CN107295061B - 一种基于内容分发网络的内容分发方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于内容分发网络的内容分发方法，该方法根据实际情况，将各子节点间建立临时圈子或临时对等体，进行短时间的内交互和共享，当不要共享或者需要与别的子节点进行共享时，本发明会具体需要取消相应子节点的对等网络，并且会将其余的子节点间建立对等体网络，这样不但能够充分实现各子节点之间的内容共享，并且可以解决现有技术中指出的内容分发过于依赖CDN数据源服务器、造成可扩展性差、CDN数据源服务器负担过重的技术问题，并且可以保证数据源服务器具有冗余的带宽，缓解数据源服务器的带宽压力，提高内容分发的效率，保证内容分发的准确性和时效性。

Description

一种基于内容分发网络的内容分发方法

技术领域

本发明属于内容分发领域，特别涉及一种基于内容分发网络的内容分发方法。

背景技术

内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)技术是一种将内容从中心服务器分发到靠近用户的边缘服务器，从而实现内容的分布式就近访问的方法。CDN技术有效地提高了内容访问的服务质量，并支持大规模的并发访问能力。

然而，现有的CDN网络在单独构建内容承载网络时存在一定的问题，例如现在的CDN在进行内容分发时，通过管理服务器调度内容逻辑分发服务器向CDN子节点发送分发指令，所述CDN子节点在接收到分发指令后，统一向CDN数据源服务器下载需要分发的数据。用户所在客户端通过本地DNS解析找到就近的CDN子节点，从CDN子节点下载需要的数据，如果子节点无法下载，可以从数据源服务器下载，但由于从数据源服务器下载的数量比较多，无法保证下载的效率。此外，现有的CDN在进行内容分发时，过于依赖CDN数据源服务器，造成CDN数据源服务器负担过重，带宽压力较大以及CDN节点扩展性差。导致CDN子节点内容分发的成功率较低，有时候会出现分发数据不同步或者需要很长时间才能同步的问题。为了解决上述技术问题，CN103581245公开了一种内容分发网络内容分发的方法及系统，该方法将各子节点之前执行对等网络P2P协议，使P2P协议即为对等网络，是一种资源计算、存储、通信与信息等分布利用与共享的网络体系构架。P2P技术具有消除服务器瓶颈和平衡流量分布等优点，所以现有技术将各子节点均执行对等网络P2P协议，解决了现有内容分发过于依赖CDN数据源服务器、造成可扩展性差、CDN数据源服务器负担过重的问题，但是该技术随之带来了另一问题，就是对等网络P2P协议也是需要带宽的，当每个子节点均执行对等网络P2P协议时，也会给数据源服务器的带宽带来较大的压力，并且有的子节点由于受到网速等原因的现在，应用的时候比较少，将其也执行对等网络P2P协议，浪费带宽资源，并且有的子节点间没有必要建立对等网络，因为其不需要内容的共享。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于内容分发网络的内容分发方法，该方法保证数据源服务器具有冗余的带宽，缓解数据源服务器的带宽压力，提高内容分发的效率，保证内容分发的准确性和实效性。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供一种基于内容分发网络的内容分发方法，该内容分发网络包括数据源服务器、与数据源服务器相连的网络节点及子节点，每一子节点都配置IP地址，该方法包括如下步骤：

S1：各子节点分别接收来自各客户端的内容分发请求，并记录各客户端的ID；

S2：判断子节点内是否存储有内容分发请求的内容，如果有，进行步骤S3；

S3：将存储有内容分发请求内容的子节点与网络节点建立临时通信，形成一临时圈子；

S4：为临时圈子内的网络节点配置IP地址，网络节点通过建立的临时通信收集信息，形成临时列表并发送给数据源服务器，所述临时列表内存储有内容分发请求内容的子节点IP地址、内容分发请求对应的客户端ID；

