CN108737544B - Cdn节点调度方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种CDN节点调度方法和装置，属于通信技术领域，其可至少部分解决现有的调度方法中存在各CDN边缘节点不均衡的问题。本发明的方法包括根据点播请求确定至少一个归属边缘节点；根据所述点播请求中的内容ID从所述归属边缘节点中确定备选边缘节点；判断所述备选边缘节点的数量是否为0，如果否，则根据所述备选边缘节点的负载率确定可用边缘节点；判断所述可用边缘节点的数量是否大于1，如果是，则获取各可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值；根据各所述可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值确定最优边缘节点；将所述点播请求调度至所述最优边缘节点。

Description

CDN节点调度方法和装置

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种CDN节点调度方法和一种CDN节点调度装置。

背景技术

内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)的系统架构分三个层次，第一层为CDN中心节点，它是系统核心，负责管理和控制CDN系统运行，并能够提供该系统内所有的视频内容资源；第二层为多个CDN边缘节点，它们只提供视频点播服务，各自只能提供部分视频内容资源；第三层是终端设备，其发出点播请求，接收并播放视频资源。

CDN节点调度即是为每个终端设备所发出的点播请求匹配出最佳的CDN边缘节点为其提供视频内容。现有的CDN节点调度技术仅考虑网络质量(例如网络通断质量、网络连接质量等因素)，但是这种调度方法存在造成各CDN边缘节点负载不均衡的风险，增大了CDN边缘节点负载过大而发生故障的风险。

发明内容

本发明至少部分解决现有的CDN节点调度方法存在各CDN边缘节点负载不均衡的风险的问题，提供一种CDN节点调度方法和一种CDN节点调度装置。

解决本发明技术问题所采用的第一个技术方案是一种CDN节点调度方法，所述方法包括：

根据点播请求确定至少一个归属边缘节点；

根据所述点播请求中的内容ID从所述归属边缘节点中确定备选边缘节点；

判断所述备选边缘节点的数量是否为0，如果否，则根据所述备选边缘节点的负载率确定可用边缘节点；

判断所述可用边缘节点的数量是否大于1，如果是，则获取各可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值；

根据各所述可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值确定最优边缘节点；

将所述点播请求调度至所述最优边缘节点。

进一步优选的是，所述根据各所述可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值确定最优边缘节点包括：

利用公式Mi＝ε×pi+ω×ti+θ×si+μ×qi确定第i个可用边缘节点的环境质量值Mi，其中ε、ω、θ、μ为正数的权重因子，pi为第i个可用边缘节点的负载率，ti为第i个可用边缘节点的网络延时，si为第i个可用边缘节点的网络丢包率，qi为第i个可用边缘节点的网络抖动值；

选择环境质量值最小的可用边缘节点作为最优边缘节点。

进一步优选的是，如果所述备选边缘节点数目为0，则将所述点播请求调度至中心节点。

进一步优选的是，如果所述可用边缘节点的数目不大于1，则判断所述可用边缘节点的数量是否为0，如果是，则将所述点播请求调度至中心节点，如果否，则将所述点播请求调度至该可用边缘节点。

进一步优选的是，所述根据所述备选边缘节点的负载率确定可用边缘节点包括：将负载率小于其负载率阈值的备选边缘节点确定为可用边缘节点。

解决本发明技术问题所采用的第二个技术方案是一种CDN节点调度装置，包括：

归属边缘节点确定模块，用于根据点播请求确定至少一个归属边缘节点；

备选边缘节点确定模块，用于根据所述点播请求中的内容ID从所述归属边缘节点中确定备选边缘节点；

第一判断模块，用于判断所述备选边缘节点的数量是否为0，如果否，则根据所述备选边缘节点的负载率确定可用边缘节点；

第二判断模块，用于判断所述可用边缘节点的数量是否大于1，如果是，则获取各可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值；

最优边缘节点确定模块，用于根据各所述可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值确定最优边缘节点；

调度模块，用于将所述网络请求调度至所述最优边缘节点。

进一步优选的是，所述最优边缘节点确定模块具体包括：

环境质量值计算子模块，用于利用公式Mi＝ε×pi+ω×ti+θ×si+μ×qi确定第i个可用边缘节点的环境质量值Mi，其中ε、ω、θ、μ为权重因子，pi为第i个可用边缘节点的负载率，ti为第i个可用边缘节点的网络延时，si为第i个可用边缘节点的网络丢包率，qi为第i个可用边缘节点的网络抖动值；

