WO2010118638A1

WO2010118638A1 - 一种基于地理位置信息编码的cdn网络系统及数据分发方法

Info

Publication number: WO2010118638A1
Application number: PCT/CN2010/000495
Authority: WO
Inventors: 王劲林; 尤佳莉; 齐向东; 王玲芳; 邓浩江
Original assignee: 中国科学院声学研究所
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2010-10-21
Also published as: JP5532361B2; CN101645922B; JP2012524307A; CN101645922A

Description

一种基于地理信息编码的 CDN网络系统及数据分发技术领域

本发明涉及由分布式节点组成的内容分发网络的结构，尤其涉及一种基于地理位置信息编码的 CDN网络系统及数据分发方法。

背景技术

CDN的全称是 Content Distribution/Delivery Network, 即内容分发网络。其目的是通过在现有的 Internet中增加一层新的网络架构，将网站的内容发布到最接近用户的网络边缘使用户可以就近取得所需的内容，一方面， CDN可以减少延迟，解决 Internet网络拥挤的状况；另一方面，还可以有效实现多种宽带应用，推动整个宽带产业的发展。

CDN是建立并覆盖在互联网之上、由分布在不同区域的结点服务器群组成的虚拟网络，是在已有的 Internet网络结构基础上构建的应用层 "增值"网络，也是一种提供透明服务的中间层，它利用分布式缓存 /复制、负载均衡、流量工程和客户端重定向等技术，专门提供各种网络内容分布和服务发送的功能，包括动态地部署网络内容到边缘，根据网络内容处理通信量，将访问请求转发给最优服务器，从而使得用户能以最快的速度，从最接近用户的地方获得所需的信息，可解决网络拥塞，提高响应速度和服务质量，特别是在流媒体传输方面有着其它技术无可比拟的优势。

随着互联网和 P2P技术的发展，越来越多的运营商和公司看到了其中的商机，而如何让用户更快更好地获得服务则是一个关键问题。由于地区的差别，不同地方对内容的需求可能有所侧重，为了让本地区侧重的内容易于被本区域用户访问，系统会利用全局负载均衡技术，将该内容分发到与用户访问距离最近的正常工作的服务节点上，当用户提出请求时，直接对其响应。当用户访问已经使用了 CDN 服务的节点时，充分考虑用户发起请求的地点和当时网络的情况，来决定把用户的请求定向到离用户最近同时负载相对较轻的节点服务器上，保证用户的访问能得到更及时可靠的响应， 2006年 2月 22日公开的专利 CN1738295A也提出了一种对用户位置信息进行编码的方式，该方法可以得到唯一标识该用户的标识，但是此种编码方法不能将 Cache 网络层的节点按照地理位置关系进行组网，也就不能保证 Cache 网络层中节点的区域聚集性。由于大量的用户访问都由分布在网络边缘的 CDN节点服务器直接响应了，这就不仅提高了用户的访问质量，同时有效地降低了源服务器的负载压力。2007年 8月 29日公开的专利 CN101026744A提出了一种对存储的数据块进行分片存储的方法，但是该发明没有说明切片的特征，如长度、数量、如何划分等，因此在实际应用中该种切片方式无法根据各个存储节点的实际存储能力进行不等长的灵活的切片划分。发明内容

本发明的目的在于，为克服现有的 CDN网络系统在数据存储和访问时延迟较大大，且容易造成 Internet网络拥挤的状况，从而提出一种基于地理位置信息编码的 CDN网络系统及数据分发方法。

本发明提出的一种基于地理位置信息编码的 CDN网络系统及数据分发方法，通过对媒体数据和管理数据的分层存储和管理，使 CDN系统具有更高的抗动态性和扩展性，便于媒体文件的分发处理和数据管理。

为了实现上述目的，本发明的一种基于地理位置信息编码的 CDN网络系统，所述的 CDN网络系统包含全网管理层、本地内容中心管理层和 Cache网络层；其中，

所述的全网管理层，用于负责全网的信息管理和系统管理员操作命令的分析和执行，该层由有备份的服务器担任；

所述的本地内容中心管理层，用于负责 CDN局部区域的相关计算和管理信息的存储，使管理数据和媒体数据分离，便于系统扩展和用户行为的统计和计算，该层由部分存储能力稳定、计算能力强的节点组成；

