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TWI488119B - 視訊資料佈局方法 - Google Patents

視訊資料佈局方法 Download PDF

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TWI488119B
TWI488119B TW101151165A TW101151165A TWI488119B TW I488119 B TWI488119 B TW I488119B TW 101151165 A TW101151165 A TW 101151165A TW 101151165 A TW101151165 A TW 101151165A TW I488119 B TWI488119 B TW I488119B
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Chun Kai Huang
Chin Chia Chang
Wan Jiun Liao
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Acer Inc
Univ Nat Taiwan
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Priority to US14/091,387 priority patent/US20140188792A1/en
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Description

視訊資料佈局方法
本發明係關於一種視訊資料佈局方法，特別是一種應用於雲端資料中心之視訊資料佈局方法。
近年來雲端網路資源之相關技術已逐漸被廣泛應用，例如利用複數實體或虛擬主機架構而成之雲端資料中心來做為資料儲存或視訊影像播放處理之共享資源池(resource pooling)。以往雲端資料中心缺乏有效且彈性之資源管理，僅以需求量之最大值為主要考量，一旦無法供應目前需求，則選擇擴充實體或虛擬主機數量。此種方式下，所使用之主機數量並無法隨需求量不同彈性調整，以做出對應配置，往往造成閒置主機之資源浪費。
此外，對於較熱門或頻寬需求較大之視訊影像來說，採用習知資料之配置方式，通常會讓此類檔案佔用了單一主機之所有頻寬，但實際上該主機可能僅儲存該單一檔案；如此雖可因應頻寬供應需求，但反而造成該主機其他儲存空間之浪費，無法有效使用該主機之所有資源。
因此，如何能設計出有效且能彈性應用雲端資料中心中各儲存主機，發揮最大使用率並減少資源使用上之浪費，實為一值得研究之課題。
本發明之主要目的係在提供一種應用於雲端資料中心之視訊資料佈局方法。
為達到上述之目的，本發明之視訊資料佈局方法應用於雲端資料中心，雲端資料中心包括複數儲存單元，各儲存單元具有固定之總頻寬及總儲存空間。該方法包括以下步驟：(a)接收複數視訊需求以取得至少一視訊資料，並計算各視訊資料所對應之需求頻寬，其中各視訊資料具有對應之資料佔用空間；(b)分割各視訊資料以形成至少一標準複製資料或/及一剩餘複製資料，標準複製資料所對應之標準區段頻寬與資料佔用空間之比例等於總頻寬與總儲存空間之比例；且剩餘複製資料所對應之剩餘區段頻寬與資料佔用空間之比例小於總頻寬與總儲存空間之比例；(c)分配至少一視訊資料之所有標準複製資料於至少部分之複數儲存單元內；(d)判斷已被分配至少一該標準複製資料之該些儲存單元是否有足夠之剩餘可用資源；以及(e)若是，分配至少一視訊資料之所有剩餘複製資料於有足夠之剩餘可用資源之該些儲存單元內。
藉此設計，本發明能在兼顧儲存單元所供應之頻寬及儲存空間之狀態下，盡可能將所有視訊資料集中分配至最少數量之儲存單元內，且對每一儲存單元均能達到有效資源利用及彈性管理，因應不同需求變化來進行調整。
為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉出較佳實施例說明如下。
