專利名稱：一種cdn網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種CDN網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(Content Delivery Network, CDN)被廣泛應(yīng)用于解決Internet網(wǎng)絡(luò)擁擠的狀況，提高用戶訪問網(wǎng)站的響應(yīng)速度。選擇CDN中的哪些節(jié)點放置內(nèi)容副本是·CDN中的一個關(guān)鍵問題，目前研究的熱點是滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求的副本放置問題，即CDN的節(jié)點在提供服務(wù)的同時要滿足請求的服務(wù)響應(yīng)時間要求，這種情況下副本如何放置的問題。現(xiàn)有的方法是選擇CDN中的部分節(jié)點作為內(nèi)容副本放置節(jié)點，選取的原則為考慮系統(tǒng)的整體開銷最小，而這種選擇方法存在以下三個方面的問題第一，該類型的方法在選擇副本節(jié)點的時候考慮的是系統(tǒng)存儲副本的開銷以及更新副本的開銷，因此當CDN中需要建立副本的內(nèi)容增多，單個節(jié)點不能存儲副本或者存儲文件大小、類型有限制時，這些算法沒有給出解決方案。第二，該類型的方法假設(shè)各個節(jié)點的服務(wù)能力不受限制，如果一個節(jié)點距離其他所有節(jié)點都較近，有可能出現(xiàn)只需要這一個節(jié)點作為副本節(jié)點就能滿足所有節(jié)點的服務(wù)響應(yīng)時間要求，由于所有請求全部集中在這個節(jié)點，有可能造成節(jié)點的響應(yīng)延遲或者不響應(yīng)。第三，該類型的方法并沒有考慮不同業(yè)務(wù)類型的內(nèi)容對服務(wù)響應(yīng)時間要求不同。因此，現(xiàn)有CDN網(wǎng)絡(luò)在選擇副本存放節(jié)點時并不能滿足實際業(yè)務(wù)需求，因此需要一種能克服上述缺點的副本放置方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，為克服上述三個方面的問題，從而提供一種⑶N網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置方法及系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明提出了一種⑶N網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置方法，該方法選擇的副本放置節(jié)點首先滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求，所述方法包含如下步驟步驟1，找出CDN網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點Mi作為接入節(jié)點時，滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求及本地存儲要求的預備副本放置節(jié)點集={Nh，NvNJ。步驟2，從所述預備副本放置節(jié)點集中找出在各個預備副本放置節(jié)點集中出現(xiàn)次數(shù)最多的預備節(jié)點Ns，對所有滿足Ns G Ci的節(jié)點集Ci計算其對應(yīng)的接入節(jié)點Mi的請求數(shù)總和，若該總和小于凡最大負載請求數(shù)，則將預備節(jié)點凡選為實際副本放置節(jié)點，否則選擇在各個預備副本放置節(jié)點集中出現(xiàn)次數(shù)次多的節(jié)點重復本步驟。優(yōu)化的，所述預備節(jié)點Ns有若干個時，優(yōu)先選擇距離副本放置節(jié)點集最近的節(jié)點，該距離為節(jié)點與已選實際副本放置節(jié)點集中各個節(jié)點距離的最小值?？蛇x的，上述技術(shù)方案所述服務(wù)響應(yīng)時間要求為與接入節(jié)點的距離小于服務(wù)響應(yīng)時間。
可選的，上述技術(shù)方案所述本地存儲要求為節(jié)點剩余存儲容量大于內(nèi)容文件的大小。基于上述方法本發(fā)明還提供一種⑶N網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置系統(tǒng)，該系統(tǒng)首先滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求，包含若干CDN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分為內(nèi)容源節(jié)點和若干接入節(jié)點，所述接入節(jié)點能用于存放副本，其特征在于，所述系統(tǒng)還包含
