内容分发网络及对等网络的流量控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】一种内容分发网络及对等网络的流量控制方法及系统。流量控制方法包括以下步骤。以一内容分发网络及一对等网络协同传输数据。一网络状态搜集模块自对等网络取得一分享率，一逻辑控制模块计算一目前服务成本比率。逻辑控制模块依据目前服务成本比率控制内容分发网络接受或拒绝新的数据请求。
【专利说明】内容分发网络及对等网络的流量控制方法及系统
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种流量控制方法及系统，且特别涉及一种内容分发网络(contentdelivery network, CDN)及对等网络(peer to peer network, P2P network)的流量控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着信息科技的进步，互联网的应用层面不断的增加。使用者可以从网络上取得大量的信息。在图像、视频等数据数字化后，使用者也可以轻易地从网络上取得图像、视频。
[0003]为了符合图像、视频等高数据量的传输，增加网络频宽是一项有效的作法。除此之夕卜，在有限频宽下，适当的安排网络服务器与客户端的配置，也可以有效改善网络传输效率与可延伸的范围。
【发明内容】
[0004]本申请涉及一种内容分发网络(content delivery network, Q)N)及对等网络(peer to peer network, P2P network)的流量控制方法及系统。
[0005]根据本申请的第一方面，提出一种内容分发网络(content delivery network,⑶N)及对等网络(peer to peer network, P2P network)的流量控制方法。流量控制方法包括以下步骤。以一内容分发网络及一对等网络协同传输数据。一网络状态搜集模块自对等网络取得一分享率。一逻辑控制模块计算一目前服务成本比率。逻辑控制模块依据目前服务成本比率控制内容分发网络接受或拒绝新的数据请求。
[0006]根据本申请的第二方面，提出一种内容分发网络(content delivery network,⑶N)及对等网络(peer to peer network, P2P network)的流量控制系统。流量控制系统包括一网络状态搜集模块(P2P network tracker module)及一逻辑控制模块(logicalcontrolling module)。网络状态搜集模块自一对等网络取得一分享率。逻辑控制模块根据所述分享率，计算一目前服务成本比率，并依据目前服务成本比率控制内容分发网络接受或拒绝新的数据请求。
[0007]为了对本申请的上述及其他方面更了解，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下:
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1 绘不一内容分发网络(content delivery network, CDN)、一对等网络(peerto peer network, P2P network)及两者的流量控制系统的示意图。
[0009]图2绘示内容分发网络由不开放转为开放的切换的示意图。
[0010]图3绘示内容分发网络及对等网络的流量控制方法的一实施例的流程图。
[0011]图4绘示另一内容分发网络及对等网络的流量控制方法的一实施例的流程图。
[0012]图5绘示另一内容分发网络及对等网络的流量控制方法的一实施例的流程图。[0013]图6绘示另一内容分发网络及对等网络的流量控制方法的一实施例的流程图。
[0014]【主要元件符号说明】
[0015]100:网络状态搜集模块
[0016]1000:流量控制系统
[0017]200:逻辑控制模块
[0018]300:数据提供端
[0019]400:源服务器
[0020]500:边缘服务器
[0021]5000:内容分发网络
[0022]600:客户端
[0023]6000:对等网络
[0024]S110、S120、S130、S140、S141、S142、S143、S144、S145、S200、S210、S220、S230、S241、S244、S245、S300、S310、S320、S330、S341、S344、S345、S400、S410、S420、S430、S441、S442、S443、S444、S445:流程步骤
【具体实施方式】
[0025]请参照图1，其绘不一内容分发网络(content delivery network,CDN)5000>一对等网络(peer to peer network, P2P network) 6000及两者的流量控制系统1000的示意图。对等网络6000有效减轻了中心设备和骨干网络的压力。通过对等网络6000，可以将数据的服务从原来的单一中心结构变更为分散式结构。内容分发网络5000提高用户访问网络资源的速度，从技术上解决由于用户使用量大、路由路径过长等原因造成的用户无法取得资源的情况。相对的，采用内容分发网络5000时，则需要支付一定的费用。
