一种基于IMS的视频会议资源优化方法与流程

本发明属于视频会议资源分配技术领域，特别是涉及一种基于IMS的视频会议资源优化方法。

背景技术：

IMS(IP多媒体子系统)接入网资源优化关键在于合理分配用户的网络资源。对于视频会议而言，关键在于解决参与会议的终端设备的资源共享和资源优化。目前视频会议存在的问题是发起时资源分配不优，因此无法使资源分配达到动态平衡状态。若将云计算与视频会议系统架构相结合，将会大大提高视频会议的流畅性和稳定性，管理成本也将有所降低。针对视频会议的基础设施和应用进行耦合，并将资源服务化，多个视频会议系统在逻辑上成为一个整体，要求视频会议系统不再按照专业领域进行部门划分，而是按照物理、逻辑进行部门设置的划分。评估视频会议系统不再以“高可用性”进行评估，而是围绕基于云架构的视频会议系统的服务和资源指标进行评估。用户可通过租用视频云里面的服务，也可以作为视频服务提供商接入，通过系统进行审核后，作为视频云的一部分，为用户提供服务。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于IMS的视频会议资源优化方法。

为了达到上述目的，本发明提供的基于IMS的视频会议资源优化方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1：当管理员对N个终端用户发起视频会议邀请时，N个终端用户开始创建一个微云；在微云中，每个终端用户对应一个虚拟机VM，并且微云为每个虚拟机VM设置两个虚拟的资源计数器；

步骤2：每个终端用户对应的虚拟机VM向微云请求资源，包括计算资源和存储资源，并且提交所请求的计算资源和存储资源的大小；

步骤3：微云计算这一时刻各个虚拟机VM所请求的计算资源和存储资源的分配比例；

步骤4：每个虚拟机VM上两个虚拟的资源计数器分别记录该虚拟机VM请求的计算资源和存储资源的累积和，当资源计数器达到其容量最大值时，该虚拟机VM就不允许再次请求此类资源；

步骤5：根据计算资源和存储资源的需求程度以及价格因素得出每个虚拟机VM的资源示性函数，最终得到微云分配给每个虚拟机VM的最优计算资源和存储资源。

在步骤3中，所述的微云计算这一时刻各个虚拟机VM所请求的计算资源和存储资源的分配比例的方法是：

设微云中有N个虚拟机VM，C和M分别表示所有云资源中可用计算资源和存储资源；

假设ci和mi分别表示第i个虚拟机VM所请求的计算资源和存储资源，

则：

那么微云分配给第i个虚拟机VM的计算资源和存储资源分别表示为：

在步骤5中，所述的根据计算资源和存储资源的需求程度以及价格因素得出每个虚拟机VM的资源示性函数，最终得到微云分配给每个虚拟机VM的最优计算资源和存储资源的方法是：

设αi和βi(αi＞0,βi＞0)分别表示第i个虚拟机VM对于计算资源和存储资源的需求程度，其中αi＞0,βi＞0，λi和γi分别表示第i个虚拟机VM对于计算资源和存储资源的价格因素，其中λi＞0,γi＞0；那么第i个虚拟机VM的资源示性函数为：

利用上述资源示性函数分别对计算资源ci和存储资源mi进行二次求导，得到下列函数：

最终得到微云分配给每个虚拟机VM的最优计算资源和存储资源：

本发明提供的基于IMS的视频会议资源优化方法基于博弈论和IMS架构，通过加入一些资源参数，能够实现对视频会议资源的有效动态分配，解决了已有技术中视频会议发起时资源分配不优的问题。

附图说明

图1为本发明提供的基于IMS的视频会议资源优化方法流程图。

图2为本发明提出的三层云架构模型。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的基于IMS的视频会议资源优化方法进行详细说明。

