CN101262488B - 一种内容分发网络系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内容分发网络系统及方法，该系统包括有全局负载均衡设备模块、本地负载均衡设备模块、缓冲存储器模块、媒体资源库模块、业务运营管理模块，业务运营管理模块完成媒体内容分发的策略及分发方式，相关策略及方式同步到全局负载均衡设备模块后，由全局负载均衡设备模块将分发策略和方式分解后同步到本地负载均衡设备模块。应用本发明所述的系统及方法，降低了内容资源在网络传输过程中所占用的网络带宽，从而实现了网络带宽资源的充分利用。

Description

一种内容分发网络系统及方法
技术领域
本发明涉及宽带多媒体业务，具体涉及一种内容分发网络系统及方法。 
背景技术
随着宽带接入和宽带多媒体业务的发展，内容分发网络(CDN)作为提高宽带业务服务质量，降低网络带宽消耗的核心技术正得到越来越广泛的应用。内容分发网络也就是将媒体内容在网络中进行主动或者被动传送的专用技术，在网络发展的WEB浏览阶段，众多网民往往集中到某些知名门户网站上浏览，如何快速应对用户的浏览请求，提高系统的响应速度，减少用户在电脑前的等待时间，在网站内容更新后，如何能做到分布在各地的服务器做到同步更新，这些都是CDN网络技术在早期的应用。随着宽带媒体内容的大量普及，CDN网络在节省网络带宽，提供用户体验效果方面，越来越显露出不可替代的技术优势。目前所述的宽带网络是针对以前的窄带网络而言的，对家庭用户而言，能够达到2兆带宽已经是非常理想。而现在很多宽带媒体的带宽都在2兆左右，因此，从对带宽的需求来看，宽带网络的带宽资源将一直是稀缺资源。 
在互联网络上，内容资源以数据的形式集中存储在某个网络节点上，在众多客户端进行内容数据请求时，保存内容资源的网络节点将会以最大的网络传输能力应对客户端请求消息，在初期，内容资源的数据量较小，每次完成内容资源的传输所占的网络带宽相对较少，随着内容资源的数据量的增加，每次内容资源数据的传输所占的网络带宽急剧增加，导致网络拥塞，影响其他信息资源在网络上的传输，这就需要一种系统及方法以降低内容资源在网络传输过程中所占用的网络带宽，从而实现网络带宽资源的充分利用。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种内容分发网络系统及方法，以降低内容资源在网络传输过程中所占用的网络带宽，从而实现网络带宽资源的充分利用。 
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种内容分发网络系统，包括全局负载均衡设备模块、本地负载均衡设备模块、缓冲存储器模块、媒体资源库模块、业务运营管理模块，其中： 
全局负载均衡设备模块，用于负责整个内容分发网络的内容路由和用户的调度，将其接收到的同步消息分解成与各个本地负载均衡设备模块适配的同步消息； 
本地负载均衡设备模块，用于在内容分发网络节点内部将其接收到的同步消息发送到其所指定的缓冲存储器模块；其中，所述内容分发网络节点由一个本地负载均衡设备模块和由其管理的缓冲存储器模块构成； 
缓冲存储器模块，用于媒体内容的存储、分发及转发复制； 
媒体资源库模块，用于存储在内容分发网络中所要分发的媒体内容； 
业务运营管理模块，用于根据内容分发网络中各个本地负载均衡设备模块所处的位置及缓冲存储器模块中保存的媒体内容信息生成媒体内容分发策略和分发方式，并将其通过同步消息发送给全局负载均衡设备模块。 
其中，所述全局负载均衡设备模块分为一级全局负载均衡设备和二级全局负载均衡设备两个层次，其中，一级全局负载均衡设备用于将用户调度至用户所属的内容分发网络；二级全局负载均衡设备用于在所属范围内把用户调度至最近的内容分发网络节点。 
其中，所述内容分发网络节点包括：内容分发网络骨干点和内容分发网络前置点。 
其中，所述业务运营管理模块对媒体内容的管理包括：媒体内容的注入、发布、分发或服务。 
为了解决上述技术问题，本发明进而提供一种在内容分发网络系统中实现内容分发的方法，该方法包括如下步骤： 
(1)业务运营管理模块根据各个本地负载均衡设备模块所处的位置及缓冲存储器模块中保存的媒体内容信息生成相应的媒体内容分发策略和分发方式； 
(2)业务运营管理模块将所述媒体内容分发策略和分发方式通过同步消息发送给全局负载均衡设备模块； 
