基于边缘无线热点进行内容分发的方法及装置的制造方法
【专利说明】基于边缘无线热点进行内容分发的方法及装置 【技术领域】
[0001] 本发明设及基于边缘无线热点进行内容分发的方法及装置。 【【背景技术】】
[0002] 网络中视频流量急剧增长，成为网络流量的主要部分。为了缓解CDN内容服务器 负载，满足视频分发高带宽需求，提升用户体验，内容分发服务提供商将更多服务器部署到 边缘更加靠近用户的地方。但是到底应该把服务器部署到距离用户多近的距离才能同时满 足用户服务质量提升W及减少服务开销的要求是一个亟需解决的问题。
[0003] 为了提升内容优化效率，已有的方法主要分为：（1)在给定服务器数量的基础上 贪屯、的设置每个服务器的最优位置；（2)通过对内容进行聚类计算需要被复制到边缘服务 器上的内容。但是，目前的方法并不能同时保证用户体验W及内容服务商成本达到最优。 【
【发明内容】
】
[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于边缘无线热点进行内容分发的 方法及装置，W实现在提升用户体验的同时减少CDN系统服务开销。 阳0化]一种基于边缘无线热点进行内容分发的方法，包括如下步骤：
[0006] SI,将CDN区域划分为多个子区域；
[0007] S2,每个子区域的无线热点收集本子区域用户的视频观看记录并周期汇报给调度 服务器，所述调度服务器根据视频观看记录预测每个子区域在未来的设定时间段内的流行 视频内容；
[000引 S3,CDN服务器在当前带宽小于设定带宽的情况下，将流行视频内容复制到对应子 区域的无线热点进行存储；
[0009] S4,用户请求视频内容时先查看无线热点是否存储有所述视频内容，若存储有则 直接从所述无线热点获取，否则从CDN服务器请求所述视频内容。
[0010] 在一个实施例中，
[0011] 在步骤Sl中，根据用户视频观看记录、无线热点分布动态地将CDN子区域划分为 多个子区域。
[0012] 在一个实施例中，
[0013] 在CDN区域中用户和无线热点分布密集的地方划分的子区域数量，比用户和无线 热点分布稀疏的地方划分的子区域数量更多。
[0014] 在一个实施例中，
[0015] 动态地将CDN区域划分为多个子区域需使得用户体验L化，d)最大化：
[0016] L(b,d)=曰log(b)-0d;
[0017] 其中，b是用户从无线热点获取内容的平均带宽，d是用户访问视频内容的延时， 曰，0是权重系数。
[0018] 在一个实施例中，
[0019] 通过如下方法将CDN区域划分为多个子区域：
[0020] S11，初始化CDN区域为R。，对应的用户为U。，P。=KR。，U。)}; 阳02US12,通过kmeans算法根据不同用户相互之间物理距离划分成两类子区域和用 户：
[0022] = 其中，把和友；分别表示第一次划分后的第一子区 域和第二子区域，17^表示第一子区域货1内的用户，表示第二子区域贺;内的用户；
[0023] 计算第一次划分的增益函数
[0024] 其中，P康示第一次划分，n康示作为第i个聚类的子区域的中屯、点，爲,,,,为用 户从中屯、点rii获取内容的带宽大小，表示用户到第i个聚类的中屯、点的物理距离，Vi 为第i个聚类用户请求的所有内容集合，a、0和丫是权重系数，如果gi(Pi)大于0,则继 续更新划分Pi;
[00巧]S13,对当前划分中每个子区域进行步骤S12操作，选择增益函数g(巧最大的划分 为当前的子区域的此次划分，同时更新当前划分；
[00%] S14,迭代执行步骤S13,直到找不到任何划分能够使得增益函数g(巧大于0,此时 的划分得到的多个子区域即为CDN区域的最优划分。
[0027] 在一个实施例中，
[0028] 在所述步骤S3中，按照负载转换能力大小排序，将流行视频内容依次复制到对应 的各个子区域的无线热点上；其中，负载转换能力& 其中Qy1表示第i个子区域的 1、'^v.size 视频请求内容V的总流量，V.size是内容V的大小。
[0029] 在一个实施例中，
[0030] 在步骤S3中，通过如下步骤预测每个子区域在未来的设定时间段内的流行视频 内容：
[0031] 第i个子区域的视频内容偏好
