CN111527730A - 用于具有多路访问边缘计算的内容传递网络的技术 - Google Patents

用于具有多路访问边缘计算的内容传递网络的技术 Download PDF

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CN111527730A CN201880083638.2A CN201880083638A CN111527730A CN 111527730 A CN111527730 A CN 111527730A CN 201880083638 A CN201880083638 A CN 201880083638A CN 111527730 A CN111527730 A CN 111527730A
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Abstract

用于移动内容传递的技术，包括边缘计算设备、移动终端和内容传递网络服务器。边缘计算设备具有在移动终端和核心网络之间网络位置，并且内容传递网络服务器通过核心网络被访问。边缘计算设备从移动终端接收内容请求，并且修改内容请求以标识边缘计算设备的区域特定代理的网络位置。边缘计算设备将内容响应转发到内容传递网络服务器。内容传递网络服务器可以将内容响应发送到区域特定代理或移动终端。内容响应标识网络内容资源的地址。网络内容资源位于边缘计算设备的替代内容传递网络服务器处。描述了并要求保护其他实施例。

Description

用于具有多路访问边缘计算的内容传递网络的技术
背景技术
越来越多地，传统上由专用硬件设备执行的网络功能正在使用通用计算机来执行，该通用计算机例如是包括一个或多个
Figure BDA0002554188570000011
处理器的服务器计算机。例如，诸如路由、分组过滤、缓存和其他网络功能的网络功能可以由虚拟化平台执行，该虚拟化平台可以包括网络功能虚拟化(NFV)、软件定义的网络(SDN)和/或软件定义的基础架构(SDI)的任何组合。
内容提供商可以使用内容传递网络(CDN)将内容放置在更靠近最终用户设备的服务器中。典型的CDN可以将数据传递到移动网络外部的服务器，例如在直接连接到移动网络或与移动网络对等的网络主干中。CDN通常无法访问有关诸如移动终端之类的最终用户设备的网络位置的详细信息。
附图说明
在附图中，以示例而非限制的方式示出了本文描述的概念。为了图示的简单和清楚起见，附图中图示的元件不必按比例绘制。在适当的地方，在附图中重复的参考标记用于指示相应或类似的元件。
图1是用于具有多路访问边缘计算的内容传递网络的系统的至少一个实施例的简化框图；
图2是可以由图1的边缘计算设备建立的环境的至少一个实施例的简化的框图；
图3是可以由图1至图2的系统执行的用于基于边缘的内容传递的方法的至少一个实施例的简化的交互图；
图4是可以由图1至图2的边缘计算设备执行的用于基于边缘的内容传递的方法的至少一个实施例的简化流程图；
图5是可以由图1至图2的边缘计算设备执行的用于处理内容请求和内容响应的方法的至少一个实施例的简化流程图；
图6是可以由图1至图2的边缘计算设备执行的用于处理内容请求的方法的至少一个实施例的简化流程图；
图7是可以由图1至图2的边缘计算设备执行的用于处理内容请求和内容响应的方法的至少一个实施例的简化流程图；
图8是可以由图1至图2的边缘计算设备执行的用于处理内容请求的方法的至少一个实施例的简化流程图；和
图9是可以由图1至图2的边缘计算设备执行的用于处理内容请求的方法的至少一个实施例的简化流程图。
具体实施方式
虽然本公开的概念易于进行各种修改和替代形式，但是其具体实施例已经在附图中通过示例的方式示出并且将在本文中进行详细描述。然而，应理解，不旨在将本公开的概念限制为所公开的特定形式，而是，其旨在覆盖与本公开和所附权利要求一致的所有修改、等同形式和替代形式。
在说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“示意性实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可以或可以不必包括该特定特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定指代相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，无论是否明确描述，可以认为在本领域技术人员的知识范围内结合其他实施例来实现这种特征、结构或特性。另外，应当理解，包括在以“A、B和C中的至少一个”的形式的列表中的项目可以指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。类似地，以“A、B或C中的至少一个”形式列出的项目可以指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。
在某些情况下，可以以硬件、固件、软件或其任意组合来实现所公开的实施例。所公开的实施例还可实施为由一个或多个暂时性或非暂时性机器可读(例如，计算机可读)存储媒体所承载或存储在其上的指令，该指令可由一个或多个处理器读取并执行。机器可读存储介质可以实现为用于以机器(例如易失性或非易失性存储器、介质盘或其他介质设备)可读形式存储或传输信息的任何存储设备、机构或其他物理结构。
在附图中，一些结构或方法特征可以以特定的布置和/或顺序示出。然而，应当理解，可能不需要这种特定的布置和/或顺序。而是，在一些实施例中，可以以与说明性附图中所示的方式和/或顺序不同的方式和/或顺序来布置这些特征。另外，在特定附图中包括结构或方法特征并不意味着暗示在所有实施例中都需要这样的特征，并且在一些实施例中，可以不包括这些特征或这些特征可以与其他特征组合。
