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《中国科学技术大学》 2011年
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面向服务的云会议系统架构及其关键技术研究

李俊超  
【摘要】:随着计算机、网络、通信技术的飞速发展,IP通信已成为计算机和通信领域的研究热点,并且正在从早期的VoIP系统向着应用多样化的统一通信转变。多媒体会议是一种以网络为媒介的IP通信平台,使得用户可以在互联网上实现面对面般的会议交流。多媒体会议的本质是把端到端的VoIP电话进化为多方会谈的统一通信方式,实现在多点间的语音、视频和应用数据的实时传送功能。由于网络环境、服务器性能、软件技术等多方面限制,现有多媒体会议的研究和产品仍然存在许多问题,影响了它的服务质量和实用性。因此,深入研究多媒体会议的系统架构和关键技术,使其能够在互联网和移动通信网络中,提供大规模、高质量的会议服务,以方便人与人之间的远程交流,具有重要意义。 本文通过研究现有多媒体会议的特性,针对现有会议规模较小、系统鲁棒性较弱、通信延迟较大、媒体传输可靠性较差等缺点,结合云计算技术和面向服务思想,提出一种新的多媒体会议类型——面向服务的云会议。云会议系统将面向服务思想、云计算技术和多媒体会议紧密融合,在实现上采用面向服务架构降低耦合性、提高灵活性和可扩展性,利用云计算技术在扩大会议规模的同时降低成本,使得多媒体会议在丰富应用的基础上,兼有云计算和面向服务的优点。本文还在云接入方法、文件系统、信息检索、媒体传输、处理机制等云会议关键技术上进行研究并提出相应解决方案,具有科研和实用价值。 本文主要研究工作如下: 1)深入研究了多媒体会议的系统架构,沿着从集中式到分布式到云会议的顺序展开论述。本文总结了作者在集中式和分布式会议上的工作,并分析各自的特点、用途和局限性。为解决现有会议存在的问题,提出了面向服务的云会议这种新的会议形式。本文把开源云平台Hadoop的两层结构扩展,运用面向服务的思想划分为四层服务,使云会议具有更好的灵活性,也更容易满足不同情景需求。通过综合比较集中式、分布式和云会议的特点,在规模、适用场景、可伸缩性、扩展性、容错性、性价比、延迟等方面体现云会议的优越性。 2)提出一种用户连接入云会议的方法,针对复杂的网络环境,为用户选择最佳的云会议接入点,提高信令和媒体的通信传输质量,以获得更好的用户体验。发展了三角启发式原理,使其能够用于路径质量评价,并将其作为云会议接入点选择算法的理论依据。在通过计算得到节点网络坐标的基础上,提出一种网络坐标的降维存储方式,使多维坐标点映射到一维的B+树叶子结点上,并提供对应的云会议接入点选择算法,提高最佳接入点的查找效率。 3)在Hadoop HDFS的基础上,改进云会议的文件系统,以应对云会议与普通云计算数据类型不同的问题,并解决单一NameNode服务器的性能瓶颈和容错问题,提高文件系统的实时性和容错性。提出一种云会议信息检索算法,对会议中存在的大量文本记录和文件资料进行内容检索。在统一索引结构的基础上,利用云会议存储空间大的优点,以空间换带宽和时间,提出基于大小、范围、冗余条件的key生成算法,减少了信息检索时的信息传输量和计算延迟。 4)针对云会议情景模式多样、QoS要求灵活多变的情况,提出一种云会议媒体传输策略,采用最优动态缓冲、受限重传机制和弹性容错机制,比传统会议媒体传输方法更加灵活,可以根据不同需要调节会议的实时性和可靠性表现。针对Hadoop MapReduce原型单一JobTracker的性能瓶颈和容错问题,以及无法处理会议实时任务的问题,把并行计算模型MapReduce改进为Map-Reduce-Dispatch三步处理框架,满足实时性和可靠性要求,并能处理任务滞后问题。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN948.63

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