一种CDN与ISP协同处理数据的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种CDN与ISP协同处理数据的方法及装置，ISP获知了CDN网络选择的为客户端提供服务的缓存服务器，且交互复杂度低，实现简单。本发明专利技术技术方案中，由于ISP获知了CDN网络选择的为客户端提供服务的缓存服务器，因而ISP可以实时掌握网络实际流量，为CDN与ISP之间协同处理数据提供了更好的合作基础，并且，根据网络实际流量，ISP网络利用SDN技术能够实时处理拥塞、灵活选路，对网络进行更加灵活的监控和管理，改善了客户体验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动互联网领域，特别涉及一种内容分发网络(CDN，ContentDeliveryNetwork)与互联网服务提供商(ISP，InternetServiceProvider)协同处理数据的方法及装置。
技术介绍
以视频内容为主的网络流量快速增长，给现有的网络带来了极大的挑战。首先对于运营商而言，网络流量的快速增长使网络变得十分拥塞，用户的请求响应速度变慢，为了改善网络状况，运营商只能不断地扩充网络带宽。然而，随着语音和短信业务量的降低以及流量及流量费用的下降，运营商的网络扩建并未给自己带来很可观的收益。网络拥塞以及用户请求响应速度慢，也给内容提供商带来了巨大的压力。据统计，Google网站访问速度每慢400ms就将导致用户搜索请求下降0.59％，雅虎网站如果有400ms延迟会导致流量下降5-9％。网络内容的访问体验很大程度上直接影响了内容提供商的收益。为了应对当前网络流量快速增长以及网络阻塞所带来的挑战，需要从提高内容分发效率的角度来不断改善优化网络。CDN是目前主流的一种提高内容分发效率的技术。其基本思路是尽可能避开互联网上有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节，使内容传输的更快、更稳定。通过在网络各处放置缓存服务器在现有的互联网基础之上构成一层智能虚拟网络，CDN网络能够实时地根据网络流量和各节点的连接、负载状况以及到用户的距离和响应时间等综合信息将用户的请求重新导向离用户最近的服务节点上。其目的是使用户可就近取得所需内容，解决Internet网络拥挤的状况，提高用户访问网站的响应速度。虽然CDN在技术和产业方面取得了巨大成功，但是依然存在许多问题和挑战。第一，随着互联网流量特别是视频流量的快速增长，对CDN的内容存储、路由和调度都提出了新的要求。第二，由于CDN对ISP提供的服务器的网络状态信息缺乏足够的了解，因此CDN在内容的分发和路由的分配上还存在优化空间。第三，随着移动互联网、LTE(4GLongTermEvolution，长期演进)、云计算及大数据的不断发展成熟，传统的CDN架构也需要进行改进。因此，如何将CDN与底层的ISP提供的服务器的网络进行协同处理是目前一个值得关注的问题，通过感知网络的拓扑、链路负载信息，优化内容分发的传输路径，从而降低请求响应的时延，提高内容分发能力。为了实现CDN与ISP的协同，现有技术采用了如下方案：现有技术一，是CaTE(内容感知的流量工程)方案，通过使用ISP推荐的内容服务器，优化CDN缓存服务器的选择，从而缩短终端用户访问内容的时间。CaTE需要依靠CDN和ISP在短时间内(分钟级甚至秒级)的紧密协作，为了实现这个目标，ISP必须收集和处理网络信息。同时，候选的CDN缓存服务器必须与ISP保持通信，并且还需要对这些候选的CDN缓存服务器进行排名。CaTE系统安装在ISP内，并与CDN网络中的选择器通信交互。CaTE的主要任务是：(1)维持一个最新的ISP所在网络及其属性的网络状态信息图；(2)产生基于终端用户和候选服务器之间路径的优先排名；(3)和CDN网络选择器通信，来优化终端用户到内容服务器的分配。CaTE架构由三部分组成，网络监测部分、查询处理部分、ISP与CDN之间通信接口部分。(1)网络监测部分网络监测部分收集ISP所在网络的网络拓扑和网络状态的信息，网络监测部分包括拓扑信息模块、连接性信息模块、网络映射数据库模块三个模块。其中，拓扑信息模块主要用于收集关于网络拓扑的详细信息，如路由和链路，以及链路的利用率，路由负载和拓扑变化等；连接性信息模块主要用于使用路由信息计算流量，以选择路径；网络映射数据库模块主要用于存储由拓扑信息模块和连接性信息模块收集的信息，并建立网络状态信息图。