CN103139604B - 一种基于缓存模型的ipqam频点分配与回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于缓存模型的边缘调制器IPQAM频点分配与回收方法，该模型包含服务组数组，数组下标与服务组标识一一对应，数组元素为服务组结构体，服务组结构体包括该服务组内的频点所构成的频点数组以及频点排序链表，频点数组的元素为频点结构体，频点结构体包含端口状态数组、可用端口链表，可用带宽信息。频点排序链表中的节点数据与频点数组下标一一对应，所述频点排序链表根据对应频点进行有序排序。本发明基于缓存模型进行频点分配与回收，所述缓存模型对系统内存的消耗较低，并且使得频点的分配与回收具有快速定位优先分配以及回收的特点。

Description

一种基于缓存模型的IPQAM频点分配与回收方法

技术领域

本发明涉及数字电视频点管理领域，具体涉及一种基于缓存模型的边缘调制器IPQAM频点分配与回收方法。

背景技术

在数字电视互动业务中，机顶盒终端发起的节目会话请求中包含服务组标识信息，以及所请求的节目号，业务系统会根据节目号获取与其对应的节目所需带宽等参数信息，并连同服务组标识作为请求IPQAM频点资源的请求参数，因此，业务系统须要根据请求参数中的服务组标识、所需带宽等信息为其分配IPQAM频点资源，并为该会话分配唯一的资源分配标识，当终端发起节目资源回收请求时，业务系统根据资源分配标识回收为其分配的频点资源。

为了提供业务系统的并发速率、降低响应时延，通常采用缓存机制加以实现，传统方法采用的缓存模型如图1所示：将数据库中的数据读取至内存中，并建立与数据库中数据模型相一致的数据结构，形成一个内存数据库。其中，频点缓存结构体中包含服务组标识外键信息，从而使服务组与频点构成一对多的对应关系；其中，端口缓存结构体中包含频点标识外键信息，从而使频点与端口构成一对多的对应关系。在这种情况下，在分配频点资源时，首先根据请求中的服务组标识参数，遍历整个频点缓存列表从中获取具有该服务组标识的频点集合，按照具体分配算法，从该频点集合中选择优先分配的频点，并从端口缓存列表中获取具有该频点标识的所有端口集合，并按照具体分配算法，从该端口集合中选择优先分配的端口，因此，频点资源分配要做多次遍历缓存列表工作。同样，在回收资源时，需要根据服务组标识与频点标识在频点缓存列表中遍历查找目标回收频点，需要根据频点标识与端口标识在端口缓存列表中遍历查找目标回收端口，因此，频点资源回收过程同样要做多次遍历缓存列表工作。由此可见，过多的遍历查找将降低查找速率，影响系统并发响应速率。除此之外，传统的图1缓存方法，通常将数据库数据模型中的所有字段属性，同时加载到内存中，而当中的众多字段属性并不会随着资源的分配与回收过程而发生改变，因此，造成系统内存的浪费。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明实施例提供基于缓存模型的IPQAM频点管理（分配/回收）方法。

本发明的目的在于，设计基于缓存的IPQAM频点管理方法，降低对系统内存的消耗，提供快速资源分配、回收能力。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于缓存的IPQAM频点管理方法，所述方法提出了一种缓存模型，并基于所述缓存模型提出了一种频点分配与回收方法。

参见图2，缓存模型由服务组数组构成，所述服务组数组下标与服务组标识为一一对应，所述服务组数组元素为服务组结构体，所述服务组结构体包括但不仅限于该服务组内的频点所构成的频点数组，以及频点排序链表，所述频点数组的元素为频点结构体，所述频点结构体包含但不仅限于端口状态数组、可用端口链表，以及可用带宽信息。

其中，所述频点分配与回收方法，主要为根据服务组标识快速获取频点数组，并根据频点排序链表从所述频点数组中获取优先分配的频点结构体，通过修改、更新频点结构体中的可用端口链表、端口状态数组、可用带宽信息完成频点分配；根据服务组标识快速获取频点数组，并根据频点所在数组下标从所述频点数组中获取需要回收的频点结构体，通过修改、更新频点结构体中的可用端口链表、端口数组、可用带宽信息完成频点回收。

