CN104092791B

CN104092791B - 一种综合质量与成本的互联网内容资源调度方法和系统

Info

Publication number: CN104092791B
Application number: CN201410332307.1A
Authority: CN
Inventors: 袁莎; 林涛; 赵志军; 谭红艳; 慈松
Original assignee: Institute of Acoustics CAS
Current assignee: Institute of Acoustics CAS
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2017-07-28
Anticipated expiration: 2034-07-11
Also published as: CN104092791A

Abstract

本发明涉及一种综合质量与成本的互联网内容资源调度方法和系统，该方法包括：接收用户终端发送的域名解析请求，域名解析请求中携带待解析域名；查询待解析域名对应的至少两个IP地址；对每个IP地址对应的内容服务器进行质量探测，获取每个IP地址对应的内容服务器的探测结果；根据探测结果和内容服务器与用户终端的调度方式选择第一内容服务器；第一内容服务器所对应的IP地址为从至少两个IP地址中选择的第一IP地址；将第一IP地址作为域名的解析结果。由上可见，本发明有效保证了用户能够访问相应的内容，并且确保了服务的响应时间较短，用户体验好。

Description

一种综合质量与成本的互联网内容资源调度方法和系统

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种综合质量与成本的互联网内容资源调度方法和系统。

背景技术

随着互联网内容的激增，互联网的拥塞程度和拥塞风险不断攀升。互联网服务提供商(ISP，Internet Service Provider)对互联网资源调度的需求主要有：1)将尽可能多的流量在本地消化，减少骨干网的压力；2)将尽可能多的流量在本网消化，减少与其他ISP的互联互通出口压力。其中，调度方式具体可以分为四类，按照ISP对互联网资源调度的优先级,调度方式由高到低为：网内本省互联网数据中心(IDC,Internet Data Center)、网内本省对等直连、网内本省缓存(Cache)、网内外省IDC、网内外省Cache、外网。

现有技术中，互联网内容资源调度方式主要基于域名系统(DNS，Domain NameSystem)服务器进行调度，DNS用于完成将便于人们记忆的域名地址转化为计算机能够识别的IP地址，其中，域名地址可简称为域名。出于服务可用性、负载均衡等方面的考虑，ISP会设置多个提供相同内容资源的内容服务器，每个内容服务器对应一个IP地址。DNS服务器为ISP的用户返回请求域名的结果时，往往返回多个IP地址，目前大多采用随机或循环方式使用解析得到的IP地址。其中，上述循环方式即顺次选取的方式，例如，有A、B、C和D四个内容服务器，DNS服务器在响应用户的域名解析请求时，第一次向用户终端返回内容服务器A的IP地址，第二次向用户终端返回内容服务器B的IP地址，第三次向用户终端返回内容服务器C的IP地址，第四次向用户终端返回内容服务器D的IP地址，第五次向用户终端返回内容服务器A的IP地址，以此类推。

由上可见，现有技术的互联网内容资源调度方法中，当采用随机方式从多个内容服务器中选择出一个内容服务器时，若上述多个内容服务器中存在失效的内容服务器，则DNS服务器可能会将该失效的内容服务器的IP地址作为域名解析结果返回给用户终端，从而导致用户通过该失效的内容服务器无法访问相应的内容；当采用循环方式从多个内容服务器中选择出一个内容服务器时，DNS服务器向用户终端返回的IP地址所指示的内容服务器可能与用户终端间的距离非常远，服务的响应时间得不到保证；现有技术的互联网内容资源调度方法也无法满足ISP对互联网的资源调度需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中DNS服务器将失效的内容服务器的IP地址作为域名解析结果返回给用户终端，从而导致用户无法访问相应内容的问题，以及，服务的响应时间得不到保证的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种综合质量与成本的互联网内容资源调度方法，该方法包括：接收用户终端发送的域名解析请求，所述域名解析请求中携带待解析域名；查询所述待解析域名对应的至少两个IP地址；对每个IP地址对应的内容服务器进行质量探测，获取每个IP地址对应的内容服务器的探测结果；根据所述探测结果和所述内容服务器与所述用户终端的调度方式选择第一内容服务器；所述第一内容服务器所对应的IP地址为从所述至少两个IP地址中选择的第一IP地址；将所述第一IP地址作为所述域名的解析结果。