(3)全局负载均衡设备模块将接收到的所述同步消息分解成与各本地负载均衡设备模块适配的同步消息并发送给与其相对应的本地负载均衡设备模块； 
(4)本地负载均衡设备模块将接收到的与其适配的同步消息分别发送给其所属的各个缓冲存储器模块； 
(5)缓冲存储器模块根据接收到的同步信息中包含的媒体内容信息和媒体资源库信息，向媒体资源库模块发送一个要求获取相应媒体内容的请求消息； 
(6)媒体资源库模块根据接收到的所述请求消息将所述媒体内容发送给缓冲存储器模块并由其保存； 
(7)缓冲存储器模块向本地负载均衡设备模块返回媒体内容同步响应消息，本地负载均衡设备模块接收到其所属的缓冲存储器模块返回的同步响应消息后，向全局负载均衡设备模块返回该同步响应消息； 
(8)全局负载均衡设备模块接收到所属的本地负载均衡设备模块返回的同步响应消息后，将其发送给业务运营管理模块。 
其中，所述步骤(1)中，所述业务运营管理模块通过GUI或调用接口获得媒体内容的地址信息及生成的媒体内容的分发策略和分发方式。 
其中，所述步骤(3)中，所述全局负载均衡设备模块根据其所管理的本地负载均衡设备模块的媒体内容信息和服务对象信息对所述同步消息进行分解。 
其中，所述步骤(4)中，所述本地负载均衡设备模块根据各个缓冲存储器模块的工作状态、负荷情况或媒体的缓存情况发送与本地负载均衡设备模块适配的同步消息。 
其中，所述步骤(8)进一步包括，业务运营管理模块根据所述同步响应消息记录媒体内容在网络系统中的分布信息。 
本发明所述的一种内容分发网络系统及方法，降低了内容资源在网络传输过程中所占用的网络带宽，从而实现了网络带宽资源的充分利用。 
附图说明
图1是根据本发明实施例所述的一种内容分发网络系统的结构示意图； 
图2是根据本发明实施例所述的一种内容分发网络系统中实现内容分发方法的流程示意图。 
具体实施方式
CDN(Content Delivery Network，内容分发网络)技术是一种充分利用网络带宽，提高网络带宽利用率的主要手段。CDN网络对媒体内容在网络中所处的位置进行合理分布，避免重复内容的重复传送，最大限度利用现有带宽基础。在媒体内容分发过程中，主要有两种分发方式：一是主动分发，主动分发是指分发策略由业务运营管理模块生成，并下发到本地负载均衡设备模块，由缓冲存储器模块完成内容分发；二是被动分发，被动分发是指分发策略由本地负载均衡设备模块动态生成，并启动缓冲存储器模块完成媒体内容的分发功能。本发明所述为主动分发方式。媒体分发的方式有多种，例如：流媒体分发方式，HTTP分发方式等。 
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。 
参考图1，为本发明实施例所述的一种内容分发网络系统的结构示意图，具体包括有：全局负载均衡设备模块(GSLB模块)、本地负载均衡 设备模块(SLB模块)、缓冲存储器模块(CACHE模块)、媒体资源库模块、业务运营管理模块，其中： 
GSLB模块，用于负责整个内容分发网络的内容路由和用户的调度，将其接收到的同步消息分解成与各个SLB模块适配的同步消息。GSLB模块分为两个层次：一级GSLB和二级GSLB，其中，一级GSLB负责将用户调度至用户所属的CDN网络。二级GSLB负责在所属范围内把用户调度至最近的CDN POP(point of presence，前置点)节点。 
SLB模块，用于在内容分发网络节点内部将其接收到的同步消息发送到其所指定的CACHE模块。一个SLB模块与由它管理的CACHE模块构成一个CDN节点，根据位置和功能不同，CDN节点又可以分为CDN骨干点和CDN POP点。位于POP点的SLB同时也具有CDN节点本地内容管理的功能。 
CACHE模块，用于媒体内容的存储、分发及转发复制。CACHE模块是CDN的基本功能单元，设备通常具有内容存储、内容分发、内容转发和复制、内容服务等功能，是CDN面向用户的内容提供点。 
媒体资源库模块，用于存储在内容分发网络中所要分发的媒体内容。媒体资源库模块是CDN的内容存储设备，用于存储在CDN中分发的内容，同时充当内容的源服务器，根据内容的形式不同，提供基于HTTP或者流媒体方式的内容源服务。媒体资源库模块并非CDN的必须设备(可以在CDN外部实现)，但是一个可运营的CDN网络通常提供媒体资源库功能。 