S5：数据源服务器根据临时列表形成对等体列表，并发送给网络节点；

S6：网络节点根据对等体列表内的数据使对应的子节点之间执行对等体网络P2P协议，并向各客户端发送网络节点的IP地址，客户端通过登录网络节点的IP地址可访问对应的子节点，进行内容分发请求内容的下载。

进一步的改进，再进行步骤S1之前还需进行如下步骤：

S0：收集内容提供者的身份信息，及提供内容的IP地址，如果多个内容提供者共用一个IP地址提供内容，将各内容放到一个圈子内。

进一步的改进，该方法还包括如下步骤：

S7：当各客户端均登录网络节点后的T时间内，继续判断临时圈子内是否存储有各子节点新接收的内容分发请求的内容，如果该临时圈子没有存储内容分发请求的内容，进行步骤S8；

S8：取消建立的临时圈子，并且取消各子节点之间执行的对等体网络P2P协议。

进一步的改进，该方法还包括如下步骤：

S9：当步骤S7判断有时，统计临时圈子内存储的与新接收的内容分发请求对应的内容的数量N，并将其与数量阈值N1进行比对，当N≥N1，进行步骤S10，当N＜N1，进行步骤S8；

S10：将建立的临时圈子改成固定圈子，并且该固定圈子内的所有子节点都执行对等体网络P2P协议。

进一步的改进，方法还包括如下步骤：

S11：如果各子节点均没有存储内容分发请求的内容，判断是否有不同IP地址的子节点接收到了相同内容分发请求，如果有，进行步骤S12；

S12：数据源服务器将各子节点间形成临时对等体，并使各子节点之间执行对等体网络P2P协议；

S13：判断各不同IP地址的子节点与数据源服务器的距离，数据源服务器将内容分发请求的内容传输给距离数据源服务器最近的子节点进行缓存。

进一步的改进，该方法还包括如下步骤：

S14：当步骤S11判断没有时，判断各内容分发请求的身份，是否有同为内容提供者和内容分发请求者，如果没有，进行步骤S15；

S15：判断内容分发请求者是否有属于一个圈子的，如果有，进行步骤S16，如果没有，进行步骤S17；

S16：数据源服务器将接收属于一个圈子的内容分发请求的各子节点形成临时对等体，并使各子节点之间执行对等体网络P2P协议，进行步骤S13；

S17：各子节点从所述数据源服务器内缓存内容分发请求的内容，并反馈给客户端。

进一步的改进，该方法还包括：

S18：当步骤S14判断有，判断是否存在内容提供者请求的内容是另一内容请求者提供的内容，如果存在，进行步骤S19，如果不存在，进行步骤S17；

S19：将所述另一内容请求者提供的内容均缓存到网络节点内，并为网络节点配置临时IP地址，将临时IP地址直接发送给客户端。

进一步的改进，该方法还包括：

S20：当建立的临时对等体超过预设时间后，数据源服务器取消相应子节点之间形成的对等体，并进行步骤S21；

S21：时刻统计存储有内容的各子节点内存储的内容量X，根据某一时刻内容量的变化，将各子节点之间执行临时的对等体网络P2P协议。

进一步的改进，步骤S21包括：

S211：统计T1时刻内各子节点内存储的内容量X，判断内容量与内容量阈值X1的大小，当X≥X1，进行步骤S212；

S212：将各子节点的IP地址进行哈希运算，分别获得哈希值H；

S213：计算各哈希值之间的碰撞率L，L＝Hn/Hm，Hn表示第n个子节点的哈希值，Hm表示第m个子节点的哈希值；

S214：判断碰撞率L与预设碰撞率阈值L1的大小，如果L≥L1，进行步骤S215，如果L＜L1，进行步骤S216；

S215：将两个子节点放入不同的圈子内，并进行编号，进行步骤S12；

S216：将两个子节点放入相同的圈子内，并进行编号，进行步骤S12。

进一步的改进，步骤S21还包括：

S217：步骤S211判断出X＜X1，判断各子节点之间的距离J，将距离J与距离阈值J1进行比对，当J≥J1，进行步骤S215，当J＜J1，进行步骤S216。

本发明的有益效果如下：

