26、多媒体应用中的带宽管理与XML网络管理负载均衡

多媒体应用中的带宽管理与XML网络管理负载均衡

多媒体应用带宽管理

在多媒体应用中，带宽管理是一个关键问题。为了解决带宽分配问题，我们采用了基于供求微观经济原理的中间件框架。

需求计算

在给定每单位带宽价格 $p$ 的情况下，带宽消费者代理（BCA）需要计算为用户分配带宽 $x$ 时媒体所能提供的相对收益。这通过为每种媒体 $m$ 创建效用函数 $u_m(x)$ 来实现，该函数将不同带宽水平与收益进行映射。每种媒体都希望在给定价格水平下为用户提供最大净收益（即消费者剩余 $CS$），可通过解决 $CS = \max[u_m(x_{cs}) - px_{cs}]$ 问题来计算要购买的带宽量 $x_{cs}$。

聚合需求 $d$ 用于在每次迭代中计算新价格，它是每种媒体的 $x_{cs}$ 之和。若效用函数可微、严格递增且严格凹，则对于媒体 $m$，最大化 $CS$ 的 $x_{cs}$ 满足 $u_m^\prime(x_{cs}) = p$。

递增凹效用函数在这种情况下很有用，例如视频，人类在帧率达到约 25 帧/秒后对帧率变化不太敏感，而在 15 帧/秒以下更敏感。从 1 帧/秒提高到 6 帧/秒的收益比从 20 帧/秒提高到 25 帧/秒的收益大得多。

此外，效用曲线还可以根据应用的上下文信息动态变化。例如在多媒体会议中，可通过客户端之间传递消息来确定哪些“重要”用户的视频流应优先处理，客户端可根据这些消息中的信息适时改变其视频流的效用曲线。

创建准确的效用曲线具有一定挑战，通常由应用设计师根据应用的操作和使用经验来创建。中间件的优势在于，可用性专家可以在不处理复杂网络管理问题的情况下完成这项工