設(shè)置于接入節(jié)點上的預備副本放置節(jié)點選擇模塊，用于依據(jù)服務(wù)響應(yīng)時間及本地存儲選擇接入節(jié)點的預備副本放置節(jié)點集={Nh，NyNit}。設(shè)置于內(nèi)容源節(jié)點的副本放置節(jié)點生成模塊，用于從所述預備副本放置節(jié)點集中找出在各個預備副本放置節(jié)點集中出現(xiàn)次數(shù)最多的預備節(jié)點Ns，對所有滿足Ns G Ci的節(jié)點集Ci計算其對應(yīng)的接入節(jié)點Mi的請求數(shù)總和，若該總和小于Ns最大負載請求數(shù)，則將預備節(jié)點Ns選為實際副本放置節(jié)點，否則選擇在各個預備副本放置節(jié)點集中出現(xiàn)次數(shù)次多的節(jié)點作為副本放置節(jié)點。優(yōu)化的，所述預備節(jié)點Ns有若干個時，優(yōu)先選擇距離副本放置節(jié)點集最近的節(jié)點，該距離為節(jié)點與已選實際副本放置節(jié)點集中各個節(jié)點距離的最小值。可選的，所述服務(wù)響應(yīng)時間要求為與接入節(jié)點的距離小于服務(wù)響應(yīng)時間；所述本地存儲要求為節(jié)點剩余存儲容量大于內(nèi)容文件的大小。本發(fā)明取得的有益效果在于，使得CDN在滿足客戶端請求的服務(wù)響應(yīng)時間要求的基礎(chǔ)上，內(nèi)容副本分布在CDN系統(tǒng)中的不同節(jié)點上，并能保證單個節(jié)點的請求數(shù)小于節(jié)點所能服務(wù)的最大請求數(shù)，同時支持多個不同的業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)對服務(wù)響應(yīng)時間可以不同。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)的CDN節(jié)點接收到客戶端請求時的請求轉(zhuǎn)發(fā)模型圖；圖2是本發(fā)明的滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求的副本放置方法的實現(xiàn)流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步詳細的說明。圖I是現(xiàn)有技術(shù)的CDN節(jié)點接收到客戶端請求時的請求轉(zhuǎn)發(fā)模型圖，包括內(nèi)容源節(jié)點，放置了內(nèi)容副本的節(jié)點，未放置內(nèi)容副本的節(jié)點。當放置了內(nèi)容副本的節(jié)點v2收到客戶端的請求時，由于其本身存儲了該內(nèi)容副本，故能直接提供服務(wù)，當未放置內(nèi)容副本的節(jié)點v3收到客戶端的請求時，由于其距離源節(jié)點更近，因此v3向其到源節(jié)點最短路徑上的節(jié)點v4請求,v4再向源節(jié)點請求該內(nèi)容，內(nèi)容源節(jié)點通過v4和v3將內(nèi)容發(fā)送給客戶端。當未放置內(nèi)容副本的節(jié)點Vl收到客戶端的請求時，由于其距離放置了內(nèi)容副本的節(jié)點v5更近，因此，vl向v5請求該內(nèi)容，v5通過節(jié)點vl將內(nèi)容副本發(fā)送給客戶端。上述現(xiàn)有技術(shù)的方法也適用于本發(fā)明的CDN節(jié)點接收到客戶端請求時的請求轉(zhuǎn)發(fā)，所不同是本發(fā)明的內(nèi)容副本的放置節(jié)點與現(xiàn)有技術(shù)的副本放置節(jié)點的選擇原則不同，從而導致了本發(fā)明的副本存放更合理。本發(fā)明提供的一種內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中滿足服務(wù)響應(yīng)時間的內(nèi)容副本放置方法，包括以下步驟I)計算CDN系統(tǒng)中各節(jié)點間的距離，設(shè)置副本放置節(jié)點集為空，設(shè)置未滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求的節(jié)點集為所有與內(nèi)容源節(jié)點的距離大于服務(wù)響應(yīng)時間值的節(jié)點的集合；2)對于任意一個未滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求的節(jié)點Mi作為接入節(jié)點時，找出該節(jié)點對應(yīng)的預備副本放置節(jié)點集={Nh，W'3)從上述所有的預備副本放置節(jié)點集中選擇一個最終副本放置節(jié)點，加入副本放置節(jié)點集中；4)更新未滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求的節(jié)點集，轉(zhuǎn)到步驟2)，直至未滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求的節(jié)點集為空。其中，步驟I)中的內(nèi)容源節(jié)點是指CDN系統(tǒng)中存放原始內(nèi)容的節(jié)點。 其中，步驟2)中預備副本放置節(jié)點選擇標準是在滿足接入節(jié)點Mi的服務(wù)響應(yīng)時間要求的前提下，還必須滿足預備副本放置節(jié)點的本地存儲要求；其中，步驟3)中，選擇最終副本放置節(jié)點的過程為找出在各個預備副本放置節(jié)點集中出現(xiàn)次數(shù)最多的預備節(jié)點Ns，對所有滿足Ns G Ci的Ci,計算其對應(yīng)的接入節(jié)點Mi的請求數(shù)總和，若該總和小于Ns最大負載請求數(shù)，則將該節(jié)點選中為實際副本放置節(jié)點，否則考慮出現(xiàn)次數(shù)次多的節(jié)點。