一種基于c-ran的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容緩存預(yù)加載方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于云無(wú)線接入網(wǎng)C-RAN(Cloud-Rad1 Access Network,)的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容緩存預(yù)加載方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著4G網(wǎng)絡(luò)的商用和廣泛部署，用戶可以享受到越來(lái)越高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的豐富應(yīng)用，例如0ΤΤ、社交網(wǎng)絡(luò)、文件下載、實(shí)時(shí)視頻等，也進(jìn)一步刺激了用戶對(duì)移動(dòng)設(shè)備(智能機(jī)、平板電腦等)的使用。根據(jù)Cisco在2014年2月份發(fā)布的流量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)報(bào)告，從2013年到2018年，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量會(huì)以61%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。因此，蜂窩網(wǎng)的下行流量負(fù)載急劇增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作負(fù)荷大大增加。傳輸鏈路擁塞，并且數(shù)據(jù)流從互聯(lián)網(wǎng)到移動(dòng)終端的端到端的鏈路路徑較長(zhǎng)，使得傳輸延遲時(shí)間較長(zhǎng)，從而影響終端用戶的體驗(yàn)。
[0003]為了減輕下行數(shù)據(jù)流量對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的壓力，當(dāng)前可以使用的方法是在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中部署互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容存儲(chǔ)的節(jié)點(diǎn)，例如⑶N(Content Delivery Network,內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))。這也是未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的一個(gè)重要演進(jìn)趨勢(shì)。
[0004]云平臺(tái)允許開發(fā)者們或是將寫好的程序放在“云”里運(yùn)行，或是使用“云”里提供的服務(wù)，或二者皆是，轉(zhuǎn)向云計(jì)算，是未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一個(gè)趨勢(shì)。C-RAN很可能是下一代5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，旨在讓用戶享受到高QoS (Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)的各種終端業(yè)務(wù)。
[0005]在現(xiàn)有的流行內(nèi)容存儲(chǔ)技術(shù)中，都是基于⑶N (Content Delivery Network,內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))是將互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容存儲(chǔ)的節(jié)點(diǎn)部署到各個(gè)基站，這樣，UE可以就近獲取移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容，可以節(jié)省從基站到核心網(wǎng)，以及核心網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng)的回傳，縮短終端的等待延遲時(shí)間。這樣部署有一定的優(yōu)勢(shì)，但是，在該現(xiàn)有的技術(shù)方案中，這種現(xiàn)有的內(nèi)容存儲(chǔ)和查詢方式，基站存儲(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的訪問命中率較低。對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)緩存存儲(chǔ)的利用率也較低，經(jīng)濟(jì)效益不明顯，而且處于一種被動(dòng)式緩存“管道”，用戶感知較差；從用戶角度來(lái)看，基站存儲(chǔ)空間有限，并不能及時(shí)獲取互聯(lián)網(wǎng)上的熱點(diǎn)內(nèi)容，用戶訪問的內(nèi)容只能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行加載，影響了用戶體驗(yàn)。