现在参照图1，在示意性实施例中，用于具有多路访问边缘计算的内容传递的系统100包括与基站104无线通信的移动终端102。基站104耦合到边缘计算设备106，边缘计算设备106在诸如无线运营商核心网络之类的网络110上与内容传递网络(CDN)服务器108通信。移动终端102发送由边缘计算设备106的区域特定代理处理的内容请求。区域特定代理修改内容请求以标识区域特定代理的网络位置，然后向CDN服务器108转发修改后的内容请求。CDN服务器108标识也由边缘计算设备106托管的替代CDN服务器，并提供适当的内容响应。通过将内容托管在网络的移动边缘中，与位于移动边缘外部的内容传递网络相比，系统100可以显著减少内容访问的端到端延迟。例如，与典型的CDN系统可以实现的约80毫秒的延迟相比，系统100可以以约15毫秒的延迟来提供内容访问。因此，系统100可以为诸如虚拟现实或增强现实的低延迟应用提供改善的体验。另外，系统100可以允许改进的延迟，而不需要CDN服务器108或CDN系统的其他元件的架构修改。例如，利用系统100，CDN系统可以使用全局服务器负载平衡(GSLB)分发管理组件，并且不需要在移动网络内建立或配置区域特定的域名服务(DNS)服务器。此外，通过使用系统100的区域特定代理，可以不需要CDN系统跟踪与每个移动终端102相关联的所有服务会话，这可以提高大业务量的可扩展性。另外，相比于提供关于移动终端102的物理位置的信息，系统100可以通过提供关于移动终端的网络位置(例如，移动终端102、基站104、边缘计算设备106等的网络拓扑中的位置)的信息来改善延迟。此外，由于CDN确定是基于区域特定代理的网络位置的，因此当移动终端102在不更改其IP地址的情况下更改其接入点(例如，基站104)时，系统100可以提供改善的延迟。
边缘计算设备106可以实现为能够执行本文所述功能的任何类型的计算或计算机设备，包括但不限于计算机、服务器、工作站、台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、移动计算设备、可穿戴计算设备、网络设备、上网设备、分布式计算系统、基于处理器的系统和/或消费电子设备。如图1所示，边缘计算设备106示意性地包括处理器120、输入/输出子系统122、存储器124、数据存储设备126和通信子系统128和/或通常在服务器或类似计算设备中找到的其他组件和设备。当然，在其他实施例中，边缘计算设备106可以包括其他或附加组件，诸如通常在服务器计算机中找到的那些组件(例如，各种输入/输出设备)。另外，在一些实施例中，一个或多个示意性组件可以被并入另一组件中或以其他方式形成另一组件的一部分。例如，在一些实施例中，存储器124或其部分可以并入处理器120中。
处理器120可以实现为能够执行本文所述功能的任何类型的处理器。处理器120可以实现为单核或多核处理器、数字信号处理器、微控制器或其他处理器或处理/控制电路。类似地，存储器124可以实现为能够执行本文所述功能的任何类型的易失性或非易失性存储器或数据存储装置。在操作中，存储器124可以存储在边缘计算设备106的操作期间使用的各种数据和软件，例如操作系统、应用程序、程序、库和驱动程序。存储器124经由I/O子系统122通信地耦合到处理器120，该I/O子系统122可以实现为电路和/或组件，以促进与处理器120、存储器124和边缘计算设备106的其他组件的输入/输出操作。例如，I/O子系统122可以实现为或包括存储器控制器中枢、输入/输出控制中枢、平台控制器中枢、集成控制电路、固件设备、通信链路(即点对点链接、总线链接、电线、电缆、光导、印刷电路板迹线等)和/或其他组件和子系统，以促进输入/输出操作。在一些实施例中，I/O子系统122可以形成片上系统(SoC)的一部分，并且与处理器120、存储器124以及边缘计算设备106的其他组件一起被并入到单个集成电路芯片上。
数据存储设备126可以实现为配置用于短期或长期存储数据的任何类型的一个或多个设备，例如存储器设备和电路、存储卡、硬盘驱动器、固态驱动器或其他数据存储设备。边缘计算设备106的通信子系统128可以被实现为能够在边缘计算设备106和其他远程设备之间通过网络进行通信的任何网络接口控制器或其他通信电路、设备或其集合。通信子系统128可以被配置为使用任何一种或多种通信技术(例如，有线或无线通信)和相关协议(例如，以太网、
Figure BDA0002554188570000051
Figure BDA0002554188570000052
WiMAX等)来实现这种通信。
如图所示，边缘计算设备106还可包括一个或多个外围设备130。外围设备130可包括任意数量的附加输入/输出设备、接口设备和/或其他外围设备。例如，在一些实施例中，外围设备130可以包括显示器、触摸屏、图形电路、键盘、鼠标、扬声器系统、麦克风、网络接口和/或其他输入/输出设备、接口设备和/或外围设备。
移动终端102可以被实现为能够执行本文描述的功能的任何类型的计算或计算机设备，包括但不限于移动计算设备、智能电话、可穿戴计算设备、平板计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、蜂窝电话和/或消费电子设备。这样，移动终端102可以包括类似于边缘计算设备106的组件和特征，例如处理器120、I/O子系统122、存储器124、数据存储126、通信子系统128和各种外围设备130。移动终端102的各个组件可以类似于边缘计算设备106的相应组件，其描述适用于移动终端102的相应组件，并且为了使本说明书清楚而不再重复。
如图所示，移动终端102与基站104无线通信。例如，移动终端102可以使用诸如3G、LTE、GSM、CDMA、4G、5G或其他协议的蜂窝网络协议与基站104通信。基站104可以实现为能够执行本文所述功能的任何类型的计算设备或计算机设备。因此，基站104可以包括用于与一个或多个移动终端102通信的天线、收发器、无线电节点和/或其他无线通信设备。
如图所示，基站104耦合到边缘计算设备106。边缘计算设备106被包括在网络边缘中，并且因此具有靠近基站104的网络位置。例如，边缘计算设备106可以用相对较少的中间网络设备(例如，交换机、路由器、网关、网桥或其他网络设备)连接到基站104。因此，边缘计算设备106可以能够以相对低的网络延迟与基站104(以及相关联的移动终端102)进行通信。边缘计算设备106还可以在物理上靠近基站104，例如，共同位于同一设施、机架或其他位置。物理上的接近也可以减少延迟。尽管设备104、106示出为独立的设备，但是应当理解，在一些实施例中，基站104和边缘计算设备106的功能可以由单个设备执行。例如，在一些实施例中，基站104和边缘计算设备106可以被实现为单个服务器设备。附加地或替代地，应当理解，在一些实施例中，边缘计算设备106可以与多个基站104耦合并且能够服务于多个移动终端102。例如，边缘计算设备106可以被实现为或包括在连接到多个基站104的聚合点。
