[發(fā)明專利]一種基于P2P技術(shù)的多域內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)及相應(yīng)的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710064156.6
• 申請(qǐng)日: 2007-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN101257396A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐暉;趙志軍;譚紅艷;周旭;林濤;唐鼎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H04L12/18
• 分類號(hào): H04L12/18;H04L12/54;H04L12/66
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 高存秀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，特別涉及一種基于P2P技術(shù)的多域內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)，又稱內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(Content?Delivery?Network或者ContentDistribution?Network，簡(jiǎn)稱CDN)，是架構(gòu)在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)上的一種分布式內(nèi)容遞送平臺(tái)，它的一般系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如附圖12所示，主要由分布在網(wǎng)絡(luò)邊緣的服務(wù)器集群(EdgeService?Provider，簡(jiǎn)稱ESP)1201和管理者1203組成。內(nèi)容提供商(Content?Provider，簡(jiǎn)稱CP)1202只需要將內(nèi)容源中的內(nèi)容發(fā)布到ESP1201上，用戶1204就可以從最近的ESP上獲得內(nèi)容。這樣可以將內(nèi)容源的負(fù)載分散到各個(gè)ESP上，不僅減輕了內(nèi)容源的壓力，而且提高了用戶的體驗(yàn)。由于內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)所發(fā)布的內(nèi)容分布在多個(gè)ESP上，還可以避免單點(diǎn)失效的問題，增強(qiáng)了內(nèi)容的可用性。CDN為內(nèi)容提供商和用戶間建立了一個(gè)高效的內(nèi)容傳送通道，改善了互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)質(zhì)量。

CDN的關(guān)鍵技術(shù)有以下四個(gè)：

內(nèi)容路由技術(shù)，內(nèi)容路由是指CDN系統(tǒng)將用戶請(qǐng)求導(dǎo)向最合適的ESP的過程，選擇ESP的原則一般有和用戶間延遲最小、可用帶寬最大以及ESP負(fù)載最輕等。大多數(shù)CDN采用DNS重定向、應(yīng)用層協(xié)議重定向和傳輸層重定向的手段實(shí)現(xiàn)。

內(nèi)容分發(fā)技術(shù)，內(nèi)容分發(fā)是內(nèi)容從CP或者內(nèi)容源發(fā)送到ESP的過程。從實(shí)現(xiàn)上看，主要有兩種方式：Push和Pull。Push是主動(dòng)內(nèi)容分發(fā)，由CP或內(nèi)容源發(fā)起，主動(dòng)將內(nèi)容從源推送到各個(gè)ESP上。用來提供內(nèi)容遞送服務(wù)的CDN一般使用這種分發(fā)方式。Pull是被動(dòng)內(nèi)容分發(fā)，由用戶的請(qǐng)求驅(qū)動(dòng)，當(dāng)用戶請(qǐng)求的內(nèi)容在ESP上不存在時(shí)，ESP會(huì)從內(nèi)容源拉出內(nèi)容，緩存本地并返回用戶。作為透明內(nèi)容承載網(wǎng)絡(luò)的CDN一般使用Pull方式。分發(fā)技術(shù)中最關(guān)鍵的是內(nèi)容分發(fā)算法，它是內(nèi)容從源到ESP的分發(fā)流程，分發(fā)算法的性能是CDN最重要的性能指標(biāo)之一，一般期望對(duì)大尺寸的塊式內(nèi)容(如光盤鏡像)能達(dá)到高吞吐率，對(duì)流式內(nèi)容(如流媒體)可以到達(dá)低延遲。

內(nèi)容存儲(chǔ)技術(shù)，對(duì)于Push方式分發(fā)的內(nèi)容，要求內(nèi)容盡可能可靠地存儲(chǔ)在ESP上。ESP除了可以采用磁盤RAID進(jìn)行存儲(chǔ)外，也可以采用應(yīng)用層的分布式容錯(cuò)機(jī)制實(shí)現(xiàn)可靠存儲(chǔ)。在Pull方式的CDN中，內(nèi)容實(shí)際是緩存在ESP上的，對(duì)內(nèi)容可靠性要求不如Push方式的高，但對(duì)于緩存的管理則比較復(fù)雜，緩存策略(內(nèi)容是部分緩存還是全部緩存)和淘汰替換算法都需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到高性能。

內(nèi)容管理技術(shù)包括本地內(nèi)容管理和本地內(nèi)容狀態(tài)信息收集等。

域是指互聯(lián)網(wǎng)中一個(gè)ISP的自治系統(tǒng)(Autonomous?System)。一般來說，一個(gè)域中的互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)相互之間的連接延遲較低，帶寬較高，而跨域連接的質(zhì)量較低。域間流量也可能會(huì)給ISP帶來高額的網(wǎng)間結(jié)算費(fèi)用。

目前的CDN一般將整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)看成一個(gè)單域，所有的ESP，無論其所部署的ISP，都統(tǒng)一受管理，沒有根據(jù)不同的域來區(qū)分ESP。

單域CDN的對(duì)ESP的管理相對(duì)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)較為容易，但有具有如下的缺點(diǎn)：

1、當(dāng)ESP的數(shù)量很大時(shí)，統(tǒng)一管理會(huì)帶來較大的開銷；

2、ESP由于分散在各個(gè)ISP中，與管理者連接的網(wǎng)絡(luò)情況可能會(huì)很惡劣，管理者無法及時(shí)得到ESP的信息，將影響統(tǒng)一管理的效率；

3、不同ISP中的ESP可能會(huì)頻繁互傳大量數(shù)據(jù)，這可能會(huì)引起很高的網(wǎng)間結(jié)算費(fèi)用，另外由于域間連接質(zhì)量問題，傳送數(shù)據(jù)會(huì)很慢；

4、如果集中管理點(diǎn)失效將會(huì)影響整個(gè)CDN的工作。

為了克服上述缺點(diǎn)，本申請(qǐng)引入多域概念，即是將ESP按照所處的域(自治系統(tǒng))進(jìn)行管理。每個(gè)域的管理者只負(fù)責(zé)本域的ESP，減少了管理開銷，提高了管理效率，同時(shí)盡量讓數(shù)據(jù)傳送在同一個(gè)域的ESP上發(fā)生，以降低網(wǎng)間流量和結(jié)算費(fèi)用。但在引入多域概念后，也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的問題，例如，在對(duì)多域進(jìn)行管理的過程中，需要為每個(gè)域引入一個(gè)管理者，分布式的管理使得全局所有域狀態(tài)的維護(hù)變得困難；此外，傳統(tǒng)單域的CDN由于沒有區(qū)分域，使得現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)無法應(yīng)用于多域內(nèi)容的發(fā)布。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服多域中的分布式管理使得對(duì)全局所有域狀態(tài)的維護(hù)變得困難的缺陷，從而提供一種多域內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)以及相應(yīng)的內(nèi)容發(fā)布、下載和搜索方法。