[0006]此外，目前還沒有一種互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容存儲(chǔ)系統(tǒng)是針對(duì)未來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的，因此發(fā)明人根據(jù)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和演進(jìn)，提出一種前瞻性的基于C-RAN的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容緩存預(yù)加載方法和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提出一種適應(yīng)于未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)緩存預(yù)加載方法和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)容緩存在全網(wǎng)中的最優(yōu)存儲(chǔ)，提高存儲(chǔ)的利用率，有效地節(jié)省網(wǎng)間結(jié)算成本、改善用戶體驗(yàn)。
[0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種基于C-RAN的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容緩存預(yù)加載方法和系統(tǒng)，具體為:一種基于C-RAN的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容緩存系統(tǒng)，包括接入層，至少一級(jí)本地云平臺(tái)以及后臺(tái)云服務(wù)器:所述接入層包括與本地云平臺(tái)之間采用光纖連接的射頻拉遠(yuǎn)單元RRU (Rad1 Remote Unit),,實(shí)現(xiàn)射頻收發(fā)功能；所述本地云平臺(tái)負(fù)責(zé)管理調(diào)度一定數(shù)量的RRU，包括:基帶處理BBU單元、緩存模塊、深度包檢測(cè)DPI模塊，其中，BBU單元處理用戶互聯(lián)網(wǎng)訪問請(qǐng)求，將互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容存儲(chǔ)在緩存模塊的服務(wù)器上，由緩存模塊中緩存管理單元集中管理，DPI模塊負(fù)責(zé)用戶標(biāo)簽及緩存預(yù)加載管理；后臺(tái)云服務(wù)器為數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)管理本地云平臺(tái)，以及網(wǎng)絡(luò)的緩存管理和優(yōu)化，后臺(tái)云服務(wù)器中更新及推送模塊、下載最新、最熱的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容，緩存到本地云平臺(tái)服務(wù)器。
[0009]緩存模塊包括:緩存目錄和緩存管理單元:緩存目錄單元:記錄業(yè)務(wù)類型下不同域名HOST的唯一資源標(biāo)識(shí)，如果查詢內(nèi)容在緩存目錄中，直接將緩存目錄中存儲(chǔ)內(nèi)容返回給用戶，否則通過(guò)訪問互聯(lián)網(wǎng)將用戶請(qǐng)求內(nèi)容返回給用戶；緩存管理單元:統(tǒng)計(jì)緩存目錄中存儲(chǔ)內(nèi)容的存儲(chǔ)時(shí)間和熱點(diǎn)分析單元中的熱度排行，當(dāng)存儲(chǔ)內(nèi)容的存儲(chǔ)時(shí)間超過(guò)預(yù)設(shè)存儲(chǔ)時(shí)間上限或者熱度下降到預(yù)設(shè)熱度下限時(shí)，則刪除該存儲(chǔ)內(nèi)容。更新及推送單元通過(guò)本地云平臺(tái)的緩存預(yù)加載單元觸發(fā)，根據(jù)用戶偏好和未緩存互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容熱度值排行，更新和修正緩存內(nèi)容，周期性地獲取各互聯(lián)網(wǎng)門戶網(wǎng)站的熱門資源分類存儲(chǔ)到本地云平臺(tái)服務(wù)器。根據(jù)緩存目錄查找用戶請(qǐng)求內(nèi)容，當(dāng)搜索到請(qǐng)求內(nèi)容，返回給用戶對(duì)應(yīng)內(nèi)容，并向DPI模塊上報(bào)用戶請(qǐng)求資源的類型，進(jìn)行用戶標(biāo)簽設(shè)置和熱點(diǎn)分析；如果沒有搜索到該用戶對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求內(nèi)容，重新獲取用戶請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，再向用戶返回請(qǐng)求內(nèi)容時(shí)記錄到DPI模塊中。后臺(tái)服務(wù)器包括緩存目錄、緩存管理、更新及推送模塊:緩存目錄和緩存管理單元針對(duì)不同業(yè)務(wù)類型設(shè)置不同緩存目錄和緩存管理方案；更新及推送單元采用定時(shí)或觸發(fā)模式下載和緩存，定時(shí)模式是指緩存服務(wù)器定時(shí)或者當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較輕時(shí)主動(dòng)下載最新、最熱的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容，緩存到本地服務(wù)器；觸發(fā)模式是指經(jīng)過(guò)本地云平臺(tái)的緩存預(yù)加載單元觸發(fā)檢索緩存目錄，再進(jìn)行緩存加載，下載最新的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容后更新緩存目錄，并逐級(jí)下發(fā)到本地云平臺(tái)。