内容分发系统和方法_4

文档序号:9583853阅读:来源:国知局
致间隙,运必须在重放期间由上层重新递送或管理。
[0095] 运个方法的优点可W是网络资源被完全消耗并且下载一结束就被释放。下载一完 成主机就离开所有组播组,并且重放能够在任何时间处开始。运个方法最适合于不受限的 链路容量W及能够存储比视频流的持续时间长的缓冲器。
[0096] 在第二方法中,源能够根据它希望随着时间的推移而保留、增长或缩减哪些组来 将主机分配给组。例如,如果消耗S(T)的主机的数量远超出消耗S灯+脚的主机的数量,贝U 源可能决定随着时间的推移而缩减S(T+N)。运种行为由于组成员关系的变化的高速率而出 现。如果最终终止了S灯+脚流过网络,则能够避免运个数据复制并且所有主机能够针对遗 漏部分为后面的加入者(即其重放比S(T)更靠近流的开头的用户)利用单播追赶从S(T) 获得它们的内容。还能够在单播追赶流与视频的总持续时间相比将不持续长持续时间的检 查之后部署运个方法。例如,如果S(T)是运样的,即当前正在递送持续90分钟的视频的最 后15分钟,则在它们能够从经缓冲的组播流消耗最后15分钟之前追赶在单播流时请求从 开头达75分钟的视频的主机可能不值得向递送S(T)的树发送化in/Prune消息并且建立 新分支的努力。运些是可W由运营商基于它们的网络资源的稀缺性做出的权衡。
[0097] 第S方法从网络可靠性的观点解决组分配。例如,如果源知道关于S(T+M)的关键 链路之一的计划中断,则它可能选择在中断不影响后者的情况下将主机放置在诸如S(T+N) 的不同树上。另选地,评估可靠性的更复杂方法是计算针对给定树的主机成员的端到端性 能度量的分布并且使用运个来确定对于给定主机在良好网络性能的最佳可能性情况下遍 历树的流。运个方法未必考虑视频本身的位置W及单播段与组播段在递送的视频中的比 例,但是更聚中于W最小分组损失、抖动和延迟给用户可靠体验。还能够扩展运个方法,使 得源使用可预测模型来计算树或分支的性能(如果新主机的端到端路径是从单播协议中 知道的)并且为给定主机做出最优树选择。我们早前的发明描述了用于考虑来针对给定会 话要求评估给定路由的网络性能的方法和因素。我们采用运个能力来计算每个树的聚合网 络性能度量W决定树分配W便主机接收所需的内容。
[009引第四方法在通过网络的清晰部分严密地扩展各个组的网络中最适合。在图5中例 示了运种网络的潜在结构。运种网络因为请求内容的主机的物理位置而出现。最左边的 主机可能在S(T)上,然而中间树上的主机可能正在接收S(T+M)并且右边的主机可能接收 S灯+脚。当然,组播树的运种十分明显的划界在真实网络中可能不发生,但是如果网络的= 个部分中的每一个对于其本地主机集合表现最好但是对于在与树相距大量跳处的主机展 现差网络递送性能则存在运种可能性。例如,到左边的主机组的S(T)树递送可能比使一个 树分支一直向下游流到可能由S(T+N)更好地服务的在网络右侧的主机的子网的树具有更 好的性能。运在对于S(T+M)支持树的网络正在遭受由于其它服务导致的拥塞的情况下特 别加重。在运种场景中,运营商能够决定做出到主机集合的跳数与该主机集合所期望的性 能成反比的假定,即,跳数越大,端到端性能越差。运种方法还适合运样的网络:运营商不希 望具有从组播树通过网络展开的多个树分支,从而通过并行链路来增加数据复制并且将替 代地更喜欢具有深入到网络中的更窄树。
[0099] 主机的地理位置因此能够被用来选择为该条内容分配那些组播流。在上面的简单 示例中,右边的主机更可能成为接收S灯+脚的组的成员,因为其RP和所对应的树最靠近 它。
[0100] 用于计算运个的技术是对从主机到必需从中选择的各个树的最少跳数进行比较 并挑选具有最短路径的树。
[0101] 在第五方法中,将主机分配给流组合上述决定方法中的一个或更多个。例如,源可 能将主机分配给S灯+脚并单播N分钟的视频,因为其缓冲容量仅能够支持N分钟的运种 视频(假定W递送分组的速率即时重放)。如果知道在递送S(T+M)的树中由于拥塞而影 响网络性能问题,则即使在S(T+M)中使视频的单播段最小化了,也可能优于S(T+M)而选 择S(T+N)。在另一示例中,主机可能被分配了最靠近其地理位置的组W便避免遍历具有拥 塞的网络的一部分。网络运营商能够按任何优先顺序使用上述考虑事项中的任一个或全部 (降低网络负荷、组管理策略、网络资源可靠性或基于地理位置的分配)。如果加权因数被 分配给运些因素中的每一个,则能够针对各个树每主机组合计算聚合度量,并且具有最佳 度量值的树能够被选择并传送到主机W触发成员关系。
[0102] 一旦已经选择了主机应该订阅的流,源就能够使用单播流协议消息来传送要由主 机媒体播放器使用的URI的列表。虽然在本文中描述了多个URI方案,但是其它方法可W 代替运个来将组地址传送到主机,所述主机使用该组地址来成为运个组的成员W接收单个 时间交错的组播流。在具有组地址后,上层协议将化in化StGroup请求传递到IP层。IGMP 成员关系由用于组播的扩展IP模块(上层协议与IP交互和IGMP扩展)来管理。IGMP然 后被用来向主机的具有组播地址的DR发送主机希望订阅的IGMP非请求成员关系报告。主 机-DR然后使用运个信息来构造到针对运个组的主机-DR的组播树分支。成员关系可W是 (*,G)或化G)状态,并且如RFC4601和RFC2362所说明的那样完成组播路由。
