、地市間均衡、節(jié)點內(nèi)設(shè)備均衡和節(jié)目熱點智能分布。

1.3系統(tǒng)部署方案

系統(tǒng)采用分布式部署方式，部署的設(shè)備包括匯總分析節(jié)點、數(shù)據(jù)采集節(jié)點。采集節(jié)點部署在CDN節(jié)點出口，需要將用戶請求流量鏡像到采集節(jié)點，所有的采集節(jié)點需要保證到匯總分析節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)連通性。

2智能分析調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)應(yīng)用

2.1采集分析模塊的實現(xiàn)

2.1.1基于DPDK技術(shù)的流量采集識別?；贒PDK開發(fā)模塊完成數(shù)據(jù)流量的采集識別工作，首先經(jīng)過內(nèi)核初始化包括EAL環(huán)境抽象層初始化、定時器設(shè)施啟動、網(wǎng)卡硬件初始化、然后在每個網(wǎng)卡隊列上設(shè)置環(huán)形緩沖區(qū)用于存儲報文，同時在CPU邏輯核上啟動一個線程，并分配的網(wǎng)卡隊列用以接收數(shù)據(jù)包。在收到數(shù)據(jù)包之后，需要對數(shù)據(jù)包進行拆包處理，過程如圖2所示。對拆封后的數(shù)據(jù)包解析后獲得CMSID:點播/直播、STBID:機頂盒串號、URL:請求播放地址等信息，根據(jù)信息內(nèi)容進入大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進行分析處理。2.1.2基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的實時分析。基于JStorm框架搭建一個Topology，用于實現(xiàn)TF-IDF算法，并支持DRPC遠程調(diào)用實現(xiàn)所需處理流程，來進行數(shù)據(jù)分析。首先創(chuàng)建TridentTopology，然后定義一個document流，從消息隊列獲取文檔流，接著定義一個term流，用來對document流中的文檔進行分詞，然后投影出所需的字段。接著創(chuàng)建StateFactory對象，用于保持與HBased_rt表的持久化存儲之間狀態(tài)，之后創(chuàng)建TridenState對象，用來持久化和保持訪問文檔數(shù)，最后借助DRPC實現(xiàn)實時計算，對外提單詞重要度TF-IDF的查詢服務(wù)。JStorm的運行分為本地模式和分布式模式，本地模式適合調(diào)試和開發(fā)，分布式模式能保證高性能，Topology將任務(wù)交給Nimbus，然后Nimbus將代碼分發(fā)給各個節(jié)點。

2.2智能調(diào)度模塊的實現(xiàn)

在調(diào)度周期的開始，獲得每個節(jié)點的狀態(tài)信息，例如節(jié)點的服務(wù)質(zhì)量、負載能力和鏈路狀態(tài)，而后對所有區(qū)域進行遍歷。將各個節(jié)點的狀態(tài)進行健康與非健康分類，在非健康狀態(tài)下的原有節(jié)點，流量調(diào)度算法會將原有節(jié)點中的全部流量調(diào)配出去，調(diào)配目標為備選節(jié)點，在調(diào)配到備選節(jié)點過程中，調(diào)度算法會根據(jù)備選節(jié)點狀態(tài)進行是否全部流量調(diào)度，如果節(jié)點狀態(tài)良好，則將部分流量分配到良好的節(jié)點。否則，報警。

2.3智能分析調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用

該系統(tǒng)已在陜西移動十地市全面部署，大幅度提升運維工作效率，使得原本手動調(diào)度難以均衡的流量實現(xiàn)了智能均衡。以某地市為例，該地市有兩個節(jié)點，實施智能調(diào)度前峰值負載率偏離度9%；均值負載率偏離度7%，實施智能之后，峰值負載率最大偏離度偏離度<3%，均值負載率最大偏離度<1%。3結(jié)束語采用大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)結(jié)合DPDK技術(shù)，優(yōu)化現(xiàn)有“以人為主”的調(diào)度方式向“智能化調(diào)”轉(zhuǎn)變，實時分析各地市CDN服務(wù)器質(zhì)量，結(jié)合智能調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)了地市間、節(jié)點間CDN設(shè)備負載自動俊航，解決了傳統(tǒng)運維方式的弊端。

參考文獻

[1]洪一帆.運營商CDN系統(tǒng)視頻內(nèi)容存儲調(diào)度策略探討[J].科技與創(chuàng)新,2020(01):145-146.

[2]溫曉潔.某省OTTCDN網(wǎng)絡(luò)評估及優(yōu)化分析[J/OL].電信科學(xué),2020:1-7.

作者:謝崇斌 賴材棟 張小強 單位:中國移動通信集團陜西有限公司