所述的 Cache 网络层，用于负责对所需备份数据的路由和存储，由若干具有一定存储能力的节点组成；其特征在于，

所述的 Cache 网络层应用基于层次型地理位置信息的编码方式，生成 Cache 网络层节点的唯一 ID标识，节点 ID=地理位置编码 +根据用户网络特征得到的哈希值，以保证 Cache网络层中节点的区域聚集性；

其中，所述的基于层次型地理位置信息的编码方式是根据地理位置信息获得一个 N位序列的 ID值，该序列从左到右、由大区域到小区域、层次性的表示地理位置信息，每个区域由相同或不同位数的数值表示。

上述技术方案所述的 Cache网络层的节点通过 P2P的方式形成网络。

上述技术方案，所述的 N位序列的 ID值，具体包含：

a) 通过一些官方规定的地理区域代号进行组合表示，包括：邮政编码、行政区域代码以及电话区号；

b) 针对不同应用，通过 IP地址映射、匹配方式得到表征区域差别的编码。 c) 针对不同应用的目标，通过网络测量得到的距离，映射生成表征区域差别的编码。

作为本发明的一个改进，本发明还提出一种数据分发方法，该方法是基于层次型地理位置信息的编码方式得到的 CDN网络系统的数据分发方法，该 CDN网络系统中的 Cache 网络层应用基于层次型地理位置信息的编码方式，生成 Cache 网络层节点的唯一 ID标识，节点 ID=地理位置编码 +根据用户网络特征得到的哈希值，以保证 Cache 网络层中节点的区域聚集性；所述的基于层次型地理位置信息的编码方式是根据地理位置信息获得一个 N位序列的 ID值，该序列从左到右、由大区域到小区域、层次性的表示地理位置信息，每个区域由不同位数的数值表示；

所述的数据分发方法，具体包括如下步骤：

1 )全网管理服务器通过管理员设定的方式或者通过预先设定规则由系统进行自动分发决策的方式决策分发内容，包括：文件名、目标区域以及其他辅助信息;

2) 全网管理服务器根据分发决策信息，向目标网络的本地管理服务器发送消息，包含：待分发的文件数目、名称、数据总量、每个节目的数据量、文件名、文件源地址、节目流行度初值以及地理位置信息；

3 ) 本地管理服务器处理消息，将每个待分发文件切成数据块，计算所有数据块的大小、每一块的备份数目和放置位置以及所需存储空间，并计算所需空间总和；

4) 本地管理服务器判断本地的 Cache网络剩余空间是否满足存储要求；

5 ) 如果满足，本地管理服务器通过基于层次型地理位置信息的编码方法，计算每个 blocki的哈希值 blockID_i，并向 Cache节点发出分发指令；否则，转而执行步骤 9);

6) 本地管理服务器将分发 blocki的消息发送至 Cache网络层中的节点，收到消息的节点通过分布式哈希路由协议，找到与 blockID_i哈希空间上最近的节点作为 blocki的主节点 home node; blocki的所有备份信息都存储在主节点 home node 上，同时，根据计算得到的副本数目和位置在 Cache网络层中对 blocki的副本做存储；

7) Cache节点通知本地管理服务器数据备份成功消息； 8)本地管理服务器为对应文件建立索引，索引项包括：文件名、文件 ID、对应数据块 ID、数据块副本数以及数据块副本生存期；

9) 通过本地管理服务器的计算，优化 Cache存储空间，由 Cache节点删除不常用的 block, 增加可用空间，同时更新本地管理服务器中的全局信息；

10) 本地管理服务器判断当前 Cache网络层空间大小，如果优化后空间足够，转而执行步骤 5 ); 否则，执行步骤 11 );

11 ) 由本地管理服务器通知全网管理服务器分发失败；

其中，步骤 3 )所述的将每个待分发文件切成数据块，具体能够根据若干参数指标对文件进行不等长切片形成不同大小的数据块，所述的进行不等长切片的若干参数指标，包含：文件时域上的访问热度。