請先參考圖1係應用本發明之視訊資料佈局方法之雲端資料中心10之示意圖。如圖1所示，在本發明之一實施例中，雲端資料中心10包括雲端伺服器11及複數儲存單元12，雲端伺服器11用以接收各使用者端20所發送之視訊資料播放之視訊需求，並取得對應之視訊資料。接著依據該些視訊需求參數(例如請求播放同一視訊資料之需求數量、播放品質等)計算各視訊資料所對應之需求頻寬，以進行後續各視訊資料之處理及資源分配。
複數儲存單元12構成一個共享資源池(resource pool)，提供頻寬及儲存空間供使用。每個儲存單元12具有固定之總頻寬及總儲存空間，使得複數儲存單元12得以接收雲端伺服器11之分配指令來存放對應之視訊資料，並提供對應頻寬讓使用者端20連線使用或播放。每個儲存單元12可以是一實體電腦主機，亦可以是一虛擬機器(virtual machine,VM)，視不同之設計或需求而設置。為了達到本發明之目的及執行效果，在設計上令各個儲存單元12均具有相同之總頻寬及總儲存空間，使得每個儲存單元12之總頻寬及總儲存空間之比例相同。
請參考圖2係本發明之視訊資料佈局方法之第一實施例之流程圖。須注意的是，以下雖以圖1所示之雲端資料中心10為例說明本發明之視訊資料佈局方法，但本發明並不以適用於此型式之雲端資料中心10為限，任何其他具類似架構之雲端資料中心亦可適用本發明之視 訊資料佈局方法。如圖2所示，本發明之視訊資料佈局方法包括步驟S21至步驟S25。以下將詳細說明該方法之各個步驟。
步驟S21：接收複數視訊需求以取得至少一視訊資料，並計算各視訊資料所對應之需求頻寬。
使用者端20會發出對任一視訊資料之視訊需求，而對熱門視訊影片來說，在任何時間點可能都會有複數使用者端皆發出視訊需求。因此針對同一視訊資料，隨著視訊需求之數量多寡或該視訊需求所對應之播放畫質不同，需要提供不同之需求頻寬。當雲端伺服器11接收到複數視訊需求時，會先取得各自對應之視訊資料；各個視訊資料可能是單一之視訊資料，或是視訊資料中之單一圖層，而各個視訊資料具有各自對應之資料佔用空間。雲端伺服器11接著會依據該些視訊需求計算應提供給每個視訊資料之需求頻寬。
步驟S22：分割各視訊資料以形成至少一標準複製資料或/及至少一剩餘複製資料。
在各儲存單元12能被有效使用之前提下，必須考量盡量使用到各儲存單元12最大之傳輸頻寬與儲存空間，以節省資源浪費。對於需求頻寬過大之視訊資料來說，可能其單一資料就已經佔滿了一個儲存單元12之所有傳輸頻寬，如此會造成大量儲存空間之浪費。因此，本發明之方法以儲存單元12之總頻寬與總儲存空間之比例(即頻寬-空間比)為基礎，對各視訊資料進行分割，以形成每個視訊資料各自對應之至少一標準複製資料 或/及至少一剩餘複製資料。其中標準複製資料對應一標準區段頻寬，其標準區段頻寬與其資料佔用空間之比例等於儲存單元12之總頻寬與總儲存空間之比例；而剩餘複製資料對應一剩餘區段頻寬，其剩餘區段頻寬與其資料佔用空間之比例小於儲存單元12之總頻寬與總儲存空間之比例。前述相同視訊資料之標準複製資料及剩餘複製資料具有與原視訊資料相同之資料佔用空間，兩者差異在於各別對應之頻寬值不同。
步驟S23：任意分配至少一視訊資料之所有標準複製資料於至少部分之複數儲存單元內。
依據前述步驟S22將各視訊資料分割完成後，接著要將分割後所形成之所有標準複製資料及剩餘複製資料分配到至少部分之複數儲存單元內。首先，優先針對所有視訊資料之所有標準複製資料進行資料分配動作。由於各標準複製資料具有與儲存模組相同頻寬-空間比，因此先考量各標準複製資料之分配，使其盡量利用儲存單元12內之頻寬及儲存空間。在本發明之一實施例中，雲端伺服器11會視各標準複製資料之數量及所佔空間大小，以亂數任意分配所有視訊資料之所有標準複製資料於一到多個儲存單元12內。