(2)查询处理部分查询处理部分用于接收一个来自CDN的内容请求的描述，利用网络映射数据库模块所建立的网络状态信息图，对候选的CDN缓存服务器进行排名，获得可用CDN缓存服务器排名列表；将所述列表推荐给CDN网络。(3)通信接口部分用于CaTE架构中的网络监测部分与查询处理部分与外部或内部进行通信。在整个的通信过程中，虽然ISP的CaTE系统中的查询处理部分对CDN中的缓存服务器进行了排序和推荐，但是最终的选择一个缓存服务器去执行用户请求的权利还是在CDN网络，ISP不清楚CDN最终选择的为客户端提供服务的CDN缓存服务器，正是由于这个原因也导致了ISP对整个网络流量的控制很弱。现有技术二，是一种基于SDN(SoftwareDefinedNetwork，软件定义网络)的CDN与ISP的协同方案，该方案遵循以下三个原则：一、相互隐藏CDN与ISP双方的相关信息，来激励各方进行更加有效的协同操作；二、由于集成的流量管理，要求在极短的时间内对流量进行检测和管理；三、由CDN决定为某个客户端提供服务的缓存服务器。图1展示了该系统的设计架构图和该方案的具体流程图：(1)客户端向内容提供商请求内容，请求内容的URL通过DNS服务器解析，被重定向至RC(重定向中心)。(2)RC终止客户端的TCP连接，并将该TCP连接的HTTP的相关信息通知给CDN网络，由CDN网络决定为用户服务的CDN缓存服务器。(3)对中断的TCP连接进行迁移，从RC迁移至选定的CDN缓存服务器。为了确保无缝迁移，RC会向用户接入侧的OpenFlow(控制器和交换机之间的标准协议)网络下发相应的流表来重定向数据流到指定的CDN缓存服务器，确保TCP数据流的迁移。(4)最后，由CDN指定的缓存服务器与发起请求的客户端进行交互，以处理该客户端所请求的内容。由于在本方案中要进行TCP迁移，而TCP的迁移过程需要收集所有的与连接状态相关的信息，这样就导致了系统的复杂度高。
技术实现思路
本专利技术实施例公开了一种CDN与ISP协同处理数据的方法及装置,ISP既可以获知CDN网络选择的为客户端提供服务的缓存服务器，还可以降低系统复杂度。通过感知协同处理模块与各个接口的交互，实现ISP和CDN的协同，降低系统设计复杂度。为了达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种CDN与ISP协同处理数据的方法，所述ISP所在网络内包含网络信息数据库、感知协同处理模块、SDN控制器，所述CDN网络中包括缓存服务器和负载均衡服务器，所述用户端中包括客户端，所述的方法包括：CDN网络中的负载均衡服务器接收来自客户端的域名查本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CDN与ISP协同处理数据的方法，其特征在于，所述ISP所在网络内包含网络信息数据库、感知协同处理模块、SDN控制器，所述CDN网络中包括缓存服务器和负载均衡服务器，所述用户端中包括客户端，所述方法包括：CDN网络中的负载均衡服务器接收来自客户端的域名查询请求，所述域名查询请求中包括客户端源IP地址；负载均衡服务器选择与所述客户端源IP地址对应的可用候选缓存服务器的IP地址列表，将所述客户端源IP以及可用候选缓存服务器的IP地址列表发送给ISP中的感知协同处理模块；ISP网络中的感知协同处理模块依据负载均衡服务器发送来的消息，查询网络信息数据库，根据网络信息数据库中记录的网络状态信息，对所述可用候选缓存服务器进行排序，将排序后的IP地址列表发送给CDN网络中的负载均衡服务器；CDN网络中的负载均衡服务器根据排序后的IP地址列表，以及自身网络中缓存服务器的当前状态，确定最终为客户端提供服务的缓存服务器，将所确定的缓存服务器的IP地址反馈给客户端；所述为客户端提供服务的缓存服务器接收到来自客户端的业务请求后，将所述业务所涉及的基本信息发送给ISP中的感知协同处理模块；所涉及的基本信息包括客户端源IP地址，为客户端提供服务的缓存服务器的IP地址，业务所要求的最低速率；ISP中的感知协同处理模块接收来自缓存服务器的消息，记录客户端源IP地址以及为所述客户端提供服务的缓存服务器的IP地址的对应关系，通知SDN控制器，建立从所述可用缓存服务器到客户端之间的能满足所述业务要求的有保障的链路；所述通知中包括业务所要求的最低速率；ISP中的感知协同处理模块接收到来自SDN控制器的链路建立完成信息后，通知所述为客户端提供服务的缓存服务器，以使所述缓存服务器开始与所述客户端进行交互。...