阳0巧其中，Ri是第i个子区域相邻的子区域集合，V1是第i个子区域最流行的前N个 视频内容集合，V，第j个子区域最流行的前N个视频内容集合；
[0033] 将视频内容偏好Si作为第i个子区域未来的设定时间段内的流行视频内容。
[0034] 本发明还提供了一种基于边缘无线热点进行内容分发的装置，包括：
[0035] 第一处理单元，用于将CDN区域划分为多个子区域；
[0036] 第二处理单元，用于使每个子区域的无线热点收集本子区域用户的视频观看记录 并周期汇报给调度服务器，并使所述调度服务器根据视频观看记录预测每个子区域在未来 的设定时间段内的流行视频内容；
[0037] 第=处理单元，用于使CDN服务器在当前带宽小于设定带宽的情况下，将流行视 频内容复制到对应子区域的无线热点进行存储；
[0038] 第四处理单元，用于在用户请求视频内容时先查看无线热点是否存储有所述视频 内容，若存储有则直接从所述无线热点获取，否则从CDN服务器请求所述视频内容。
[0039] 在一个实施例中，
[0040] 所述第一处理单元还用于，根据用户视频观看记录、无线热点分布动态地将CDN 子区域划分为多个子区域。
[0041] 在一个实施例中，
[0042] 在CDN区域中用户和无线热点分布密集的地方划分的子区域数量，比用户和无线 热点分布稀疏的地方划分的子区域数量更多。
[0043] 本发明的有益效果是：
[0044] 本发明提出基于无线热点进行内容分发方法，通过动态划分区域，使得每个区域 的用户请求与对应的可用的无线热点资源相匹配，同时预测各个区域即将流行的内容，并 在CDN服务器空闲的时候根据每个内容负载转移能力依次将内容复制到边缘热点上，实现 了最大化用户从本地无线热点获取内容，达到提升用户内容获取质量同时提升服务器端资 源，减少内容分发开销的目的。 【【附图说明】】
[0045] 图1是本发明一种基于边缘无线热点进行内容分发的系统示意图。 【【具体实施方式】】
[0046] W下对发明的较佳实施例作进一步详细说明。
[0047] 如图1所示，一种基于边缘无线热点进行内容分发的系统，包括了调度服务器、 CDN服务器、位于每个子区域的无线热点和用户（手机、平板、个人计算机等）。
[0048] 一种基于边缘无线热点进行内容分发方法，利用上述系统，包括如下步骤：
[0049] SI,将CDN区域划分为多个子区域。首先可W根据实际用户视频观看记录数据W 及实际无线热点分布数据对CDN区域进行划分。
[0050] S2,每个子区域的无线热点收集本子区域用户的视频观看记录并周期汇报给调度 服务器，所述调度服务器根据视频观看记录预测每个子区域在未来的设定时间段内的流行 视频内容；
[0051] S3,CDN服务器在当前带宽小于设定带宽的情况下（即CDN服务器当前被利用的 带宽小于设定带宽，而处于空闲的情况下），将流行视频内容复制到对应子区域的无线热点 进行存储；
[0052] S4,用户请求视频内容时先查看无线热点是否存储有所述视频内容，若存储有则 直接从所述无线热点获取，否则从CDN服务器请求所述视频内容。
[0053] 在一个实施例中，步骤Sl中，通过根据用户视频内容请求和无线热点的分布对区 域进行动态划分为多个子区域。
[0054] 在不同的用户视频内容请求W及无线热点分布下，子区域划分的结果是不同的， 对于比较密集的区域会进行更细粒度划分（即划分为更多的子区域），W达到用户体验质 量提升W及内容分发开销减少的目的。
[0055] S11，初始化CDN区域为R。，对应的用户为Ue，P。=KR。，!]。)}，增益函数g(巧为负 无穷大。
[0056] S12,通过kmeans算法根据不同用户相互之间物理距离将区域和用户划分为2 类：
[0057] 戶,={(麻心1)，(底，扔)}，其中，巧冲載分别表示第一次划分后的第一子区域 和第二子区域，表示第一子区域及;^内的用户，（/"2表示第二子区域及7。:内的用户.
[0058] 计算第一次划分的增益函数
[0059] 其中，P康示第一次划分，n康示作为第i个聚类的子区域的中屯、点，公为用 户从中屯、点rii获取内容的带宽大小，ZX./,.表示用户到第i个聚类的中屯、点的物理距离，Vi 为第i个聚类用户请求的所有内容集合，a、