CN101388785B - 内容分发网络的资源抽象方法和业务开通方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种内容分发网络的资源抽象方法和业务开通方法，其核心思想是通过将抽象的设备功能转化为更为直观的资源利用，以便于业务的开展和服务的定义；其中主要的成果包括提出了一种CDN资源模型，定义了VCDN和频道的概念，建立了CDN的基本业务模型，并提出了CDN资源管理和操作的方法。

Description

内容分发网络的资源抽象方法和业务开通方法

技术领域

本发明属于IP(因特网协议)网络技术为核心的数据通信领域，特别涉及内容分发网络(CDN)技术，提出了一种通过对CDN网络中的设备能力进行资源抽象，向上提供统一的资源模型和业务模型的方法，基于这一模型，可方便的实现业务开展和服务定义。

背景技术

内容分发网络(CDN)有效地支撑了当前的高质量流媒体业务。CDN通过在现有的因特网中增加一层新的网络架构，将网站的内容发布到最接近用户的网络″边缘″，使用户可以就近获得所需的内容，通过对用户流量的疏导解决了因特网中核心网络拥挤的状况，同时提高了用户访问网站的响应速度。图1描述了CDN的概念，其中GSLB又称为全局负载均衡设备。

CDN节点通常由负载均衡设备(SLB)和一定数量的各类缓存服务器构成，如图2所示。负载均衡设备是节点的管理设备和通道，需要监测本节点的资源使用情况，并将信息上报给GSLB。负载均衡设备同时完成节点内用户访问的调度，平衡各缓存服务器的负载。

在商业模式上，CDN主要通过与客户签订服务合同获得收入。CDN网络的客户包括：使用CDN资源开展媒体业务的服务提供商SP、电信自营业务和临时进行资源租用的客户。CDN网络的客户为了改善用户体验，通过租用CDN网络的服务能力将其内容(流媒体、应用或网页)分发到CDN网络的各个节点上。客户和CDN运营商之间通常以客户从CDN网络所获得的带宽增益或客户占用的CDN资源作为结算依据。

在目前的CDN网络中，当客户提交CDN服务请求后，CDN系统管理员需要根据客户的请求，查询和统计每个节点的设备资源占用情况，以确定是否有足够资源进行业务开展。当资源确认后，需要采用手工添加方式将CDN服务设备(主要是缓存设备)加入一个缓存服务器组，用户需要加速的内容就由这个缓存服务器组完成。然后，管理员根据客户提供的服务请求信息，建立内容加速规则，然后将这些规则下发到缓存服务器组的设备。当所有设备的配置都成功后，业务即可开通。

但是，在实际的业务运营中，这种做法存在以下一些问题：

1)CDN网络中的业务管理系统(BSS)和运营支撑系统(OSS)没有清晰的划分，功能有很多交叉和重合之处，导致业务逻辑不清晰，增加管理系统的复杂性；

2)在每一次的业务开通过程中，业务管理员都需要手工对设备进行操作，业务开通速度慢，效率低，同时也增加运维人员工作量，容易产生错误；

3)缺乏一个良好的资源总体视图，每个业务的开通都是直接对设备操作，经常出现同一设备的争抢等，对高服务质量要求的业务，其资源难以保障。

在实际的业务运营中，对于业务使用者而言，更加关心资源的使用，而不关心具体的设备配置。因此，需要一种CDN网络的资源抽象模型和相应的业务开展方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于资源抽象的资源模型和业务模型系统框架，通过该资源模型，可以将抽象的设备功能转化为更为直观的资源。

根据本发明的第一方面，提供了一种内容分发网络CDN的资源管理方法，包括：将内容分发网络CDN中的设备提供的服务能力定义为CDN资源；定义与CDN资源相关的约束条件；定义与CDN资源相关的策略，将其存储在统一的CDN策略库中；在所述约束条件和所述策略下将CDN资源定义为一个抽象集合VCDN，其包括多个CDN资源子集；定义与CDN资源相关的操作；以及把所述与CDN资源相关的操作映射到内容分发网络CDN的实际物理设备，从而将针对CDN资源的操作转变为针对CDN物理设备的操作。

