近年来,为了满足日益增大的网络视频流量,VOD系统在网络和视频服务器端都面临着极大的挑战。由于网络带宽的增长远远快于服务器性能的提高,所以瓶颈问题主要集中在视频服务器上。服务器集群由于具备负载均衡、高可用性和可扩展性,成为提高服务器性能问题的一种较为理想的解决方法。本文从建设大规模视频点播系统出发,针对提升服务器系统的性能这一目标,对VOD视频服务器集群系统的设计与实现方法作了一些系统性的探讨和研究,力图使廉价的PC机通过低耦合的分布式体系构成一种可扩展、负载均衡、高可用、高性能的VOD视频服务器。通过对VOD系统的概念和基本结构、集群系统的理论及其负载均衡技术的分析,提出了基于集群的VOD系统视频服务器模型,分为广域网框架和局域网框架两层。基于集群的广域网分布式VOD系统由一个中心和多个分中心的二级架构组成;每个分中心相当于一个局域网,其中包含一个视频服务器集群。每个视频服务器集群又由一个集群管理节点和若干个视频服务节点组成。首先给出了局域网视频服务器集群负载均衡、高可用性和动态扩展的设计方案。负载均衡是由视频服务器集群中集群管理节点上的负载均衡调度器,根据某种负载均衡算法来实现的。针对视频服务中不同的点播方式、视频文件存储调度的特点和视频文件的播放信息等问题,在一般负载均衡算法的基础上,给出了适用于视频点播服务的负载均衡算法。高可用性的实现包括集群管理节点和视频服务节点两方面,集群管理节点可采用联机热备份来避免单点故障,视频服务节点的高可用性基于它和集群管理节点之间汇报包的检测,其故障由集群管理节点检测和接管。动态扩展在不改变原来系统正常运行的情况下,通过添加视频服务节点来提升系统的性能。随后,将设计方案扩展到广域网中,讨论了广域网下系统的负载均衡和扩展性。整个系统须构建在Linux之上,视频服务器采用Linux Virtual Server(LVS)集群系统,给出了局域网视频服务器集群系统的实现方案:详细描述了基于LVS的视频服务器集群的构建过程,并对视频服务器集群系统中集群管理节点和视频服务节点两者间及其对外的交互功能的实现进行了探讨。最后给出了这个VOD视频服务器集群的测试方案和测试结果。测试实验表明,此方案能够实现负载均衡、高可用性和可扩展性,达到了提高视频服务器性能的要求。