0和丫是权重系数，如果gi(Pi)大于0,则继 续更新划分Pi;
[0060] S13,对当前划分P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 分为此次划分，同时更新当前划分P。
[0061] S14,迭代执行步骤S13,直到收敛，即找不到任何划分能够使得增益函数g(巧大 于0,此时的划分即为CDN区域的最优划分。
[0062]W上算法可W描述如下： 阳06引初始化P= {斯，U〇)} 阳064]执行Agmax= 柳尉对所有化，Ui)属于P执行
[0066]将化，Ui)聚类成(化和(沁必-;) W67] 计算
W側更新Agmax为所有Ag1的最大值，记录最大值对应的下标为X
W例如果Agm。,大于0,更新划分 阳070]当Agmax>0W川结束
[0072] 运样，区域划分算法一直会迭代直到找不到更加细致的划分能够使得增益函数大 于0,即同时优化用户体验质量，减少内容复制开销。
[0073] 在一个实施例中，在CDN区域已经被划分为设定的子区域的情况下，将可能流行 的内容从CDN服务器复制到每个子区域的无线热点。
[0074] 通过在CDN服务器端订阅的带宽资源有空闲的时候主动地复制每子个区域将来 一段时间可能流行的内容到每个子区域的无线热点上，提升服务器端带宽利用率。同时，每 个区域无线热点上存储地内容可W服务本地的用户请求，减少对CDN服务器地负载，减少 服务器需要订阅的峰值带宽，进一步减少服务器端带宽开销。 阳〇7引 在步骤S2中：
[0076] 边缘无线热点收集本区域用户对视频内容的访问记录，将用户偏好汇报给调度服 务器。在一个实施例中，
[0077] 第i个子区域的视频内容偏好
[0078] 其中，氏是第i个子区域相邻的子区域集合，Vi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。在一个实施例中通过Sl步骤 所描述的方法动态分割区域，通过化ccard系数量化不同子区域用户对内容的偏好差异。
[0079] 调度服务器根据视频内容偏好Si预测各个子区域在将来一段时间的流行视频内 容，指导CDN服务器选择复制到边缘无线热点的视频内容。
[0080] 在步骤S3中：
[0081] CDN服务器在带宽空闲的时候，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，直到CDN服务器的带宽达到订阅带宽，其中，负载 转换能力
，其中Qy,1表示第i个子区域的视频请求内容V的总流量，V.size是内 容V的大小。
[0082] W上算法可W描述如下：
[0083] 基于用户请求预测，计算每个视频内容转移负载能力
[0084] 根据e(V，i)对所有将流行的视频内容进行排序；
[00化]当服务器当前带宽小于订阅带宽并且待复制到边缘热点的内容集合不为空；
[0086] 复制负载转移能力最大的内容到对应子区域；
[0087] 更新当前服务器可用带宽W及等待复制的内容集合。
[0088] W上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于运些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由 所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
【主权项】
1. 一种基于边缘无线热点进行内容分发的方法，其特征是，包括如下步骤： S1，将CDN区域划分为多个子区域； 52, 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； 53, 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； 54, 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。2. 如权利要求1所述的基于边缘无线热点进行内容分发的方法，其特征是， 在步骤S1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。3. 如权利要求2所述的基于边缘无线热点进行内容分发的方法，其特征是， 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。4. 如权利要求2所述的基于边缘无线热点进行内容分发的方法，其特征是，动态地将 CDN区域划分为多个子区域需使得用户体验L(b，d)最大化： L(b,d)=曰log(b)-0d; 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，α，e是权重系数。5. 如权利要求2所述的基于边缘无线热点进行内容分发的方法，其特征是，通过如下 方法将CDN区域划分为多个子区域： S11，初始化CDN区域为R。，对应的用户为11。，？。=KRd，U。)}; 512, 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：，其中，欠1和巧；分别表示第一次划分后的第一子区域和 第二子区域，（7；^:表示第一子区域巧;> 内的用户，[/；；表示第二子区域巧^帕的用户； 计算第一次划分的增益函数；其中，P康示第一次划分，η康示作为第i个聚类的子区域的中屯、点，公,,,,力用户从 中屯、点获取内容的带宽大小，.D,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，α、β和丫是权重系数，如果gi(Pi)大于0,则继续 更新划分Pi; 513, 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； 514, 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。6. 如权利要求2所述的基于边缘无线热点进行内容分发的方法，其特征是， 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，负载转换能力廷中Qv,康示第i个子区域的视频 请求内容V的总流量，V.size是内容V的大小。7. 如权利要求1所述的基于边缘无线热点进行内容分发的方法，其特征是，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： 第i个子区域的视频内容偏好其中，Ri是第i个子区域相邻的子区域集合，Vi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； 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。8. -种基于边缘无线热点进行内容分发的装置，其特征是，包括： 第一处理单元，用于将CDN区域划分为多个子区域； 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； 第Ξ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； 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。9. 如权利要求8所述的基于边缘无线热点进行内容分发的装置，其特征是， 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。10. 如权利要求8所述的基于边缘无线热点进行内容分发的装置，其特征是， 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。
【专利摘要】本发明公开了一种基于边缘无线热点进行内容分发的方法及装置，其特征是，包括如下步骤：S1，将CDN区域划分为多个子区域；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；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；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。本发明可以实现在提升用户体验的同时减少CDN系统服务开销。
【IPC分类】H04L29/08, H04L29/06, H04L12/24
【公开号】CN105407004
【申请号】CN201510897619
【发明人】王智, 胡文, 孙立峰
【申请人】清华大学深圳研究生院
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月8日