上述技术方案，所述步骤 9) 中，所述文件的删除方法步骤如下：

a) 通过本地管理服务器利用某种删除策略计算得到待删除数据块列表后，逐一处理待删除 block;

b) 逐一取出 block的 ID值；

c) 对每个 block ID，通过 DHT协议，向其主节点 home node发送删除消息； d) 每个数据块的 home node保存了该数据块所有的备份位置，取出备份位置信息列表；

e) 主节点 Home node向列表中的每个 Cache节点发送删除消息；

f) Cache节点删除 block后，通知主节点 home node;

g) 删除完成后，主节点 home node通知本地管理服务器；

h) 本地管理服务器更新索引信息。

其中，所述删除策略按照加入 CDN网络时间越长的 block或者优先级越低的原则进行选择。

本发明所述的 CDN网络系统，包括三层体系结构：全网管理层，本地内容中心管理层和 Cache 网络层，其中，所述全网管理层由稳定可靠、有备份的服务器担任，主要负责全网的信息管理和系统管理员操作命令的分析和执行；所述本地内容中心管理层是由部分存储能力稳定，计算能力强的节点所组成，主要任务是负责 CDN局部区域的相关计算和管理信息的存储，使管理数据和媒体数据分离，便于系统扩展和用户行为的统计和计算；所述 Cache网络层是由许多节点通过 P2P 的方式组织，主要负责对所需备份数据的路由和存储，同时，层次型地理位置编码方法的引入，保证了 Cache网络层中节点的区域聚集性，而 P2P技术的应用，便于该层的扩展，降低了全网管理和内容管理服务器的负载，提升了用户体验。在本发明的网络系统中，各服务器功能和处理方法如下：

參所述全网管理层采用全网管理服务器（Global Manage Server: GM): 负责配置网络控制参数、对参数进行维护和更新；根据地域属性配置内容中心；存储所有内容中心的全局信息；设置分发内容。根据预先配置的全局参数，帮助生成目标内容中心及 Cache网络；定期收集各个内容中心和 Cache网络的存储总量、节点总数、文件总数、文件访问次数等全局统计信息，为进一步的优化管理做准备。该层的设置便于服务的扩展和新服务地区的加入，同时利于运营商对控制信息的更新和优化。

• 所述内容中心层采用本地管理服务器（Local Manage Server: LM): 内容中心是由 GM指定，负责每个地区 Cache网络全局信息维护和计算的服务器，所有从数据源得到文件，都由 LM下载到本地，并由 LM对其进行分块，根据已有的文件流行度等信息计算每个数据块所需的副本数和对应放置位置，并向 Cache 网络节点进行分发。同时，同一个地区的内容管理中心层，可由多个 LM共同负责，每个 LM中都存储该地区 Cache网络内的全局索引信息， LM之间全互联（见图 2)。多 LM可以减少 LM的计算压力，加速分发过程的处理时间。该层的优势为：

■ 无需人工干预地集中了文件的管理信息，有效地将 CDN中的计算功能和存储功能划分到不同节点上，降低了节点负载和维护复杂性；

■ 基于管理信息和存储内容的分层管理，通过局部信息定期更新的方式， GM可以从 LM中有效收集文件访问的统计信息，便于运营商或者系统设计者对用户行为的分析。

■ 所述 Cache网络层的组成节点称为 Cache节点（ Cache Peer: CP), 所有地区的所有 CP通过分布式哈希表（DHT)共同组成一个全局的 Cache网络，而同一个地区的 CP节点称为一个地区的 Cache网络，并由每个地区的 LM进行管理， Cache网络中的节点会和至少一个 LM保持连接（见图 3 )。为了使同一个地区 Cache 网络中的节点具有拓扑临近性，这里应用基于层次型地理位置信息的编码方法（即哈希方法），保证地理位置相近的节点在拓扑图上处于同一个区域。 CP 节点接收 LM所发出的分发消息，找到数据副本所要放置的位置，并做备份，加速用户访问。每个地区的 LM对 Cache网络的所有 CP进行管理，包括文件数据块的副本数，副本放置位置，用户访问行为分布，生存期，流行度等信息。每个 CP节点存储 ID 与当前节点 ID最近的数据块和对应数据块生存函数，定期检测数据块状态，删除过期数据块。为了使 Cache网络便于扩展，更新，适应网络动态性，所有的 CP节点通过 DHT进行组织。最后， LM为每个文件生成数据块索引项并进行管理。

