超高清视频监控发展面临的技术问题（二）

③网络协议栈优化 
　　传统网络协议栈是以内核态驱动的方式存在于操作系统中的，其关键工作机制是中断响应、延迟过程处理、通用包处理。
　　中断响应：传统网络协议栈驱动以网卡的中断机制为基础，网络包的到达和发送完成均以中断机制通知上层网络协议栈，以便协议栈驱动继续处理接收和发送。
　　延迟过程处理：协议栈驱动响应中断后，并不是将包的收取或发送处理包含在中断处理例程中占用中断时间，因为中断的优先级较高，如果中断占用的时间太长会影响其他优先级线程的执行，因此中断处理例程将具体的收取/发送等事务性工作放在DPC(延迟过程调用)队列中，待中断优先级下降时才处理，这样就减少了中断打扰占用的时间。
　　通用包机制：网络协议栈是瞄准通用型网络包处理的，因此对于OSI模型的每层协议都会进行相应的处理和校验，这比较适合流量不大包类型各异的情况。而在高清视频流媒体服务器上流量较大，且传输的一般为信令报文和视频包，其协议格式和封装方式固定。
　　上述机制在一定程度上降低了协议栈的处理效率。针对超高清视频流媒体服务器，可以采用改进的网络协议栈对传统协议栈进行旁路化改进，比如定制专门针对流媒体传输的专用协议栈驱动，或者嫁接高速传输设备的协议栈驱动。

④应用进程软件调优
　　除了上述几种机制外，还可针对超高清视频的特点对传输节点进行改进。例如基于视频包封装协议较为固定的特点，会话协商报文可通过传统协议栈流转，而流媒体包则通过DPDK驱动进行传输，并对DPDK进行相应的裁剪，只需适应TCP、UDP、SCTP这些四层协议不同的封装要求即可。
　　同时也可以其他采用软件调优的思路，例如：
　　软件架构采用去中心化的设计思想，尽量避免全局共享，以减少全局竞争和失去横向扩展的能力；在NUMA架构下不跨Node使用内存，以避免内存远程访问；不使用慢速API；视频应用进程不在IO线程中承担过多任务，若无特殊要求更应避免任何形式的阻塞。
　　(2)增加中间链路的传输能力
　　随着5G的发展和成熟，以SDN/NFV、IPV6为特征的新一代网络已悄然落地，这为接入网、城域网和核心网传输能力的增加提供了契机，更为超高清视频的传输提供了扩容手段。
　　首先，IPV6的普及可以有效地减少NAT等传统IP扩容设备的部署，极大减少了在互联网环境下的传输瓶颈和限制。
　　再者，SDN(软件定义网络)隔离了传输的数据面和控制面，一方面解耦了软件与专用硬件的绑定，更重要的是交换设备本身不再承担找端口找路由等逻辑判断功能，极大地释放了交换设备的IO能力。SDN应用层可以对超高清视频的Qos业务进行定制化处理，采用交换机流表项的方式代替了原先通过MPLS实现的Qos业务，省略了包封装和解封装的开销，提高了传输效率。
　　最后，NFV(网络功能虚拟化)支持在通用平台上实现以虚拟化为载体的网络业务功能，进一步释放了通用计算平台的计算力。

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