其中，所述频点排序链表中的节点数据与频点数组的下标一一对应，所述频点排序链表的顺序可以为对对应频点结构体按照最大剩余带宽方法进行的有序排列，亦可为其他有序排列。

其中，所述频点结构体包含端口状态数组，所述端口状态数组的数组元素为端口是否可用的标识状态信息，如0表示可用，1表示已被占用。

其中，所述可用端口链表中均为可用端口，在分配频点端口时，可直接从链表中获取端口进行分配，通常获取所述可用端口链表的头部节点的端口，亦可取其他位置的端口。

基于所述缓存模型提出一种频点分配方法，其中，分配请求包含但不仅限于服务组标识、请求带宽信息，所述方法包括如下步骤：

步骤1、以所述服务组标识获取服务组数组下标，从服务组数组中获取服务组结构体，从所述服务组结构体中的频点排序链表固定位置节点中读取优先分配的频点数组的下标，进而从频点数组中读取该下标对应的频点结构体；

步骤2、比较请求带宽与所述频点结构体中的可用带宽大小，如果前者大于后者，则回复分配失败响应；否则，从所述可用端口链表获取一个端口，并将其节点从所述可用端口链表中移除，将端口状态数组中下标为上述端口的数组元素置为已占用状态，并且，将所述频点结构体中的可用带宽修改为原可用带宽减去请求带宽，对所述频点排序链表重新排序；

步骤3、回复分配成功响应，所述响应包含但不仅限于优先分配频点频率、分配的端口信息；

基于所述缓存模型提出一种频点回收方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1、根据频点回收请求获取服务组标识、频点所在频点数组的下标、回收带宽，以及端口信息，以所述服务组标识获取对应的数组下标从服务组数组中获取服务组结构体，从所述服务组结构体中的频点数组中获取所述频点所在频点数组的下标对应的频点结构体；

步骤2、在所述频点结构体的端口链表中加入新节点，所述新节点数据为须回收的端口号；在所述频点结构体的端口状态数组中，将以所述端口号为下标的数组元素置为可用状态；将所述频点结构体的可用带宽更新为原可用带宽加上回收带宽，对所述频点排序链表重新排序；

步骤3、回复频点回收响应。

本发明实施例根据数字电视互动业务具备其特定的业务交互流程，以及请求中固有的服务组标识、所需带宽等参数，设计一个适用于该业务环境下IPQAM频点管理的缓存模型，据此尽量减低了对系统内存的消耗，并基于该缓存模型提出一种快速分配、回收频点资源的方法，使得频点的分配与回收具有快速定位优先分配以及回收的特点。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，据此本发明的优点将更加凸显。在附图中：

图1是现有技术的缓存数据模型示意图；

图2是本发明实施例涉及的频点资源缓存模型示意图；

图3是本发明实施例的基于缓存的IPQAM频点管理和分配方法应用场景示意图；

图4是本发明实施例的基于缓存的IPQAM频点管理和分配方法的一种示意图；

图5是本发明实施例的频点分配请求处理流程示意图；

图6是本发明实施例的频点回收请求处理流程示意图；

图7是本发明实施例的基于缓存模型的IPQAM频点分配方法流程示意图；

图8是本发明实施例的基于缓存模型的IPQAM频点回收方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细、清楚、完整的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面对本发明实施例进行更加详细的说明，以便本领域人员更好地了解其原理以及实施细节。

图3为本发明提出方法的适用实施系统环境，其系统交互流程可作如下描述：

频点分配过程如下：终端机顶盒通过IP通道向会话管理系统申请节目流，会话管理系统根据终端请求向边缘资源管理系统申请具体的频点端口资源，边缘资源管理系统会为该会话请求分配频点端口资源，并为会话分配唯一的会话标识，会话管理系统获得频点资源分配后，会与业务系统中其他子系统交互，如推流服务器，向目标频点端口推送节目流，终端机顶盒将从该频点端口获取节目流信息。

频点回收过程如下：终端机顶盒通过IP通道向会话管理系统发出频点回收请求，会话管理系统根据其会话标识向边缘资源管理系统发送频点回收请求，边缘资源管理服务器通过该会话标识释放频点资源。