CDN服务器108托管内容180，内容180可以包括视频内容、音频内容、虚拟现实内容、增强现实内容或移动终端102可以访问的其他内容。CDN服务器108还包括内容部署数据库182。如下文进一步所述，CDN服务器108可以使用内容部署数据库182来处理源自移动终端102的内容请求，并提供内容响应，该内容响应标识可以提供内容180的靠近移动终端102的替代服务器。CDN服务器108可以实现为能够执行本文所述功能的任何类型的计算设备或计算机设备，包括但不限于计算机、服务器、工作站、台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板电脑、移动计算设备、可穿戴计算设备、网络设备、web设备、分布式计算系统、基于处理器的系统和/或消费电子设备。这样，CDN服务器108可以包括类似于边缘计算设备106的组件和特征，例如处理器120、I/O子系统122、存储器124、数据存储126、通信子系统128和各种外围设备130。CDN服务器108的各个组件可以类似于边缘计算设备106的相应组件，其描述适用于CDN服务器108的相应组件，并且为了使本说明书清楚而不再重复。
如下面更详细地讨论的，边缘计算设备106和CDN服务器108可以被配置为通过网络110彼此之间和/或与系统100的其他设备发送和接收数据。网络110可以是实现为任何数量的各种有线和/或无线网络。例如，网络110可以实现为或以其他方式包括无线运营商核心网、有线或无线局域网(LAN)和/或有线或无线广域网(WAN)。这样，网络110可以包括任意数量的附加设备，例如附加计算机、路由器和交换机，以促进系统100的设备之间的通信。在示意性实施例中，CDN服务器108具有与边缘计算设备106的位置相比相对远离基站104的网络位置(例如，CDN服务器108可通过运营商核心网和/或公共互联网访问)。
现在参考图2，在示意性实施例中，边缘计算设备106在操作期间建立环境200。示意性环境200包括管理区域特定代理204和替代CDN服务器206的多路访问框架202。环境200的各种组件可以实现为硬件、固件、软件或其组合。这样，在一些实施例中，环境200的一个或多个组件可以实现为电子设备的电路或集合(例如，多路访问框架电路202、区域特定代理电路204和/或替代CDN服务器电路206)。应当理解，在这样的实施例中，多路访问框架电路202、区域特定代理电路204和/或替代CDN服务器电路206中的一个或多个可以形成处理器120、I/O子系统122、通信子系统128和/或边缘计算设备106的其他组件中一个或多个的一部分。另外，在一些实施例中，一个或多个示意性组件可以形成另一组件的一部分和/或一个或多个示意性组件可以彼此独立。
多路访问框架202可以实现为或以其他方式包括管理边缘计算设备106上的一个或多个虚拟化工作负载的执行的管理程序、虚拟机监视器(VMM)或其他组件。区域特定代理204和替代CDN服务器206中的每个都可以实现为可由边缘计算设备106执行的虚拟机(VM)、虚拟网络功能(VNF)或其他虚拟化工作负载。在一些实施例中，多路访问框架202、区域特定代理204和替代CDN服务器206可以实现和/或使用实现由欧洲电信标准协会(ETSI)发布的或一种或更多种多路访问边缘计算(MEC)规范的组件或服务。例如，边缘计算设备106可以是移动边缘主机，并且多路访问框架202可以是移动边缘平台和虚拟化基础设施。类似地，区域特定代理204和替代CDN服务器206中的每个都可以是移动边缘应用和/或移动边缘服务。
多路访问框架202被配置为从移动终端102接收内容请求。每个内容请求与内容180的网络内容资源的标识符相关联。例如，内容请求可以包括URI、URL或内容资源的其他标识符。多路访问框架202还被配置为将内容请求路由到区域特定代理204。多路访问框架202还可以被配置为从移动终端102接收内容访问。每个内容访问都与网络内容资源的地址(例如网际协议(IP)地址、媒体访问控制(MAC)地址或其他网络地址)相关联。多路访问框架配置为将内容访问路由到替代CDN服务器206。
区域特定代理204被配置为修改内容请求以生成修改后的内容请求。修改后的内容请求指示区域特定代理204的网络位置。如上所述，区域特定代理204的网络位置位于移动终端102和核心网络之间。区域特定代理204还被配置为将修改后的内容请求发送到CDN服务器108。因此，修改后的内容请求可以经由核心网络发送到CDN服务器108。修改内容请求可以包括将区域特定代理204的全局IP地址添加到内容请求，例如通过将全局IP地址添加到域名服务(DNS)请求的附加部分，以替换具有全局IP地址的DNS请求的选项，和/或通过将全局IP地址添加到超文本传输协议(HTTP)请求的HTTP报头中。
区域特定代理204可以进一步被配置为响应于发送修改后的内容请求而从CDN服务器108接收内容响应。内容响应指示网络内容资源的地址。区域特定代理204可以进一步被配置为修改内容响应以生成指示移动终端102的修改后的内容响应，并将修改后的内容响应发送到移动终端102。修改内容请求可以包括：使用区域特定代理204的全局IP地址替换内容请求的源IP地址，并且修改内容响应可以包括用移动终端102的IP地址替换内容响应的目的IP地址。如上所述，内容请求可以包括DNS请求或HTTP请求，并且内容响应可以包括DNS响应或HTTP响应。
替代CDN服务器206被配置为存储由CDN服务器108部署的内容180。替代CDN服务器206还被配置为响应于接收到内容访问将内容180提供给移动终端102。
现在参考图3，交互图300示出了可以由系统100执行的用于基于边缘的内容传递的方法。如图所示，CDN服务器108将内容180部署302到替代CDN服务器206。CDN服务器108还可以更新内容部署数据库182以记录区域特定代理204和替代CDN服务器206之间的映射。CDN服务器108可以实现为或以其它方式包括CDN系统的全局服务器负载平衡(GSLB)或其他分布管理组件，并且可以使用CDN服务器108的CDN系统的架构将内容180部署到替代CDN服务器206。此外，虽然将部署302内容180示出为在处理任何内容请求之前，但应当理解在一些实施例中，部署302还可以例如根据需求、响应于内容更新或其他情况在其他时间发生。类似地，虽然被描述为在部署302期间建立区域特定代理204与替代CDN服务器206之间的映射，但是应当理解在一些实施例中，可以根据需要或在其他时间确定映射。