在本发明的第一方面中，所述CDN资源被划分为三类：预留类资源、共享类资源和统计复用类资源。

在本发明的第一方面中，定义与CDN资源相关的操作的步骤包括：以内容分发网络CDN的节点为计算单位，当内容分发网络CDN的客户请求被传递到CDN节点的负载均衡设备SLB时，SLB根据资源属性进行CAC判断，以确定是否接受该客户请求；在下载方式和媒体格式的约束下定义并发访问资源；以及SLB了解本地节点的当前资源使用情况，并报告给内容分发网络CDN的管理中心。

根据本发明的第二方面，提供了一种基于资源模型的CDN网络业务开通和实现方法，其中所述CDN网络包括业务管理系统BSS、运营支撑系统OSS、全局负载均衡设备GSLB和多个CDN节点，每个CDN节点包括节点管理器、负载均衡设备SLB和缓存服务器，其中CDN资源在一定约束条件和策略下被定义为一个抽象集合VCDN，该集合VCDN包括一个或多个CDN资源子集；所述内容分发网络CDN的客户的业务内容构成一个集合，该内容集合包括一个或多个内容子集，所述方法包括：

客户向业务管理系统BSS发起服务请求，提出希望进行加速的业务内容和业务类型；

业务管理系统BSS校验所述服务请求的合法性；

如果所述校验不合法，业务管理系统BSS要求客户重新填写服务请求，如果校验合法，则业务管理系统BSS分析希望加速的业务内容，将这些内容划分为不同的加速频道；

业务管理系统BSS请求运营支撑系统OSS中的资源管理模块进行频道的资源分配；

在资源管理模块对资源分配信息进行确认后，业务管理系统BSS向运营支撑系统OSS提交频道配置请求，将客户的加速内容子集与CDN资源子集进行绑定；

资源管理模块向运营支撑系统OSS中的设备配置模块下发CDN资源集合VCDN的配置要求；

设备配置模块根据所述VCDN配置要求，向GSLB下发VCDN配置策略并向CDN节点管理器下发节点设备配置要求；

GSLB响应于所述VCDN配置策略返回确认信息，CDN节点管理器根据所述节点设备配置要求对SLB、缓存服务器进行配置；

在所有设备配置成功后，业务管理系统BSS向客户发送频道上线通知；以及

客户完成频道上线，实现业务开通。

利用本发明提供的CDN网络的资源抽象方法和基于资源抽象模型的CDN网络业务开通方法，可以带来以下好处：

1)可以对CDN资源进行更加有效的管理；

2)便于业务的开展和服务的定义；

3)基于资源模型可以建立策略管理机制，使得CDN业务流程更加灵活，更加能够适应客户(服务提供商/内容提供商)和业务变化的需求；

4)另外，通过资源抽象，对OSS和BSS的功能有了更好的划分，设备的维护、更换由OSS负责，BSS只负责业务层面的开通和维护，方便了整个网络的运行维护。

附图说明

结合附图参照下面详细的描述，可以清楚本发明的以上及其它优点、特征和目的，在附图中：

图1是典型的CDN网络的配置图；

图2是图1中的CDN节点的组成的示意图；

图3是根据本发明一个实施方案的资源抽象模型系统框架图；

图4是根据本发明一个实施方案的CDN资源管理框架示意图；

图5示出了CDN资源操作的一个例子；以及

图6根据本发明的一个实施方案示出了一种典型的CDN业务频道开通和设备配置流程。

具体实施方式

内容分发网络CDN的所有设备提供的服务能力都可以看作一种“资源”。以CDN POP点为例，CDN POP点是一种类型的CDN节点，是在一个物理位置上面向用户提供服务的设备集群，主要包括SLB设备和多台缓存设备。一个CDN POP点应具有针对本地设备和内容的管理和监测功能。CDN POP点是CDN网络中的设备物理部署单元。由于CDN是采用分层组网方式建立的，所以根据所处网络层次的不同，CDN POP点可以分为核心节点(如全国核心)、骨干节点(如省骨干)和边缘节点。对于这样的CDN POP点而言，提供流媒体服务的能力是“流媒体并发服务资源”，提供Web加速服务的能力是“Web页面并发服务资源”，存储能力是“存储空间资源”。