博弈论是指研究多个个体或团队之间在特定条件制约下的对局中利用相关方的策略，而实施对应策略的学科。有时也称为对策论，或者赛局理论，是研究具有斗争或竞争性质现象的理论和方法，它是应用数学的一个分支，既是现代数学的一个新分支，也是运筹学的一个重要学科。目前在生物学、经济学、国际关系学、计算机科学、政治学、军事战略和其他很多学科都有广泛的应用。主要研究公式化了的激励结构(游戏或者博弈(Game))间的相互作用。纳什均衡是一种策略组合，使得每个参与人的策略是对其他参与人策略的最优反应。假设有n个局中人参与博弈，如果某情况下无一参与者可以独自行动而增加收益(即为了自身利益的最大化，没有任何单独的一方愿意改变其策略的)，则此策略组合被称为纳什均衡。所有局中人策略构成一个策略组合(Strategy Profile)。纳什均衡，从实质上说，是一种非合作博弈状态。纳什均衡达成时，并不意味着博弈双方都处于不动的状态，在顺序博弈中这个均衡是在博弈者连续的动作与反应中达成的。纳什均衡也不意味着博弈双方达到了一个整体的最优状态，需要注意的是，只有最优策略才可以达成纳什均衡，严格劣势策略不可能成为最佳对策，而弱优势和弱劣势策略是有可能达成纳什均衡的。

如图1所示，本发明提供的基于IMS的视频会议资源优化方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1：当管理员对N个终端用户发起视频会议邀请时，N个终端用户开始创建一个微云；微云创建好以后，视频会议所用的包括计算资源和存储资源的所有云资源就成为一个小型资源池。在会议进行过程中，所有云资源都由这个微云进行分配。在微云中，每个终端用户对应一个虚拟机VM；考虑到公平性，微云为每个虚拟机VM设置两个虚拟的资源计数器(VRCs)；

步骤2：每个终端用户对应的虚拟机VM向微云请求资源，包括计算资源和存储资源，并且提交所请求的计算资源和存储资源的大小；考虑到已创建好的微云中有N个终端用户，则存在N个虚拟机VM，这好比一场博弈中的多个游戏者，这N个虚拟机VM都向微云提交资源请求申请信息，而且都想得到尽可能多的资源为自己所用，但是微云会根据虚拟机VM所需资源将所有云资源进行按需分配。

步骤3：微云计算这一时刻各个虚拟机VM所请求的计算资源和存储资源的分配比例；

设微云中有N个虚拟机VM，C和M分别表示所有云资源中可用计算资源和存储资源；

假设ci和mi分别表示第i个虚拟机VM所请求的计算资源和存储资源，

则：

那么微云分配给第i个虚拟机VM的计算资源和存储资源分别表示为：

步骤4：每个虚拟机VM上两个虚拟的资源计数器分别记录该虚拟机VM请求的计算资源和存储资源的累积和，当资源计数器达到其容量最大值时，该虚拟机VM就不允许再次请求此类资源；从长远的角度看，通过使用资源计数器，虚拟机VM被分配的资源就相对平等了。

步骤5：根据计算资源和存储资源的需求程度以及价格因素得出每个虚拟机VM的资源示性函数，最终得到微云分配给每个虚拟机VM的最优计算资源和存储资源；

设αi和βi(αi＞0,βi＞0)分别表示第i个虚拟机VM对于计算资源和存储资源的需求程度，λi和γi(λi＞0,γi＞0)分别表示第i个虚拟机VM对于计算资源和存储资源的价格因素，设置需求程度αi和βi的目的是使不同情况下视频会议发起时能够进行动态的资源优化，价格因素λi和γi可以防止由于资源的过度竞争而导致的资源浪费；那么第i个虚拟机VM的资源示性函数为：

利用上述资源示性函数分别对计算资源ci和存储资源mi进行二次求导，得到下列函数：

由此可见，上述函数为凸函数，则必然存在一个为最优解的最大值。

最终得到微云分配给每个虚拟机VM的最优计算资源和存储资源：

另外，如图2所示，对于一个IMS系统架构中多个视频会议同时进行的情况，可构建三层云架构，第一层为由多个终端用户构成的终端用户层，第二层为由多个创建好的微云构成的视频会议层，最上层为由中心云构成的中心计算层，每个微云可向中心云请求计算资源和存储资源。中心计算层具有庞大的计算和存储能力。中心计算层和视频会议层之间的资源分配情况与上述视频会议层和终端用户层之间的资源分配情况类似，这里不加以赘述。