其中，在步驟3)中，當各個預備副本放置節(jié)點集中出現(xiàn)總次數(shù)最多的節(jié)點有多個時，可選的選擇節(jié)點的方法是優(yōu)先選擇距離已選實際副本放置節(jié)點集最近的節(jié)點。其中，在步驟3)中，節(jié)點與副本放置節(jié)點集的距離是指節(jié)點與副本放置節(jié)點集中各個節(jié)點距離的最小值。實施例對于本發(fā)明提出的滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求的內(nèi)容副本放置方法，其具體實現(xiàn)如圖2所示。步驟201)將⑶N各節(jié)點間的網(wǎng)絡(luò)延遲作為⑶N節(jié)點間的距離，設(shè)置副本放置節(jié)點集為空，設(shè)置未滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求的節(jié)點集為所有與內(nèi)容源節(jié)點的距離大于服務(wù)響應(yīng)時間值的節(jié)點的集合；步驟202)對任意一個未滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求的節(jié)點Mi,找出所有與Mi的距離小于服務(wù)響應(yīng)時間值并且剩余存儲容量大于內(nèi)容的文件大小(或者內(nèi)容文件大小滿足節(jié)點單個文件存儲大小限制，或者節(jié)點存儲文件類型限制)的節(jié)點，將這些節(jié)點加入Mi的預備副本放置節(jié)點集；步驟203)計算各預備節(jié)點在各個預備副本放置節(jié)點集中出現(xiàn)總次數(shù)，并按照次數(shù)從多到少排序；步驟204)如果出現(xiàn)次數(shù)相同的節(jié)點個數(shù)有多個，則轉(zhuǎn)到步驟205)，否則轉(zhuǎn)到步驟206)；步驟205)計算次數(shù)相同的節(jié)點與已選節(jié)點集中各節(jié)點的距離，選擇最小的距離作為該節(jié)點與已選節(jié)點集的距離，將這幾個節(jié)點按照與已選節(jié)點集的距離從小到大在原有排序基礎(chǔ)上進行排序(或者將這幾個節(jié)點與源節(jié)點的距離按照從大到小排序，或者將這幾個節(jié)點進行隨機排序)；步驟206)在上述排序序列中，移出第一個預備節(jié)點Ns，對所有滿足Ns G Ci的Ci,將其對應(yīng)的接入節(jié)點Mi的請求數(shù)相加；步驟207)如果步驟206)中的請求數(shù)總和小于Ns最大負載請求數(shù)，則轉(zhuǎn)到步驟208)，否則轉(zhuǎn)到步驟206)；步驟208)將Ns加入副本放置節(jié)點集，對所有滿足Ns e Ci的Mi,將其移出未滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求節(jié)點集；步驟209)如果未滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求節(jié)點集為空，則過程結(jié)束，否則轉(zhuǎn)到步驟202)。 最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，并且在應(yīng)用上可以延伸到其他的修改、變化、應(yīng)用和實施例，同時認為所有這樣的修改、變化、應(yīng)用、實施例都在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種CDN網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置方法，該方法選擇的副本放置節(jié)點首先滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求，所述方法包含如下步驟 步驟1，找出CDN網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點Mi作為接入節(jié)點時，滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求及本地存儲要求的預備副本放置節(jié)點集 步驟2，從所述預備副本放置節(jié)點集中找出在各個預備副本放置節(jié)點集中出現(xiàn)次數(shù)最多的預備節(jié)點Ns，對所有滿足Ns G Ci的節(jié)點集Ci計算其對應(yīng)的接入節(jié)點Mi的請求數(shù)總和，若該總和小于Ns最大負載請求數(shù)，則將預備節(jié)點Ns選為實際副本放置節(jié)點，否則選擇在各個預備副本放置節(jié)點集中出現(xiàn)次數(shù)次多的節(jié)點重復本步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CDN網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置方法，其特征在于，所述預備節(jié)點Ns有若干個時，優(yōu)先選擇距離副本放置節(jié)點集最近的節(jié)點，該距離為節(jié)點與已選實際副本放置節(jié)點集中各個節(jié)點距離的最小值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CDN網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置方法，其特征在于，所述服務(wù)響應(yīng)時間要求為與接入節(jié)點的距離小于服務(wù)響應(yīng)時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的CDN網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置方法，其特征在于，所述本地存儲要求為節(jié)點剩余存儲容量大于內(nèi)容文件的大小。
5.一種CDN網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置系統(tǒng)，該系統(tǒng)首先滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求，包含若干CDN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分為內(nèi)容源節(jié)點和若干接入節(jié)點，所述接入節(jié)點能用于存放副本，其特征在于， 所述系統(tǒng)還包含 設(shè)置于接入節(jié)點上的預備副本放置節(jié)點選擇模塊，用于依據(jù)服務(wù)響應(yīng)時間及本地存儲選擇接入節(jié)點的預備副本放置節(jié)點集 設(shè)置于內(nèi)容源節(jié)點的副本放置節(jié)點生成模塊，用于從所述預備副本放置節(jié)點集中找出在各個預備副本放置節(jié)點集中出現(xiàn)次數(shù)最多的預備節(jié)點Ns，對所有滿足Ns G Ci的節(jié)點集(；計算其對應(yīng)的接入節(jié)點Mi的請求數(shù)總和，若該總和小于Ns最大負載請求數(shù)，則將預備節(jié)點Ns選為實際副本放置節(jié)點，否則選擇在各個預備副本放置節(jié)點集中出現(xiàn)次數(shù)次多的節(jié)點作為副本放置節(jié)點。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的CDN網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置系統(tǒng)，其特征在于，所述預備節(jié)點Ns有若干個時，優(yōu)先選擇距離副本放置節(jié)點集最近的節(jié)點，該距離為節(jié)點與已選實際副本放置節(jié)點集中各個節(jié)點距離的最小值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的CDN網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)響應(yīng)時間要求為與接入節(jié)點的距離小于服務(wù)響應(yīng)時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的CDN網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置系統(tǒng)，其特征在于，所述本地存儲要求為節(jié)點剩余存儲容量大于內(nèi)容文件的大小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CDN網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容副本放置方法及系統(tǒng)，該方法選擇的副本放置節(jié)點首先滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求，所述方法對于內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點Mi，找出其作為接入節(jié)點時，使其滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求及本地存儲要求的預備副本放置節(jié)點集從上述所有的預備副本放置節(jié)點集中找出在各個預備副本放置節(jié)點集中出現(xiàn)次數(shù)最多的預備節(jié)點Ns，對所有滿足Ns∈Ci的Ci計算其對應(yīng)的接入節(jié)點Mi的請求數(shù)總和，若該總和小于Ns最大負載請求數(shù)，則將該節(jié)點選中為實際副本放置節(jié)點，否則考慮出現(xiàn)次數(shù)次多的節(jié)點。本發(fā)明的方法可使CDN各節(jié)點在滿足服務(wù)響應(yīng)時間要求的基礎(chǔ)上，限制節(jié)點負載上限，同時降低內(nèi)容副本放置數(shù)量并優(yōu)化更新開銷。
文檔編號H04L29/08GK102984188SQ201110262119
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者王勁林, 王必堯, 劉學, 程鋼 申請人:中國科學院聲學研究所, 上海尚恩華科網(wǎng)絡(luò)科技股份有限公司