如图所示，移动终端102向基站104发送内容请求304。如上所述，内容请求304标识网络内容资源(例如，内容180的特定文件、实体或其他项)。基站104将内容请求304转发到区域特定代理204。区域特定代理204修改306内容请求304以生成修改后的内容请求304’。如上所述，修改后的内容请求304’标识区域特定代理204的网络位置。区域特定代理204将修改后的内容请求304’发送到CDN服务器108。
响应于接收到修改后的内容请求304’，CDN服务器108标识替代CDN服务器206。例如，CDN服务器108可以在内容部署数据库182中查找区域特定代理204和替代CDN服务器206之间的映射。CDN服务器108将内容响应308发送给区域特定代理204，或者在一些实施例中，CDN服务器108将内容响应308发送给基站104(基站104将内容响应308发送给移动终端102)。内容响应308指示网络资源的地址(即，适当的替代CDN服务器206的地址)。
在一些实施例中，区域特定代理204可以接收内容响应308。区域特定代理204修改310内容响应308以生成修改后的内容响应308’。修改后的内容响应308’标识移动终端102。区域特定代理204将修改后的内容响应308’发送到基站104，基站104将修改后的内容响应308’发送到移动终端102。
响应于接收到内容响应308或修改后的内容响应308’，移动终端102向基站104发送内容访问312。内容访问标识网络内容资源的网络地址或与网络内容资源的网络地址相关联。基站104将内容访问312转发到替代CDN服务器206。替代CDN服务器206作为响应将网络内容资源314发送给基站104，并且基站104将网络内容资源314发送给移动终端102。
现在参考图4，在使用中，边缘计算设备106可以执行用于基于边缘的内容传递的方法400。应当理解，在一些实施例中，方法400的操作可以由如图2所示的边缘计算设备106的环境200的一个或多个组件来执行。方法400开始于方框402，在方框402中边缘计算设备106确定是否已经从移动终端102接收到内容请求。如果否，则方法400循环回到方框402以继续监视内容请求。如果已经接收到内容请求，则方法400前进到方框404。
在框404中，边缘计算设备106从移动终端102接收内容请求。该内容请求可以被实现为标识由移动终端102请求的网络内容资源的任何请求。内容请求可以包括统一资源指示符(URI)、统一资源定位符(URL)或所请求的内容和/或与所请求的内容相关联的主机或域的其他统一符号标识符。例如，内容请求可以被实现为DNS请求。在一些实施例中，内容请求可以被实现为HTTPDNS请求，HTTPDNS请求是使用HTTP协议访问DNS信息的请求。例如，HTTP请求可以在HTTPPOST请求的主体中包含要解析的主机名。
在方框406中，边缘计算设备106将内容请求路由到由边缘计算设备106执行的区域特定代理204。例如，边缘计算设备106可以包括数据平面或其他网络业务路由基础设施。数据平面可以配置有一个或多个业务规则，该业务规则标识内容请求(例如DNS请求、HTTPDNS请求或其他请求)，并将内容请求转发到区域特定代理204。如上所述，区域特定代理204可以实现为VM、VNF或其他能够处理网络业务的虚拟化工作负载。使用数据平面来路由匹配的业务可以允许区域特定代理204仅处理与服务器解析有关的会话(例如DNS请求/响应)，而不是跟踪所有服务会话(例如视频流业务)。仅处理服务器解析业务也可以减少区域特定代理204的硬件/处理要求。
在方框408中，边缘计算设备106的区域特定代理204修改内容请求以标识区域特定代理204的网络位置。例如，内容请求可以被修改为包括区域特定代理204的全局IP地址。下面结合图5至图9进一步描述用于修改内容请求的各种技术的实施例。
在方框410中，边缘计算设备106将修改后的内容请求发送到CDN服务器108。如上所述，CDN服务器108可以实现为全局服务器负载平衡(GSLB)或以其他方式包括全局服务器负载平衡(GSLB)。基于区域特定代理204的网络位置(例如，IP地址)，GSLB标识由边缘计算设备106托管的替代CDN服务器206。CDN服务器108以内容响应来响应，该内容响应提供了指向替代CDN服务器206的用于所请求的内容的网络地址。如上所述，CDN服务器108可以将内容响应发送到区域特定代理204或直接发送到移动终端102(经由基站104)。下面结合图5和图7描述致使CDN服务器108将响应发送到区域特定代理204的各种技术的实施例。下面结合图6和图8-图9描述致使CDN服务器108将响应发送到移动终端102的各种技术的实施例。
在一些实施例中，在方框412中，区域特定代理204可以从CDN服务器108接收内容响应。内容响应可以标识所请求的内容资源的网络地址。例如，内容响应可以标识替代CDN服务器206的IP地址或其他网络地址。在一些实施例中，内容响应可以实现为DNS响应或HTTP响应。在方框414中，在一些实施例中，区域特定代理204可以修改用于移动终端102的内容响应。例如，区域特定代理204可以修改内容响应以包括移动终端102的IP地址。在方框416中，区域特定代理204将修改后的内容响应发送到移动终端102。
在方框418中，边缘计算设备106确定是否已经从移动终端102接收到内容访问。如果否，则方法400循环回到方框402以继续监视内容请求和/或内容访问。如果已经接收到内容访问，则方法400前进到方框420。
在方框420中，边缘计算设备106从移动终端102接收内容访问。该内容访问可以被实现为标识由移动终端102请求的网络内容资源的地址或与由移动终端102请求的网络内容资源的地址相关联的任何请求。例如，内容访问可以实现为HTTP请求或其他将内容下载到移动终端102的请求。