【技术特征摘要】
1.一种CDN与ISP协同处理数据的方法，其特征在于，所述ISP所在网络内
包含网络信息数据库、感知协同处理模块、SDN控制器，所述CDN网络中包括
缓存服务器和负载均衡服务器，所述用户端中包括客户端，所述方法包括：
CDN网络中的负载均衡服务器接收来自客户端的域名查询请求，所述域名
查询请求中包括客户端源IP地址；负载均衡服务器选择与所述客户端源IP地址对
应的可用候选缓存服务器的IP地址列表，将所述客户端源IP以及可用候选缓存服
务器的IP地址列表发送给ISP中的感知协同处理模块；
ISP网络中的感知协同处理模块依据负载均衡服务器发送来的消息，查询网
络信息数据库，根据网络信息数据库中记录的网络状态信息，对所述可用候选
缓存服务器进行排序，将排序后的IP地址列表发送给CDN网络中的负载均衡服
务器；
CDN网络中的负载均衡服务器根据排序后的IP地址列表，以及自身网络中
缓存服务器的当前状态，确定最终为客户端提供服务的缓存服务器，将所确定
的缓存服务器的IP地址反馈给客户端；
所述为客户端提供服务的缓存服务器接收到来自客户端的业务请求后，将
所述业务所涉及的基本信息发送给ISP中的感知协同处理模块；所涉及的基本信
息包括客户端源IP地址，为客户端提供服务的缓存服务器的IP地址，业务所要求
的最低速率；
ISP中的感知协同处理模块接收来自缓存服务器的消息，记录客户端源IP地
址以及为所述客户端提供服务的缓存服务器的IP地址的对应关系，通知SDN控制
器，建立从所述可用缓存服务器到客户端之间的能满足所述业务要求的有保障
的链路；所述通知中包括业务所要求的最低速率；
ISP中的感知协同处理模块接收到来自SDN控制器的链路建立完成信息后，
通知所述为客户端提供服务的缓存服务器，以使所述缓存服务器开始与所述客
户端进行交互。
2.根据权利要求1所述的CDN与ISP协同处理数据的方法，其特征在于，所
述方法还包括：所述缓存服务器在接收到所述客户端的业务请求后，通知所述

\tISP中的感知协同处理模块。
3.根据权利要求2所述的CDN与ISP协同处理数据的方法，其特征在于，所
述ISP中的感知协同处理模块通知SDN控制器，建立从所述可用缓存服务器到客
户端之间的能满足所述业务要求的有保障的链路的实现方式是：给链路中的
OpenFlow网络下发流表；
所述ISP中的感知协同处理模块接收到所述缓存服务器与所述客户端交互
完成的通知后，通知SDN控制器删除所述缓存服务器与所述客户端交互时对应
链路所对应的流表。
4.根据权利要求1所述的CDN与ISP协同处理数据的方法，其特征在于，所
述用户端内还包括本地DNS服务器，所述用户端内的客户端通过所述本地DNS
服务器与所述CDN网络中的负载均衡服务器进行交互。
5.根据权利要求1所述的CDN与ISP协同处理数据的方法，其特征在于，所
述负载均衡服务器通过“request”消息将所述客户端源IP以及可用候选缓存服
务器的IP地址列表发送给ISP中的感知协同处理模块；
所述的排序后的IP地址列表以“response”消息发送给CDN网络中的负载
均衡服务器；
所述为客户端提供服务的缓存服务器通过“determination”消息将所述业务
所涉及的基本信息发送给ISP中的感知协同处理模块；
所述的有保障的链路建立后由感知协同处理模块以“OK”消息...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢人超，黄韬，谢俊峰，刘江，刘韵洁，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11