[發明專利]內容分發網絡及其負載預測均衡方法

在審

• 申請號: 201610217263.7
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN107277097A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 孫振崗
• 申請（專利權）人: 北京優朋普樂科技有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 北京恒都律師事務所11395
• 代理人: 李春晅

技術領域

本申請涉及內容分發網絡技術領域，特別地，涉及一種內容分發網絡及其負載預測均衡方法。

背景技術

隨著互聯網的快速發展，智能電視的普及，網絡數據流量成倍增長，會出現網絡擁塞并出現影響業務應用體驗的情況。內容分發網絡（CDN，Content Delivery Network）作為一種能夠提高互聯網內容傳輸效率的系統，特別針對視頻等多媒體內容傳輸的服務質量效率能得到很大提升，得到越來越廣泛的應用。CDN是基于網絡和部署在各地的邊緣服務器，利用中心平臺的負載均衡、內容分發、調度等功能模塊，使用戶就近獲取所需內容，從而降低網絡擁塞，提高用戶訪問的響應速度和命中率。

但現有CDN系統在為用戶終端分配CDN服務資源時，一般僅考慮邊緣服務器的負載情況、離用戶距離的遠近等因素，而沒有考慮邊緣服務器的負載變化趨勢，因此有可能使導向的邊緣服務器迅速就達或超過其最大負載，使該服務器已提供服務的用戶出現服務異常的情況，出現用戶體驗效果下降的問題。

發明內容

本申請提供一種內容分發網絡及其負載預測均衡方法，用于解決現有技術沒有考慮邊緣服務器的負載趨勢、可能會因異常數據導致的大規模導向而影響服務器的穩定性以及系統服務質量的問題。

本申請公開的一種內容分發網絡的負載預測均衡方法，所述內容分發網絡設置有通過網絡連接的全局負載均衡器和二個以上直接為客戶端提供內容服務的邊緣緩存節點，在所述全局負載均衡器側，所述方法包括：接收客戶端發出的服務請求； 獲取各邊緣緩存節點當前狀態下的單連接平均帶寬，利用預設統計周期內的歷史數據生成各邊緣緩存節點對應的預測帶寬；以預測帶寬大于或等于預設服務帶寬為篩選條件，篩選一個或多個滿足所述篩選條件的邊緣緩存節點返回給所述客戶端。

優選的，利用預設統計周期內的歷史數據生成各邊緣緩存節點對應的預測帶寬，具體為：以邊緣緩存節點當前數據采集周期的單連接平均帶寬S為輸入參數，采用卡爾曼濾波算法生成該邊緣緩存節點的單連接帶寬K_t；以預設帶寬變化周期內該邊緣緩存節點的最大帶寬增益G和最大帶寬減益D、以及該邊緣緩存節點在上個數據采集周期的單連接帶寬K_t-1為調節參數，對該邊緣緩存節點當前數據采集周期的單連接帶寬K_t進行調整，生成該邊緣緩存節點的預測帶寬K_tg。

優選的，所述邊緣緩存節點的預測帶寬K_tg利用下列公式計算生成：

當K_t≥K_t-1時，K_tg= K_t+∣K_t-K_t-1∣/G

當K_t＜K_t-1時，K_tg= K_t-∣K_t-K_t-1∣/D

其中，K_t和K_t-1分別表示所述邊緣緩存節點在當前數據采集周期和上個數據采集周期的單連接帶寬；K_tg表示所述邊緣緩存節點的預測帶寬；G表示預設帶寬變化周期內所述邊緣緩存節點的最大帶寬增益；D表示預設帶寬變化周期內所述邊緣緩存節點的最大帶寬減益。

優選的，所述服務請求包括待請求介質數據的信息、客戶端的地址信息及其網絡接入運營商信息；所述篩選一個或多個滿足篩選條件的邊緣緩存節點返回給所述客戶端，具體包括：根據所述客戶端的地址信息確定所述客戶端所在區域；判斷所述客戶端所在區域內、與所述網絡接入運營商相同的滿足所述篩選條件的邊緣緩存節點的數量是否達到所述客戶端要求的數量；若是，則采用速度優先策略將上述滿足所述篩選條件的邊緣緩存節點返回給客戶端；若否，采用地域優先或網絡優先策略選擇其他區域或以其他網絡接入運營商作為接入網絡的邊緣緩存節點，直至滿足所述篩選條件的邊緣緩存節點的數量達到所述客戶端要求的數量。

優選的，所述篩選條件還包括：所述邊緣緩存節點中與所述待請求介質數據相同的服務請求數小于該待請求介質數據的預設介質并發閾值。

優選的，所述內容分發網絡存儲有根據客戶端的服務請求為介質數據設置的熱度值；所述篩選條件還包括：所述邊緣緩存節點中與所述待請求介質數據的熱度值相同的負載比例小于預設比例閾值。

優選的，所述邊緣緩存節點設置有固態硬盤和機械硬盤；所述篩選條件還包括：優先選擇將所述待請求介質數據緩存在固態硬盤中的邊緣緩存節點。