内容分发网络中的带宽管理制造技术

提供系统和方法，其中内容分发网络(CDN)中的各节点保持与总体上CDN的最近状态有关的信息，以判定在服务于内容订户时要使用什么带宽，使得通过CDN中的各种节点流播/传递给订户的整个多媒体内容的总带宽保持在对订户的预定义带宽上限之内。因此，整个CDN被看作是单个边缘节点。CDN中的各节点可向CDN中的所有其他节点周期地传送与在传送节点发生的任何活动有关的信息。传送节点可向“感兴趣”节点的子集报告其节点特定活动的细节而不是向所有节点报告。一旦各节点具有整个CDN系统当前正在做什么的模型，则该节点能够按照相干方式来实现带宽管理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及通信系统。本公开的具体实施例针对用于内容分发网络(CDN)中的带宽管理的系统和方法。
技术介绍
内容分发网络(CDN)(在文献中又称作“内容传递网络”)是跨因特网的多个数据中心中所部署的服务器的大型分布式系统。CDN的目标是以高可用性和高性能向最终用户供应内容。CDN服务于当今因特网上可用的内容的大部分。这种内容包括例如web对象(例如文本、图形、脚本等)、可下载对象(例如媒体文件、数据文件、软件、文档等)、应用(例如电子商务、web门户等)、直播（live）流播媒体、按需流播媒体、与社交网络关联的内容等。图1示出采用CDN14的内容传递系统12。内容可经由传递平台18来传递给内容订户16(例如有线电视(cable)订户、宽带服务提供商或电话公司的客户等)。内容可以是多媒体内容。如本文所使用的术语“多媒体内容”可包括例如数据内容，其具有视听段、仅音频成分、仅视频成分、其他非视听成分(例如普通数据、游戏数据和其他可执行、SuperCollider数据等)或者这些段/成分的一个或多个的组合。在本文的论述中，术语“多媒体内容”和“内容”可以可互换的使用。按传统，由电话公司和有线电视运营商所供给或提供的视听或其他多媒体服务通过被管理接入线来分发，其中良好体验质量所需的带宽被供应并且是适当鲁棒的。但是，现在存在许多类型的因特网连接装置，其能够进行高质量音频/视频回放。这些包括例如智能电视、游戏控制台、PC、膝上型计算机、平板、智能电话、Blu-ray™装置等。因此，多媒体内容提供商（例如媒体公司和电子商务供应商）越来越多地经由诸如HuluTM或Netflix™的第三方服务使其内容在因特网上直接可用。这些第三方服务又使用/部署CDN将这个所接收内容(通过图1中的箭头20所指示)传递给最终用户16。内容提供商支付这些第三方服务(其可以是拥有者或运营商CDN)，以用于将提供商的内容传递给最终用户的对应听众。CDN14可使用传递平台18，其可包括例如因特网的一部分、因特网服务提供商(ISP)网络、有线电视或电视服务提供商的网络(在这种情况下，内容可说成是运营商网络的“过顶”(OTT)传递)等。CDN运营商或拥有者可支付ISP、运营商（carrier）和网络运营商，以便在其数据中心(未示出)托管其服务器，以促进内容20的传递。除了更好的性能和可用性之外，CDN还对从内容提供商的原始基础设施直接服务的业务进行减荷，引起内容提供商的成本节省。另外，CDN通过使用其大型分布式服务基础设施吸收攻击业务，来为内容提供商提供针对拒绝服务(DoS)攻击的某种程度的保护。CDN可由适当地传送和缓存多媒体内容的各种“节点”来组成。图1中，这类“节点”通过附图标记22至31来标识。节点的一部分可作为区域服务器节点(例如图1中的节点23-25)来起作用，其他一些可作为边缘节点(例如图1中的节点26-31)来起作用，而可存在CDN14中作为原始服务器(例如图1中的原始服务器22)起作用的至少一个节点，其是输入到CDN14的内容20的主接收方，并且可负责所接收内容向适当区域/边缘节点的后续分发。内容然后从适当节点传送到最终用户16。各种内容片段例如由原始服务器22存储在CDN的各种(有时冗余的)节点中。例如，更流行(即，更经常请求)的内容可在本地等级推送到边缘节点26-31，而不太流行的内容可在区域等级存储在区域节点23-25中，以及更不太流行的内容可存储在分级结构中的“较高”节点—例如原始服务器22本身。发送给边缘节点的内容意在由物理上靠近该节点的最终用户来检索。有可能的是，两个用户(甚至在同一家庭或位置)可从两个完全不同的节点服务器来检索相同内容。自适应比特率(ABR)流播是一种用于通过计算机网络来流播多媒体内容的技术。