业务运营管理模块，用于根据内容分发网络中各个SLB模块所处的位置及CACHE模块中保存的媒体内容信息生成媒体内容分发策略和分发方式，并将其通过同步消息发送给GSLB模块。业务运营管理模块负责整个CDN网络的内容的管理，包括内容的注入、发布、分发、服务，业务的管理，包括用户和SP管理、业务属性定义、业务功能配置、认证和计费、业务统计分析等。在本发明中不是主要模块，在一个可运营的CDN网络中需要包含此模块。 
上述模块相互配合完成内容调度和分发功能，业务运营管理模块完成 媒体内容分发的策略及分发方式，相关策略和方式同步到GSLB模块后，由GSLB模块将分发策略和方式分解后同步到SLB模块，由于SLB模块可能较多，为便于管理，可将GSLB模块分成两级，第一级为中心节点，负责全局内容分发策略和方式的分解和同步，第二级负责将为所属的CDN节点的分发策略和方式的同步。内容分发策略和方式同步到SLB模块后，SLB模块启动相应的CACHE模块完成内容分发功能，CACHE模块安装分发策略和方式到媒体资源库模块获取媒体内容。 
CDN网络系统由业务运营管理模块、媒体资源库模块、GSLB模块，SLB模块、CACHE模块组成，为简化网络实施，这里将GSLB模块仅设置一级，根据SLB模块的数量多少可灵活设置是否使用二级GSLB模块。本发明所述实施例中，设定有两个SLB模块，即为SLB模块1和SLB模块2，SLB模块1和SLB模块2分别对其所属的CACHE模块进行管理，如图1所示(出于简化附图的目的，图中没有示出SLB模块2所管理的CACHE模块)。CDN网络可支撑不同的业务应用，业务运营管理模块提供对各种业务应用的管理和特殊需求接口，对于机顶盒应用，IPTV业务系统将媒体内容的部署策略及媒体内容URL信息同步到业务运营管理模块，业务运营管理模块据此生成相应的分发策略，IPTV系统的媒体内容采用适当的方式转存到媒体资源库模块，为能更高效的实现媒体内容处理，本发明所述实施例中业务运营管理模块可直接与IPTV系统的媒体资源库连接，并管理其中的媒体内容。业务运营管理模块将媒体内容分发策略和方式同步到GSLB模块和SLB模块。这也就是媒体内容的主动分发流程，参考图2。具体包括如下步骤： 
步骤210：业务运营管理模块根据各个本地负载均衡设备模块所处的位置及缓冲存储器模块中保存的媒体内容信息生成相应的媒体内容分发策略和分发方式。业务运营管理模块通过GUI(Graphical User Interface，图形用户接口)或者调用接口获得媒体内容的地址信息及媒体内容的分发策略和分发方式，业务管理模块依据各SLB模块所处的位置及SLB模块所管理的CACHE模块中保存的媒体内容信息生成相应的分发策略和分发方式。 
步骤220：业务运营管理模块将所述媒体内容分发策略和分发方式通过同步消息发送给全局负载均衡设备模块。业务运营管理模块向GSLB同步媒体内容分发策略及分发方式。 
步骤230：全局负载均衡设备模块将接收到的所述同步消息分解成与各本地负载均衡设备模块适配的同步消息并发送给与其相对应的本地负载均衡设备模块。GSLB模块依据所管理的SLB模块的媒体内容信息和服务对象信息，将业务运营管理模块发送过来的同步消息分解成与各SLB模块适配的同步消息发送到SLB模块。 
步骤240：本地负载均衡设备模块将接收到的与其适配的同步消息分别发送给其所属的各个缓冲存储器模块。SLB模块依据各CACHE模块的工作状态、负荷情况以及媒体的缓存情况，将同步消息分别发送给不同的CACHE模块。 
步骤250：缓冲存储器模块根据接收到的同步信息中包含的媒体内容信息和媒体资源库信息，向媒体资源库模块发送一个要求获取相应媒体内容的请求消息。CACHE模块依据同步消息中包含的媒体内容信息和媒体资源库信息，向媒体资源库发送请求消息，要求获取相应的媒体内容。 
步骤260：媒体资源库模块根据接收到的所述请求消息将所述媒体内容发送给缓冲存储器模块并由其保存。CACHE模块完成媒体内容的获取并保存在本地后，CACHE模块向SLB模块返回媒体内容同步完成信息。 
步骤270：缓冲存储器模块向本地负载均衡设备模块返回媒体内容同步响应消息，本地负载均衡设备模块接收到其所属的缓冲存储器模块返回的同步响应消息后，向全局负载均衡设备模块返回该同步响应消息。SLB模块等待收到所属的CACHE模块返回同步响应消息后，向GSLB模块返回同步响应消息。 