另外，为本发明的网络系统提供数据源的内容提供服务器（Content Providing Server, CPS), 是独立于上述三层结构之外的部分，可以是单独的服务器，也可以是服务器集群，其作为数据源存储待分发文件的原始数据。

本发明的基于层次型地理位置信息编码方法的 CDN网络系统及其分发处理方法的有益效果在于：该系统通过多层体系结构，保证了节点在管理能力上的有效分工，利于系统的扩展，通过层次型地理位置信息，使 CDN中的管理节点和存储节点进行有效聚集，便于网络的管理和扩展，同时，通过 P2P 网络结构，系统具有良好的抗动态性特点。另外，分发和删除优化过程，保证了内容的动态更新性，加强了系统的服务能力，提升了用户体验。

附图说明

图 1为本发明的基于地理位置信息编码的 CDN网络系统的结构示意图；图 2为本发明的基于地理位置信息编码的 CDN网络系统的内容中心管理服务器 LM的组织方式示意图；

图 3为本发明的基于地理位置信息编码的 CDN网络系统的 Cache网络的结构示意图；

图 4为本发明的基于地理位置信息编码的 CDN网络系统的数据分发方法的流程图；

图 5为本发明的基于地理位置信息编码的 CDN网络系统的数据分发方法中的数据删除过程流程图；

图 6为全国的 Cache网络层示意图。

具体实式

下面结合附图和具体实施例对本发明的基于地理位置信息编码的 CDN网络系统及其分发处理方法进行详细的说明。

图 1为本发明的基于地理位置信息编码的 CDN网络系统的结构示意图。如图 1所示，本发明的一种基于地理位置信息编码的 CDN网络系统，包括三层体系结构：全网管理层，本地内容中心管理层和 Cache 网络层，其中，所述全网管理层由稳定可靠、有备份的服务器担任，主要负责全网的信息管理和系统管理员操作命令的分析和执行；所述本地内容中心管理层是由部分存储能力稳定，计算能力强的节点所组成，主要任务是负责 CDN局部区域的相关计算和管理信息的存储，使管理数据和媒体数据分离，便于系统扩展和用户行为的统计和计算；所述 Cache 网络层是由许多节点通过 P2P的方式组织，主要负责对所需备份数据的路由和存储，同时，层次型地理位置编码方法的引入，保证了 Cache 网络层中节点的区域聚集性，而 P2P技术的应用，便于该层的扩展，降低了全网管理和内容管理服务器的负载，提升了用户体验。

在本发明的网络系统中，各服务器功能和处理方法如下：參全网管理层采用全网管理服务器（Global Manage Server: GM): 负责配置网络控制参数、对参数进行维护和更新；根据地域属性配置内容中心；存储所有内容中心的全局信息；设置分发内容。根据预先配置的全局参数，帮助生成目标内容中心及 Cache网络；定期收集各个内容中心和 Cache网络的存储总量、节点总数、文件总数、文件访问次数等全局统计信息，为进一步的优化管理做准备。该层的设置便于服务的扩展和新服务地区的加入，同时利于运营商对控制信息的更新和优化。參内容中心层采用本地管理服务器（Local Manage Server: LM): 图 2为本发明的基于地理位置信息编码的 CDN 网络系统的内容中心管理服务器 LM的组织方式示意图。内容中心是由 GM指定，负责每个地区 Cache网络全局信息维护和计算的服务器，所有从数据源得到文件，都由 LM下载到本地，并由 LM对其进行分块，根据已有的文件流行度等信息计算每个数据块所需的副本数和对应放置位置，并向 Cache网络节点进行分发。同时，如图 2所示，同一个地区的内容管理中心层，可由多个 LM共同负责，每个 LM中都存储该地区 Cache网络内的全局索引信息， LM之间全互联。多 LM可以减少 LM的计算压力，加速分发过程的处理时间。该层的优势为：