对于业务使用者而言，他们更加关心资源的使用，而不关心具体的设备配置。因此，通过资源模型，可以将抽象的设备功能转化为更为直观的资源利用，便于业务的开展和服务的定义。

资源管理就是通过建立资源模型，对底层的资源进行抽象。这种基于资源的模型可以对CDN资源进行更加有效的管理，包括建立策略管理机制，使得CDN业务流程更加灵活，更加能够适应客户的业务变化的需求；另外，基于资源的模型使得互通操作仅需要在抽象层完成，可方便的实现异构CDN网络的互通操作。

资源抽象模型系统框架

CDN资源是对CDN系统能力的抽象。对于CDN而言，最主要的资源有两类：

-并发访问资源：提供针对内容的并发服务能力；

-内容存储资源：CDN节点提供的对于内容的存储空间。

需要说明的是，CDN网络的内容取自CDN网络外部的内容源(OCS)。OCS是原始的内容存储和服务设备，其管理不由CDN网络负责。CDN网络需要从内容源中获取内容进行分发和服务；同时一旦用户请求的内容在CDN网络内未命中，就需要CDN网络从内容源动态获取所请求的内容。在CDN网络的内部还包括一种类型的CDN节点——内容中心(未示出)，它是CDN网络内的内容存储和服务设备，其作用类似于内容源，但是其管理由CDN网络负责。另外，CDN POP点也具备在缓存设备中存储内容的能力。因此，内容中心和CDN POP点都可以被抽象为CDN内容存储资源。

所有的CDN资源构成CDN资源集合。为了有效的管理并使用CDN资源，在本发明中定义了基于CDN虚拟子网(VCDN)的资源模型和基于频道的业务模型。图3是根据本发明一个实施方案的资源抽象模型系统框架图。

CDN虚拟子网(VCDN)

VCDN可以定义为具有一定约束条件和策略定义的CDN资源的集合。VCDN建立在CDN网络之上，可以看作是叠加了业务属性的CDN网络的子集。VCDN主要有两个属性：

1)资源集合：VCDN是CDN系统资源的一个子集；

2)业务属性：业务属性定义了VCDN提供哪种类型的业务服务能力。

约束条件是预先编程定义的，约束策略会有一个基本的定义，但真正执行的策略需要人工编写脚本程序来执行或者从以前编辑好的策略库中调用。

频道

一个CDN的资源子集服务于服务提供商的内容子集，当资源子集和内容子集进行绑定后即形成频道。所谓绑定，即确定一个CDN资源子集服务于哪个内容子集，换言之，即确定一个内容子集由哪个CDN资源子集来服务。通过叠加约束条件后，频道就可作为CDN向客户(例如服务提供商)提供服务的最小单元。

频道主要包括以下属性：

1)频道标识；

2)对应的域名；

3)所属客户的标识；

4)产品归属：该业务属于哪个产品包；

5)绑定的VCDN；

6)策略定义：基于服务内容定义的一组策略；

7)访问控制属性(ACL)；

8)认证服务器地址；

9)支持的增值业务；

10)业务资费；

11)其他。

产品

产品是CDN提供的、可供用户选择的最小电信服务单元，是电信服务合同的最小标的。产品就是经过产品化包装后的频道或频道的组合。频道被产品化包装为产品，是由CDN的业务管理系统(BSS)完成的，其实就是将已经分配好的频道和VCDN资源作为合同标的录入业务管理系统。产品化的过程与配置和实现无关，其实是一种销售方式。