基本上要判斷一個標準複製資料是否能分配至任一儲存單元，必須確認該儲存單元內剩餘可用資源(即剩餘頻寬及剩餘儲存空間)是否均足夠。由於各標準複製資料之頻寬空間比與儲存單元之頻寬空間比相同，因此前述判斷之基準可藉由代表儲存單元之矩形之剩餘 區塊對應之對角線長度，與各標準複製資料所形成之矩形區塊之對角線長度相互比較來確認。藉此，本發明能以單純之一維線條長度來判斷儲存單元是否足夠容納標準複製資料。前述剩餘可用資源能以下列式子所求得：√((儲存單元之剩餘頻寬)2 +(儲存單元之剩餘儲存空間)2 ) (1)
而各標準複製資料之所需佔用資源亦可由下式求得：√((標準複製資料之標準區段頻寬)2 +(標準複製資料之資料佔用空間)2 ) (2)
儲存單元在未使用之狀態下，其剩餘頻寬等於總頻寬，而剩餘儲存空間等於總儲存空間，因此可任意分配標準複製資料至其中。隨著標準複製資料之逐一分配，儲存單元已有部分頻寬及部分儲存空間被佔用，因此藉由前述式(1)計算儲存單元之剩餘可用資源，來比對式(2)待分配之標準複製資料，判斷該標準複製資料是否能順利分配至對應之儲存單元內。若式(1)之結果值大於式(2)之結果值，則表示該標準複製資料可順利分配至對應之儲存單元內；反之則否。
步驟S24：判斷已被分配至少一標準複製資料之該些儲存單元12是否有足夠之剩餘可用資源。
在前述步驟S23中，將所有視訊資料之所有標準複製資料任意分配於一到多個儲存單元12內之後，雲端伺服器11會確認每個已被分配至少一標準複製資料之儲 存單元12之剩餘可用資源，以供後續分配該些剩餘複製資料。由於該些剩餘複製資料之頻寬-空間比與儲存單元12之頻寬-空間比不一致，無法再以前述式子計算儲存單元12之剩餘可用資源，因此需要另行確認儲存單元12內之剩餘空間及剩餘頻寬兩個條件，與前述視訊資料中形成之各剩餘複製資料之剩餘區段頻寬與資料佔用空間相互比對，判斷已使用之儲存單元12之剩餘可用資源是否足夠，來做為後續步驟之執行依據。
此時可採用兩個二維向量之內積，計算儲存單元12之剩餘可用資源，而此時儲存單元12之剩餘可用資源可由下式求得：(儲存單元之總頻寬，儲存單元之總儲存空間)‧(儲存單元之剩餘頻寬，儲存單元之剩餘儲存空間) (3)
同樣地，各剩餘複製資料之所需佔用資源亦可採用兩個二維向量之內積計算，由下式求得：(剩餘複製資料之剩餘區段頻寬，剩餘複製資料之資料佔用空間)‧(儲存單元之剩餘頻寬，儲存單元之剩餘儲存空間) (4)
藉由前述式(3)計算儲存單元之剩餘可用資源，來比對式(4)待分配之剩餘複製資料之所需佔用資源，判斷該剩餘複製資料是否能順利分配至對應之儲存單元內。若式(3)之結果值大於式(4)之結果值，則表示該剩餘複製資料可順利分配至對應之儲存單元內；反之則否。
步驟S25：若是，分配至少一視訊資料之所有剩餘複製資料於有足夠之剩餘空間及剩餘頻寬之該些儲存 單元內。若否，分配至少一視訊資料之所有剩餘複製資料於其他尚未使用之該些儲存單元內。
倘若已被分配至少一標準複製資料之該些儲存單元12有足夠之剩餘空間及剩餘頻寬，代表該些儲存單元可容納前述視訊資料所形成之剩餘複製資料，因此雲端伺服器11會分配各剩餘複製資料至有足夠之剩餘空間及剩餘頻寬之對應儲存單元內，盡量使得每個已使用之儲存單元之頻寬及儲存空間能被充分利用。但若是已被分配至少一標準複製資料之該些儲存單元12沒有足夠之剩餘空間或剩餘頻寬，則代表目前已使用之該些儲存單元12已無法容納其他剩餘複製資料，因此雲端伺服器11在無從選擇之情況下，會再提供一個以上之未使用儲存單元，以便分配該些剩餘複製資料。
以下請一併參考圖3(a)至圖3(c)。圖3(a)係應用本發明之視訊資料佈局方法對各視訊資料進行分割之示意圖；圖3(b)係將分割後之各視訊資料分配至儲存單元之示意圖；圖3(c)係將分割後之各視訊資料分配至儲存單元之另一實施例示意圖。
如圖3(a)所示，假設圖中左側矩形代表雲端資料中心之其中一個儲存單元，其長為總頻寬B，寬為總儲存空間S；而圖中右側為數個不同之視訊資料a、b、c假設對應之矩形，各個視訊資料對應不同資料佔用空間(長)及因需求改變之需求頻寬(寬)。
本發明之方法以前述儲存單元之總頻寬B與總儲存空間S之比例(即矩形之長與寬之比例，假設為3：2)為 基準，相對地分割各個視訊資料a、b、c，而形成一到數個矩形區塊，每個區塊可視為對應視訊資料之資料備份。這些區塊可區分為前述之標準複製資料及剩餘複製資料。其中視訊資料a可分割成2個標準複製資料a1及1個剩餘複製資料a2，視訊資料b整體恰為1個標準複製資料b1，而視訊資料c可分割成1個標準複製資料c1及1個剩餘複製資料c2。各個標準複製資料a1、b1、c1之標準區段頻寬與資料佔用空間之比例均為3：2，而各剩餘複製資料a2、c2之區塊則分別小於各標準複製資料a1、c1之區塊(即各剩餘複製資料a2、c2所對應之剩餘區段頻寬分別小於各標準複製資料a1、c1之標準區段頻寬)。
如圖3(b)所示，首先先分配所有視訊資料分割後形成之各標準複製資料至儲存單元中， 如圖3(b)之左側所示，在本實施例中，依據前述分配計算，儲存單元U1可供分配視訊資料a、b、c之標準複製資料a1、b1、c1，而儲存單元U2可供分配視訊資料a之標準複製資料a1。系統會依據前述計算先分配所有視訊資料分割後形成之各標準複製資料a1、b1、c1至儲存單元U1、U2中。
接著要分配所有視訊資料分割後形成之各剩餘複製資料a2、c2。在判斷儲存單元U1已無足夠剩餘空間及剩餘頻寬可容納剩餘複製資料a2、c2，而儲存單元U2具有足夠剩餘空間及剩餘頻寬後，即可將剩餘複製資料a2、c2分別分配至儲存單元U2中，如圖3(b)之右側所示。此時僅使用2組儲存單元U1、U2，達到資源之有效應用。
如圖3(c)之左側所示，在另一實施例中，假設儲存單元U1、U2之可用資源相對較小，儲存單元U1可供分配視訊資料a、b之標準複製資料a1、b1，而儲存單元U2仍可供分配視訊資料a、c之標準複製資料a1、c1。在分配剩餘複製資料a2、c2時，儲存單元U1仍有剩餘空間及剩餘頻寬可供分配剩餘複製資料a2，但儲存單元U2已無足夠剩餘空間及剩餘頻寬可容納剩餘複製資料c2。因此系統必須另外啟用儲存單元U3以供分配剩餘複製資料c2，如圖3(c)之右側所示。此時需要使用3組儲存單元U1、U2、U3，使得本發明能因應不同狀態進行資源使用上之靈活分配。
請參考圖4(a)係本發明之視訊資料佈局方法之第二實施例之流程圖。如圖4(a)所示，此實施例為前述第一實施例之變化型式，在本實施例中，步驟S23更包括步驟S231至S234。以下將詳細說明該方法新增之各個步驟。
步驟S231：計算已分配任一標準複製資料之各儲存單元之剩餘可用資源。
在分配所有視訊資料之各標準複製資料到一或數個儲存單元後，系統可針對已分配任一標準複製資料之各儲存單元(即已使用之各儲存單元)計算其剩餘可用資源。由於本發明對已形成之所有標準複製資料以亂數方式任意分配到各儲存單元，使得各儲存單元之資源使用狀態並不相同，因此需要針對已使用之各儲存單元之 剩餘可用資源分別進行計算。各儲存單元之剩餘可用資源之計算方式如前式(1)所述。
步驟S232：將已分配任一標準複製資料之各儲存單元依據其對應之剩餘可用資源之大小依序排列。
在前述步驟S231中計算出已使用之各儲存單元各別之剩餘可用資源後，可將該些儲存單元依據其剩餘可用資源大小依序排列，以確認哪些儲存單元具有較多剩餘可用資源，而哪些儲存單元之剩餘可用資源已不足。
步驟S233：判斷剩餘可用資源最大之儲存單元內已分配之所有標準複製資料是否能搬移至剩餘可用資源較小之該些儲存單元。
為了靈活配置資源並避免資源浪費，於前述步驟S232排列各儲存單元之剩餘可用資源大小後，系統會進一步針對目前剩餘可用資源最大之儲存單元，判斷其內部已分配之所有標準複製資料是否能被搬移至其他剩餘可用資源較小之該些儲存單元。若是，則續行步驟S234；若否，則續行步驟S24。
步驟S234：移出剩餘可用資源最大之儲存單元內已分配之所有標準複製資料以關閉該儲存單元，並重複步驟S232。
若判斷其他剩餘可用資源較小之該些儲存單元，其剩餘可用資源足夠容納剩餘可用資源最大之儲存單元內已分配之所有標準複製資料，則系統會將剩餘可用資源最大之儲存單元內已分配之所有標準複製資料，移出以分配至對應之一或多個剩餘可用資源較小之該些儲 存單元內，以有效利用該些儲存單元之剩餘可用資源。而在該儲存單元已移出所有標準複製資料後，該儲存單元已被清空，因此系統可關閉該儲存單元。在執行此操作後，至少有部分之儲存單元之剩餘可用資源已被變更，因此系統將重複執行步驟S232，以判斷是否能繼續清空下一個剩餘可用資源最大之儲存單元，以此類推。直到判斷所有儲存單元已無法繼續清空後，系統才接著執行後續步驟S24。
請參考圖4(b)係應用本發明之視訊資料佈局方法之第二實施例之示意圖。如圖4(b)最左側所示，假設在亂數分配完所有標準複製資料後，一共使用3組儲存單元U1、U2、U3。系統會先計算各儲存單元U1、U2、U3之剩餘可用資源(如圖中所示之粗黑雙向箭頭所標示)，此時可得知目前剩餘可用資源最大者為儲存單元U3，最小者為儲存單元U2，因此依據剩餘可用資源之大小依序排列如圖4(b)中央所示。當判斷儲存單元U1具有足夠之剩餘可用資源能容納儲存單元U3目前已分配之標準複製資料b1時，系統則會將儲存單元U3內之標準複製資料b1移出並改分配至儲存單元U1；由於儲存單元U3內部已被清空而無使用必要，因此系統會關閉儲存單元U3，此時狀態如圖4(b)最右側所示。而在判斷儲存單元U1、U2已無法再變動後，才開始進行後續各剩餘複製資料之分配。
藉此，可避免以亂數分配所有標準複製資料於該些儲存單元時，可能使得某些儲存單元僅分配到單一或部 分標準複製資料，造成該些儲存單元之資源浪費；同時盡可能減少所需使用之儲存單元數量。
請參考圖5(a)係本發明之視訊資料佈局方法之第三實施例之流程圖。如圖5(a)所示，此實施例為前述第一實施例之變化型式，在本實施例中，於步驟S23及S24之間更包括步驟S261至S262。需注意的是，本實施例之流程可單獨執行或合併前述第二實施例之流程執行。以下將詳細說明該方法新增之各個步驟。
步驟S261：判斷於同一儲存單元中是否包括同一視訊資料之多個標準複製資料。
如前所述，由於同一視訊資料因需求頻寬過大而需要分割成多個相同之標準複製資料，在採用亂數任意分配各標準複製資料到一或數個儲存單元時，可能會出現在同一儲存單元中包括同一視訊資料之兩個或以上之多個標準複製資料之情況；如此將會造成同一標準複製資料於一個儲存單元內複製多份，反而重複佔用儲存單元內之儲存空間。因此，藉由系統判斷各儲存單元中是否包括同一視訊資料之多個標準複製資料。
步驟S262：若是，合併同一視訊資料之多個標準複製資料以刪除多餘之資料佔用空間，並保留多個標準複製資料所對應之多個標準資料頻寬。
由於在單一儲存單元中，同一視訊資料之標準複製資料僅需要存在一份，因此，若判斷於同一儲存單元中包括同一視訊資料之多個標準複製資料時，系統將該些標準複製資料進行合併，亦即保留一個標準複製資料之 資料佔用空間並刪除其他多餘之資料佔用空間，並且合併原本存在之多個標準複製資料所對應之多個標準資料頻寬，做為其實際之標準資料頻寬。如此一來將可空出儲存單元內之多餘儲存空間，以供分配其他資料。
請參考圖5(b)係應用本發明之視訊資料佈局方法之第三實施例之示意圖。如圖5(b)左下側所示，假設目前共有視訊資料a、b，其中視訊資料a分割成1個標準複製資料a1及1個剩餘複製資料a2，視訊資料b分割成2個標準複製資料b1。如圖5(b)左上側所示，在初始分配完視訊資料a、b之所有標準複製資料a1、b1後，由於2個標準複製資料b1重複佔用了儲存單元U1之儲存空間，因此在本方法之實際操作上，會將2個標準複製資料b1合併，刪除另一標準複製資料b1之資料所佔儲存空間，僅保留其對應之標準區段頻寬，亦即增加原本單一標準複製資料b1之所佔頻寬，如圖5(b)右上側所示。執行此方法後，該儲存單元U1之剩餘可用空間之頻寬空間比已不同於該儲存單元U1之整體之頻寬空間比，因此其剩餘資源較適合分配其他剩餘複製資料，例如於圖5(b)右下側供分配剩餘複製資料a2。
請參考圖6(a)係本發明之視訊資料佈局方法之第四實施例之流程圖。如圖6(a)所示，此實施例為前述第一實施例之變化型式，在本實施例中，於步驟S25之後更包括步驟S271至S276。以下將詳細說明該方法新增之各個步驟。
步驟S271：判斷是否依據複數視訊需求之變化，刪減任一視訊資料之需求頻寬。
本發明之視訊資料佈局方法在前述步驟S21中以依據所接收之複數視訊需求來決定各資料之分配。由於各視訊需求會隨著使用者端之需求發出、變更或停止產生變化，進而對雲端資料中心之資料提供狀態造成影響，而增加或刪減任一視訊資料之需求頻寬，因此本發明之方法需要隨時針對複數視訊需求之變化而執行因應操作。當系統接收到複數視訊需求之變化時，則判斷該變化是否要求刪減任一視訊資料之需求頻寬。若是，則續行步驟S272。
步驟S272：若該變化要求刪減任一視訊資料之需求頻寬，判斷於已使用之該些儲存單元內是否存在該視訊資料之剩餘複製資料。
若判斷該變化要求刪減任一視訊資料之需求頻寬時，首先要讓系統知道從該視訊資料之哪部分頻寬開始刪減；基本上對於同一視訊資料來說，其剩餘複製資料會比標準複製資料更耗資源。因此，系統會進一步判斷於已使用之該些儲存單元內，是否存在前述被要求刪減之視訊資料之剩餘複製資料。若是，則續行步驟S273；若否，則續行步驟S276。
步驟S273：優先刪減視訊資料之剩餘複製資料之剩餘區段頻寬直到滿足一頻寬變動值。
當需要刪減某個視訊資料之需求頻寬，且於目前已使用之該些儲存單元內存在該視訊資料之剩餘複製資 料時，將優先刪減該視訊資料之剩餘複製資料所對應之剩餘區段頻寬，直到刪減頻寬量滿足一頻寬變動值。
步驟S274：判斷於剩餘區段頻寬刪減完畢後是否仍未滿足該頻寬變動值。
若前述頻寬變動值小於該視訊資料之剩餘複製資料之剩餘區段頻寬，則藉由執行步驟S273即可滿足該頻寬變動值。但若前述頻寬變動值大於該視訊資料之剩餘複製資料之剩餘區段頻寬，則該剩餘區段頻寬刪減完畢後，仍無法達到所需之頻寬變動值。如此將續行步驟S275。
步驟S275：繼續刪減至少一標準複製資料之標準區段頻寬，直到滿足該頻寬變動值。
若於剩餘區段頻寬刪減完畢後仍無法滿足該頻寬變動值，則繼續刪減該視訊資料之至少一標準複製資料所對應之標準區段頻寬，直到所刪減之頻寬值滿足該變動值。若於該視訊資料之其中一個標準複製資料之標準區段頻寬刪減完畢後，仍未達到所需之頻寬變動值，則繼續刪減另一個標準複製資料之標準區段頻寬，直到滿足該頻寬變動值。
步驟S276：直接刪減至少一標準複製資料之標準區段頻寬，直到滿足該頻寬變動值。
當需要刪減某個視訊資料之需求頻寬，而於目前已使用之該些儲存單元內僅存在該視訊資料之標準複製資料時，則直接刪減該視訊資料之至少一標準複製資料所對應之標準區段頻寬，直到所刪減之頻寬值滿足該變 動值。若於該視訊資料之其中一個標準複製資料之標準區段頻寬刪減完畢後，仍未達到所需之頻寬變動值，則繼續刪減另一個標準複製資料之標準區段頻寬，直到滿足該頻寬變動值。
而於滿足前述頻寬變動值後，需視情況針對變動後之視訊資料重新執行前述步驟S23至S25之資料分配，以最佳化整體之資源利用。
請參考圖6(b)係應用本發明之視訊資料佈局方法之第四實施例之示意圖。如圖6(b)左側所示，假設原先視訊資料a分割成2個標準複製資料a1及1個剩餘複製資料a2。當視訊需求產生變化而需要刪減視訊資料a之需求頻寬時，依據其所需刪減之頻寬變動值m優先針對剩餘複製資料a2之剩餘區段頻寬進行刪減。在原剩餘複製資料a2之剩餘區段頻寬可滿足頻寬變動值m之狀態下，原剩餘複製資料a2將會變化為新剩餘複製資料a2’。而如圖6(b)右側所示，若原剩餘複製資料a2之剩餘區段頻寬無法滿足頻寬變動值m’，亦即於刪減完剩餘複製資料a2之所有剩餘區段頻寬仍未達到頻寬變動值m’之狀態下，將進一步刪減原標準複製資料a1之標準區段頻寬，直到刪減之頻寬量已滿足頻寬變動值m’優先針對剩餘複製資料a2之剩餘區段頻寬進行刪減。由於頻寬部分刪減後之標準複製資料a1已不具標準複製資料之特性，因此將其變化為新剩餘複製資料a2’。之後再重新針對變動後之視訊資料a重新執行前述步驟S23至S25之資料分配，以最佳化整體之資源利用。
請參考圖7係本發明之視訊資料佈局方法之第五實施例之流程圖。如圖7所示，此實施例為前述第一實施例之變化型式，在本實施例中，於步驟S25之後更包括步驟S281至S284。需注意的是，本實施例之流程可單獨執行或合併前述第四實施例之流程執行。以下將詳細說明該方法新增之各個步驟。