• 图 3为本发明的基于地理位置信息编码的 CDN网络系统的 Cache网络的结构示意图。如图 3所示， Cache网络层的组成节点称为 Cache节点（Cache Peer: CP), 所有地区的所有 CP通过分布式哈希表（DHT) 共同组成一个全局的 Cache网络，而同一个地区的 CP节点称为一个地区的 Cache网络，并由每个地区的 LM进行管理， Cache网络中的节点会和至少一个 LM 保持连接。为了使同一个地区 Cache网络中的节点具有拓扑临近性，这里应用基于层次型地理位置信息的编码方法（即哈希方法），保证地理位置相近的节点在拓扑图上处于同一个区域。 CP节点接收 LM所发出的分发消息，找到数据副本所要放置的位置，并做备份，加速用户访问。每个地区的 LM对 Cache网络的所有 CP进行管理，包括文件数据块的副本数，副本放置位置，用户访问行为分布，生存期，流行度等信息。每个 CP节点存储 ID与当前节点 ID最近的数据块和对应数据块生存函数，定期检测数据块状态，删除过期数据块。为了使 Cache网络便于扩展，更新，适应网络动态性，所有的 CP节点通过 DHT进行组织。最后， LM为每个文件生成数据块索引项并进行管理。该层的优势为：

■ P2P技术的应用可以无需中心监督而快速、有效地进行数据定位；

■ CP对本身存储内容自行管理，减少了网络通信代价。

■ 基于层次型地理位置信息的编码方法，可以使地理区域临近的节点在哈希空间上也临近。

图 4为本发明的基于地理位置信息编码的 CDN网络系统的分发处理方法的流程图。如图 4所示，本发明的一种基于地理位置信息编码的 CDN网络系统的数据分发处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

1 ) 全网管理服务器决策分发内容（可以通过管理员设定的方式，也可通过预先设定规则由系统进行自动分发决策），包括：文件名、目标区域以及其他辅助信 2) 全网管理服务器根据分发决策信息，向目标网络的本地管理服务器发送消息，包含：待分发的文件数目、名称、数据总量、每个节目的数据量、文件名、文件源地址、节目流行度初值以及地理位置信息；

5 ) 如果满足，本地管理服务器通过基于层次型地理位置信息的编码方法，计算每个 blocki的哈希值 blockID_i，并向 Cache节点发出分发指令；否则，转步骤 9);

这里，层次型地理位置信息的编码方法，可以有效的将地理空间相近的节点和数据映射到哈希空间上也相近的点，使节点和数据具有地理区域聚集性，有助于提高 CDN的命中率。在层次型地理位置信息的编码方法中，得到的 ID值是一个 N位的序列，该序列从左到右，由大区域到小区域、层次性的表示地理位置信息，每个区域可以由不同位数的数值表示。比如一个 8 位的数字序列，其中，前两位表示省市， 3、 4两位表示地区 /县市， 5、 6两位表示街道，最后两位表示门牌号等等。不同的应用环境，存在不同的编码粒度，由粗到细，条理清晰。

该编码有多种生成方法，例如：

a) 通过一些官方规定的地理区域代号进行组合表示，比如邮政编码、行政区域代码、电话区号等等；

b) 针对不同应用，通过 IP地址映射、匹配等方式得到表征区域差别的编码。

6) 本地管理服务器将分发 blocki的消息发送至 Cache网络层中的节点，收到消息的节点通过分布式哈希路由协议（如： Chord, Pastry, CAN, Tapstry等），找到与 blockID_i哈希空间上最近的节点，作为 blocki的主节点 home node; blocki 的所有备份信息，都存储在主节点 home node上，同时，根据计算得到的副本数目和位置，在 Cache网络层中对 blocki的副本做存储；

7) Cache节点通知本地管理服务器数据备份成功消息；

8)本地管理服务器为对应文件建立索引，索引项包括：文件名、文件 ID、对应数据块 ID、数据块副本数以及数据块副本生存期。

9)通过本地管理服务器的计算，优化 Cache存储空间，即删除不常用的 block, 增加可用空间，同时更新 LM中的全局信息。其中，图 5为本发明的基于地理位置信息编码的 CDN网络系统的分发处理方法中的数据删除过程流程图。如图 5所示，在本步骤 9)的优化 Cache存储空间过程中，文件的删除方法步骤如下：

a) 通过 LM 计算得到待删除数据块列表后（通过某种删除策略，例如加入 CDN网络时间越长的 block,优先级越低的原则进行选择，列表中包括每个数据块的 ID值等信息），逐一处理待删除 block。