DPI模塊包括，用戶標(biāo)簽、熱點(diǎn)分析和緩存預(yù)加載單元:用戶標(biāo)簽單元:根據(jù)用戶訪問記錄，得出用戶偏好，設(shè)置用戶標(biāo)簽，當(dāng)前用戶標(biāo)簽組成比例變化，定時(shí)向緩存預(yù)加載單元發(fā)出緩存更新請(qǐng)求，當(dāng)用戶漫游時(shí)向?yàn)槠涮峁┓?wù)的本地云平臺(tái)主動(dòng)上報(bào)用戶標(biāo)簽；熱點(diǎn)分析單元:根據(jù)本地用戶訪問記錄，分別統(tǒng)計(jì)已緩存和未緩存的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容熱度排行，對(duì)于未緩存的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容，當(dāng)其熱度值超過(guò)預(yù)設(shè)上限值時(shí)，向緩存預(yù)加載單元發(fā)出緩存預(yù)加載請(qǐng)求，對(duì)于已緩存的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容，根據(jù)預(yù)置的熱度值下限值，向緩存管理單元發(fā)送刪除請(qǐng)求；緩存預(yù)加載單元根據(jù)本地云平臺(tái)的用戶偏好及未存儲(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容熱度排行，請(qǐng)求后臺(tái)云服務(wù)器的更新及推送單元預(yù)加載指定緩存。
[0010](I)接入層包括射頻拉遠(yuǎn)單元RRU (Rad1 Remote Unit),實(shí)現(xiàn)射頻收發(fā)功能,與本地云平臺(tái)之間采用光纖連接。
[0011](2)本地云平臺(tái)負(fù)責(zé)管理調(diào)度一定數(shù)量的RRU，包括以下功能實(shí)體:基帶處理單兀 BBU (Base Band Unit )、緩存模塊、深度包檢測(cè) DPI (Deep Packet Inspect1n)模塊。本地云平臺(tái)BBU處理來(lái)自RRU的用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)請(qǐng)求后，將用戶請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容存儲(chǔ)在緩存模塊的服務(wù)器上，由緩存管理集中管理，DPI模塊負(fù)責(zé)用戶標(biāo)簽及緩存預(yù)加載管理。本地云平臺(tái)與本地云平臺(tái)，后臺(tái)云服務(wù)器間均采用光纖連接。
[0012](3)后臺(tái)云服務(wù)器是一個(gè)數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的緩存管理和優(yōu)化，包括緩存目錄、更新及推送和緩存管理模塊。后臺(tái)云服務(wù)器負(fù)責(zé)管理一定數(shù)量的本地云平臺(tái)。
[0013]本地云平臺(tái)的緩存模塊，包括緩存目錄和緩存管理單元:
(O緩存目錄單元:記錄該業(yè)務(wù)類型下不同HOST (域名)的唯一資源標(biāo)識(shí)，即不同服務(wù)器的緩存目錄不同，如果查詢內(nèi)容在緩存目錄中，則直接將存儲(chǔ)內(nèi)容返回給用戶，如果沒有，則通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將對(duì)應(yīng)內(nèi)容返回給用戶。
[0014](2)緩存管理單元:用于管理本地緩存，采用自然冷卻的方法刪除緩存。緩存管理統(tǒng)計(jì)已存儲(chǔ)緩存的存儲(chǔ)時(shí)間和熱點(diǎn)分析單元中的熱度排行，當(dāng)某緩存的存儲(chǔ)時(shí)間超過(guò)預(yù)設(shè)存儲(chǔ)時(shí)間上限或者熱度下降到預(yù)設(shè)熱度下限時(shí)，則刪除該資源。
[0015](3)目前互聯(lián)網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)類型，可以劃分為不同應(yīng)用大類，如閱讀類、音樂類、視頻類、即時(shí)通信類等，不同業(yè)務(wù)類型存儲(chǔ)在不同服務(wù)器的緩存服務(wù)器上，針對(duì)業(yè)務(wù)特性有專屬的緩存目錄和管理程序。
[0016]本地云平臺(tái)緩存目錄，包括:
(I)緩存目錄包括但不限于以下字段內(nèi)容:第一字段HOST (域名)，根據(jù)用戶訪問請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的域名預(yù)先判斷請(qǐng)求對(duì)應(yīng)資源的分類；第二字段ID (標(biāo)識(shí)碼)，記錄有與所述請(qǐng)求內(nèi)容標(biāo)識(shí)信息唯一對(duì)應(yīng)內(nèi)容的資源標(biāo)識(shí)碼；第三字段TYPE(類型)，記錄請(qǐng)求資源的詳細(xì)類型，如電影_動(dòng)作。
[0017](2)如果在緩存目錄中搜索到請(qǐng)求內(nèi)容緩存，直接將對(duì)應(yīng)內(nèi)容返回給用戶，并向DPI模塊上報(bào)用戶請(qǐng)求資源的類型，進(jìn)行用戶標(biāo)簽設(shè)置和熱點(diǎn)分析；如果沒有搜索到用戶請(qǐng)求內(nèi)容，通過(guò)連接Internet獲取用戶請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的內(nèi)容,在向用戶返回請(qǐng)求內(nèi)容時(shí)同樣要記錄到DPI模塊。
[0018]本地云平臺(tái)的DPI模塊，包括用戶標(biāo)簽、熱點(diǎn)分析和緩存預(yù)加載單元:
(I)DPI模塊:根據(jù)用戶請(qǐng)求，得到請(qǐng)求資源HOST，判斷用戶所請(qǐng)求資源分類，然后通過(guò)緩存目錄查詢所述用戶請(qǐng)求的互聯(lián)網(wǎng)資源標(biāo)識(shí)ID。
[0019](2)用戶標(biāo)簽單元:根據(jù)用戶訪問記錄，得出用戶偏好，設(shè)置用戶標(biāo)簽。當(dāng)前用戶標(biāo)簽組成比例變化，或者定時(shí)向緩存預(yù)加載單元發(fā)出緩