在第一方面的第一种可能的实施方式中，所述根据所述探测结果和所述内容服务器与所述用户终端的调度方式选择第一内容服务器，包括：根据每个内容服务器的探测结果，得到每个内容服务器的质量评测值；根据每个内容服务器与所述用户终端的调度方式，确定每个内容服务器的成本评测值；根据所述质量评测值与成本评测值得到所述内容服务器的调度值，所述调度值最大的内容服务器作为第一内容服务器。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第一方面的第二种可能的实施方式中，所述根据每个内容服务器的探测结果，得到每个内容服务器的质量评测值，包括：所述质量评测值根据公式QS＝S1×W1+S2×W2+S3×W3+S4×W4确定；其中，所述探测结果包括T1、T2、T3和T4，其中，T1为DNS解析时间、T2为传输控制协议TCP建连时间、T3为第一字节解析时间、T4为剩余字节解析时间；W1为T1的权重，W2为T2的权重，W3为T3的权重，W4为T4的权重，W1、W2、W3和W4之和为100％。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，在第一方面的第三种可能的实施方式中，W1为10％、W2为20％、W3为40％、W4为30％。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第一方面的第四种可能的实施方式中，所述根据每个内容服务器与所述用户终端的调度方式，确定每个内容服务器的成本评测值，包括：根据每个内容服务器与所述用户终端的调度方式，从预先存储的调度方式与成本评测值的对应关系中查找每个内容服务器的成本评测值。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第一方面的第五种可能的实施方式中，所述根据所述质量评测值与成本评测值得到所述内容服务器的调度值，包括：所述质量评测值与成本评测值的算术平均值为所述内容服务器的调度值；所述调度值根据公式SV＝0.5×QS+0.5×CS确定；其中，SV为调度值，QS为质量评测值，CS为成本评测值。

第二方面，本发明提供了一种综合质量与成本的互联网内容资源调度系统，所述系统包括：接收单元，用于接收用户终端发送的域名解析请求，所述域名解析请求中携带待解析域名；查询单元，用于查询所述接收单元接收到的域名解析请求中携带的待解析域名对应的至少两个IP地址；质量探测单元，用于对所述查询单元查询到的每个IP地址对应的内容服务器进行质量探测，获取每个IP地址对应的内容服务器的探测结果；选择单元，用于根据所述质量探测单元获取的探测结果和所述内容服务器与所述用户终端的调度方式选择第一内容服务器；所述第一内容服务器所对应的IP地址为从所述至少两个IP地址中选择的第一IP地址；将所述第一IP地址作为所述域名的解析结果。

本发明的综合质量与成本的互联网内容资源调度方法中，在接收到用户终端发送的域名解析请求后，先根据域名解析请求中携带的待解析域名，查询待解析域名对应的至少两个IP地址，然后对每个IP地址对应的内容服务器进行质量探测，获取每个IP地址对应的内容服务器的探测结果，再根据探测结果和内容服务器与用户终端的调度方式选择第一内容服务器，将第一内容服务器所对应的IP地址作为从至少两个IP地址中选择出的第一IP地址，将第一IP地址作为域名的解析结果。由上可见，本发明根据对每个内容服务器的探测结果和每个内容服务器与用户终端的调度方式，从多个内容服务器中选择出一个内容服务器，将该内容服务器的IP地址作为域名解析结果返回给用户终端，因此有效保证了用户能够访问相应的内容，并且确保了服务的响应时间较短，用户体验好。

附图说明

图1为本发明综合质量与成本的互联网内容资源调度方法的应用场景示意图；

图2为本发明一种具体实施方式中的综合质量与成本的互联网内容资源调度方法流程图；

图3为本发明一种具体实施方式中的内容资源调度通信流程图；

图4为本发明一种具体实施方式中的综合质量与成本的互联网内容资源调度系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明综合质量与成本的互联网内容资源调度方法的应用场景示意图，在该场景中有三类设备，用户终端101、内容服务器102和DNS服务器103。其中，用户在访问内容服务器102的过程中，通过用户终端101向DNS服务器103发送域名解析请求，域名解析请求中携带待解析域名，待解析域名对应的内容服务器102至少为两个，每个内容服务器102对应一个IP地址，在DNS服务器103根据调度决策向用户终端101返回相应的IP地址后，用户通过用户终端101根据返回的IP地址访问该IP地址对应的内容服务器102。本发明实施例中，DNS服务器103可以内置决策调度组件104，当用户请求解析域名时，DNS服务器103可以根据决策调度组件104的决策机制进行智能选择。

