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在三网融合的媒体跨域直播中,需要在跨域节点处部署一种网络设备,即媒体转发单元(MRU,MediaRelayUnit)。由它对数据包进行高吞吐率、低延时的跨域复制、转发、码率平滑等操作。本文在多核嵌入式流媒体服务器平台上实现了对MRU的加速引擎,即数据复制转发平滑引擎,并由此提出一种较好的多核网络软件框架。大幅提高了MRU的性能。 1.提出了基于异构操作系统的数据复制转发平滑引擎的软件框架 提出了数据复制转发平滑引擎的软件框架。数据复制转发平滑引擎的软件框架基于异构操作系统。详述了框架中各模块的功能。提出了一种基于映射表的应用层数据中继传输方法来加速转发过程。还提出了一种基于分段复制的数据包快速复制方法,以加速数据包复制过程。经过测试,数据复制转发平滑引擎将MRU的输出总速率由2Gb/s提高到9Gb/s,平均处理延时由1ms降低到55us,最大处理延时和最大输入流数也有提高。 2.提出了一种改进的亏损轮询调度算法(DRR)的数据包平滑算法 在数据包平滑输出方面,提出了模糊控制变权法多因素决策的自适应DRR算法(VWADRR)——一种改进的亏损轮询调度算法(DRR)。算法基于模糊控制理论中的多因素决策,具体使用了变权法。可以自适应输出信道的带宽和输入队列的缓存余额。变权法根据可用带宽和队列缓存余额这两个因素做出决策,动态地确定DRR中的常量QN。与对比算法相比,降低了数据包13%的延时。使系统在大流量的情况下有效利用缓存和带宽,同时平滑了突发。 3.提出了一种基于网络流量预测的实时多核子任务动态调度方法 根据网络流量预测结果,将数据包任务动态调度成多个子任务。通过对媒体数据流的马尔可夫模型预测结果,调度多核网络软件流水线架构中的子任务;最终达到在丢包率可接受的情况下,降低CPU占用率。仿真表明,降低了20%的CPU利用率。 4.提出了一种面向两层调度环境的两层任务调度算法 将任务调度到多处理器多核计算机系统的某个处理器,更进一步地调度到某个核上,需要一种两层任务调度算法。在多处理器层和多核层的两层调度的环境下,建立了问题模型,提出一种两层任务调度算法TLTS(Two-LayersTaskScheduling)。算法结合聚类调度和表调度,分别对应处理器间的第一层调度和核间的第二层调度。通过算法在现有多处理器多核平台ATCA-8000的运行结果和仿真,验证了这一算法相比3种对比算法,均降低了10%左右的调度长度。