在ＩＰＴＶ网络中，为了减少带宽需求，可以在网络节点处提供一个或多个高速缓存以存储视频内容。可以对诸如高速缓存效率和高速缓存能力的高速缓存函数进行定义和优化以便确定高速缓存存储器的最优大小和位置以及确定用于ＩＰＴＶ网络的单播服务的高速缓存存储器的优化分区。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及网际协议电视(IPTV)网络并且特别涉及在网络内的节点处对视频内 容进行高速缓存。
技术介绍
在IPTV网络中，视频点播(V0D)和其他视频服务生成从视频总部(VH0)到用户的 大量单播业务，并因此需要网络中的大量带宽和设备资源。为了减少这种业务，并且随之减少总网络成本，可以将部分视频内容，诸如最流行的标题存储在靠近用户的高速缓存中。例 如，可以在数字用户线接入复用器(DSLAM)、中心局(C0)或者在中间局(10)中提供高速缓存。对用于高速缓存的内容的选择可以依赖于若干因素，包括高速缓存大小、内容流行度等。 需要一种用于对IPTV网络中的高速缓存存储器的大小和位置进行优化的系统和 方法。
技术实现思路
在本专利技术公开的一个方面，提供了一种用于在网际协议电视(IPTV)网络的网络 节点处对高速缓存的高速缓存存储器分配进行优化的方法，包括定义高速缓存能力函数和 优化该高速缓存能力函数。 在本专利技术公开的一个方面，提供了一种网际协议电视网络的网络节点，其包括高速缓存，其中高速缓存的存储器大小与用于该网络的高速缓存函数的最优解一致。 在本专利技术公开的一个方面，提供了一种计算机可读介质，包括由第一处理器和与第一处理器通信的第二处理器执行的计算机可执行指令，该指令当执行时使得第一处理器向第二处理器提供输入参数，并使得第二处理器计算用于IPTV网络的网络节点处的高速缓存的至少一个高速缓存函数。附图说明 现在将参考仅作为例子提供的特定实施方式，以及如下附图 图1是IPTV网络的示意图； 图2示出了流行度分布曲线； 图3示出了传输带宽问题； 图4示出了输入参数表； 图5示出了网络成本计算流程4 图6示出了高速缓存函数的优化；以及 图7示出了系统处理器和用户处理器。具体实施例方式在典型的IPTV体系结构10中，如图1示出的，几个用户12连接到数字用户线接 入复用器(DSLAM)14(例如，比例为192 : 1)。该DSLAM 14连接到中心局C0 16(例如，比 例为100 : 1)。几个C016连接到中间局(10) 18并最终连接到视频总部(VHO) 19 (例如，比 例为6 : 1)。 VHO 19在例如内容数据库22中存储视频点播(VoD)内容的标题。1吉比特 以太网(GE)连接23将DSLAM 14连接到C0 16，而10GE连接24和25分别将CO 16连接到 10 18和将10 18连接到VH0 19。 为了减少单播VoD业务对IPTV网络10的成本影响，部分视频内容可以存储在靠 近用户的高速缓存中。在各种实施方式中，可以在DSLAM、 CO或者IO的一些或全部中提供 高速缓存。在一个实施方式中，以可以存储有限量例如最多3000万亿字节(TB)的数据的 高速缓存模块15的形式提供高速缓存。另外，每个高速缓存模块能够支持有限量的业务， 例如最多20Gbs。高速缓存模块是很方便的，因为它们可以被提供为在相应的网络设备中使 用一个槽。 在一个实施方式中，在一层的所有位置，例如DSLAM、 CO或IO提供高速缓存。艮卩，将在网络的每个DSLAM 14、或者每个C0 16、或者每个I0 18中提供高速缓存。 每个高速缓存的效率(effectiveness)可以被描述为可以从高速缓存提供服务的视频内容请求的百分比。高速缓存效率是IPTV网络经济的关键驱动力。 高速缓存效率依赖于几个因素，包括在高速缓存中存储的标题的数量(其是高速缓存存储器和视频大小的函数)和在高速缓存中存储的标题的流行度，其可以用流行度分布来描述。 高速缓存效率随着高速缓存存储器增大而增大，但是成本也随之增大。视频内容 的传输成本与在网络上的所有高速缓存的组合成本互为折中。高速缓存效率还是流行度曲 线的函数。流行度分布20的例子在图2中示出。流行度分布曲线20用Zipf或普适化的 Zipf函数来表示 Zipf = l/xa 随着流行度曲线变平，高速缓存效率降低。 为了找到高速缓存存储器的最优位置和大小，提供优化模型和工具。给定典型的 metro拓扑、视频内容流行度曲线、成本和业务量假设等，该工具选择最优高速缓存大小及 其网络位置。在一个实施方式中，该工具还基于高速缓存的效率、其位置等优化整个网络成 本。高速缓存效率是存储器和流行度曲线的函数，增大的存储器带来增大的功效(和高速 缓存成本)，但是降低了传输成本。因此可以使用优化工具来选择用于高速缓存的最优存储 器以降低总网络成本。 总网络成本的一个元素是传输带宽成本。传输带宽成本是每用户带宽和用户数量 的函数。进行高速缓存利用高速缓存效率降低上游带宽，如上所述，高速缓存效率是存储器 和流行度分布的函数。图3中图形化地描述传输带宽成本问题。Td代表到DSLAM节点(d)31 的传输成本，且Td依赖于用户(sub)数量和每用户带宽(BW)。 Td因此可以表示为 1=用户数量X带宽/用户 Tra是到中心局32的传输成本，且表示为 Tc。二d数量XTd TIQ是到中间局33的传输成本，且表示为 T!o二IO数量XTco VH0业务量是网络上来自VHO 34的所有VH0业务的传输成本，且表示为 VH0业务量二ETj。 所需的传输带宽可以用于限定诸如DSLAM、CO和IO的设备的大小并确定在网络中 所需的这些元件的每一种的数量。 图4示出用于优化工具的输入参数的参数表40。还提供了用于参数表40的样本 数据。例如，参数表允许用户输入主要参数，例如每活跃用户的平均业务量41，和每DSLAM 的活跃用户的数量42。可以提供网络配置参数，诸如DSLAM数量43、C0数量44和10数量 45。可以提供高速缓存模块参数，例如，每高速缓存模块的存储器46，最大高速缓存业务量 47，以及高速缓存模块的成本48。还可以输入流行度曲线参数49。也可以规定其他网络设 备成本51，诸如交换机、路由器和其他硬件组件。 可以将参数表40结合到更广泛的优化工具中供在网络成本计算中使用。 在图5中示出了用于确定网络成本的流程图50。网络成本表示为 网络成本510 =设备成本+传输成本。 设备成本是所有DSLAM、 CO、 10和VHO以及VoD服务器和高速缓存的成本。设备 成本可以通过考虑限定每个DSLAM、CO和IO的尺寸来縮减(break down) 。 DSLAM尺寸限定 (步骤501)需要如下成本考虑 a每DSLAM的总高速缓存存储器=每单元高速缓存存储器X每DSLAM的高速缓存 单元数量； b高速缓存中的内容单元数量=每DSLAM的总高速缓存存储器/每内容单元的平 均存储器要求； c高速缓存效率(即，高速缓存所服务的请求的数量)=CDF-1 (高速缓存中的内 容单元的数量)，其中CDF是流行度分布的累积密度函数； d总高速缓存吞吐量=高速缓存单元的数量X每单元的高速缓存吞吐量； e来自连接到DSLAM的所有用户的总业务需求(DSLAM业务量)二每DSLAM的用户 数量X每用户的平均业务量； f每DSLAM的CO至DSLAM业务量=DSLAM业务量-min (总高速缓存吞吐量，高速 缓存效率X DSLAM业务量)； gGE连接数量/DSLAM =[每DSLAM的CO至DSLAM业务量/1Gbs];以及 h本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于对网际协议电视（ＩＰＴＶ）网络的网络节点处的高速缓存的高速缓存存储器分配进行优化的方法，包括：定义高速缓存能力函数；以及优化所述高速缓存能力函数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-8-30 60/969,162一种用于对网际协议电视(IPTV)网络的网络节点处的高速缓存的高速缓存存储器分配进行优化的方法，包括定义高速缓存能力函数；以及优化所述高速缓存能力函数。2. 根据权利要求1所述的方法，其中优化所述函数包括对所述高速缓存能力函数应用存储器限制。3. 根据权利要求1所述的方法，其中优化所述高速缓存能力函数包括对所述高速缓存能力函数应用吞吐量业务限制。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述高速缓存能力函数确定针对所述IPTV网络的N个服务的第i个服务的高速缓存能力因子。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述高速缓存能力函数包括高速缓存能力效率函数。6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述高速缓存能力计算针对网络节点的第i个服务的高速缓存能力因子4 (m)，其中、a 。 仿力 《'U,J其中Ti是针对服务i的业务量，Si是针对服务i的每标题大小，Fi(m/Si)是针对服务i的高速缓存效率函数。7. 根据权利要求6所述的方法，包括确定所述高速缓存效率函数。8. 根据权利要求7所述的方法，其中确定所述高速缓存效率函数包括求解方程叔,.k巧(m, ,) - & s二 m,—^ k巧其中Mi是针对服务i的高速缓存存储器，并且A工和A 2是Lagrange乘法器。9. 根据权利要求8所述的方法，其中Mi《M，其中M是高速缓存存储器的大小。10. 根据权利要求9所述的方法，其中M是网络节点处的至少一个高速缓存存储器模块的大小。11. 根据权利要求8所述的方法，还包括根据所述高速缓存效率函数的最优解为第i个服务分配存储器(m)。12. —种网际协议电视网络的网络节点，包括高...
【专利技术属性】
技术研发人员：LB索夫曼，B科尔格弗斯，A阿格拉瓦尔，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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