图4为本发明提出的一种基于缓存的IPQAM频点管理方法较佳实施例。

假定现有频点资源数据为存在两个服务组，服务组标识分别为0和1，服务组0包含4个频点资源，分别为Fre1、Fre2、Fre3、Fre4，服务组1包含3个频点资源，分别为Fre5、Fre6、Fre7，其中，频点标识依次为fre01~fre07，每个频点包含频点标识、状态属性、可用带宽、频率，以及Ip地址信息，状态属性均为可用状态，可用带宽均为38Mbps，并且，均包含4个端口，端口号均为0、1、2、3，除此之外，还有频点以频点端口的其他属性信息，如频点符号率、模式等。

其中，频点管理方法中缓存模型的建立具体描述如下：

首先，建立7个频点结构体。每个频点结构体中建立一个长度为4的端口状态数组，数组下标与端口号0、1、2、3一一对应，并且将数组元素均初始化为0，表示4个端口均为可用状态，每个频点结构体中建立一个可用端口链表，由于所有端口均为可用，因此，建立长度为4的可用端口链表，链表节点（Node）数据设为端口号，频点结构体中频点标识一次设为fre01~fre07，每个频点结构体中建立一个状态属性，并设为可用状态，每个频点结果中建立一个可用带宽属性，并设为38Mbps，并设置对应的频率、Ip地址属性值，其他频点符号率、模式等属性无需在频点结构体中建立。

其次，建立两个频点数组，频点数组031包含频点Fre1、Fre2、Fre3、Fre4，频点数组032包含Fre5、Fre6、Fre7。建立两个频点排序链表，频点排序链表021是对031按照最大剩余带宽进行降序排序而成的，频点排序链表022是对032按照最大剩余带宽进行降序排序而成的，两个频点排序链表的节点数据为频点数组的下标。

最后，建立一个服务组数组01，01包含两个服务组结构体，每个服务组结构体以上所建立的一个频点数组，以及一个频点排序链表。

由以上三个步骤，用于管理频点资源的缓存模型建立完毕。

图5是本发明实施例的频点分配请求处理流程示意图。具体地，假设请求参数中服务组标识为0，请求带宽为4Mbps，图5中，所述频点分配请求处理方法具体描述如下：

1、以所述请求服务组标识0为下标，从服务组数组01中获取服务组结构体；

2、从所述服务组结构体中的频点排序链表021头部节点中读取一个频点数组的下标，其数值为0，从所述服务组结构体中的频点数组031中读取下标为0的频点结构体04，因为04不为空，因此，比较请求带宽与优先分配频点的可用带宽大小，因为前者为4Mbps小于后者38Mbps，因此继续执行分配算法；

3、从04的可用端口链表05中获取一个端口，并将其从05中移除；

4、将04的端口状态数组06中下标为上述分配端口的数组元素置为1，表示已占用；

5、将04中的可用带宽修改为38-4=34Mbps，对021按照最大剩余带宽重新排序，重排后的021的节点数据依次为1、2、3、0；

7、将04中的频点Ip地址、频率，以及端口0，连同频点分配过程中生成的唯一会话标识sessionId作为响应参数，回复分配成功响应，同时，将分配频点的服务组标识、频点所在频点数组的下标、分配带宽、分配端口信息与sessionId对应记录下来；

8、分配请求处理完毕；

图6是本发明实施例的频点回收请求处理流程示意图。具体地，假设须回收的频点为上述已申请的频点资源，图6中，频点回收请求处理方法具体描述如下：

1、根据频点回收请求中的会话标识sessionId获取在分配过程中记录下来的目标回收频点的服务组标识为0、频点所在频点数组的下标为0、回收带宽为4Mbps、回收端口为0；