[0103] 主机还使用RTSP/RTP/RTCP(或等效的)会话来接收单播流W覆盖它期望的内容 持续时间。运些流协议本身(包括用于从特位置置请求流的方法的)是现有技术。上面已 经说明了当在缓冲器中发生数据复制时主机逐渐剪枝多条组播流的方法。上层协议向IGMP 模块发送Leav細OStGroup请求,所述IGMP模块然后向主机-DR发送LeaveGroup请求(或 者静静地等待其成员关系超时)。运导致从主机-DR朝组播源或RP发送化in/Prune消息, 从而清除相关的(*,G)、(S,G)或(*,*,R巧状态。对于运个组/源来说不再接收组播数据, 即主机停止接收时间交错的内容的运条流。注意,运个离开处理由订阅了相同视频的多个 时间交错的副本的主机来实现,使得在主机已经具有所需的分组序列的情况下避免不必要 的网络使用。
[0104] 假定了主机具有通过一个或更多个组成员关系来同时接收多条组播流/会话的 能力。主机还应该能够处理来自多条流的分组在其用于重放的缓冲器中按时间顺序到正 确的视频内容的重新组装,即主机应用使用在分组上标记的流中的位置W及给定组播流 (S(T)、S(T+N)等)的开始时间,W将同时输入重新组装为正确顺序W得到正确的视频(如 果存在诸如两个不同TV节目的正被下载的超过一条内容,则各自使用一个或更多条时间 交错的组播流来下载)。运设及知道图3中的单播流W及组播流S(T)、S(T+N)、S(T+M)在 缓冲器中的开始位置W及在重放之前按正确顺序重新布置分组。
[0105] 还注意,在一些实施方式中能够将现有的组播组订户迁移到不同的组播组(例 如,从S(T+N)到S(T))并且从主机触发针对N分钟视频的追赶(RTSP或类似的)单播会话。 组播组选择不限于在主机的请求的开始,而是也能够在流期间被执行。运例如在用户希望 在重放期间暂停或倒回流的情况下或者在需要在网络中重新配置组播流的情况下可能是 有用的。
[0106] 现在更详细地陈述根据一个实施方式的本系统的操作的示例,从而说明系统触发 多条流的能力。
[0107] 假定运个示例中的内容流具有2Mbps的数据速率。假定有20个元件的已知网络 的90%的主机具有存储IGB的缓冲容量(刚好超过1小时的此内容)。我们假定内容持续 115分钟。
[010引源现在需要决定是否并且多久触发新组播流。
[0109] 源基于W下准则进行优化:
[0110] 1.流过网络的时间交错的组播流的总数。例如,S灯)、S〇>脚和S灯+M)将是相同 内容的3条流。网络能够利用相同内容的最大指定数量的组播流进行操作,使得使数据复 制最小化。
[0111] 2.用户下载运个视频的所有数据需要的最少时间。运取决于多少流是可用的W及 主机的下游链路容量及其缓冲存储容量。
[011引固定参数是:
[0113] 1.主机的缓冲容量和链路容量
[0114] 2.内容的数据速率
[0115] 最优化是运样的,即在为流的用户生成最少数量的流的同时,各个主机能够尽可 能迅速地下载内容。例如,为了让主机在一分钟内具有整条流,我们将需要创建在重复点之 间具有1分钟的时间差的115条组播流。用户将需要230Mbps的下载容量。另一极端是仅 生成1条流,运然后花费用户最多115分钟W2Mbps的数据速率下载(链路可能具有未使 用的多余容量)。并且,在仅一条流可用的情况下,如果另一主机请求进入组播流100分钟 的相同流,则单播追赶将持续最多100分钟。显然,运两个极端都是不合需要的。
[0116] 我们具有W下约束:
[0117] 缓冲容量:1GB
[0118] 链路容量:9Mbps
[0119] 组播流限制:10Mbps(即,不管组播流的数量都不允许内容提供方在任何时间通 过运个网络在组播中发送超过10Mbps。运意味着运个内容能够在任何时间在2Mbps的数据 速率下具有最多5条流。)
[0120] 运个内容必须每小时至少一次具有一条新流。否则,大多数主机的缓冲容量是不 足的。运意味着我们需要至少2条流。主机的链路容量支持4条流,其中IMbps被保留用 于其它业务。网络提供方因此决定每30分钟触发一条新流。因此,新流在释放具有0、30、 60和90分钟的重放位置的内容时被触发,即,4条流在时间0处同时开始,第一条流从开始 进入视频,第二条流在30分钟时进入视频等。为了与W上描述相关联,在90分钟时开始 的流将是S(T),在60分钟时开始的流是S灯+脚并且在30分钟时开始进入视频的流将是 S灯+M)。在运个示例中存在在0处开始的再一条流,我们称其为S灯+P),其中P〉M〉N。
[0121] 假定每小时对于运个内容而言同等地分布的10个请求到达。运意味着我们平均 每6分钟得到1个请求。平均来说,我们具有在单播上追赶的不超过5个主机,并且单播流 将不比30分钟长。
[0122] 然
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