在方框422中，边缘计算设备106将内容访问路由到边缘计算设备106执行的替代CDN服务器206。例如，边缘计算设备106的数据平面可以配置有一个或多个业务规则，该业务规则标识内容访问(例如HTTP请求)并将内容访问转发到替代CDN服务器206。如上所述，替代CDN服务器206可以实现为VM、VNF或其他能够处理网络业务的虚拟化工作负载。在方框424中，替代CDN服务器206将所请求的网络内容资源发送到移动终端102。在发送内容之后，方法400循环回到方框402以处理附加的内容请求和/或内容访问。
现在参考图5，在使用中，边缘计算设备106可以执行用于处理内容请求和内容响应的方法500。如上所述，方法500可以结合图4的方框404至方框416执行。应当理解，在一些实施例中，方法500的操作可以由如图2所示的边缘计算设备106的环境200的一个或多个组件来执行。方法500从方框502开始，在方框502中，边缘计算设备106从移动终端102接收DNS请求。在方框504中，边缘计算设备106的区域特定代理204使用区域特定代理204的全局IP地址替换DNS请求的源IP地址。在方框506中，区域特定代理204将修改后的DNS请求转发到CDN服务器108。CDN服务器108使用DNS请求的源IP地址(其标识区域特定代理204)以标识适当的替代CDN服务器206。
在方框508中，区域特定代理204从CDN服务器108接收DNS响应。DNS响应可以包括或标识由边缘计算设备106执行的替代CDN服务器206的IP地址。在方框510，区域特定代理204使用移动终端102的IP地址替换DNS响应的目的IP地址。在方框512中，区域特定代理204将修改后的DNS响应转发到移动终端102。在转发修改后的DNS响应之后，方法500完成。方法500可以被执行多次以处理多个内容请求。
现在参考图6，在使用中，边缘计算设备106可以执行用于处理内容请求的方法600。如上所述，方法600可以结合图4的方框404至方框410执行。应当理解，在一些实施例中，方法600的操作可以由如图2所示的边缘计算设备106的环境200的一个或多个组件来执行。方法600从方框602开始，在方框602中边缘计算设备106从移动终端102接收DNS请求。在方框604中，区域特定代理204将区域特定代理204的全局IP地址添加到DNS请求的“附加”部分。在方框606中，区域特定代理204将修改后的DNS请求转发到CDN服务器108。CDN服务器108使用存储在附加部分中的区域特定代理204的全局IP地址来标识适当的替代CDN服务器206。CDN服务器108直接向移动终端102发送DNS响应。在转发修改后的DNS请求之后，方法600完成。方法600可以被执行多次以处理多个内容请求。
现在参考图7，在使用中，边缘计算设备106可以执行用于处理内容请求和内容响应的方法700。如上所述，方法700可以结合图4的方框404至方框416执行。应当理解，在一些实施例中，方法700的操作可以由如图2所示的边缘计算设备106的环境200的一个或多个组件来执行。方法700从方框702开始，在方框702中，边缘计算设备106从移动终端102接收HTTPDNS请求。在框704中，边缘计算设备106的区域特定代理204使用区域特定代理204的全局IP地址替换HTTPDNS请求的源IP地址。在方框706中，区域特定代理204将修改后的HTTPDNS请求转发到CDN服务器108。CDN服务器108使用HTTPDNS请求的源IP地址(其标识区域特定代理204)以标识适当的替代CDN服务器206。
在框708中，区域特定代理204从CDN服务器108接收HTTP响应。HTTP响应可以包括或标识由边缘计算设备106执行的替代CDN服务器206的IP地址。例如，HTTP响应可以在HTTP响应的主体中包含JSON数据或其他结构化数据。在方框710中，区域特定代理204使用移动终端102的IP地址替换HTTP响应的目的IP地址。在方框712中，区域特定代理204将修改后的HTTP响应转发到移动终端102。在转发修改后的HTTP响应之后，方法700完成。方法700可以被执行多次以处理多个内容请求。
现在参考图8，在使用中，边缘计算设备106可以执行用于处理内容请求的方法800。如上所述，方法800可以结合图4的方框404至方框410执行。应当理解，在一些实施例中，方法800的操作可以由如图2所示的边缘计算设备106的环境200的一个或多个组件来执行。方法800从方框802开始，在方框802中，边缘计算设备106从移动终端102接收HTTPDNS请求。在方框804中，边缘计算设备106的区域特定代理204将区域特定代理204的全局IP地址添加到HTTP请求的报头主体。在方框806中，区域特定代理204将修改后的HTTPDNS请求转发到CDN服务器108。CDN服务器108使用存储在HTTP报头中的区域特定代理204的全局IP地址来标识适当的替代CDN服务器206。CDN服务器108将HTTP响应直接发送到移动终端102。在转发修改后的HTTP请求之后，方法800完成。方法800可以被执行多次以处理多个内容请求。
现在参考图9，在使用中，边缘计算设备106可以执行用于处理内容请求的方法900。如上所述，方法900可以结合图4的方框404至方框410执行。应当理解，在一些实施例中，方法900的操作可以由如图2所示的边缘计算设备106的环境200的一个或多个组件来执行。方法900从方框902开始，在方框902中，边缘计算设备106从移动终端102接收DNS请求。在方框904中，区域特定代理204使用区域特定代理204的全局IP地址替换DNS请求的“选项”。例如，DNS请求可以包括用于DNS(EDNS)客户端子网(ECS)选项的一种或多种扩展机制。区域特定代理204可以使用区域特定代理204的全局IP地址替换一个或多个ECS选项。在方框906中，区域特定代理204将修改后的DNS请求转发到CDN服务器108。CDN服务器108使用选项中存储的区域特定代理204的全局IP地址来标识适当的替代CDN服务器206。CDN服务器108直接向移动终端102发送DNS响应。在转发修改后的DNS请求之后，方法900完成。可以再次执行方法900以处理附加的内容请求。
应当理解，在一些实施例中，方法400、500、600、700和/或900可以实现为存储在计算机可读介质上的各种指令，该指令可以由处理器120、I/O子系统122、通信子系统128和/或边缘计算设备106的其他组件执行以使边缘计算设备106执行相应的方法400、500、600、700和/或900。计算机可读介质可以被实现为能够由边缘计算设备106读取的任何类型的介质，包括但不限于存储器124、数据存储126、固件设备和/或其他介质。
应该理解，在一些实施例中，可以例如使用物联网(IoT)设备和用例来分布系统100的各种架构元件。IoT设备是可以在网络上进行通信的物理对象，并且可以包括传感器、执行器和其他输入/输出组件，以收集数据或在现实环境中执行操作。例如，IoT设备可能包括嵌入或连接到日常物体(例如建筑物、车辆、包裹等)的低功率设备，以提供对这些物体的人工感知的额外等级。近来，IoT设备变得越来越流行，因此使用这些设备的应用程序激增。
示例域拓扑可以包括通过链接耦合到相应网关的相应物联网(IoT)网络。示意性地，系统100的架构元件，例如移动终端102、基站104、边缘计算设备106和/或内容传递服务器108，可以被分布在各种IoT设备和IoT网关之间。物联网(IoT)是大量计算设备彼此互连并互连到互联网以在非常低的等级提供功能和数据采集的概念。因此，如本文中所使用的，IoT设备可以包括半自治设备，其与其他IoT设备和更广泛的网络(例如，互联网)通信以执行诸如感测或控制等的功能。
通常，IoT设备的内存、大小或功能受到限制，因此允许以与较小数量的较大设备接近的成本部署较大数量的IoT设备。但是，IoT设备可以是智能手机、笔记本电脑、平板电脑或PC或其他更大的设备。此外，IoT设备可以是虚拟设备，例如智能手机或其他计算设备上的应用程序。IoT设备可以包括IoT网关，用于将IoT设备耦合到其他IoT设备以及耦合到云应用程序，以进行数据存储、过程控制等。
IoT设备的网络可以包括商业和家庭自动化设备，例如水分配系统、电力分配系统、管道控制系统、工厂控制系统、电灯开关、恒温器、锁、摄像机、警报器、运动传感器等。可以通过远程计算机、服务器和其他系统访问IoT设备，例如以控制系统或访问数据。
可以用于多个物联网(IoT)网络的域拓扑可以包括多个IoT设备，其中多个IoT网络通过主干链路耦合到各个网关。主干链路可以包括任何数量的有线或无线技术，该技术包括光网络并且可以是局域网(LAN)、广域网(WAN)或互联网的一部分。此外，这种类通信链路促进IoT设备和网关两者之间的光信号路径，包括促进各种设备互连的MUXing/deMUXing组件的使用。
网络拓扑可以包括任何类型的IoT网络，例如设置有使用蓝牙低功耗(BLE)链路的网络的网状网络。可能存在的其他类型的IoT网络包括用于通过IEEE 802.11
Figure BDA0002554188570000151
链路与IoT设备进行通信的无线局域网(WLAN)网络、用于通过LTE/LTE-A(4G)或5G蜂窝网络与IoT设备进行通信的蜂窝网络以及低功率广域网(LPWA)网络，例如与LoRa联盟颁布的LoRaWan规范兼容的LPWA网络，或者与Internet工程任务组(IETF)颁布的规范兼容的低功耗广域网(LPWAN)网络上的IPv6。此外，各个IoT网络可以使用任何数量的通信链路(例如LTE蜂窝链路、LPWA链路或基于IEEE 802.15.4标准的链路，如
Figure BDA0002554188570000152
)与外部网络提供商(例如，第2层或第3层提供商)进行通信。各个IoT网络也可以使用诸如约束应用协议(CoAP)之类的各种网络和互联网应用协议来操作。各个IoT网络也可以与协调器设备集成在一起，该协调器设备提供形成链接的设备和网络的群集树的链接链。
例如，蜂窝网络中的通信可以通过卸载数据、将通信扩展到更多远程设备或执行两者的系统来增强。LPWA网络可以包括执行非互联网协议(IP)到IP的互连、寻址和路由的系统。此外，每个IoT设备都可以包括用于与该设备进行广域通信的适当收发器。此外，每个IoT设备都可以包括其他收发器，用于使用附加协议和频率进行通信。
最后，可以配备IoT设备的群集以与其他IoT设备以及云网络进行通信。这可以允许IoT设备在设备之间形成自组织网络，从而使它们可以用作可以被称为雾设备的单个设备。
例如，云计算网络可以与在云计算网络的边缘处作为雾设备运行的IoT设备的网状网络进行通信。示意性地，雾设备可以执行边缘计算设备106的功能。雾可以被认为是大规模互连的网络，其中许多IoT设备例如通过无线电链路彼此通信。作为示例，可以使用由开放连接基金会TM(OCF)发布的互连规范来促进该互连网络。该标准允许设备发现彼此并建立互连的通信。还可以使用其他互连协议，例如，包括优化的链路状态路由(OLSR)协议、更好的移动自组网(B.A.T.M.A.N.)路由协议，或OMA轻量级M2M(LWM2M)协议等。
尽管可以使用IoT设备和功能的任何组合，但是示意性的雾可以包括诸如网关、数据聚合器和传感器的IoT设备。网关可以是提供云和雾之间的通信的边缘设备，并且还可以提供从传感器获得的数据的后端处理功能，例如运动数据、流数据、温度数据等。数据聚合器可以从任何数量的传感器收集数据，并执行后端处理功能以进行分析。结果、原始数据或两者都可以通过网关传递到云中。传感器可以是完整的IoT设备，例如，既可以收集数据又可以处理数据。在某些情况下，传感器的功能(例如，收集数据并允许数据聚合器或网关处理数据)可能会受到更多限制。
来自任何IoT设备的通信可以沿着任何IoT设备之间的便利路径(例如，最便利的路径)传递以到达网关。在这些网络中，互连的数量提供了大量的冗余，即使一定数量的IoT设备不存在，也可以允许保持通信。此外，由于连接到另一个IoT设备的范围可能比连接到网关的范围小得多，因此网状网络的使用可以允许使用功率非常低或与基础设施相距较远的IoT设备。
从这些IoT设备提供的雾可以作为位于云边缘的单个设备(例如雾设备)呈现给云中的设备(例如服务器)。在该示例中，来自雾设备的警报可以在没有被标识为来自雾内的特定IoT设备的情况下而发送。以这种方式，雾可以被视为分布式平台，分布式平台提供计算和存储资源以执行处理或数据密集型任务(例如数据分析、数据聚合和机器学习等)。