2、以服务组标识0为数组下标，从服务组数组01中获取服务组结构体；

3、根据所述频点所在频点数组的下标，从所述服务组结构体中的频点数组031中获取所述下标为0的频点结构体04；

4、在04中的端口链表05中加入新节点，所述新节点数据为0；

5、在04中的端口状态数组06中，将以0为下标的数组元素置为0，表示该端口可用；

6、将04的可用带宽更新为34+4=38Mbps，对021按照最大剩余带宽重新排序，重排后的021的节点数据依次为1、2、3、0；

7、回复频点回收响应；

8、回收请求处理完毕；

图7是本发明实施例的基于缓存模型的IPQAM频点分配方法流程示意图。所述缓存模型由服务组数组构成，所述服务组数组下标与服务组标识为一一对应，所述服务组数组元素为服务组结构体，所述服务组结构体包括由该服务组内的频点所构成的频点数组以及频点排序链表，所述频点数组的元素为频点结构体，所述频点结构体包含端口状态数组、可用端口链表以及可用带宽信息；所述频点分配方法包括：根据分配请求中的服务组标识快速获取频点数组，并根据频点排序链表从所述频点数组中获取优先分配的频点结构体，通过修改、更新频点结构体中的可用端口链表、端口状态数组、可用带宽信息进行频点分配。

优选地，所述根据分配请求中的服务组标识快速获取频点数组，并根据频点排序链表从所述频点数组中获取优先分配的频点结构体，通过修改、更新频点结构体中的可用端口链表、端口状态数组、可用带宽信息进行频点分配，具体为：根据分配请求中的所述服务组标识获取服务组数组下标，从服务组数组中获取服务组结构体，从所述服务组结构体中的频点排序链表固定位置节点中读取优先分配的频点数组的下标，进而从频点数组中读取该下标对应的频点结构体；比较请求带宽与所述频点结构体中的可用带宽大小，如果前者大于后者，则结束频点分配；否则，从所述可用端口链表获取一个端口，并将其节点从所述可用端口链表中移除，将端口状态数组中下标为上述端口的数组元素置为已占用状态，并且，将所述频点结构体中的可用带宽修改为原可用带宽减去请求带宽，对所述频点排序链表重新排序；依据优先分配频点频率、分配的端口信息完成频点分配。

优选地，所述频点排序链表中的节点数据与频点数组的下标一一对应，所述频点排序链表的顺序为对对应频点结构体按照最大剩余带宽方法进行的有序排列。

优选地，所述频点结构体包含端口状态数组，其中，所述端口状态数组的数组元素为端口是否可用的标识状态信息。

优选地，所述可用端口链表中的端口均为可用端口，在分配频点端口时，将从链表的头部节点的端口或者其它节点的端口中选择的端口用于分配。

图8是本发明实施例的基于缓存模型的IPQAM频点回收方法流程示意图。所述缓存模型由服务组数组构成，所述服务组数组下标与服务组标识为一一对应，所述服务组数组元素为服务组结构体，所述服务组结构体包括由该服务组内的频点所构成的频点数组以及频点排序链表，所述频点数组的元素为频点结构体，所述频点结构体包含端口状态数组、可用端口链表以及可用带宽信息；所述频点回收方法包括：根据服务组标识快速获取频点数组，并根据频点所在数组下标从所述频点数组中获取需要回收的频点结构体，通过修改、更新频点结构体中的可用端口链表、端口状态数组、可用带宽信息完成频点回收。

优选地，所述根据服务组标识快速获取频点数组，并根据频点所在数组下标从所述频点数组中获取需要回收的频点结构体，通过修改、更新频点结构体中的可用端口链表、端口状态数组、可用带宽信息完成频点回收，具体为：根据频点回收请求获取服务组标识、频点所在频点数组的下标、回收带宽，以及端口信息，以所述服务组标识获取对应的数组下标从服务组数组中获取服务组结构体，从所述服务组结构体中的频点数组中获取所述频点所在频点数组的下标对应的频点结构体；在所述频点结构体的端口链表中加入新节点数据，所述新节点数据为须回收频点的端口号；在所述频点结构体的端口状态数组中，将以所述须回收频点的端口号为下标的数组元素置为可用状态；将所述频点结构体的可用带宽更新为原可用带宽加上回收带宽，对所述频点排序链表重新排序。

优选地，所述频点排序链表中的节点数据与频点数组的下标一一对应，所述频点排序链表的顺序为对对应频点结构体按照最大剩余带宽方法进行的有序排列。

本发明实施例根据数字电视互动业务具备其特定的业务交互流程，以及请求中固有的服务组标识、所需带宽等参数，设计一个适用于该业务环境下IPQAM频点管理的缓存模型，据此尽量减低了对系统内存的消耗，并基于该缓存模型提出一种快速分配、回收频点资源的方法，使得频点的分配与回收具有快速定位优先分配以及回收的特点。