图2为本发明一种具体实施方式中的综合质量与成本的互联网内容资源调度方法流程图，该综合质量与成本的互联网内容资源调度方法的具体处理过程如下：

步骤201，接收用户终端发送的域名解析请求，域名解析请求中携带待解析域名。

其中，该综合质量与成本的互联网内容资源调度方法的执行主体可以为网络中现有的DNS服务器，或者，为执行该方法而专门制造的DNS服务器。

步骤202，查询待解析域名对应的至少两个IP地址。

本发明实施例中，ISP设置了多个提供相同内容资源的内容服务器，每个内容服务器对应一个IP地址。可以预先存储域名与IP地址的对应关系，DNS服务器为用户进行域名解析时，先从预先存储的域名与IP地址的对应关系中，查询待解析域名对应的至少两个IP地址，从而确定待解析域名对应的多个内容服务器。其中，域名与IP地址的对应关系可以如表一所示。

表一

由表一可知，当待解析域名为AA时，该待解析域名对应的IP地址为IP1、IP2和IP3；当待解析域名为BB时，该待解析域名对应的IP地址为IP4和IP5。

步骤203，对每个IP地址对应的内容服务器进行质量探测，获取每个IP地址对应的内容服务器的探测结果。

其中，可以采用探针技术对内容服务器进行质量探测，具体的探测内容可以包括DNS解析时间、传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)建连时间、第一字节解析时间和剩余字节解析时间。

步骤204，根据探测结果和内容服务器与用户终端的调度方式选择第一内容服务器。

本发明实施例中，根据探测结果和内容服务器与用户终端的调度方式选择第一内容服务器，可以包括下述处理过程：

第一，根据每个内容服务器的探测结果，得到每个内容服务器的质量评测值。

本发明实施例中，质量评测值可以根据公式QS＝S1×W1+S2×W2+S3×W3+S4×W4确定；

其中，

上述探测结果包括T1、T2、T3和T4，其中，T1为DNS解析时间、T2为TCP建连时间、T3为第一字节解析时间、T4为剩余字节解析时间；W1为T1的权重，W2为T2的权重，W3为T3的权重，W4为T4的权重，W1、W2、W3和W4之和为100％。优选地，W1、W2、W3和W4可以按照专家经验模型来取值，W1为10％、W2为20％、W3为40％、W4为30％。此外，max(T₁)表示内容服务器中DNS解析时间最长的，max(T₂)表示内容服务器中TCP建连时间最长的，max(T₃)表示内容服务器中第一字节解析时间最长的，max(T₄)表示内容服务器中剩余字节解析时间最长的。表二为探测结果与质量评测值的对应关系列表。

表二

探测内容	探测结果	权重	质量评测值
				DNS解析时间	T1	W1	S1
TCP建连时间	T2	W2	S2
				第一字节解析时间	T3	W3	S3
剩余字节解析时间	T4	W4	S4

第二，根据每个内容服务器与用户终端的调度方式，确定每个内容服务器的成本评测值。

随着互联网内容的激增，互联网的拥塞程度和拥塞风险不断攀升。ISP对互联网资源调度的需求主要有：1)将尽可能多的流量在本地消化，减少骨干网的压力；2)将尽可能多的流量在本网消化，减少与其他ISP的互联互通出口压力。其中，调度方式具体可以分为四类，按照ISP对互联网资源调度的优先级调度方式由高到低为：网内本省互联网数据中心(IDC,Internet Data Center)、网内本省对等直连、网内本省缓存(Cache)、网内外省IDC、网内外省Cache、外网。

本发明实施例中，可以根据每个内容服务器与用户终端的调度方式，从预先存储的调度方式与成本评测值的对应关系中查找每个内容服务器的成本评测值。其中，调度方式与成本评测值的对应关系可以如表三所示。

表三

调度方式	网内本省IDC	网内本省对等直连	网内本省Cache
				成本评测值	1	0.8	0.6
调度方式	网内外省IDC	网内外省Cache	外网
				成本评测值	0.4	0.2	0

第三，根据质量评测值与成本评测值得到内容服务器的调度值，调度值最大的内容服务器作为第一内容服务器。

本发明实施例中，可以将质量评测值与成本评测值的算术平均值作为内容服务器的调度值，调度值可以根据公式SV＝0.5×QS+0.5×CS确定。其中，SV为调度值，QS为质量评测值，CS为成本评测值。

步骤205，第一内容服务器所对应的IP地址为从至少两个IP地址中选择的第一IP地址，将第一IP地址作为域名的解析结果。

由上述处理过程可知，本发明实施例的综合质量与成本的互联网内容资源调度方法中，在接收到用户终端发送的域名解析请求后，先根据域名解析请求中携带的待解析域名，查询待解析域名对应的至少两个IP地址，然后对每个IP地址对应的内容服务器进行质量探测，获取每个IP地址对应的内容服务器的探测结果，再根据探测结果和内容服务器与用户终端的调度方式选择第一内容服务器，将第一内容服务器所对应的IP地址作为从至少两个IP地址中选择出的第一IP地址，将第一IP地址作为域名的解析结果。由上可见，本发明根据对每个内容服务器的探测结果和每个内容服务器与用户终端的调度方式，从多个内容服务器中选择出一个内容服务器，将该内容服务器的IP地址作为域名解析结果返回给用户终端，因此有效保证了用户能够访问相应的内容，并且确保了服务的响应时间较短，用户体验好。

图3为本发明一种具体实施方式中的内容资源调度通信流程图，该内容资源调度过程中采用了本发明图2所示的综合质量与成本的互联网内容资源调度方法，其具体处理过程如下：

步骤301，用户终端向智能DNS服务器发起域名解析请求。

步骤302，智能DNS服务器根据域名解析请求查询相应内容服务器的IP地址。

其中，域名解析请求中携带待解析域名，待解析域名对应多个内容服务器，每个内容服务器对应一个IP地址。

步骤303，智能DNS服务器向决策调度组件请求调度决策。

该调度决策为决策调度组件运行决策调度机制后得到的，决策调度机制用于对每个IP地址对应的内容服务器进行质量探测，获取每个IP地址对应的内容服务器的探测结果，再根据探测结果和内容服务器与用户终端的调度方式选择第一内容服务器。

步骤304，决策调度组件向智能DNS服务器返回调度决策。

其中，返回调度决策用于将步骤303选择的第一内容服务器上报智能DNS服务器。

步骤305，智能DNS服务器为用户终端分配选中的内容服务器。

步骤306，智能DNS服务器对用户的域名解析请求进行响应并返回相应的IP地址。

将第一内容服务器所对应的IP地址作为从至少两个IP地址中选择出的第一IP地址，将第一IP地址作为域名的解析结果，向用户终端返回第一IP地址。

步骤307，用户终端根据智能DNS返回的IP地址访问相应的内容服务器。

图4为本发明一种具体实施方式中的综合质量与成本的互联网内容资源调度系统的结构示意图，该服务器包括：

接收单元401，用于接收用户终端发送的域名解析请求，所述域名解析请求中携带待解析域名；

查询单元402，用于查询所述接收单元401接收到的域名解析请求中携带的待解析域名对应的至少两个IP地址；

质量探测单元403，用于对所述查询单元402查询到的每个IP地址对应的内容服务器进行质量探测，获取每个IP地址对应的内容服务器的探测结果；

选择单元404，用于根据所述质量探测单元403获取的探测结果和所述内容服务器与所述用户终端的调度方式选择第一内容服务器；所述第一内容服务器所对应的IP地址为从所述至少两个IP地址中选择的第一IP地址；将所述第一IP地址作为所述域名的解析结果。

较佳地，所述选择单元404包括：

质量评测值获得子单元，用于根据所述质量探测单元403获取的每个内容服务器的探测结果，得到每个内容服务器的质量评测值；

成本评测值确定子单元，用于根据每个内容服务器与所述用户终端的调度方式，确定每个内容服务器的成本评测值；

调度值获得子单元，用于根据所述质量评测值获得子单元得到的质量评测值与所述成本评测值确定子单元确定的成本评测值得到所述内容服务器的调度值；

选择子单元，用于将所述调度值获得子单元获得的调度值最大的内容服务器作为第一内容服务器。

更佳地，所述质量评测值获得子单元具体用于根据公式QS＝S1×W1+S2×W2+S3×W3+S4×W4确定所述质量评测值；

其中，

所述探测结果包括T1、T2、T3和T4，其中，T1为域名系统DNS解析时间、T2为传输控制协议TCP建连时间、T3为第一字节解析时间、T4为剩余字节解析时间；

W1为T1的权重，W2为T2的权重，W3为T3的权重，W4为T4的权重，W1、W2、W3和W4之和为100％。

更佳地，W1为10％、W2为20％、W3为40％、W4为30％。

更佳地，所述成本评测值确定子单元具体用于：根据每个内容服务器与所述用户终端的调度方式，从预先存储的调度方式与成本评测值的对应关系中查找每个内容服务器的成本评测值。