本发明提供一种基于内容分发网络的内容分发方法，该方法根据实际情况，将各子节点间建立临时圈子或临时对等体，进行短时间的内容交互和共享，当不要共享或者需要与别的子节点进行共享时，本发明会根据具体需要取消相应子节点的对等网络，并且会将其余的子节点间建立对等体网络，这样不但能够充分实现各子节点之间的内容共享，并且可以解决现有技术中指出的内容分发过于依赖CDN数据源服务器、造成可扩展性差、CDN数据源服务器负担过重的技术问题，并且可以保证数据源服务器具有冗余的带宽，缓解数据源服务器的带宽压力，提高内容分发的效率，保证内容分发的准确性和时效性。

附图说明

图1为实施例1一种基于内容分发网络的内容分发方法的流程图；

图2为实施例2一种基于内容分发网络的内容分发方法的流程图；

图3为实施例3步骤S7-S10的示意图；

图4为实施例4步骤S11-S19的流程图；

图5为实施例5步骤S20-S21的流程图；

图6为实施例6步骤S21的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本发明实施例1提供一种基于内容分发网络的内容分发方法，其中，内容分发网络包括数据源服务器、与数据源服务器相连的网络节点及子节点，每一子节点都配置IP地址，如图1所示，该方法包括如下步骤：

S1：各子节点分别接收来自各客户端的内容分发请求，并记录各客户端的ID；

S2：判断子节点内是否存储有内容分发请求的内容，如果有，进行步骤S3；

S3：将存储有内容分发请求内容的子节点与网络节点建立临时通信，形成一临时圈子；

S4：为临时圈子内的网络节点配置IP地址，网络节点通过建立的临时通信收集信息，形成临时列表并发送给数据源服务器，所述临时列表内存储有内容分发请求内容的子节点IP地址、内容分发请求对应的客户端ID；

S5：数据源服务器根据临时列表形成对等体列表，并发送给网络节点；

S6：网络节点根据对等体列表内的数据使对应的子节点之间执行对等体网络P2P协议，并向各客户端发送网络节点的IP地址，客户端通过登录网络节点的IP地址可访问对应的子节点，进行内容分发请求内容的下载。

需要指出的是本发明中提到的网络节点是实时与数据源服务器进行通讯的一网络服务器，但是开始不与子节点，即边缘服务器相连，只有当建立临时圈子时，网络节点才会与子节点进行通信。

本发明提供的一种基于内容分发网络的内容分发方法，该方法首先由子节点接收各客户端的内容分发请求，获得请求后，首先遍历各子节点是否有与内容分发请求相关的内容，如果有，将有相关内容的子节点与网络节点建立临时通信，形成一临时通信的圈子，该临时通信的圈子释放了数据源服务器，进而保证了数据源服务器具有冗余的带宽，建立通信后，为网络节点配置IP地址，然后网络节点收集与其通信的子节点的信息及客户端ID，将其形成临时列表，并发送给数据源服务器，数据源服务器根据临时列表记载的内容，将相应的子节点间形成对等体，使其执行对等体网络P2P协议，这样子节点内存储的内容可以共享，内容分发请求者通过获得网络节点的IP地址就可以连接到子节点上，进行内容的下载，不用在从数据源服务器内直接下载，提高了下载的时效性。

实施例2

本发明实施例2提供一种基于内容分发网络的内容分发方法，该方法与实施例1的基本相同，不同的是，如图2所示，再进行步骤S1之前还需进行如下步骤：

S0：收集内容提供者的身份信息，及提供内容的IP地址，如果多个内容提供者共用一个IP地址提供内容，将各内容放到一个圈子内。

本发明在数据源服务器在接收内容提供者提供的内容时，可以将通过一个IP提供的内容建立一个圈子，以保证该圈子内的内容提供者下载的内容可以共享。

实施例3

本发明实施例3提供一种基于内容分发网络的内容分发方法，该方法与实施例1的基本相同，不同的是，如图3所示，该方法还包括如下步骤：

S7：当各客户端均登录网络节点后的T时间内，继续判断临时圈子内是否存储有各子节点新接收的内容分发请求的内容，如果该临时圈子没有存储内容分发请求的内容，进行步骤S8，如果有，进行步骤S9；