[0026]在一实施例中，数据提供端300提供讯息内容给内容分发网络5000的源服务器400后，源服务器400通过设置于多个互联网服务提供者(InternetService Provider,ISP)的边缘服务器500进行讯息内容的传递，边缘服务器500位于内容分发网络5000中。
[0027]对等网络6000则通过客户端600的参与来传递信息，对等网络6000是一种用于不同客户端600之间、不经过中继设备直接交换数据或服务的技术。在对等网络6000中，每个客户端600的节点的地位都是相同的，每个客户端600的节点同时具备用户及服务器的双重特性。对等网络6000的客户端600增加时，可以提供服务的资源也随之而增加。相对地，采用对等网络6000传递数据时，则因多个客户端600必须一个个逐渐传递而耗费较多的时间。
[0028]在一实施例中，其中一个客户端600接收到数据后，即可任意传递至另一客户端600。或者，当一客户端600需要某一数据时，则可向具有所述数据的客户端600索取。
[0029]本实施例通过内容分发网络5000及对等网络6000的结合来取得两者的优点。流量控制系统1000用以适时地控制内容分发网络5000，以使两者的结合能够发挥最大效能。
[0030]流量控制系统1000包括一网络状态搜集模块(P2P network tracker module)100及一逻辑控制模块(logical controlling circuit module) 200。网络状态搜集模块100用以搜集网络的各种信息，例如是一计算机、一固件电路、一处理芯片或具有数组程序代码的一存储介质。[0031]逻辑控制模块200用以进行各种逻辑运算与控制程序，例如是一计算机、一固件电路、一处理芯片或具有数组程序代码的一存储介质。
[0032]网络状态搜集模块100及逻辑控制模块200可以设置于同一服务器内或者各自为单独的服务器。或者，网络状态搜集模块100及逻辑控制模块200可以是一边缘服务器500的一部分。
[0033]在对等网络6000运行的时候，新客户端600或是既有客户端600皆可以向边缘服务器500要求数据，逻辑控制模块200可以依据网络状态搜集模块100针对对等网络6000所获得的信息进行计算，以控制边缘服务器500是否提供数据。
[0034]举例来说，请参照图2，其绘示内容分发网络5000由不开放转为开放的切换的示意图。在对等网络6000中，逻辑控制模块200依据网络状态搜集模块100针对对等网络6000所获得的信息进行计算后，判断服务成本比率在可接受的范围，因此逻辑控制模块200控制边缘服务器500对于新的请求不再提供数据，但对于既有的在阶层I的客户端600仍然提供数据。随着客户端600的加入，在数据传递的概念上由阶层I逐渐扩展到阶层3。在进入对等网络5000的阶层4之前，逻辑控制模块200依据网络状态搜集模块100针对对等网络6000所获得的信息进行计算后，判断成本比率即将或已超出可接受的范围，因此逻辑控制模块200控制边缘服务器500对于新的请求可以提供数据，图2中阶层4的客户端600提出新的请求时，可以直接由边缘服务器500取得数据，作为新节点，而重新由阶层I开始扩展。
[0035]为了清楚说明本实施例的流量控制系统1000的运作方式，以下更以一流程图详细说明如下。请参照图3，其绘示内容分发网络5000及对等网络6000的流量控制方法的一实施例的流程图。在步骤SllO中，数据提供端300将数据上载或串流到源服务器400，内容分发网络5000将数据传递到数个边缘服务器500，数个客户端600直接由数个边缘服务器500下载数据，更多个客户端600以对等网络6000互相传输数据。
[0036]在步骤S120中，网络状态搜集模块100自对等网络6000取得一分享率P、一离开率σ、一加入率λ及一当下最大阶层数k。分享率P为单位时间内，对等网络6000的上载流量与下载流量的比率。离开率σ为单位时间内离开对等网络6000的客户端数与先前客户端数的比率，加入率λ为单位时间内加入对等网络6000的客户端数与先前客户端数的比率。当下最大阶层数k为对等网络6000中最深的阶层数。在对等网络6000中数据的传递方式可以是树状、网状(mesh)、或是将数据流切割成数个小的数据流分别传递给不同的客户端600。当下最大阶层数k是同一份数据传递的最大路径深度。在对等网络6000中数据的传递方法可以是由客户端600主动提供给另一客户端600或是由客户端600向另一客户端600提出请求，被请求的客户端600可决定是否回应此请求。
[0037]在步骤S130中，逻辑控制模块200根据分享率P、离开率σ、加入率λ及当下最大阶层数k，计算一目前服务成本比率f(k，P，λ，σ)。目前服务成本比率f(k，P, λ, σ)为内容分发网络5000的用户数占对等网络6000及内容分发网络5000的用户数的比率。
[0038]目前服务成本比率f(k，P, λ, σ)例如是采用下列关系式(I)来计算。在其他实施例中，目前服务成本比率f(k，P, λ, σ)也可采用其他关系式来计算。