产品主要包括以下属性：

1)产品代码；

2)产品名称(产品类名称)；

3)协议号(个性化)；

4)产品有效期(合同有效期)；

5)客户归属；

6)业务包/产品组成(包含哪些频道)；

7)资费；

8)结算日期；

9)业务范围；

10)资源占用；

11)结算方式；

12)其他。

CDN资源管理框架

图4是CDN资源管理框架示意图，其中，CDN的资源管理主要通过对VCDN的管理来进行：

1)CDN资源子集：描述并定义VCDN；

2)CDN资源操作：资源相关的操作定义，例如资源的预留、资源的撤销(释放)等，CDN资源操作提供了对CDN资源具体使用的接口；

3)CDN资源约束：资源相关的约束条件，例如针对的服务提供商的约束、适用内容的约束等等；

4)CDN资源策略：资源相关的策略定义，例如内容分发策略等。资源策略由统一的CDN策略库来存储；

5)CDN资源映射：把抽象的操作映射到实际的CDN物理设备，这样，针对CDN的资源的操作可以转变为针对CDN物理设备的操作，例如设备配置。

CDN资源操作方法

针对CDN资源的操作主要是对CDN资源池的操作。根据CDN资源的属性，CDN资源可以分为三类：预留、共享、统计复用(Max、Min)，如图5所示。

-预留类资源需要从总的资源池中扣除，系统保证资源的可用性，但是一旦超出，系统将拒绝服务。

-共享类资源不需要扣除(采用尽力服务的方式共享)。

-统计复用类资源仅扣除Min(最小量)的资源，系统提供对Min的资源保证，并允许复用到Max(最大量)，但不保证一定能复用到最大量。资源使用一旦超过Max，系统将拒绝服务。

对资源池的操作主要包括以下几个方面：

1)网络中设备的能力被抽象为具体的资源能力形态(带宽、存储、并发用户数等)。在一个设备部署上线后，由厂家提供该设备的能力参数，然后由系统管理员输入业务管理系统(BSS)。设备上线后，该设备的能力就会加入到其所在节点的资源池里。

2)资源以节点(骨干节点者边缘节点)为计算单位，当用户请求被传递到节点的SLB时，SLB根据资源属性进行CAC判断，以确定是否接受用户请求。所谓CAC，即如果网络资源不能满足用户的QoS(服务质量)要求，或者接纳一个新的呼叫要侵犯预留给正在进行通信的线路的资源，从而降低这些通信的QoS时，网络将不接纳这个新的呼叫，这种机制被称为“连接接纳控制(CAC)”。如果VCDN中同时定义了用户的访问控制策略，SLB需要同时根据该策略进行判断。如果SLB接受了用户请求，则从资源池中分配一定的资源用于所请求的业务。

2)并发访问资源需要在下载方式和媒体格式的约束下定义。

3)SLB需要了解本地节点的当前资源使用情况(以VCDN为单位)，并上报到管理中心。

基于资源抽象模型，一个典型的CDN业务频道开通和设备配置流程如图6所示。

需要说明一点，在资源模型中，对于新增的节点或设备都会通过资源映射纳入资源池的统一调配和管理，当设备或节点进行调整时，在资源池中也会进行相应的改动。下面对这一流程进行简要说明：