步驟S281：判斷是否依據複數視訊需求之變化，增加任一視訊資料之需求頻寬或增加任一新視訊資料。
當系統接收到複數視訊需求之變化時，判斷該變化是否要求增加任一視訊資料之需求頻寬或增加任一新視訊資料。若是，則續行步驟S282。
步驟S282：若依據該變化增加任一視訊資料之需求頻寬或增加任一新視訊資料，自已使用之該些儲存單元內取出原有之所有剩餘複製資料。
若判斷該變化要求增加任一視訊資料之需求頻寬或增加任一新視訊資料時，為了要重新有效配置該些儲存單元內之頻寬及儲存空間，首先要自該些已使用之儲存單元內，將較耗費資源之原有之所有剩餘複製資料取出，以便挪出空間先行分配較能有效利用資源之其他標準複製資料。
步驟S283：對視訊資料之新增部分或新視訊資料執行步驟S22至S23，以分配所形成之所有新標準複製資料。
對於原有視訊資料之新增部份或新視訊資料，系統會執行前述步驟S22至S23，以將各個原有視訊資料之新 增部份或各新視訊資料分割形成至少一新標準複製資料或/及一新剩餘複製資料，並將已形成之所有新標準複製資料先行分配至該些儲存單元中。
步驟S284：執行步驟S24至S25以重新分配原有之所有剩餘複製資料及所有新剩餘複製資料
執行步驟S24中判斷已使用之該些儲存單元之中，哪些儲存單元同時具有足夠剩餘空間及剩餘頻寬後，再將前述步驟S282中已取出之原有之所有剩餘複製資料及所有新剩餘複製資料，重新分配至適合之儲存單元中，以完成隨需求變化執行資料重新分配之效果。
藉由本發明之設計，使得雲端資料中心能利用前述方法，依據隨時間改變之不同需求，動態地調整其資源分配，以最少數量之儲存單元發揮最有效之資源利用，減少資源浪費。
綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵。惟須注意，上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明之範圍。任何熟於此項技藝之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改與變化。本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所述。
10‧‧‧雲端資料中心
11‧‧‧雲端伺服器
12、U1、U2、U3‧‧‧儲存單元
20‧‧‧使用者端
B‧‧‧總頻寬
S‧‧‧總儲存空間
a、b、c‧‧‧視訊資料
a1、b1、c1‧‧‧標準複製資料
a2、c2‧‧‧剩餘複製資料
圖1係應用本發明之視訊資料佈局方法之雲端資料中心之示意圖。
圖2係本發明之視訊資料佈局方法之第一實施例流程圖。
圖3(a)係應用本發明之視訊資料佈局方法對各視訊資料進行分割之示意圖。
圖3(b)係將分割後之各視訊資料分配至儲存單元之示意圖。
圖3(c)係將分割後之各視訊資料分配至儲存單元之另一實施例示意圖。
圖4(a)係本發明之視訊資料佈局方法之第二實施例之流程圖。
圖4(b)係應用本發明之視訊資料佈局方法之第二實施例之示意圖。
圖5(a)係本發明之視訊資料佈局方法之第三實施例之流程圖。
圖5(b)係應用本發明之視訊資料佈局方法之第三實施例之示意圖。
圖6(a)係本發明之視訊資料佈局方法之第四實施例之流程圖。
圖6(b)係應用本發明之視訊資料佈局方法之第四實施例之示意圖。
圖7係本發明之視訊資料佈局方法之第五實施例之流程圖。

Claims (10)

  1. 一種視訊資料佈局方法，係應用於一雲端資料中心，該雲端資料中心包括複數儲存單元，各該儲存單元具有固定之一總頻寬及一總儲存空間，該方法包括以下步驟：(a)接收複數視訊需求以取得至少一視訊資料，並計算各該視訊資料所對應之一需求頻寬，其中各該視訊資料具有對應之一資料佔用空間；(b)分割各該視訊資料以形成至少一標準複製資料或/及一剩餘複製資料，該標準複製資料所對應之一標準區段頻寬與該資料佔用空間之比例等於該總頻寬與該總儲存空間之比例；且該剩餘複製資料所對應之一剩餘區段頻寬與該資料佔用空間之比例小於該總頻寬與該總儲存空間之比例；(c)分配該至少一視訊資料之所有該標準複製資料於至少部分之該複數儲存單元內