[0039]
【权利要求】
1.一种内容分发网络及对等网络的流量控制方法，包括: 以一内容分发网络及一对等网络协同传输数据； 一网络状态搜集模块自所述对等网络取得一分享率； 一逻辑控制模块根据所述分享率，计算一目前服务成本比率；以及 所述逻辑控制模块依据所述目前服务成本比率控制所述内容分发网络接受或拒绝新的数据请求。
2.如权利要求1所述的内容分发网络及对等网络的流量控制方法，其中在计算所述目前服务成本比率的步骤中，所述逻辑控制模块根据所述分享率计算所述目前服务成本比率，控制所述内容分发网络的步骤包括: 所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率大于一前次服务成本比率，则控制所述内容分发网络接受新的数据请求。
3.如权利要求1所述的内容分发网络及对等网络的流量控制方法，其中在计算所述目前服务成本比率的步骤中，所述逻辑控制模块根据所述分享率计算所述目前服务成本比率，控制所述内容分发网络的步骤包括: 所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率不大于一前次服务成本比率，则控制所述内容分发网络拒绝新的数据请求。
4.如权利要求1所述的内容分发网络及对等网络的流量控制方法，所述网络状态搜集模块还取得一加入率以及一离开率，其中在计算所述目前服务成本比率的步骤中，所述逻辑控制模块根据所述分享率、所述加入率以及所述离开率计算所述目前服务成本比率，控制所述内容分发网络的步骤包括: 所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率大于一前次服务成本比率，则控制所述内容分发网络接受新的数据请求。
5.如权利要求1所述的内容分发网络及对等网络的流量控制方法，所述网络状态搜集模块还取得一加入率以及一离开率，其中在计算所述目前服务成本比率的步骤中，所述逻辑控制模块根据所述分享率、所述加入率以及所述离开率计算所述目前服务成本比率，控制所述内容分发网络的步骤包括: 所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率不大于一前次服务成本比率，则控制所述内容分发网络拒绝新的数据请求。
6.如权利要求1所述的内容分发网络及对等网络的流量控制方法，其中所述网络状态搜集模块还取得一加入率、一离开率以及一当下最大阶层数，在计算所述目前服务成本比率的步骤中，所述逻辑控制模块根据所述分享率、所述加入率、所述离开率以及所述当下最大阶层数计算所述目前服务成本比率，控制所述内容分发网络的步骤包括: 所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率大于一前次服务成本比率，则控制所述内容分发网络接受新的数据请求。
7.如权利要求1所述的内容分发网络及对等网络的流量控制方法，其中所述网络状态搜集模块还取得一加入率、一离开率以及一当下最大阶层数，在计算所述目前服务成本比率的步骤中，所述逻辑控制模块根据所述分享率、所述加入率、所述离开率以及所述当下最大阶层数计算所述目前服务成本比率，控制所述内容分发网络的步骤包括: 所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率不大于一前次服务成本比率，则控制所述内容分发网络拒绝新的数据请求。
8.如权利要求1所述的内容分发网络与对等网络的流量控制方法，其中控制所述内容分发网络的步骤包括: 所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率小于一预定数值，则控制所述内容分发网络接受新的数据请求。
9.如权利要求1所述的内容分发网络与对等网络的流量控制方法，其中控制所述内容分发网络的步骤包括: 所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率不小于一预定数值，则控制所述内容分发网络拒绝新的数据请求。
10.如权利要求8或9所述的内容分发网络及对等网络的流量控制方法，其中所述预定数值为0.01。
11.如权利要求1所述的内容分发网络及对等网络的流量控制方法，其中所述网络状态搜集模块还取得一当下最大阶层数，控制所述内容分发网络的步骤包括: 所述逻辑控制模块判断所述当下最大阶层数大于一预定阶层数，则控制所述内容分发网络接受新的数据请求。
12.如权利要求1所述的内容分发网络及对等网络的流量控制方法，其中所述网络状态搜集模块还取得一当下最大阶层数，控制所述内容分发网络的步骤包括: 所述逻辑控制模块判断所述当下最大阶层数不大于一预定阶层数，则控制所述内容分发网络拒绝新的数据请求。
13.如权利要求11或12所述的内容分发网络与对等网络的流量控制方法，所述预定阶层数为25以下。
14.如权利要求1所述的内容分发网络及对等网络的流量控制方法，其中所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率的一阶导数的绝对值随一当下最大阶层数的增加而增加，则控制所述内容分发网络接受新的数据请求。
15.如权利要求1所述的内容分发网络及对等网络的流量控制方法，其中所述逻辑控制模块计算一未来服务成本比率的一阶导数的绝对值小于一预定数值，则控制所述内容分发网络接受新的数据请求。
16.如权利要求1所述的内容分发网络与对等网络的流量控制方法，还包括: 将所述目前服务成本比率设为一前次服务成本比率。
17.如权利要求1所述的内容分发网络与对等网络的流量控制方法，其中所述目前服务成本比率符合下式:
(1- P )， 其中，P为所述分享率。
18.如权利要求1所述的内容分发网络与对等网络的流量控制方法，其中所述网络状态搜集模块还取得一加入率及一离开率，所述目前服务成本比率符合下式:
(1-P ) (1+ λ - σ ), 其中，P为所述分享率，σ为所述离开率，λ为所述加入率。
19.如权利要求1所述的内容分发网络与对等网络的流量控制方法，其中所述网络状态搜集模块还取得一加入率、一离开率以及一当下最大阶层数，所述目前服务成本比率符合下式:
20.一种内容分发网络及对等网络的流量控制系统，包括: 一网络状态搜集模块，所述网络状态搜集模块自一对等网络取得一分享率；以及 一逻辑控制模块，所述逻辑控制模块根据所述分享率，计算一目前服务成本比率，并依据所述目前服务成本比率控制所述内容分发网络接受或拒绝新的数据请求。
21.如权利要求20所述的内容分发网络及对等网络的流量控制系统，其中所述网络状态搜集模块还自所述对等网络取得一加入率以及一离开率。
22.如权利要求21所述的内容分发网络及对等网络的流量控制系统，其中所述网络状态搜集模块还自所述对等网络取得一当下最大阶层数。
23.如权利要求20所述的内容分发网络及对等网络的流量控制系统，其中所述逻辑控制模块还根据所述分享率、一加入率、一离开率及一当下最大阶层数计算所述目前服务成本比率，并依据所述目前服务成本比率控制所述内容分发网络接受或拒绝新的数据请求。
24.如权利要求20所述的内容分发网络及对等网络的流量控制系统，其中所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率大于一前次服务成本比率，则控制所述内容分发网络接受新的数据请求。
25.如权利要求20所述的内容分发网络及对等网络的流量控制系统，其中所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率不大于一前次服务成本比率，则控制所述内容分发网络拒绝新的数据请求。
26.如权利要求20所述的内容分发网络与对等网络的流量控制系统，其中所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率小于一预定数值，则控制所述内容分发网络接受新的数据请求。
27.如权利要求20所述的内容分发网络与对等网络的流量控制系统，其中所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率不小于一预定数值，则控制所述内容分发网络拒绝新的数据请求。
28.如权利要求26或27所述的内容分发网络及对等网络的流量控制系统，其中所述预定数值为0.01。
29.如权利要求20所述的内容分发网络及对等网络的流量控制系统，其中所述逻辑控制模块判断一当下最大阶层数大于一预定阶层数，则控制所述内容分发网络接受新的数据请求。
30.如权利要求20所述的内容分发网络及对等网络的流量控制系统，其中所述逻辑控制模块判断一当下最大阶层数不大于一预定阶层数，则控制所述内容分发网络拒绝新的数据请求。
31.如权利要求29或30所述的内容分发网络与对等网络的流量控制系统，所述预定阶层数为25以下。
32.如权利要求20所述的内容分发网络与对等网络的流量控制系统，其中所述逻辑控制模块判断所述目前服务成本比率的一阶导数的绝对值随一当下最大阶层数的增加而增加，则控制所述内容分发网络接受新的数据请求。
33.如权利要求20所述的内容分发网络与对等网络的流量控制系统，其中所述逻辑控制模块计算一未来服务成本比率的一阶导数的绝对值小于一预定数值，则控制所述内容分发网络接受新的数据请求。
34.如权利要求20所述的内容分发网络与对等网络的流量控制系统，所述逻辑控制模块将所述目前服务成本比率设为一前次服务成本比率。
35.如权利要求20所述的内容分发网络与对等网络的流量控制系统，其中所述目前服务成本比率符合下式:
(1- P )， 其中，P为所述分享率。
36.如权利要求20所述的内容分发网络与对等网络的流量控制系统，其中所述目前服务成本比率符合下式:
(1-P ) (1+ λ - σ ), 其中，P为所述分享率，σ为一离开率，λ为一加入率。
37.如权利要求20所述的内容分发网络与对等网络的流量控制系统，其中所述目前服务成本比率符合下式:
【文档编号】H04L29/08GK103916328SQ201310085587
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】丁韦智, 蔡华龙 申请人:财团法人工业技术研究院