本领域技术人员应该理解到，在本申请所提供的几个实施例中，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块、器件可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个集成模块中。上述模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

显而易见，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下，在此描述的本发明可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改变，都应包括在本发明权利要求书所涵盖的范围之内。本发明所要求保护的范围由所述的权利要求书进行限定。

Claims (6)

1.一种基于缓存模型的边缘调制器IPQAM频点分配方法，其特征在于，所述缓存模型由服务组数组构成，所述服务组数组下标与服务组标识为一一对应，所述服务组数组元素为服务组结构体，所述服务组结构体包括由该服务组内的频点所构成的频点数组以及频点排序链表，所述频点数组的元素为频点结构体，所述频点结构体包含端口状态数组、可用端口链表以及可用带宽信息；所述频点分配方法包括：

根据分配请求中的服务组标识快速获取频点数组，并根据频点排序链表从所述频点数组中获取优先分配的频点结构体，通过修改、更新频点结构体中的可用端口链表、端口状态数组、可用带宽信息进行频点分配，具体为：

根据分配请求中的所述服务组标识获取服务组数组下标，从服务组数组中获取服务组结构体，从所述服务组结构体中的频点排序链表固定位置节点中读取优先分配的频点数组的下标，进而从频点数组中读取该下标对应的频点结构体；

比较请求带宽与所述频点结构体中的可用带宽大小，如果前者大于后者，则结束频点分配；否则，从所述可用端口链表获取一个端口，并将其节点从所述可用端口链表中移除，将端口状态数组中下标为上述端口的数组元素置为已占用状态，并且，将所述频点结构体中的可用带宽修改为原可用带宽减去请求带宽，对所述频点排序链表重新排序；

依据优先分配频点频率、分配的端口信息完成频点分配。

2.根据权利要求1所述的IPQAM频点分配方法，其特征在于，所述频点排序链表中的节点数据与频点数组的下标一一对应，所述频点排序链表的顺序为对对应频点结构体按照最大剩余带宽方法进行的有序排列。

3.根据权利要求1所述的IPQAM频点分配方法，其特征在于，所述频点结构体包含端口状态数组，其中，所述端口状态数组的数组元素为端口是否可用的标识状态信息。

4.根据权利要求1所述的IPQAM频点分配方法，其特征在于，所述可用端口链表中的端口均为可用端口，在分配频点端口时，将从链表的头部节点的端口或者其它节点的端口中选择的端口用于分配。

5.一种基于缓存模型的IPQAM频点回收方法，其特征在于，所述缓存模型由服务组数组构成，所述服务组数组下标与服务组标识为一一对应，所述服务组数组元素为服务组结构体，所述服务组结构体包括由该服务组内的频点所构成的频点数组以及频点排序链表，所述频点数组的元素为频点结构体，所述频点结构体包含端口状态数组、可用端口链表以及可用带宽信息；所述频点回收方法包括：

根据服务组标识快速获取频点数组，并根据频点所在数组下标从所述频点数组中获取需要回收的频点结构体，通过修改、更新频点结构体中的可用端口链表、端口状态数组、可用带宽信息完成频点回收，具体为：

根据频点回收请求获取服务组标识、频点所在频点数组的下标、回收带宽，以及端口信息，以所述服务组标识获取对应的数组下标从服务组数组中获取服务组结构体，从所述服务组结构体中的频点数组中获取所述频点所在频点数组的下标对应的频点结构体；

在所述频点结构体的端口链表中加入新节点数据，所述新节点数据为须回收频点的端口号；在所述频点结构体的端口状态数组中，将以所述须回收频点的端口号为下标的数组元素置为可用状态；将所述频点结构体的可用带宽更新为原可用带宽加上回收带宽，对所述频点排序链表重新排序。

6.根据权利要求5所述的IPQAM频点回收方法，其特征在于，所述频点排序链表中的节点数据与频点数组的下标一一对应，所述频点排序链表的顺序为对对应频点结构体按照最大剩余带宽方法进行的有序排列。