ABR可用来通过CDN14和传递平台/网络18的组合来传递内容。自适应流播技术主要基于超文本传输协议(HTTP)，并且设计成通过大型分布式HTTP网络（例如因特网）有效地工作。因此，在以下论述中，术语“流播”或“自适应流播”或“ABR流播”(或者相似意思的术语)可以可互换地用来表示通过自适应流播所传递的多媒体内容，其可包括ABRHTTP下载或者任何其他相似的基于网络的内容传递方法。在ABR流播中，实时地检测用户装置的带宽和处理容量，并且相应地调整多媒体流的质量。源视听内容以多个比特率来编码，并且然后不同比特率流的每个分段为小多秒(例如2至10秒)部分。向流播客户端提供清单文件。清单文件使客户端装置知道以不同比特率可用的流以及流的段。因此，播放器客户端能够取决于可用网络资源在流播不同编码之间进行切换。例如，当网络吞吐量恶化时，客户端装置可发现当前下载段的下载速度低于清单文件中为该段所指定的比特率。在那种情况下，客户端装置可请求下一段以该较低比特率。类似地，如果客户端发现当前下载段的下载速度大于所下载段的清单文件指定比特率，则客户端可请求下一段处于那个较高比特率。ABR流播解决方案的一些示例包括MPEG-DASH标准(其中“MPEG”表示运动图像专家组，以及“DASH”表示通过HTTP的动态自适应流播)、由Apple,Inc.所供给的用于iPhone和iPad的HTTP直播流播(HLS)解决方案以及由Microsoft,Inc.所供给的平滑流播解决方案。如先前注意到的，在自适应流播中，视频/视听内容的多种版本以不同比特率或质量等级(例如，从100Kbps(每秒千位)至2Mbps(每秒兆位))来供给。因此，例如，视频不是作为一个大文件而是作为独立的不同块(例如，通过将视频“切割”为小文件)来传输，以及允许用户代理简单地通过从不同比特率等级下载下一块在清单文件中指定的质量等级之间无缝切换(例如基于变化装置或网络条件)。因此，在ABR流播中，视频(或视听数据)用作独立的小块，以及伴随清单文件提供客户端的ABR播放器所需的元数据。清单文件可以是扩展标记语言(XML)文件。提供ABR流播的媒体服务器可自动适应各用户的网络和回放条件的任何变化。用户代理(在客户端的ABR播放器中)可解析清单文件，以便在不同流等级(或比特率)之间适当地切换。内容传递的ABR模式在许多应用中是有用的，例如诸如视频内容的长下载(其中如果用户当前没有观看视频，则ABR流播可节省带宽)、直播视频馈送(其中ABR流播可保持内容传递的稳定性)、到移动装置的传递(其中因变化网络条件而可能需要大量缓冲)。因此，自适应流播技术通过在清单文件内指示的较高与较低质量视频段之间进行切换来允许客户端装置调整或适应带宽的变化。
技术实现思路
虽然处于效率目的是理想的，但是基于CDN网络的分布式内容模型在尝试实现任何种类的CDN全网络（network-wide）带宽管理方案时提出挑战，例如在美国专利No.8,549,570(标题为“MethodsandApparatusforManagingNetworkResourcesusedbyMultimediaStreamsinaVirtualPipe”)中公开的加权公平网络排队(WFNQ)(下文中又称作加权公平排队(WFQ))方式。因为CDN中的各网络节点仅知道它自己的状态，所以分布式内容的传递难以管理。因此，综本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管理分配给从内容分发网络(CDN)(48)中的一个或多个节点接收多媒体内容的内容订户（16）的总带宽的方法(35)，其中所述方法包括执行下列操作：在所述CDN中的各节点保持(39)总体上所述CDN的最近状态；在服务于所述内容订户的各节点，使用(42)与总体上所述CDN的最近状态有关的信息来监测单独带宽，也服务于所述内容订户的所述其他节点的每个以所述带宽向所述内容订户提供所述多媒体内容的对应部分；以及在服务于所述内容订户的各节点，使用传递带宽来提供(44)订户请求的多媒体内容的所述服务节点的节点特定部分，使得所述总带宽保持在对所述内容订户的预定义带宽上限之内，其中所述总带宽是所述传递带宽和服务于所述内容订户的所述其他节点的每个所利用的各单独带宽的总和。