S8：取消建立的临时圈子，并且取消各子节点之间执行的对等体网络P2P协议；

S9：统计临时圈子内存储的与新接收的内容分发请求对应的内容的数量N，并将其与数量阈值N1进行比对，当N≥N1，进行步骤S10，当N＜N1，进行步骤S8；

S10：将建立的临时圈子改成固定圈子，并且该固定圈子内的所有子节点都执行对等体网络P2P协议。

本发明进一步对建立的临时圈子进行监控，在预设时间内，例如10min内，判断临时圈子内各子节点是否还存储有其他新收集的内容分发请求相关的内容，如果没有，那么就解除建立的临时圈子，这样可以释放更多的带宽，保证其余请求者下载的效率，如果有，继续判断存储内容量，如果内容量过少还是要将该临时圈子解除，如果内容量多，就将建立的临时圈子改成固定圈子，以此保证下载的速率。

实施例4

本发明实施例4提供一种基于内容分发网络的内容分发方法，该方法与实施例3的基本相同，不同的是，如图4所示，该方法还包括：

S11：如果各子节点均没有存储内容分发请求的内容，判断是否有不同IP地址的子节点接收到了相同内容分发请求，如果有，进行步骤S12，如果没有，进行步骤S14；

S12：数据源服务器将各子节点间形成临时对等体，并使各子节点之间执行对等体网络P2P协议；

S13：判断各不同IP地址的子节点与数据源服务器的距离，数据源服务器将内容分发请求的内容传输给距离数据源服务器最近的子节点进行缓存；

S14：判断各内容分发请求的身份，是否有同为内容提供者和内容分发请求者，如果没有，进行步骤S15，如果有，进行步骤S18；

S15：判断内容分发请求者是否有属于一个圈子的，如果有，进行步骤S16，如果没有，进行步骤S17；

S16：数据源服务器将接收属于一个圈子的内容分发请求的各子节点形成临时对等体，并使各子节点之间执行对等体网络P2P协议，进行步骤S13；

S17：各子节点从所述数据源服务器内缓存内容分发请求的内容，并反馈给客户端；

S18：判断是否存在内容提供者请求的内容是另一内容请求者提供的内容，如果存在，进行步骤S19，如果不存在，进行步骤S17；

S19：将所述另一内容请求者提供的内容均缓存到网络节点内，并为网络节点配置临时IP地址，将临时IP地址直接发送给客户端。

当本发明判断出各子节点内均没有记载内容分发请求的内容时，首先判断是否有多个内容分发请求者请求同一内容，如果有，数据源服务器将接收相同请求的子节点间执行对等体网络P2P协议，这样距离数据源服务器最近的子节点下载内容后，其余的子节点就可以共享该内容，不必进行重复下载，释放带宽；如果没有接收到相同的内容请求，那么还可继续判断内容分发请求者的身份，如果其即为内容分发请求者又是内容提供者，继续判断是否存在内容提供者请求的内容是另一内容请求者提供的内容，如果存在，那么网络节点将以上内容分发请求者提供的内容均从数据源服务器中下载下来，各客户端可以直接登录网络节点，下载内容，如果不存在，那么各子节点从所述数据源服务器内缓存内容分发请求的内容，并反馈给客户端；如果没有同为内容提供者和内容分发请求者，那么判断各内容分发请求者是否属于同一个圈子，如果属于，数据源服务器将接收属于一个圈子的内容分发请求的各子节点形成临时对等体，并使各子节点之间执行对等体网络P2P协议，距离数据源服务器最近的子节点从数据源服务器中下载内容，可与其他子节点共享；如果不是一个圈子，各子节点从所述数据源服务器内缓存内容分发请求的内容，并反馈给客户端。

