边云协同场景下影视资源部署和调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种边云协同场景下影视资源部署和调度方法，应用于影视资源分发系统，该系统包括远程内容中心、多个5G基站以及多个边缘服务器，所述远程内容中心为云服务器，用于存储多种影视资源；所述多个5G基站用于接收用户请求，其中每个5G基站连接一个边缘服务器；所述多个边缘服务器负责流行影视资源的存储和5G基站用户需求的感知及计算；各个5G基站下进行缓存影视资源共享的边缘服务器组成协同缓存域。通过联合边缘计算和云计算并结合5G技术，实现影视资源合理部署和调度，为用户提供低延迟的本地化影视资源服务。供低延迟的本地化影视资源服务。供低延迟的本地化影视资源服务。

【技术实现步骤摘要】
边云协同场景下影视资源部署和调度方法及系统


[0001]本申请属于内容分发
，尤其涉及一种边云协同场景下影视资源部署和调度方法及系统。

技术介绍

[0002]随着具有低延迟和高传输特性的5G网络的普及，大量的对延迟敏感的移动终端服务如虚拟现实、智能家居以及影视点播等得到了极大的发展。这些新型的移动终端服务需要极强的计算操作，会产生很高的能量消耗。为了解决这个挑战，移动终端需要把用户请求的任务卸载到远程数据中心，这被称为云计算。
[0003]此外，传统影视系统在传输环节由于不能根据用户网络带宽给予用户最合适的视频码率，普遍存在视频播放不流畅、视频播放画面不优质等问题，造成用户体验度不高。内容分发网络CDN从技术上能解决这一问题，但由于目前CDN存在着存储空间不足的弊端，其模型还不能满足业务量的不断变化的需求。通过CDN结合云计算技术可以将网络资源、网络存储以及网络计算等通过网络服务器实现统一的共享和调度，因而云计算成为解决CDN现存弊端的关键有效技术方案之一。
[0004]虽然云计算可以为移动终端用户提供几乎无限的资源服务，但是移动终端用户所请求的任务可能会经历到远程数据中心的长距离传输和拥塞传输，这将造成更高的服务延迟。由于目前大多数的终端服务都对延迟极其敏感，因此，云计算不能总是满足终端用户的需求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种边云协同场景下影视资源部署和调度方法和系统，通过结合云计算和边缘计算以及5G技术，设计合理的影视资源部署和调度策略，为用户提供低延迟的本地化影视资源服务。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种边云协同场景下影视资源部署和调度方法，应用于影视资源分发系统，该系统包括远程内容中心、多个5G基站以及多个边缘服务器，所述远程内容中心为云服务器，用于存储多种影视资源；所述多个5G基站用于接收用户请求，其中每个5G基站连接一个边缘服务器；所述多个边缘服务器负责流行影视资源的存储和5G基站用户需求的感知及计算；各个5G基站下进行缓存影视资源共享的边缘服务器组成协同缓存域；
[0007]所述边云协同场景下影视资源部署和调度方法包括以下步骤：
[0008](1)在协同缓存域内各个边缘服务器中部署缓存影视资源，具体包括以下子步骤：
[0009](1
‑
1)、将第一影视资源网站中的预定数量的评分靠前的影视资源，确定为初始缓存影视资源集，定义影视资源i在协同缓存域内的缓存价值为其中为第一影视资源网站中用户对影视资源i的平均评分，C1为第一影视资源网站中影视资
源的满分评分，为第二影视资源网站中用户对影视资源i的平均评分，C2为第二影视资源网站中影视资源的满分评分，α、β为加权系数，其中0＜β＜α＜1，α+β＝1，N
i
为协同缓存域内用户对影视资源i的观看次数，N
t
为协同缓存域内用户对所有所看影视资源的观看次数；将初始缓存影视资源集中影视资源按照缓存价值进行降序排序，得到缓存影视资源集为：A＝{(f1，V1)，(f2，V2)...(f
N
，V
N
)}，初始化上述A中每个影视的副本数为1；
[0010](1
‑
2)、选择缓存价值最高和最低的影视f1和f
N
，如果V1＞2V
N
，则f1的副本数d1增加1，用f1的副本代替f
N
，并将f
N
从缓存影视资源集A中删除；
[0011](1
‑
3)、更新f1的潜在缓存价值为f1＝f1/d1；将A中影视按缓存价值重新排序，重复子步骤(1
‑
2)，直到不满足子步骤(1
‑
2)中继续执行条件，完成缓存影视资源集的确定；
[0012](1
‑
4)、从子步骤(1
‑
3)中确定的缓存影视资源集中选择潜在缓存价值最高的影视j，将其试放在每个边缘服务器中，计算该影视j放置在每个边缘服务器产生的协同缓存域的域内存储和传输能耗，选取产生总能耗最小的边缘服务器m作为该影视j的存放位置；
[0013](1
‑
5)、将影视j放置到边缘服务器m的缓存集中，并更新边缘服务器m的内存容量，并将影视j的副本从缓存影视资源集中减1；
[0014](1
‑
6)、重复执行子步骤(1
‑
4)和(1
‑
5)中的步骤，直至缓存影视资源集中的影视全部放完或各边缘服务器缓存空间不能容纳任意一个影视；其中缓存到各个边缘服务器中的影视为对应影视的最高码率版本；
[0015](2)根据用户请求进行影视资源调度，具体包括以下子步骤：
[0016](2
‑
1)、用户通过5G基站向与该5G基站连接的本地边缘服务器发送影视资源的获取请求，请求中携带影视名n及对应的码率版本p，将请求影视记为np；将请求影视n的更高的码率版本p
+
对应的影视记为np
+
；
[0017](2
‑
2)、在协同缓存域内运行调度策略：在本地边缘服务器上搜索影视np，若搜索命中np，则将影视np直接返回给该用户；
[0018]若本地边缘服务器未命中np，则在本地边缘服务器搜索影视np
+
，若命中np
+
，则检查本地边缘服务器计算能力是否满足将影视np
+
转换为影视np，如果计算能力足够，则本地边缘服务器进行影视转码，并将转码后影视np缓存后发送给用户；如果本地边缘服务器计算能力不够或本地边缘服务器未命中影视np
+
，则跳转到子步骤(2
‑
3)；
[0019](2
‑
3)、在协同缓存域内其他边缘服务器中搜索影视np，若其他边缘服务器命中，则通过其他边缘服务器将影视np传递给本地边缘服务器，并由本地边缘服务器缓存影视np并返回给该用户；如果协同缓存域内任一边缘服务器均不存在影视np，则在协同缓存域内搜索影视np
+
，若某一其他边缘服务器s命中np
+
，则检查边缘服务器s计算能力是否满足将影视np
+
转换为影视np，若计算能力足够，则边缘服务器s进行影视转码，并将转码后影视np发送至本地边缘服务器缓存，由本地边缘服务器将影视np发送给用户；
[0020](2
‑
4)、如果通过以上(2
‑
2)以及(2
‑
3)都不能满足用户请求，则向远程内容中心请求影视np，本地边缘服务器接收远程内容中心发送的影视np并将其发送给用户，同时用影视np更新本地边缘服务器的缓存影视资源。
[0021]本专利技术的另一目的在于提供一种边云协同场景下影视资源分发系统，包括远程内容中心、多个5G基站本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种边云协同场景下影视资源部署和调度方法，应用于影视资源分发系统，该系统包括远程内容中心、多个5G基站以及多个边缘服务器，所述远程内容中心为云服务器，用于存储多种影视资源；所述多个5G基站用于接收用户请求，其中每个5G基站连接一个边缘服务器；所述多个边缘服务器负责流行影视资源的存储和5G基站用户需求的感知及计算；各个5G基站下进行缓存影视资源共享的边缘服务器组成协同缓存域；所述边云协同场景下影视资源部署和调度方法包括以下步骤：(1)在协同缓存域内各个边缘服务器中部署缓存影视资源，具体包括以下子步骤：(1
‑
1)、将第一影视资源网站中的预定数量的评分靠前的影视资源，确定为初始缓存影视资源集，定义影视资源i在协同缓存域内的缓存价值为其中C
i1
为第一影视资源网站中用户对影视资源i的平均评分，C1为第一影视资源网站中影视资源的满分评分，C
i2
为第二影视资源网站中用户对影视资源i的平均评分，C2为第二影视资源网站中影视资源的满分评分，α、β为加权系数，其中0＜β＜α＜1，α+β＝1，N
i
为协同缓存域内用户对影视资源i的观看次数，N
t
为协同缓存域内用户对所有所看影视资源的观看次数；将初始缓存影视资源集中影视资源按照缓存价值进行降序排序，得到缓存影视资源集为：A＝{(f1，V1)，(f2，V2)...(f
N
，V
N
)}，初始化上述A中每个影视的副本数为1；(1
‑
2)、选择缓存价值最高和最低的影视f1和f
N
，如果V1＞2V
N
，则f1的副本数d1增加1，用f1的副本代替f
N
，并将f
N
从缓存影视资源集A中删除；(1
‑
3)、更新f1的潜在缓存价值为f1＝f1/d1；将A中影视按缓存价值重新排序，重复子步骤(1
‑
2)，直到不满足子步骤(1
‑
2)中继续执行条件，完成缓存影视资源集的确定；(1
‑
4)、从子步骤(1
‑
3)中确定的缓存影视资源集中选择潜在缓存价值最高的影视j，将其试放在每个边缘服务器中，计算该影视j放置在每个边缘服务器产生的协同缓存域的域内存储和传输能耗，选取产生总能耗最小的边缘服务器m作为该影视j的存放位置；(1
‑
5)、将影视j放置到边缘服务器m的缓存集中，并更新边缘服务器m的内存容量，并将影视j的副本从缓存影视资源集中减1；(1
‑
6)、重复执行子步骤(1
‑
4)和(1
‑
5)中的步骤，直至缓存影视资源集中的影视全部放完或各边缘服务器缓存空间不能容纳任意一个影视；其中缓存到各个边缘服务器中的影视为对应影视的最高码率版本；(2)根据用户请求进行影视资源调度，具体包括以下子步骤：(21)、用户通过5G基站向...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋鑫，王闻宇，
申请(专利权)人：派欧云计算上海有限公司，
类型：发明
国别省市：