云資源利用率最優(yōu)且保證服務質量是業(yè)界公認的云資源調度難題，華為云在云資源調度技術上業(yè)界領先，針對媒體網(wǎng)絡資源調度難題，通過一系列創(chuàng)新算法應對挑戰(zhàn)，實現(xiàn)媒體網(wǎng)絡利用率優(yōu)化超過30%，同時，提高了QoS服務質量，兩年內業(yè)務規(guī)模增長10倍，位居業(yè)界第一。
領域科學家助陣，通過創(chuàng)新算法，求解業(yè)界難題
華為云在云資源調度研究方面，重點投入了16個海內外研究所、39位科學家。針對”95峰值帶寬計費模式下，資源利用率最優(yōu)且保證服務質量” 的媒體網(wǎng)絡調度課題，華為云集結了算法創(chuàng)新Lab首席科學家袁曉明教授等諸多頂尖學者與直播業(yè)務的專家一起深入該課題的研究。分別針對離線和在線問題設計算法，在問題求解過程中，發(fā)現(xiàn)兩大難點：
首先，此類優(yōu)化問題的目標函數(shù)數(shù)學性質很差，這是一個NP難問題（NP-hard problem）。其次，華為云的直播業(yè)務規(guī)模很大，涉及到2800多個邊緣節(jié)點，導致相應的數(shù)學模型的整數(shù)和連續(xù)決策變量多達1200億個。因此，現(xiàn)有的通用算法求解器無法求解。
此外，在媒體網(wǎng)絡調度的實際應用場景中，要求調度算法能夠在毫秒級的求解時間內給出精確的調度方案，這使得算法設計十分困難。
針對以上難點，專家團隊首先建立了一系列數(shù)學規(guī)劃模型準確刻畫了此類問題，為學界的進一步研究提供了基本范式。其次，以“量身定制算法”為基本指導思想，以“算子分裂技術”為基本框架，深入解剖并分析模型的結構和數(shù)學特性，“分而治之“地將原問題進行巧妙的拆解，從而設計出子問題易求解、易實現(xiàn)、高效率、穩(wěn)定性好的原創(chuàng)算法。數(shù)值實驗結果顯示，通過這一系列的算法實現(xiàn)了媒體網(wǎng)絡利用率優(yōu)化超過30%，同時改善了拉流成功率、百秒卡頓時長、首幀時長等QoS用戶體驗，處于業(yè)界領先地位。
除了95計費課題，在調度方面，華為云還有一系列的技術創(chuàng)新，如業(yè)界領先的最短路徑Mksp算法、業(yè)界首創(chuàng)的大云協(xié)同調度、高階服務協(xié)同調度等算法，共計產(chǎn)出專利30多篇。
華為云媒體網(wǎng)絡調度系統(tǒng)，助力直播業(yè)務增長
攻破了業(yè)界難題后，華為云自研了媒體網(wǎng)絡調度系統(tǒng)，應用于斗魚、虎牙等中國頭部互聯(lián)網(wǎng)直播平臺。綜合考慮體驗、質量和成本，設計了網(wǎng)絡流量模型和重保直播活動調度方案，有效應對突發(fā)流量漲落，穩(wěn)定可靠地保障了世界重大體育賽事直播60余場。實現(xiàn)直播業(yè)務QoS服務質量業(yè)界領先，拉流成功率100%，端到端時延2-3秒，超低時延直播時延小于800毫秒，直播秒開，無卡頓，助力直播平臺帶寬使用量兩年內增長10倍。
華為云調度能力賦能千行百業(yè)
媒體網(wǎng)絡調度系統(tǒng)不僅應用于直播，還應用于如點播、SparkRTC、云會議、云桌面等媒體分發(fā)場景。面向3D互聯(lián)網(wǎng)場景，調度系統(tǒng)在算網(wǎng)融合的媒體算力網(wǎng)絡上將發(fā)揮更大能力，應用于數(shù)字人直播、企業(yè)3D空間等華為云MetaStudio業(yè)務，全面提升華為云媒體服務能力。
同樣，華為云在能源、交通、物流、零售等行業(yè)場景中也應用了調度能力。如助力深圳機場靠橋率提升10%，每個廊橋一年內為260萬旅客省去了坐擺渡車的麻煩。同時，機位分配的時間縮短為1分鐘；助力天津港實現(xiàn)整個港口計劃效率提升144倍，設備利用率提高15%，堆場翻倒率減低20%，大幅度地提升了港口運轉效率和作業(yè)效率。
在“一切皆服務”的戰(zhàn)略下，華為云將運用調度能力為千行百業(yè)創(chuàng)造更多價值。