实施例5

本发明实施例5提供一种基于内容分发网络的内容分发方法，该方法与实施例4的基本相同，不同的是，如图5所示，该方法还包括：

S20：当建立的临时对等体超过预设时间后，数据源服务器取消相应子节点之间形成的对等体，并进行步骤S21；

S21：时刻统计存储有内容的各子节点内存储的内容量X，根据某一时刻内容量的变化，将各子节点之间执行临时的对等体网络P2P协议。

本发明进一步对建立的临时对等体进行监控，当建立的临时对等体时间过长时，系统会取消建立的临时对等体，并且根据各内容的存储量从新建立新的对等体，保证数据充分共享的同时，释放出更多的带宽。

实施例6

本发明实施例6提供一种基于内容分发网络的内容分发方法，该方法与实施例5的基本相同，不同的是，如图6所示，步骤S21包括：

S211：统计T1时刻内各子节点内存储的内容量X，判断内容量与内容量阈值X1的大小，当X≥X1，进行步骤S212，当X＜X1，进行步骤S217；

S212：将各子节点的IP地址进行哈希运算，分别获得哈希值H；

S213：计算各哈希值之间的碰撞率L，L＝Hn/Hm，Hn表示第n个子节点的哈希值，Hm表示第m个子节点的哈希值；

S214：判断碰撞率L与预设碰撞率阈值L1的大小，如果L≥L1，进行步骤S215，如果L＜L1，进行步骤S216；

S215：将两个子节点放入不同的圈子内，并进行编号，进行步骤S12；

S216：将两个子节点放入相同的圈子内，并进行编号，进行步骤S12；

S217：步骤S211判断出X＜X1，判断各子节点之间的距离J，将距离J与距离阈值J1进行比对，当J≥J1，进行步骤S215，当J＜J1，进行步骤S216。

本发明进一步对步骤S21进行了限定，具体如下：首先判断T1时刻内各子节点内存储的内容量，如果内容量大于内容量阈值，计算各子节点IP地址的哈希值，并计算各子节点间的碰撞率，将碰撞率大于碰撞率阈值的子节点放入不同的圈子，将碰撞率小于碰撞率阈值的子节点放入相同的圈子，然后将每一圈子内的子节点之间执行对等体网络P2P协议，如果内容量小，将距离近的子节点间执行对等体网络P2P协议，保证内容共享，提高下载效率。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于内容分发网络的内容分发方法，所述内容分发网络包括数据源服务器、与数据源服务器相连的网络节点及子节点，每一子节点都配置IP地址，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1：各子节点分别接收来自各客户端的内容分发请求，并记录各客户端的ID；

S2：判断子节点内是否存储有内容分发请求的内容，如果有，进行步骤S3；

S3：将存储有内容分发请求内容的子节点与网络节点建立临时通信，形成一临时圈子；

S4：为临时圈子内的网络节点配置IP地址，网络节点通过建立的临时通信收集信息，形成临时列表并发送给数据源服务器，所述临时列表内存储有内容分发请求内容的子节点IP地址、内容分发请求对应的客户端ID；

S5：数据源服务器根据临时列表形成对等体列表，并发送给网络节点；

S6：网络节点根据对等体列表内的数据使对应的子节点之间执行对等体网络P2P协议，并向各客户端发送网络节点的IP地址，客户端通过登录网络节点的IP地址可访问对应的子节点，进行内容分发请求内容的下载。