优选子模块：用于选择环境质量值最小的可用边缘节点作为最优边缘节点。

进一步优选的是，所述第一判断模块还用于在其判断所述备选边缘节点的数量是0时，触发所述调度模块将所述点播请求调度至中心节点。

进一步优选的是，所述第二判断模块还用于在其判断所述可用边缘节点的数量不大于1时，继续判断所述可用边缘节点的数量是否为0，若是则触发所述调度模块将所述点播请求调度至中心节点，若否则触发所述调度模块将所述点播请求调度至该可用边缘节点。

解决本发明技术问题所采用的第三个技术方案是一种CDN节点调度装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储指令，所述处理器运行所述指令以执行根据本发明第一个技术方案所提供的方法。

本发明实施例所提供的CDN节点调度方法综合考虑各CDN边缘节点的实施负载和网络质量两方面的因素，从而均衡了各CDN边缘节点的负载，降低CDN边缘节点故障风险。

附图说明

图1为本发明的实施例的一种CDN节点调度方法的流程图；

图2为本发明的实施例的一种CDN节点调度装置的框图；

图3是本发明的实施例的最优边缘节点确定模块的内部结构框图；

图4是本发明的另一实施例的一种CDN节点调度装置的框图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种CDN节点调度方法，其包括：

根据点播请求确定至少一个归属边缘节点；

根据所述点播请求中的内容ID从所述归属边缘节点中确定备选边缘节点；

判断所述备选边缘节点的数量是否为0，如果否，则根据所述备选边缘节点的负载率确定可用边缘节点；

判断所述可用边缘节点的数量是否大于1，如果是，则获取各可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值；

根据各所述可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值确定最优边缘节点；

将所述点播请求调度至所述最优边缘节点。

采用该实施例的方法平衡了网络质量因素(网络延时、网络丢包率和网络抖动值)和CDN边缘节点的负载因素(负载率)，既能为终端设备提供高品质的服务又能平衡各CDN边缘节点的负载，降低其故障风险。

实施例2：

本实施例提供一种CDN节点调度方法，如图1所示，所述方法包括：

在步骤S1中，根据点播请求确定至少一个归属边缘节点。

具体地，由终端设备向CDN节点调度装置发出点播请求。CDN节点调度装置中预存归属于每个终端设备IP地址的CDN边缘节点，称之为归属边缘节点。CDN节点调度装置根据该点播请求中的终端设备IP地址确定该IP地址对应的归属边缘节点。在本实施例中，归属边缘节点的数量至少为1个。

在步骤S2中，根据所述点播请求中的内容ID从所述归属边缘节点中确定备选边缘节点。

具体地，从该点播请求中解析出内容ID(即需要播放的视频的编号)。CDN节点调度装置中预存哪些CDN边缘节点中存储有该内容ID对应的视频资源。这些拥有该内容ID对应的视频资源的CDN边缘节点称之为备选边缘节点。

由于归属边缘节点不一定就是备选边缘节点，故需要对此进行判定。

在步骤S3中，判断所述备选边缘节点的数量是否为0，如果否，则执行步骤S4；如在步骤S3中判定备选边缘节点的数量为0，也就是没有CDN边缘节点拥有该终端设备所需的视频资源，那么执行步骤S9。

在步骤S4中，根据所述备选边缘节点的负载率确定可用边缘节点。

具体地，备选边缘节点的负载率p＝(该备选边缘节点的当前在线的终端设备数量÷本备选边缘节点的最大在线终端设备数量)×100％。每一个备选边缘节点都对应有一个负载率阈值P，如果当前某个备选边缘节点的负载率p小于对应的负载率阈值P，那么该备选边缘节点称之为可用边缘节点，也即是说该备选边缘节点能够为新的终端设备提供视频资源。

在步骤S5中，判断所述可用边缘节点的数量是否大于1，如果是，则执行步骤S6。如在步骤S5中判断结果为否，那么执行步骤S10。

在步骤S6中，获取各可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值。

具体地，各可用边缘节点的负载率可通过CDN节点调度装置与其之间的通信获取；各可用边缘节点的网络延时、网络丢包率和网络抖动值可通过终端设备上安装的网络探针测试得到，再由终端设备发送至CDN节点调度装置。