步骤280：全局负载均衡设备模块接收到所属的本地负载均衡设备模块返回的同步响应消息后，将其发送给业务运营管理模块。GSLB模块向等待所属的SLB模块返回同步响应消息后，向业务运营管理模块返回同步响应消息，业务运营管理模块依据同步响应消息结果，记录媒体内容在CDN网络中的分布情况，完成媒体内容的主动分发过程。 

Claims (9)

1.一种内容分发网络系统，其特征在于，包括全局负载均衡设备模块、本地负载均衡设备模块、缓冲存储器模块、媒体资源库模块、业务运营管理模块，其中：
全局负载均衡设备模块，用于负责整个内容分发网络的内容路由和用户的调度，将其接收到的同步消息分解成与各个本地负载均衡设备模块适配的同步消息；
本地负载均衡设备模块，用于在内容分发网络节点内部将其接收到的同步消息发送到其所指定的缓冲存储器模块；其中，所述内容分发网络节点由一个本地负载均衡设备模块和由其管理的缓冲存储器模块构成；
缓冲存储器模块，用于媒体内容的存储、分发及转发复制；
媒体资源库模块，用于存储在内容分发网络中所要分发的媒体内容；
业务运营管理模块，用于根据内容分发网络中各个本地负载均衡设备模块所处的位置及缓冲存储器模块中保存的媒体内容信息生成媒体内容分发策略和分发方式，并将其通过同步消息发送给全局负载均衡设备模块。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述全局负载均衡设备模块分为一级全局负载均衡设备和二级全局负载均衡设备两个层次，其中，一级全局负载均衡设备用于将用户调度至用户所属的内容分发网络；二级全局负载均衡设备用于在所属范围内把用户调度至最近的内容分发网络节点。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内容分发网络节点包括：内容分发网络骨干点和内容分发网络前置点。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述业务运营管理模块对媒体内容的管理包括：媒体内容的注入、发布、分发或服务。
5.一种如权利要求1所述的系统中实现内容分发的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)业务运营管理模块根据各个本地负载均衡设备模块所处的位置及缓冲存储器模块中保存的媒体内容信息生成相应的媒体内容分发策略和分发方式；
(2)业务运营管理模块将所述媒体内容分发策略和分发方式通过同步消息发送给全局负载均衡设备模块；
(3)全局负载均衡设备模块将接收到的所述同步消息分解成与各本地负载均衡设备模块适配的同步消息并发送给与其相对应的本地负载均衡设备模块；
(4)本地负载均衡设备模块将接收到的与其适配的同步消息分别发送给其所属的各个缓冲存储器模块；
(5)缓冲存储器模块根据接收到的同步信息中包含的媒体内容信息和媒体资源库信息，向媒体资源库模块发送一个要求获取相应媒体内容的请求消息；
(6)媒体资源库模块根据接收到的所述请求消息将所述媒体内容发送给缓冲存储器模块并由其保存；
(7)缓冲存储器模块向本地负载均衡设备模块返回媒体内容同步响应消息，本地负载均衡设备模块接收到其所属的缓冲存储器模块返回的同步响应消息后，向全局负载均衡设备模块返回该同步响应消息；
(8)全局负载均衡设备模块接收到所属的本地负载均衡设备模块返回的同步响应消息后，将其发送给业务运营管理模块。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述业务运营管理模块通过GUI或调用接口获得媒体内容的地址信息及生成的媒体内容的分发策略和分发方式。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述全局负载均衡设备模块根据其所管理的本地负载均衡设备模块的媒体内容信息和服务对象信息对所述同步消息进行分解。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述本地负载均衡设备模块根据各个缓冲存储器模块的工作状态、负荷情况或媒体的缓存情况发送与本地负载均衡设备模块适配的同步消息。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(8)进一步包括，业务运营管理模块根据所述同步响应消息记录媒体内容在网络系统中的分布信息。
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