2.如权利要求1所述的基于内容分发网络的内容分发方法，其特征在于，再进行步骤S1之前还需进行如下步骤：

S0：收集内容提供者的身份信息，及提供内容的IP地址，如果多个内容提供者共用一个IP地址提供内容，将各内容放到一个圈子内。

3.如权利要求1所述的基于内容分发网络的内容分发方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

S7：当各客户端均登录网络节点后的T时间内，继续判断临时圈子内是否存储有各子节点新接收的内容分发请求的内容，如果该临时圈子没有存储内容分发请求的内容，进行步骤S8；

S8：取消建立的临时圈子，并且取消各子节点之间执行的对等体网络P2P协议。

4.如权利要求3所述的基于内容分发网络的内容分发方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

S9：当步骤S7判断有时，统计临时圈子内存储的与新接收的内容分发请求对应的内容的数量N，并将其与数量阈值N1进行比对，当N≥N1，进行步骤S10，当N＜N1，进行步骤S8；

S10：将建立的临时圈子改成固定圈子，并且该固定圈子内的所有子节点都执行对等体网络P2P协议。

5.如权利要求2所述的基于内容分发网络的内容分发方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

S11：如果各子节点均没有存储内容分发请求的内容，判断是否有不同IP地址的子节点接收到了相同内容分发请求，如果有，进行步骤S12；

S12：数据源服务器将各子节点间形成临时对等体，并使各子节点之间执行对等体网络P2P协议；

S13：判断各不同IP地址的子节点与数据源服务器的距离，数据源服务器将内容分发请求的内容传输给距离数据源服务器最近的子节点进行缓存。

6.如权利要求5所述的基于内容分发网络的内容分发方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

S14：当步骤S11判断没有时，判断各内容分发请求的身份，是否有同为内容提供者和内容分发请求者，如果没有，进行步骤S15；

S15：判断内容分发请求者是否有属于一个圈子的，如果有，进行步骤S16，如果没有，进行步骤S17；

S16：数据源服务器将接收属于一个圈子的内容分发请求的各子节点形成临时对等体，并使各子节点之间执行对等体网络P2P协议，进行步骤S13；

S17：各子节点从所述数据源服务器内缓存内容分发请求的内容，并反馈给客户端。

7.如权利要求6所述的基于内容分发网络的内容分发方法，其特征在于，所述方法还包括：

S18：当步骤S14判断有，判断是否存在内容提供者请求的内容是另一内容请求者提供的内容，如果存在，进行步骤S19，如果不存在，进行步骤S17；

S19：将所述另一内容请求者提供的内容均缓存到网络节点内，并为网络节点配置临时IP地址，将临时IP地址直接发送给客户端。

8.如权利要求7所述的基于内容分发网络的内容分发方法，其特征在于，所述方法还包括：

S20：当建立的临时对等体超过预设时间后，数据源服务器取消相应子节点之间形成的对等体，并进行步骤S21；

S21：时刻统计存储有内容的各子节点内存储的内容量X，根据某一时刻内容量的变化，将各子节点之间执行临时的对等体网络P2P协议。

9.如权利要求8所述的基于内容分发网络的内容分发方法，其特征在于，步骤S21包括：

S211：统计T1时刻内各子节点内存储的内容量X，判断内容量与内容量阈值X1的大小，当X≥X1，进行步骤S212；

S212：将各子节点的IP地址进行哈希运算，分别获得哈希值H；

S213：计算各哈希值之间的碰撞率L，L＝Hn/Hm，Hn表示第n个子节点的哈希值，Hm表示第m个子节点的哈希值；

S214：判断碰撞率L与预设碰撞率阈值L1的大小，如果L≥L1，进行步骤S215，如果L＜L1，进行步骤S216；

S215：将两个子节点放入不同的圈子内，并进行编号，进行步骤S12；

S216：将两个子节点放入相同的圈子内，并进行编号，进行步骤S12。

10.如权利要求9所述的基于内容分发网络的内容分发方法，其特征在于，步骤S21还包括：

S217：步骤S211判断出X＜X1，判断各子节点之间的距离J，将距离J与距离阈值J1进行比对，当J≥J1，进行步骤S215，当J＜J1，进行步骤S216。