低成本大规模直播流量工程

近年来,基于直播的网络应用大量出现,此类应用对互联网服务质量的要求更严格。目前,虽然一些专用骨干网可以为此类应用提供优质服务,但是服务价格昂贵,且无法覆盖世界各地的所有用户。因此,服务提供商选择依赖Overlay网络或云计算、雾计算和边缘计算等技术提升网络性能,改善用户体验。该文研究了用于大规模直播的Overlay网络中基于成本敏感的流量工程问题。经实际调研可知,成本由服务器的峰值数据速率决定,因此该流量工程问题涉及时间序列的路由决策。首先,将流量工程问题形式化,转化为一系列基于时间序列的整数规划。其次,提出了以可微函数逼近不可微函数的方法,并使用Lagrange乘子法和梯度下降算法有效求解该整数规划。最后,提出基于成本敏感的方案——在线路由算法LiveTE,从运行的Overlay网络收集真实数据,并通过数值模拟评估了LiveTE。结果表明:与现有方案相比,LiveTE的总成本降低幅度达52%,平均传输延时降低幅度达6%以上。