b) 逐一取出 block的 ID值。

c) 对每个 block ID，通过 DHT协议，向其 home node发送删除消息。

d) 每个数据块的 home node保存了该数据块所有的备份位置，取出备份位置信息列表。

e) Home node向列表中的每个 CP节点发送删除消息。

f) CP节点删除 block后，通知 home node。

g) 删除完成后， home node通知 LM。

h) LM更新索引信息。

11 ) 由本地管理服务器 LM通知全网管理服务器 GM分发失败。实施例下面结合具体实施例来说明该 CDN网络系统和功能。假设该 CDN网络需覆盖北京，上海，天津三地。以北京地区为例，假设服务器分布如下述表 1 所示；两台服务器为 LM1和 LM2负责北京地区的内容中心管理；除此之外，一台服务器作为 GM管理 CDN的全局信息。这里， Pastry作为基本路由协议，通过其前缀匹配的方式，快速匹配相应地区的节点。表 1 : 北京地区 Cache网络层服务器分布情况示意

根据 CDN网络的目标和所分发内容的设置，需要将其分发至离目标最近的服务节点上。邮政编码是一个 6位的数字序列，其中，前两位表示省市，中间两位表示地区 /县市，最后两位表示所要投递的邮政所。因此，通过邮政编码，可以有效地将地区从大区域划分到小区域甚至街道。因此，所需分发地区的邮政编码可以作为该地区的地理位置信息，用以在 DHT中生成 ID值，各节点 ID如图 6所示的全国的 Cache网络层示意图。。当文件/要分发到海淀区时，过程如下：

1) GM向 LM1 (或者 LM2) 发出分发指令，将/分发至海淀区；

2) LM1将文件 /从数据源下载到本地；

3) 通过 LM1获取本地 Cache网络中存储空间的占用情况，发现剩余空间不足以为新的数据块做备份，根据一些优化准则（比如加入 CDN网络时间越长的数据块，优先级越低），选出待删除的数据块列表，这里，待删除数据块列表为 {block 10 ， blockll} ;

4) 取出 blocklO的 ID，如节点 1000812601825135;

5) 通过 DHT 协议找到节点 1000812601825135 的主节点 home node 1000812501920145;

6) 从节点 1000812501920145 中取出 blocklO 所有的备份节点列表 {1000812501920145, 1000813709467800}；

7) 向列表中的所有 CP节点发出删除 blocklO的消息；

8) CP节点接到删除消息后删除 blocklO;

9) 同时节点 1000812501920145删除 blocklO相关信息；

10)所有 blocklO都删除结束后，节点 1000812501920145通知 LM1删除成功；

11) LM1更新包含 blocklO的索引表；

12)取出下一个 blockll , 继续删除，其步骤与 blocklO的删除过程相同；直至待删除列表为空，停止；删除过程结束；

13)为了加速用户获取， LM1 将文件切成数据块（也可不切分），每块是一个 block, 文件可以被分为数据块序列，假设分为 3块，为 {blockl， block2， block3} _;

14)根据文件名称，通过基于层次型地理位置信息的编码方法为文件生成索引存储 ID，假设 ID共 16位，前 6位为邮政编码，后 10位为哈希函数生成值，即：

RID = 100081 (地理位置信息编码，这里用地区邮政编码表示） + Hash(文件名) (如 2356780132) 即 RID= 1000812356780132

15)通过基于层次型地理位置信息的编码方法为每个数据块生成 ID。数据块 ID 生成公式：

BIDi = 100081 (地理位置信息编码，这里用地区邮政编码表示） + Hash (文件名 +block的序号）

假定 {blockl， block2， block3}的 ID为 {1000810003215200， 100081013567810， 100084816213269}。

16)综合流行度等信息，通过某种副本数目计算方法，为每个数据块计算所需副本数目和对应放置位置（比如， blockl需要放置 2份在节点 1000812501920145 和 1000813709467800 , block2 需要放置 2 份在节点 1000812501920145 和 1000813709467800, block3需要放置 1份在节点 100084816213269)。