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种管理分配给从内容分发网络(CDN)(48)中的一个或多个节点接收多媒体内容的内容订户（16）的总带宽的方法(35)，其中所述方法包括执行下列操作：在所述CDN中的各节点保持(39)总体上所述CDN的最近状态；在服务于所述内容订户的各节点，使用(42)与总体上所述CDN的最近状态有关的信息来监测单独带宽，也服务于所述内容订户的所述其他节点的每个以所述带宽向所述内容订户提供所述多媒体内容的对应部分；以及在服务于所述内容订户的各节点，使用传递带宽来提供(44)订户请求的多媒体内容的所述服务节点的节点特定部分，使得所述总带宽保持在对所述内容订户的预定义带宽上限之内，其中所述总带宽是所述传递带宽和服务于所述内容订户的所述其他节点的每个所利用的各单独带宽的总和。2.如权利要求1所述的方法，其中，保持总体上所述CDN的最近状态的所述CDN中的各节点包括：所述CDN中向所述CDN中的所有其他节点周期地报告(40)所述报告节点的节点特定活动的最近状态的各节点。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述报告节点的节点特定活动包括在所述报告节点服务于所述内容订户时传送给所述内容订户的所述多媒体内容的多个字节。4.如权利要求2所述的方法，其中，所述CDN中的周期地报告所述报告节点的节点特定活动的最近状态的各节点包括：所述CDN中向所述CDN中的所有其他节点周期地传送其当前状态的各节点。5.如权利要求4所述的方法，其中，周期地传送其当前状态的所述CDN中的各节点还包括：所述CDN中向所述CDN中的所有其他节点周期地传送与自所述传送节点所传送的紧接前面的节点特定活动报告以来已经发生的传送节点的唯一节点特定活动有关的信息的各节点。6.如权利要求1所述的方法，其中，保持总体上所述CDN的最近状态的所述CDN中的各节点包括：所述CDN中向所述CDN中的所有其他节点的子集周期地报告(40)所述报告节点的节点特定活动的最近状态的各节点，其中所述节点子集仅包括所述CDN中也服务于与所述报告节点相同的内容订户的那些节点。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述报告节点的节点特定活动包括在所述报告节点服务于所述内容订户时传送给所述内容订户的所述多媒体内容的多个字节。8.如权利要求6所述的方法，其中，所述CDN中周期地报告所述报告节点的节点特定活动的最近状态的各节点包括：所述CDN中向所述节点子集中的所有所述节点周期地传送与自所述传送节点所传送的紧接前面的节点特定活动报告以来已经发生的传送节点的唯一节点特定活动有关的信息的各节点。9.如权利要求1所述的方法，其中，保持总体上所述CDN的最近状态的所述CDN中的各节点包括：在所述CDN的各节点保持与所述CDN中的其他节点的每个的最近状态有关的信息。10.如权利要求1所述的方法，其中，提供订户请求的多媒体内容的所述服务节点的节点特定部分包括在服务于所述内容订户的各节点执行下列操作：基于所述装置的相应优先级等级向与所述内容订户关联的多个装置的每个分配权重；基于所述所分配的权重在所述多个装置之间划分所述预定义带宽上限，其中所述预定义带宽上限按照使得所述总带宽的一部分与所述装置的优先级等级成正比地提供给订户关联装置的方式划分；以及将所述订户关联装置的所述传递带宽限制到所述总带宽的所述部分。11.一种管理分配给从内容分发网络(CDN)(48)中的一个或多个节点接收多媒体内容的内容订户（16）总带宽的方法，其中所述方法包括执行下列操作：所述CDN中的各节点向所述CDN中的所有其他节点周期地报告(40)所述报告节点的节点特定活动的最近状态，由此允许所述CDN中的各节点保持与所述CDN中的所述其他节点的每个的最近状态有关的信息；在服务于所述内容订户的各节点，使用来自所述周期报告的数据来监测单独带宽，也服务于所述内容订户的所述其他节点的每个以所述带宽向所述内容订户提供所述多媒体内容的对应部分；以及在服务于所述内容订户的各节点，使用传递带宽来提供订户请求的多媒体内容的所述服务节点的节点特定部分，使得所述总带宽保持在对所述内容订户的预定义带宽上限之内，其中所述总带宽是所述传递带宽和服务于所述内容订户的所述其他节点的每个所利用的各单独带宽的总和。12.如权利要求11所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：C菲利普斯，JA雷诺斯，CH达舍尔，RH福斯曼，
申请(专利权)人：爱立信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE