虚拟化技术处理数字媒体内容

胡航瑞

上海理工大学信息化办公室，上海 200093

1 概述

近些年来，越来越多的数字媒体内容被生产出来并供大众消费[1]。但这些庞大的数字媒体内容的妥善保存、传输和访问一直是一个研究的热点问题[2]。

有效地解决该问题，可以在今后面对更大规模的数字媒体内容时从容应对。本文讨论了使用虚拟化技术解决该问题的效果和面临的一些挑战[3]。

2 实验设计

在本篇文章中,我们选择主流的Vmware虚拟化环境[4]。在该环境中，通过把常用的操作系统进行有效的虚拟化[5]。并进一步研究在虚拟化系统中，处理数字媒体内容时的效果和会产生的问题。

本文通过设计概念模型来验证数字媒体的应用。这些应用程序通常需要使用特定的硬件和操作系统[6]。在仿真的过程中进行试验，并进一步发现问题并研究其造成的影响。

3 实验过程和结果分析

在本节中，我们按照上节的实验模型和实验方法具体的实施实验。正如前面所提到的，在实验中使用一台预装了操作系统的主机和多台同样安装了操作系统的客户机，相互传输数字媒体内容[7]。并进一步测量了不同模型中通讯和数字媒体内容处理结果的变化。再以此为依据分析使用虚拟化技术，处理数字媒体内容的性能优劣。

3.1 一种会话模拟器模型

通过客户端服务器系统和交叉客户沟通端口的虚拟化，实现一个会话模拟器模型。模型中客户端启动一个音频播放时，会显示图像和文本。模拟器上运行windows NT操作系统，服务器上运行Red Hat Linux系统。

虚拟化过程包括了对服务器系统、本机和客户端模拟器的虚拟化。作为统一的物理系统上的客户，它们通过逻辑连接的串行电缆以及虚拟端口进行连接。其中，会使用一个软件实现逻辑连接。该模型的关键在于，连接软件的功能在于定义客户端和服务器的读和写策略。同时，该软件还会把系统中的变动传递到客户端。该工作模型类似于轮训和终端模式。服务器和客户端网络设备通过点对点协议连接到各自的串行端口。

通过实验可以得出，基于串行连接可以成功的实现客户端和服务器服务的虚拟化。操作系统中，内部用户的通讯也是通过串行连接来建立的。该模拟器中，利用上述端口采用轮训方法，通过服务器和客户端实现主机和客户机的通讯和沟通。但该实验模型在处理主机和客户机的通讯时耗费时间较多。

3.2 一种无线生产模型

该模型展示了跨多台计算机环境中，对服务器进行虚拟化。并共享主机的物理设备，如声卡或网卡等。

该实验生产环境的基本组成部分包括外部短波收音设备和计算机声卡。收音设备需要调整到所需的频率。同时，该模拟信号会传到计算机的声卡。主机的系统为Red Hat Linux 4.5版本。此外，系统运行流媒体服务器，并对音频流进行编码生成三种不同品质格式的音频文件，再通过网络发送到客户机。实验中允许这些文件以流媒体的形式进行访问和下载。实验中的通讯方式是基于web网络服务器的apache应用程序。

本实验模型的关键环节在于客户机的音频设备是否可以正常接收和播放传输过来的编码过的音频文件。实验中需要把虚拟主机的声卡驱动程序启用共享，并允许多个虚拟客户机同时访问单个物理声卡。

实验结果表明，虚拟化服务器依靠的音频设备和网卡设备具有完全相同的功能。在主机的音频驱动程序成功的共享了音频设备，该模式达到的预期的实验目标。

3.3 结语

经过以上实验结果可以看出，使用Vmware虚拟化技术，处理数字媒体内容具有一定的优越性。通过使用使用虚拟化技术，并用串行连接来建立服务器和客户机之间的通讯，会有利于客户端和服务器端的内容读和写性能。可以有效的保障数字媒体内容的传输和应用。

实验中也已经证明，从服务器直接把音频文件通过网络传输到多台客户机，并通过客户机声卡进行播放是完全可行的。但该模式的瓶颈在于网络的带宽限制。在不稳定的网络环境中，客户机的音频直接发送到其他终端客户机的声卡时，可能会产生声音抖动或音质下降。

总的来说，实验中我们发现，在虚拟环境中，通过共享资源，如处理器、内存和硬盘，甚至网络设备都是可以完全实现的。通过虚拟化技术也可以有效实现对媒体文件的各种处理。然而，网络连接的性能成为了一个重要的限制因素，它会影响客户机之间以及与服务器之间的数字媒体资源的转发及应用。

4 结束语

在虚拟化迅速发展的今天，我们已经讨论了相关的技术解决方案和实现效果。通过我们的一系列实验，可以得出引入虚拟化技术是完全可行的。但随着对实验结果的深入分析，也发现了该技术面临的一些问题和挑战。

在复杂网络传输环境中，虚拟化技术是否仍然可以有效的支持数字媒体内容的各种应用。这将会在将来的实验中做进一步深入的研究。

[1]黄治.数字媒体服务平台运营支撑服务的设计与实现.计算机应用,2006,11.

[2]Rivka Oxman. Digital architecture as a challenge for design pedagogy:theory, knowledge, models and medium.Design Studies, 2008,05:99-120.

[3]张景云,蒋念平,付东翔.云计算的发展与应用.微计算机信息,2012,01:98-100.

[4]贾鸿潜.基于虚拟架构的企业虚拟化应用研究.软件工程,2013,4.

[5]李浩.基于VMware的多操作系统网络实验平台的构建.计算机技术,2012,06.

[6]Chetan Kumar Ng, Sudhanshu Vyas.Improving System Predictability and Performance via Hardware Accelerated Data Structures.Procedia Computer Science, 2012,09: 1197-1205.

[7]王昆.数字媒体节目的传输控制技术.计算机应用技术,2009,12.