17)假设 3个数据块的大小各为 100M， 200M和 300M，则步骤 16)所需的存储空间大小为 900M。 LMl计算 Cache网络中，海淀区节点的剩余可用空间，如果满足副本备份要求，则根据步骤 16) 的计算结果生成资源副本，并进行放置。对每个数据块的放置步骤如下，如 blockl :

a) LMl随机选择一个节点作为入口节点，将 blockl的分发消息通知该入口； b) 入口节点找到 IDOOblockl的 ID最近的节点 10008137094678，该节点称为 block l的 home node, 存储一份 blockl的副本；

c) 根据计算得到的 block_l的副本数和放置位置，通过 Pastry路由协议，将剩余副本进行放置，同时，每个备份数据都附加一个表示剩余生存时间的时间戳，如 100小时，并以 24小时为周期定期自我检测剩余生存时间。备份完成后，通知 home node;

d) home node接到备份完成的消息后，通知入口节点。

e) block全部加入完成后，将所有 block的 ID和对应副本信息组成索引项，根据 Pastry 路由算法，存储于离 RID ( 1000812356780132 ) 最近的节点 1000812501920145上;

18)节点 1000812501920145通知内容中心 LM1数据副本备份成功，生成一个全局索引项，存储于 LM1中，资源加入完成。

当读取数据时，首先找到文件 /的索引节点 1000812501920145，从中取出数据块序列的 ID列表，再通过 Pastry路由方法从网络中将各个 block内容取出。

说明文档中的其他内容针对本专业领域内的普通技术人员，均可进行技术实现，这里不再赘述。最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1、一种基于地理位置信息编码的 CDN网络系统，所述的 CDN网络系统包含全网管理层、本地内容中心管理层和 Cache网络层；其中，

2、根据权利要求 1所述的基于地理位置信息编码的 CDN网络系统，其特征在于，所述的 Cache网络层的节点通过 P2P的方式形成网络。

3、根据权利要求 1或 2所述的基于地理位置信息编码的 CDN网络系统，其特征在于，所述的 N位序列的 ID值，具体包含：

a) 官方规定的地理区域代号或其组合表示，包括：邮政编码、行政区域代码以及电话区号；

4、一种数据分发方法，该方法是基于层次型地理位置信息的编码方式得到的 CDN网络系统的数据分发方法，该 CDN网络系统中的 Cache网络层应用基于层次型地理位置信息的编码方式，生成 Cache网络层节点的唯一 ID标识，节点 ID= 地理位置编码 +根据用户网络特征得到的哈希值，以保证 Cache网络层中节点的区域聚集性；所述的基于层次型地理位置信息的编码方式是根据地理位置信息获得一个 N位序列的 ID值，该序列从左到右、由大区域到小区域、层次性的表示地理位置信息，每个区域由不同位数的数值表示；

所述的数据分发方法具体包括如下步骤：

7) Cache节点通知本地管理服务器数据备份成功消息；

8)本地管理服务器为对应文件建立索引，索引项包括：文件名、文件 ID、对应数据块 ID、数据块副本数以及数据块副本生存期；

11 ) 由本地管理服务器通知全网管理服务器分发失败；

其中，步骤 3 )所述的将每个待分发文件切成数据块，根据若干参数指标对文件进行不等长切片形成不同大小的数据块。 5、根据权利要求 4所述的数据分发方法，其特征在于，所述的进行不等长切片的若干参数指标，包含：文件时域上的访问热度。

6、根据权利要求 4所述的数据分发方法，其特征在于，所述的步骤 9) 中文件的删除方法步骤如下：

i) 通过本地管理服务器利用删除策略计算得到待删除数据块列表后，逐一处理待删除 block;

j) 逐一取出 block的 ID值；

k) 对每个 block ID，通过 DHT协议，向其主节点 home node发送删除消息；

1) 每个数据块的 home node保存了该数据块所有的备份位置，取出备份位置信息列表；

m) 主节点 Home node向列表中的每个 Cache节点发送删除消息；

n) Cache节点删除 block后，通知主节点 home node;

o) 删除完成后，主节点 home node通知本地管理服务器；

p) 本地管理服务器更新索引信息。

7、根据权利要求 6所述的数据分发方法，其特征在于，所述删除策略按照加入 CDN网络时间越长的 block或者优先级越低的原则进行选择。