；(d)判斷已被分配至少一該標準複製資料之該些儲存單元是否有足夠之一剩餘可用資源；以及(e)若是，分配該至少一視訊資料之所有該剩餘複製資料於有足夠之該剩餘可用資源之該些儲存單元內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於步驟(c)更包括以下步驟：(c1)計算已分配任一該標準複製資料之各該儲存單元之一剩餘可用資源；(c2)將已分配任一該標準複製資料之各該儲存單元依據其對應之該剩餘可用資源之大小依序排列； (c3)判斷該剩餘可用資源最大之該儲存單元內已分配之所有該標準複製資料是否能搬移至該剩餘可用資源較小之該些儲存單元；以及(c4)若是，搬移該剩餘可用資源最大之該儲存單元內已分配之所有該標準複製資料以關閉該儲存單元，並重複步驟(c2)；若否，則續行步驟(d)。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中於步驟(c1)中各該儲存單元之該剩餘可用資源係以下列式子所求得：√((儲存單元之剩餘頻寬)2 +(儲存單元之剩餘儲存空間)2 )。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於步驟(d)中各該儲存單元之該剩餘可用資源係以下列式子之內積所求得：(該儲存單元之該總頻寬，該儲存單元之該總儲存空間)‧(該儲存單元之該剩餘頻寬，該儲存單元之該剩餘儲存空間)。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中於步驟(d)前更包括以下步驟：(g1)判斷於同一該儲存單元中是否包括同一該視訊資料之多個該標準複製資料；(g2)若是，合併同一該視訊資料之多個該標準複製資料以刪除多餘之該資料佔用空間，並保留多個該標準複製資料所對應之多個標準資料頻寬。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於步驟(e)後更包括以下步驟： (h1)判斷是否依據該複數視訊需求之一變化，刪減任一該視訊資料之該需求頻寬；(h2)若依據該變化為刪減任一該視訊資料之該需求頻寬，判斷於已使用之該些儲存單元內是否存在該視訊資料之該剩餘複製資料；(h3)若是，優先刪減該視訊資料之該剩餘複製資料之該剩餘區段頻寬直到滿足一頻寬變動值，若該剩餘區段頻寬刪減完畢後仍未滿足該頻寬變動值，則繼續刪減該視訊資料之至少一該標準複製資料之該標準區段頻寬直到滿足該頻寬變動值；若否，直接刪減該視訊資料之至少一該標準複製資料之該標準區段頻寬，直到滿足該頻寬變動值。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於步驟(e)後更包括以下步驟：(i1)判斷是否依據該複數視訊需求之該變化，增加任一該視訊資料之該需求頻寬或增加任一新視訊資料；(i2)若依據該變化增加任一該視訊資料之該需求頻寬或增加任一新視訊資料，自已使用之該些儲存單元內取出原有之所有該剩餘複製資料；(i3)對該視訊資料之新增部分或該新視訊資料執行步驟(b)至(c)，以分配所形成之所有新標準複製資料，並執行步驟(d)至(e)以重新分配原有之所有該剩餘複製資料及所有新剩餘複製資料。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中當該視訊資料之任一該標準複製資料或該剩餘複製資料被刪減為零時， 即自該儲存單元內刪除該標準複製資料或該剩餘複製資料。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於步驟(c)中以亂數方式任意分配該至少一視訊資料之所有該標準複製資料於至少部分之該複數儲存單元內。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該視訊資料為一視訊圖層(video layer)或一視訊資料。
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