在步骤S7中，根据各所述可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值确定最优边缘节点。

也即是当可用边缘节点的数量为2个或2个以上的时候，需要通过各可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值这四个参数综合判断由哪一个可用边缘节点为终端设备提供它所请求的视频资源。

本领域技术人员可对上述四个参数设计不同的函数来判断哪一个可用边缘节点是最优边缘节点。在此，本发明提供一个具体的方法：

首先，利用公式Mi＝ε×pi+ω×ti+θ×si+μ×qi确定第i个可用边缘节点的环境质量值Mi，其中ε、ω、θ、μ为正数的权重因子，pi为第i个可用边缘节点的负载率，ti为第i个可用边缘节点的网络延时，si为第i个可用边缘节点的网络丢包率，qi为第i个可用边缘节点的网络抖动值；然后，选择环境质量值最小的可用边缘节点作为最优边缘节点。

也就是综合考虑负载率更低、网络延时更短、丢包率更低、抖动值更小的可用边缘节点作为最优边缘节点。

在步骤S8中，将所述点播请求调度至所述最优边缘节点。

在步骤S9中，将所述点播请求调度至中心节点，由中心节点为该终端设备提供它请求的视频资源。

在步骤S10中，判断可用边缘节点的数量是否为0。这时存在两种情况，如果该数量为0，那么也就是说各备选边缘节点的实时负载率都超出了对应的负载率阈值，它们都已达到了自身负载能力的上限，那么此时需要执行步骤S9。如果上述数量为1，也就是仅有一个备选边缘节点的负载率小于其负载率阈值，那么执行步骤S11。

在步骤S11中，将所述点播请求调度至该唯一的可用边缘节点。

根据实施例2确定的最优边缘节点不仅能够为终端设备提供所需的视频资源，而且从这个最优边缘节点到该终端设备的网络质量较佳，并且该最优边缘节点不超出它的负载率阈值，从而使得每一个CDN边缘节点负载均衡，降低了故障风险。

实施例3：

本实施例提供一种CDN节点调度装置，以执行实施例1或实施例2所提供的方法。如图2所示，该CDN节点调度装置包括：

归属边缘节点确定模块100，用于根据点播请求确定至少一个归属边缘节点；备选边缘节点确定模块200，用于根据所述点播请求中的内容ID从所述归属边缘节点中确定备选边缘节点；第一判断模块300，用于判断所述备选边缘节点的数量是否为0，如果否，则根据所述备选边缘节点的负载率确定可用边缘节点；第二判断模块400，用于判断所述可用边缘节点的数量是否大于1，如果是，则获取各可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值；最优边缘节点确定模块500，用于根据各所述可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值确定最优边缘节点；调度模块600，用于将所述网络请求调度至所述最优边缘节点。

进一步优选的是，如图3所示，最优边缘节点确定模块500具体包括：

环境质量值计算子模块501，用于利用公式Mi＝ε×pi+ω×ti+θ×si+μ×qi确定第i个可用边缘节点的环境质量值Mi，其中ε、ω、θ、μ为权重因子，pi为第i个可用边缘节点的负载率，ti为第i个可用边缘节点的网络延时，si为第i个可用边缘节点的网络丢包率，qi为第i个可用边缘节点的网络抖动值；优选子模块502：用于选择环境质量值最小的可用边缘节点作为最优边缘节点。

进一步优选的是，第一判断模块300还用于在其判断所述备选边缘节点的数量是0时，则触发调度模块600将所述点播请求调度至中心节点。

进一步优选的是，第二判断模块400还用于在其判断所述可用边缘节点的数量不大于1时，继续判断所述可用边缘节点的数量是否为0，如是则触发调度模块600将所述点播请求调度至中心节点，若否触发调度模块600将所述点播请求调度至该可用边缘节点。

需要说明的是以上各个模块可以是一段程序模块，也可以是一个实现该程序功能的电路模块，本发明对此不做限定。

根据实施例3所提供的CDN节点调度装置所确定的最优边缘节点不仅能够为终端设备提供所需的视频资源，而且从这个最优边缘节点到该终端设备的网络质量较佳，并且该最优边缘节点不超出它的负载率阈值，从而使得每一个CDN边缘节点负载均衡，降低了故障风险。