(1)SP向业务管理系统发起服务请求，提出希望进行加速的内容和类型；

(2)业务管理系统对SP的服务请求进行处理，对请求的合法性进行校验；

(3)业务管理系统向SP返回响应，如果校验不合法，则要求重新填写服务请求；

(4)业务受理系统向业务分析系统发起加速业务内容分析；

(5)系统对加速内容进行分析，根据业务类型等原则划分为不同的加速频道；

(6)系统向SP返回产品包信息，包含具体的加速内容划分；

(7)业务管理系统请求资源管理模块进行频道的资源分配；

(8)资源管理模块对频道的节点、带宽等资源分配信息进行确认；

(9)资源管理模块向业务管理系统返回确认信息；

(10)业务管理系统向运营支撑系统提交频道配置请求，将SP的加速内容子集与VCDN进行绑定；

(11)资源管理模块向设备配置模块下发VCDN配置要求

(12)设备配置模块根据VCDN配置要求，分配节点、带宽等资源，配置计费、日志、服务门户、GSLB策略和内容管理等；

(13)设备配置模块向GSLB下发VCDN配置策略；

(14)GSLB返回确认信息；

(15)设备配置模块向POP节点管理器下发节点设备配置要求；

(16)POP节点管理器对SLB、Cache等设备进行配置；

(17)设备配置成功后，向节点管理器返回确认信息；

(18)节点管理器向设备配置模块返回确认信息；

(19)所有设备配置成功后，向业务管理系统返回确认信息；

(20)业务管理系统向SP发送频道上线通知；

(21)SP对该频道上线进行确认；

(22)SP对该频道的授权DNS进行切换，完成频道上线流程。

以上描述了本发明的几个主要方面和实施方案。然而，正如本领域技术人员将会容易看到的，在不背离要求保护的本发明的范围的条件下，同样可能作出不同于以上公开的实施例的其它实施方案。

Claims (4)

1.一种内容分发网络的资源管理方法，包括：

将内容分发网络中的设备提供的服务能力定义为内容分发网络资源；

定义与内容分发网络资源相关的约束条件；

定义与内容分发网络资源相关的策略，将其存储在统一的内容分发网络策略库中；

在所述约束条件和所述策略下将内容分发网络资源定义为一个抽象集合VCDN，其包括多个内容分发网络资源子集；

定义与内容分发网络资源相关的操作；以及

把所述与内容分发网络资源相关的操作映射到内容分发网络的实际物理设备，从而将针对内容分发网络资源的操作转变为针对内容分发网络物理设备的操作。

2.如权利要求1所述的内容分发网络资源管理方法，其中所述内容分发网络资源被划分为三类：预留类资源、共享类资源和统计复用类资源。

3.如权利要求1所述的内容分发网络资源管理方法，其中，定义与内容分发网络资源相关的操作包括：

以内容分发网络的节点为计算单位，当内容分发网络的客户请求被传递到内容分发网络节点的负载均衡设备时，所述负载均衡设备根据资源属性进行连接接纳控制判断，以确定是否接受该客户请求；

在下载方式和媒体格式的约束下定义并发访问资源；以及

所述负载均衡设备了解本地节点的当前资源使用情况，并报告给内容分发网络的管理中心。

4.一种基于资源模型的内容分发网络CDN的业务开通和实现方法，其中所述内容分发网络包括：业务管理系统BSS、运营支撑系统OSS、全局负载均衡设备GSLB和多个CDN节点，每个CDN节点包括：节点管理器、负载均衡设备SLB和缓存服务器，其中CDN资源在一定约束条件和策略下被定义为一个抽象集合VCDN，该集合VCDN包括一个或多个CDN资源子集；所述内容分发网络CDN的客户的业务内容构成一个集合，该内容集合包括一个或多个内容子集，所述方法包括：

客户向业务管理系统BSS发起服务请求，提出希望进行加速的业务内容和业务类型；

业务管理系统BSS校验所述服务请求的合法性；

如果所述校验不合法，业务管理系统BSS要求客户重新填写服务请求，如果校验合法，则业务管理系统BSS分析希望加速的业务内容，将这些内容划分为不同的加速内容子集；

业务管理系统BSS请求运营支撑系统OSS中的资源管理模块进行资源分配；

在资源管理模块对资源分配信息进行确认后，业务管理系统BSS向运营支撑系统OSS提交频道配置请求，将客户的加速内容子集与CDN资源子集进行绑定，从而形成频道；

资源管理模块向运营支撑系统OSS中的设备配置模块下发CDN资源集合VCDN的配置要求；

设备配置模块根据所述VCDN配置要求，向GSLB下发VCDN配置策略并向CDN节点管理器下发节点设备配置要求；

GSLB响应于所述VCDN配置策略返回确认信息，CDN节点管理器根据所述节点设备配置要求对SLB、缓存服务器进行配置；

在所有设备配置成功后，业务管理系统BSS向客户发送频道上线通知；以及

客户完成频道上线，实现业务开通。

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