更佳地，所述调度值获得子单元具体用于：将所述质量评测值与成本评测值的算术平均值作为所述内容服务器的调度值；所述调度值根据公式SV＝0.5×QS+0.5×CS确定；

其中，SV为调度值，QS为质量评测值，CS为成本评测值。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种综合质量与成本的互联网内容资源调度方法，其特征在于，所述方法包括：

接收用户终端发送的域名解析请求，所述域名解析请求中携带待解析域名；

查询所述待解析域名对应的至少两个网络互连协议IP地址；

对每个IP地址对应的内容服务器进行质量探测，获取每个IP地址对应的内容服务器的探测结果，其中，所述探测结果对应的探测内容至少包括以下一项或多项：DNS解析时间、传输控制协议TCP建连时间、第一字节解析时间和剩余字节解析时间；

根据所述探测结果和所述内容服务器与所述用户终端的调度方式选择第一内容服务器；

所述第一内容服务器所对应的IP地址为从所述至少两个IP地址中选择的第一IP地址；

将所述第一IP地址作为所述域名的解析结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述探测结果和所述内容服务器与所述用户终端的调度方式选择第一内容服务器，包括：

根据每个内容服务器的探测结果，得到每个内容服务器的质量评测值；

根据每个内容服务器与所述用户终端的调度方式，确定每个内容服务器的成本评测值；

根据所述质量评测值与成本评测值得到所述内容服务器的调度值，所述调度值最大的内容服务器作为第一内容服务器。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据每个内容服务器的探测结果，得到每个内容服务器的质量评测值，包括：所述质量评测值根据公式QS＝S1×W1+S2×W2+S3×W3+S4×W4确定；

其中，

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，W1为10％、W2为20％、W3为40％、W4为30％。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据每个内容服务器与所述用户终端的调度方式，确定每个内容服务器的成本评测值，包括：根据每个内容服务器与所述用户终端的调度方式，从预先存储的调度方式与成本评测值的对应关系中查找每个内容服务器的成本评测值，其中，成本评测值CS的取值范围为0≤CS≤1。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述质量评测值与成本评测值得到所述内容服务器的调度值，包括：

所述质量评测值与成本评测值的算术平均值为所述内容服务器的调度值；所述调度值根据公式SV＝0.5×QS+0.5×CS确定；

其中，SV为调度值，QS为质量评测值，CS为成本评测值。

7.一种综合质量与成本的互联网内容资源调度系统，其特征在于，所述系统包括：

接收单元，用于接收用户终端发送的域名解析请求，所述域名解析请求中携带待解析域名；

查询单元，用于查询所述接收单元接收到的域名解析请求中携带的待解析域名对应的至少两个网络互连协议IP地址；

质量探测单元，用于对所述查询单元查询到的每个IP地址对应的内容服务器进行质量探测，获取每个IP地址对应的内容服务器的探测结果，其中，所述探测结果对应的探测内容至少包括以下一项或多项：DNS解析时间、传输控制协议TCP建连时间、第一字节解析时间和剩余字节解析时间；

选择单元，用于根据所述质量探测单元获取的探测结果和所述内容服务器与所述用户终端的调度方式选择第一内容服务器；所述第一内容服务器所对应的IP地址为从所述至少两个IP地址中选择的第一IP地址；将所述第一IP地址作为所述域名的解析结果。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述选择单元包括：

质量评测值获得子单元，用于根据所述质量探测单元获取的每个内容服务器的探测结果，得到每个内容服务器的质量评测值；

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述质量评测值获得子单元具体用于根据公式QS＝S1×W1+S2×W2+S3×W3+S4×W4确定所述质量评测值；

其中，

W1为T1的权重，W2为T2的权重，W3为T3的权重，W4为T4的权重，W1、W2、W3和W4之和为100％；

W1为10％、W2为20％、W3为40％、W4为30％。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述成本评测值确定子单元具体用于：根据每个内容服务器与所述用户终端的调度方式，从预先存储的调度方式与成本评测值的对应关系中查找每个内容服务器的成本评测值；

所述调度值获得子单元具体用于：将所述质量评测值与成本评测值的算术平均值作为所述内容服务器的调度值；所述调度值根据公式SV＝0.5×QS+0.5×CS确定；

其中，SV为调度值，QS为质量评测值，CS为成本评测值，其中，成本评测值CS的取值范围为0≤CS≤1。