实施例4：

本实施例提供一种CDN节点调度装置，如图4所示，包括存储器1000和处理器2000，存储器1000存储指令，处理器2000运行所述指令以执行根据实施例1或实施例2所提供的方法。

具体地，存储器1000例如是只读存储器(ROM)、闪存(Flash Memory)等。处理器2000例如是中央处理器(CPU)、单片机等。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种CDN节点调度方法，其特征在于，所述方法包括：

根据终端设备发送的点播请求确定至少一个归属边缘节点；

根据所述点播请求中的内容ID从所述归属边缘节点中确定备选边缘节点；

判断所述备选边缘节点的数量是否为0，如果否，则根据所述备选边缘节点的负载率确定可用边缘节点；

判断所述可用边缘节点的数量是否大于1，如果是，则基于与可用边缘节点之间的通信获取各可用边缘节点的负载率，以及接收终端设备通过网络探针测试得到的各可用边缘节点的网络延时、网络丢包率和网络抖动值；根据各所述可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值确定最优边缘节点；

将所述点播请求调度至所述最优边缘节点；

所述根据所述备选边缘节点的负载率确定可用边缘节点包括：

将负载率小于其负载率阈值的备选边缘节点确定为可用边缘节点，其中，备选边缘节点的负载率＝(该备选边缘节点的当前在线的终端设备数量÷该备选边缘节点的最大在线终端设备数量)×100％；

所述根据各所述可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值确定最优边缘节点包括：

利用公式Mi＝ε×pi+ω×ti+θ×si+μ×qi确定第i个可用边缘节点的环境质量值Mi，其中ε、ω、θ、μ为正数的权重因子，pi为第i个可用边缘节点的负载率，ti为第i个可用边缘节点的网络延时，si为第i个可用边缘节点的网络丢包率，qi为第i个可用边缘节点的网络抖动值；

选择环境质量值最小的可用边缘节点作为最优边缘节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

如果所述备选边缘节点数目为0，则将所述点播请求调度至中心节点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

如果所述可用边缘节点的数目不大于1，则判断所述可用边缘节点的数量是否为0，如果是，则将所述点播请求调度至中心节点，如果否，则将所述点播请求调度至该可用边缘节点。

4.一种CDN节点调度装置，其特征在于，包括：

归属边缘节点确定模块，用于根据终端设备发送的点播请求确定至少一个归属边缘节点；

备选边缘节点确定模块，用于根据所述点播请求中的内容ID从所述归属边缘节点中确定备选边缘节点；

第一判断模块，用于判断所述备选边缘节点的数量是否为0，如果否，则将负载率小于其负载率阈值的备选边缘节点确定为可用边缘节点；其中，备选边缘节点的负载率＝(该备选边缘节点的当前在线的终端设备数量÷该备选边缘节点的最大在线终端设备数量)×100％；

第二判断模块，用于判断所述可用边缘节点的数量是否大于1，如果是，则基于与可用边缘节点之间的通信获取各可用边缘节点的负载率，以及接收终端设备通过网络探针测试得到的各可用边缘节点的网络延时、网络丢包率和网络抖动值；

最优边缘节点确定模块，用于根据各所述可用边缘节点的负载率、网络延时、网络丢包率和网络抖动值确定最优边缘节点；

调度模块，用于将所述点播请求调度至所述最优边缘节点；

所述最优边缘节点确定模块具体包括：

环境质量值计算子模块，用于利用公式Mi＝ε×pi+ω×ti+θ×si+μ×qi确定第i个可用边缘节点的环境质量值Mi，其中ε、ω、θ、μ为权重因子，pi为第i个可用边缘节点的负载率，ti为第i个可用边缘节点的网络延时，si为第i个可用边缘节点的网络丢包率，qi为第i个可用边缘节点的网络抖动值；

优选子模块：用于选择环境质量值最小的可用边缘节点作为最优边缘节点。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一判断模块还用于在其判断所述备选边缘节点的数量是0时，触发所述调度模块将所述点播请求调度至中心节点。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二判断模块还用于在其判断所述可用边缘节点的数量不大于1时，继续判断所述可用边缘节点的数量是否为0，若是则触发所述调度模块将所述点播请求调度至中心节点，若否则触发所述调度模块将所述点播请求调度至该可用边缘节点。

7.一种CDN节点调度装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储指令，所述处理器运行所述指令以执行根据权利要求1-3任意一项所述的方法。

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