基于云计算的P2P流媒体服务器集群部署算法.doc

基于云计算的P2P流媒体服务器集群部署算法 摘 要： 针对云计算数据中心网络(DCN)环境下，P2P流媒体服务器集群部署引起的较高带宽占用问题，提出了一种基于云计算的P2P流媒体服务器集群部署方法。该方法将P2P流媒体服务器集群部署建模为一个二次分配问题，并基于蚁群算法，寻找每个虚拟流媒体服务器与每个部署点之间的映射关系，实现基于云计算的P2P流媒体服务器集群部署。通过仿真实验证明，基于云计算的P2P流媒体服务器集群部署算法可以有效地减少云计算平台DCN网络带宽占用。 关键词：云计算；P2P；流媒体服务器；集群部署；数据中心网络 中图分类号： TP393.01 文献标志码：A P2P streaming media server cluster deployment algorithm based on cloud computing Abstract： Concerning the high bandwidth occupation problem caused by deploying the P2P (Peer-to-Peer) streaming media server cluster on the Data Center Network (DCN) in cloud， a P2P streaming media server cluster deployment algorithm based on cloud computing was proposed. This algorithm modeled the P2P streaming media server cluster deployment as a quadratic assignment problem， and sought the mapping relationship between each virtual streaming media server and each deployment point to realize the P2P streaming media server cluster deployment based on cloud computing. The simulation experiment demonstrates that the P2P streaming media server cluster deployment algorithm based on cloud computing can effectively reduce the bandwidth usage of DCN in cloud. Key words： cloud computing； Peer-to-Peer (P2P)； streaming media server； cluster deployment； Data Center Network (DCN) 0 引言 云计算技术在近几年迅猛发展，在计算、存储等方面带来了众多创新性的模式与技术成果[1]，为基于云计算实现低延时、大规模P2P流媒体传输提供了契机。首先，云计算环境能够提供大规模P2P流媒体直播服务器所需的计算、存储和可靠的带宽资源[2]；其次，云计算技术具有动态可扩展特性与环境感知能力，基于运行状态监控，可实现系统资源与数据传输的动态调度，适于动态变化的P2P对等网络环境，并可改变P2P流媒体服务器资源不可知、不可控的研究现状。 近来，少数前瞻性的研究已开始探索云计算与P2P计算、P2P流媒体的结合应用模式。Fouquet等[3]利用云计算平台中的节点充当超级节点，作为P2P多播树的上层节点，以提升P2P流媒体传输的稳定性。Trajkovska等[4]提出了在云计算和树型P2P网络混合环境中，以QoS参数和付费成本为代价，提供不同服务质量的模型。Payberah等[5]提出了一种基于云计算环境下的P2P直播系统，系统通过动态租用云计算环境下的虚拟机资源，来保证预设的P2P直播系统的预设的QoS。Cervino等[6]提出了一种混合分发网络，通过连接可以互相操作的P2P节点和云节点，使某些分发网络节点进入云基础设施从而提高服务质量。在上述云计算与P2P流媒体技术的结合研究中，均简单地将云计算平台作为一种网络带宽等资源无限的平台，并没有具体地给出将P2P流媒体服务器集群部署到云平台数据中心网络之上的方法。 随着网络密集型应用在云平台数据中心网络的大量部署，DCN的内部网络带宽成为云计算环境下的一个瓶颈资源[7]。如何减少数据中心网络的内部带宽消耗，是应用部署需要考虑的核心问题。Meng等[7]讨论了如何将虚拟机部署到云平台DCN网络的问题，基于虚拟机之间的通信代价