在一些示例中，可以使用命令式编程样式来配置IoT设备，例如，每个IoT设备具有特定功能和通信伙伴。但是，可以以声明性编程样式配置形成雾设备的IoT设备，从而允许IoT设备重新配置其操作和通信，例如响应于条件、查询和设备故障来确定所需的资源。作为示例，来自位于服务器处的用户的关于由IoT设备监视的设备的子集的操作的查询可以致使雾设备选择回答该查询所需的IoT设备，例如特定传感器。来自这些传感器的数据然后可以由传感器、数据聚合器或网关的任意组合进行聚合和分析，然后再由雾设备发送到服务器以回答查询。在此示例中，雾中的IoT设备可以基于查询选择所使用的传感器，例如添加来自流传感器或温度传感器的数据。此外，如果某些IoT设备无法运行，则雾设备中的其他IoT设备可以提供类似数据(如果可用的话)。
示例
下面提供本文公开的技术的示意性示例。技术的实施例可以包括以下描述的示例中的任何一个或多个以及它们的任意组合。
示例1包括一种用于移动内容传递的边缘计算设备，该边缘计算设备包括：多路访问框架，用于从移动终端接收内容请求，其中，该内容请求与网络内容资源的标识符相关联；以及区域特定代理，用于(i)修改内容请求以生成修改后的内容请求，其中，修改后的内容请求指示区域特定代理的网络位置；(ii)将修改后的内容请求发送到内容传递网络服务器。
示例2包括示例1的主题，其中：区域特定代理的网络位置位于移动终端和核心网络之间；并且将修改后的内容请求发送到内容传递网络服务器包括经由核心网将修改后的内容请求发送到内容传递网络服务器。
示例3包括示例1和2中任一项的主题，并且其中边缘计算设备被包括在与移动终端进行无线通信的无线电节点中。
示例4包括示例1-3中任一项的主题，并且其中：多路访问框架还用于将内容请求路由到边缘计算设备的区域特定代理，其中区域特定代理包括由边缘计算设备执行的虚拟机；并且修改内容请求包括响应于内容请求的路由，由区域特定代理来修改内容请求。
示例5包括示例1-4中任一项的主题，并且其中，修改内容请求包括将区域特定代理的全局IP地址添加到内容请求。
示例6包括示例1-5中任一项的主题，并且其中内容请求包括DNS请求，并且其中，添加全局IP地址包括将全局IP地址添加到DNS请求的附加部分。
示例7包括示例1-6中任一项的主题，并且其中内容请求包括DNS请求，并且其中添加全局IP地址包括使用全局IP地址替换DNS请求的选项。
示例8包括示例1-7中任一项的主题，并且其中内容请求包括HTTP请求，并且其中添加全局IP地址包括将全局IP地址添加到HTTP请求的HTTP报头。
示例9包括示例1-8中任一项的主题，并且其中，多路访问框架还用于：响应于修改后的内容请求的发送，从移动终端接收内容访问，其中，内容访问与网络内容资源的地址相关联；以及将内容访问路由到边缘计算设备的替代内容传递服务器，其中替代内容传递服务器包括由计算设备执行的虚拟机。
示例10包括示例1-9中任一项的主题，并且其中，区域特定代理还用于：响应于修改后的内容请求的发送，从内容传递网络服务器接收内容响应，其中内容响应指示网络内容资源的地址；修改内容响应以生成修改后的内容响应，其中，修改后的内容响应指示移动终端；以及向移动终端发送修改后的内容响应。
示例11包括示例1-10中任一项的主题，其中：修改内容请求包括使用区域特定代理的全局IP地址替换内容请求的源IP地址；并且修改内容响应包括用移动终端的IP地址替换内容响应的目的IP地址。
示例12包括示例1-11中任一项的主题，并且其中，内容请求包括DNS请求，并且内容响应包括DNS响应。
示例13包括示例1-12中任一项的主题，并且其中，内容请求包括HTTP请求，并且内容响应包括HTTP响应。
示例14包括一种用于移动内容传递的方法，该方法包括：由边缘计算设备从移动终端接收内容请求，其中，内容请求与网络内容资源的标识符相关联；由边缘计算设备的区域特定代理修改内容请求以生成修改后的内容请求，其中，修改后的内容请求指示边缘计算设备的区域特定代理的网络位置；以及由区域特定代理将修改后的内容请求发送到内容传递网络服务器。
示例15包括示例14的主题，其中：区域特定代理的网络位置位于移动终端和核心网络之间；将修改后的内容请求发送到内容传递网络服务器包括：经由核心网将修改后的内容请求发送到内容传递网络服务器。
示例16包括示例14和15中任一项的主题，并且其中，边缘计算设备被包括在与移动终端进行无线通信的无线电节点中。
示例17包括示例14-16中任一项的主题，并且还包括：由边缘计算设备将内容请求路由到边缘计算设备的区域特定代理，其中，区域特定代理包括由边缘计算设备执行的虚拟机；其中修改内容请求包括响应于路由内容请求由区域特定代理修改内容请求。
示例18包括示例14-17中任一项的主题，其中修改内容请求包括将区域特定代理的全局IP地址添加到内容请求。
示例19包括示例14-18中任一项的主题，并且其中内容请求包括DNS请求，并且其中添加全局IP地址包括将全局IP地址添加到DNS请求的附加部分。
示例20包括示例14-19中任一项的主题，并且还包括：响应于发送修改后的内容请求，由边缘计算设备从移动终端接收内容访问，其中，内容访问与网络内容资源的地址相关联；以及由边缘计算设备将所述内容访问路由到所述边缘计算设备的替代内容传递服务器，其中，替代内容传递服务器包括由所述计算设备执行的虚拟机。
示例21包括示例14-20中任一项的主题，并且还包括：响应于传输修改后的内容请求，由区域特定代理从内容传递网络服务器接收内容响应，其中内容响应指示网络内容资源的地址；由区域特定代理修改所述内容响应以生成修改后的内容响应，其中，所述修改后的内容响应指示所述移动终端；以及由区域特定代理向移动终端发送修改后的内容响应。
示例22包括示例14-21中任一项的主题，其中：修改内容请求包括使用区域特定代理的全局IP地址替换内容请求的源IP地址；并且修改内容响应包括用移动终端的IP地址替换内容响应的目的IP地址。
示例23包括一种计算设备，该计算设备包括：处理器；和存储器，具有存储于其上的多个指令，这些指令在由处理器执行时使计算设备执行示例14-22中任一示例的方法。
示例24包括一个或多个非暂时性计算机可读存储介质，包括存储在其上的多个指令，这些指令响应于被执行而致使计算设备执行示例14-22中任一示例的方法。
示例25包括一种计算设备，包括用于执行示例14-22中任一示例的方法的装置。

Claims (25)

1.一种用于移动内容传递的边缘计算设备，所述边缘计算设备包括：
多路访问框架，用于从移动终端接收内容请求，其中，所述内容请求与网络内容资源的标识符相关联；和
区域特定代理，用于(i)修改所述内容请求以生成修改后的内容请求，其中，所述修改后的内容请求指示所述区域特定代理的网络位置；(ii)将所述修改后的内容请求发送到内容传递网络服务器。
2.根据权利要求1所述的边缘计算设备，其中：
所述区域特定代理的网络位置位于所述移动终端与核心网络之间；并且
将所述修改后的内容请求发送到所述内容传递网络服务器包括经由所述核心网络将所述修改后的内容请求发送到所述内容传递网络服务器。
3.根据权利要求2所述的边缘计算设备，其中，所述边缘计算设备被包括在与所述移动终端进行无线通信的无线电节点中。
4.根据权利要求1所述的边缘计算设备，其中：
所述多路访问框架还用于将所述内容请求路由到所述边缘计算设备的区域特定代理，其中，所述区域特定代理包括由所述边缘计算设备执行的虚拟机；并且
修改所述内容请求包括响应于所述内容请求的路由，由所述区域特定代理修改所述内容请求。
5.根据权利要求4所述的边缘计算设备，其中，修改所述内容请求包括将所述区域特定代理的全局IP地址添加到所述内容请求。
6.根据权利要求5所述的边缘计算设备，其中，所述内容请求包括DNS请求，并且其中，添加所述全局IP地址包括将所述全局IP地址添加到所述DNS请求的附加部分。
7.根据权利要求5所述的边缘计算设备，其中，所述内容请求包括DNS请求，并且其中，添加所述全局IP地址包括使用所述全局IP地址替换所述DNS请求的选项。
8.根据权利要求5所述的边缘计算设备，其中，所述内容请求包括HTTP请求，并且其中，添加所述全局IP地址包括将所述全局IP地址添加至所述HTTP请求的HTTP报头。
9.根据权利要求1所述的边缘计算设备，其中，所述多路访问框架还用于：
响应于所述修改后的内容请求的发送，从所述移动终端接收内容访问，其中，所述内容访问与所述网络内容资源的地址相关联；以及
将所述内容访问路由到所述边缘计算设备的替代内容传递服务器，其中所述替代内容传递服务器包括由所述计算设备执行的虚拟机。
10.根据权利要求1所述的边缘计算设备，其中，所述区域特定代理还用于：
响应于所述修改后的内容请求的发送，从所述内容传递网络服务器接收内容响应，其中，所述内容响应指示所述网络内容资源的地址；
修改所述内容响应以生成修改后的内容响应，其中，所述修改后的内容响应指示所述移动终端；以及
向所述移动终端发送所述修改后的内容响应。
11.根据权利要求10所述的边缘计算设备，其中：
修改所述内容请求包括使用区域特定代理的全局IP地址替换所述内容请求的源IP地址；并且
修改所述内容响应包括使用所述移动终端的IP地址替换所述内容响应的目的IP地址。
12.根据权利要求11所述的边缘计算设备，其中，所述内容请求包括DNS请求，并且所述内容响应包括DNS响应。
13.根据权利要求11所述的边缘计算设备，其中，所述内容请求包括HTTP请求，并且所述内容响应包括HTTP响应。
14.一种用于移动内容传递的方法，所述方法包括：
由边缘计算设备从移动终端接收内容请求，其中，所述内容请求与网络内容资源的标识符相关联；
由所述边缘计算设备的区域特定代理修改所述内容请求以生成修改后的内容请求，其中，所述修改后的内容请求指示所述边缘计算设备的区域特定代理的网络位置；以及
由所述区域特定代理将所述修改后的内容请求发送到内容传递网络服务器。
15.根据权利要求14所述的方法，其中：
所述区域特定代理的网络位置位于所述移动终端与核心网络之间；和
将所述修改后的内容请求发送到所述内容传递网络服务器包括：经由所述核心网络将所述修改后的内容请求发送到所述内容传递网络服务器。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述边缘计算设备被包括在与所述移动终端进行无线通信的无线电节点中。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括：
由所述边缘计算设备将所述内容请求路由到所述边缘计算设备的区域特定代理，其中，所述区域特定代理包括由所述边缘计算设备执行的虚拟机；
其中修改所述内容请求包括响应于路由所述内容请求由所述区域特定代理修改所述内容请求。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，修改所述内容请求包括将所述区域特定代理的全局IP地址添加到所述内容请求。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述内容请求包括DNS请求，并且其中，添加所述全局IP地址包括将所述全局IP地址添加到所述DNS请求的附加部分。
20.根据权利要求14所述的方法，还包括：
响应于发送所述修改后的内容请求，由所述边缘计算设备从所述移动终端接收内容访问，其中，所述内容访问与所述网络内容资源的地址相关联；以及
由所述边缘计算设备将所述内容访问路由到所述边缘计算设备的替代内容传递服务器，其中，所述替代内容传递服务器包括由所述计算设备执行的虚拟机。
21.根据权利要求14所述的方法，还包括：
响应于发送所述修改后的内容请求，由所述区域特定代理从所述内容传递网络服务器接收内容响应，其中，所述内容响应指示所述网络内容资源的地址；
由所述区域特定代理修改所述内容响应以生成修改后的内容响应，其中，所述修改后的内容响应指示所述移动终端；以及
由所述区域特定代理向所述移动终端发送所述修改后的内容响应。
22.根据权利要求21所述的方法，其中：
修改所述内容请求包括使用所述区域特定代理的全局IP地址替换所述内容请求的源IP地址；并且
修改所述内容响应包括使用所述移动终端的IP地址替换所述内容响应的目的IP地址。
23.一种计算设备，包括：
处理器；和
存储器，具有存储于其上的多个指令，所述多个指令在由所述处理器执行时使所述计算设备执行根据权利要求14-22中任一项所述的方法。
24.一种或多种非暂时性计算机可读存储介质，包括存储在其上的多个指令，所述多个指令响应于被执行而致使计算设备执行根据权利要求14-22中任一项所述的方法。
25.一种计算设备，包括用于执行根据权利要求14-22中任一项所述的方法的装置。
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