一种mcdn网络资源调度方法及服务器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种面向区域负载均衡的MCDN网络资源调度方法及服务器，其特征在于，将MCDN网络划分为不同的服务区域，每个所述服务区域包括至少一个服务节点和一个区域控制服务器，区域控制服务器接收区域内基站转发的用户内容服务请求，根据用户内容服务请求检索区域内服务列表，若区域内有至少一个服务节点能够向用户提供内容服务，则根据预设的区域内资源调度算法确定向用户提供服务的区域内服务节点。本发明所提供的MCDN网络资源调度方法及服务器，在兼顾MCDN的网络结构的特殊架构和移动用户的使用特性的同时，能够使区域内的服务节点间的资源调度满足负载均衡的要求。
【专利说明】
一种MCDN网络资源调度方法及服务器
技术领域
[0001]本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种M⑶N网络资源调度方法及服务器。
【背景技术】
[0002]移动终端4G流量增长对移动通信网的处理能力带来挑战，在核心网、无线网侧均部署面向无线网络的⑶N(Content Distribut1n Network，内容分发网络)服务节点形成的移动内容分发网络MCDN(mobiIe CDN，MCDN)，极大的缓解了移动通信网的数据业务流量压力，MCDN网络中，在无线侧基站网元节点和核心网侧网元节点，均部署有MCDN网络的服务节点。由于MCDN网络具有移动通信网的特殊性，如移动用户在使用MCDN网络时，由于位置移动产生切换，导致为其提供服务的服务节点也需要变化，或者由于移动网络的网元在网络规划设计阶段，受到地理位置的制约，导致MCDN网络的网络布局也更加复杂，通常是一个城市部署一个核心网，导致核心网侧的服务节点在地理位置上即分散又相对过于集中。
[0003]在MCDN网络如此复杂的网络结构下，利用传统⑶N网络资源调度方法，已经远远不能满足MCDN网络的负载均衡需求，如何从根本上解决MCDN网络的负载均衡问题，实现在MCDN网络特有的网络结构和用户使用特性下，使MCDN网络的负载均衡，是通信领域亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种MCDN网络资源调度方法及服务器，用以解决现有技术中存在的MCDN网络的负载均衡问题。
[0005]为了满足移动用户的需求，在无法做到对所有网元均统一设置的前提下，MCDN网络一般采用分级部署的形式，无线侧网元部署的MCDN服务节点作为一级服务节点，主要提供点击率高且占用内存空间小的服务内容，而核心网侧部署的MCDN服务节点作为二级服务节点，提供占用内存空间较大的服务内容，进一步的，如用户请求的服务内容MCDN网络不能为用户提供，就需要接入传统的互联网络为用户提供服务。
[0006]无线侧所部署的一级服务节点，目的主要为适应用户的移动性，不同的一级服务节点提供的服务内容是一致的，保证用户在切换的过程中，不会由于服务内容的中断需要重新建立通信网络的接续流程，而且由于用户接入无线侧的网元具有唯一性，所以在一级服务节点间的负载均衡，采用传统的资源调度算法即可以满足。
[0007]MCDN网络的二级服务节点，一般根据核心网的网元配置进行设置，同时根据核心网的网络结构，MCDN网络也进行服务区域的划分。为保证服务的一致性，MCDN网络的服务区域一般按照城市进行划分，实际应用中可以按照更小的城市里的辖区划分，或者按照的更大的相邻几个城市作为一个服务区域进行划分。一个MCDN服务区域中，不同的服务区域内所提供的服务内容是保持一致的，不同的服务区域之间通过长途光缆相互连接。本发明所提供的MCDN网络的资源调度方法，既是解决进行了区域划分的MCDN网络的二级服务节点间的负载均衡的问题。
[0008]本发明提供一种M⑶N网络资源调度方法，包括:
[0009]区域控制服务器接收区域内基站转发的用户内容服务请求，
[0010]根据用户内容服务请求检索区域内服务列表，所述区域内服务列表包括区域内各服务节点的服务内容和资源使用参数，
[0011]若区域内有至少一个服务节点能够向用户提供内容服务，则根据预设的区域内资源调度算法调取相应服务节点的资源使用参数，确定向用户提供服务的区域内服务节点，以使用户与确定的区域内服务节点建立连接。
[0012]本发明还提供一种M⑶N网络资源调度服务器，包括:
[0013]接收模块，用于接收区域内基站转发的用户内容服务请求，区域内检索模块，用于存储区域内服务列表，并根据用户内容服务请求检索区域内服务列表，所述区域内服务列表包括区域内各服务节点的服务内容和资源使用参数，
[0014]区域内均衡模块，用于若区域内有至少一个服务节点能够向用户提供内容服务，则根据预设的区域内资源调度算法调取相应服务节点的资源使用参数，确定向用户提供服务的区域内服务节点，
[0015]发送模块，用于发送连接消息，以使用户与确定的区域内服务节点建立连接。
[0016]本发明所提供的M⑶N网络资源调度方法及服务器，将M⑶N网络在基站侧和核心网侧划分为两级网络结构，其中基站侧服务节点提供的服务内容保持一致，核心网侧的服务节点提供不同的内容服务，在一个服务区域内设置一个区域控制服务器用于管理区域内服务节点间的负载均衡。本发明所提供的MCDN网络资源调度方法及服务器，在兼顾MCDN的网络结构的特殊架构和移动用户的使用特性的同时，能够使区域内的服务节点间的资源调度满足负载均衡的要求。
【附图说明】
[0017]为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本发明提供的MCDN网络资源调度方法第一实施例的流程示意图；
[0019]图2为本发明提供的MCDN网络资源调度方法第二实施例的流程示意图；
[0020]图3为本发明提供的MCDN网络资源调度方法第二实施例的区域控制服务器的结构示意图；
【具体实施方式】
[0021]为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]图1为本发明提供的MCDN网络资源调度方法第一实施例的流程示意图，如图1所示的MCDN网络资源调度方法第一实施例包括如下步骤:
[0023]步骤SlOl，区域控制服务器接收区域内基站转发的用户内容服务请求。
[0024]具体的，当用户发起内容服务请求后，MCDN—级服务节点即基站侧的服务节点首先检索其服务内容，如经过检索不能为用户提供服务，基站向MCDN 二级服务节点核心网侧的区域控制服务器转发用户的内容服务请求。
[0025]步骤S102，根据用户内容服务请求检索区域内服务列表，所述区域内服务列表包括区域内各服务节点的服务内容和资源使用参数。
[0026]具体的，区域控制服务器内存储有区域内服务列表，所述列表包括本服务区域内各服务节点所能提供的服务内容，还包括各服务节点的资源使用参数，区域控制服务器根据用户内容服务的请求内容，首先检索本区域内的服务节点所能提供的服务内容是否有用户请求的内容。
[0027]步骤S103，若区域内有至少一个服务节点能够向用户提供内容服务，则根据预设的区域内资源调度算法调取相应服务节点的资源使用参数，确定向用户提供服务的区域内服务节点，以使用户与确定的区域内服务节点建立连接。
[0028]具体的，当区域控制服务器检索到本区域内的服务节点中，有至少一个服务节点能够为用户提供服务时，区域控制服务器将调取能够提供服务的至少一个服务节点的资源使用参数，根据预设的区域内资源调度算法，确定能够使区域内负载均衡的一个服务节点，并建立用户与确定的服务节点之间的连接。
[0029]本实施例所提供的MCDN网络资源调度方法，在M⑶N进行基站侧和核心网侧两级结构划分，并将核心网侧划分为不同的服务区域，并在区域内根据区域内资源调度算法，进行区域内统一的资源调度，以达到整体MCDN网络的负载均衡。本实施例所提供的区域内资源调度的MCDN网络资源调度方法，能够满足MCDN网络架构的特殊性和移动用户内容服务的移动特性。
[0030]图2为本发明提供的MCDN网络资源调度方法第二实施例的流程示意图，如图2所示的MCDN网络资源调度方法第二实施例包括如下步骤:
[0031]S201，接收区域内基站转发的用户内容服务请求。
[0032]具体的，同实施例一的步骤SlOl，不再详述。
[0033]S202，根据用户内容服务请求检索区域内服务列表。
[0034]具体的，同实施例一的步骤S102，不再详述。
[0035]S203，判断区域内是否有服务节点能够提供内容服务。
[0036]具体的，区域控制服务器根据检索结果，判断区域内是否有服务节点能够为用户提供内容服务，如有，接步骤S204，如没有，跳至步骤S207。
[0037]S204，判断是否有至少一个服务节点能够提供服务。
[0038]具体的，经过判断，区域内有服务节点能够为用户提供服务，区域控制服务器需要进一步判断能够为用户提供服务的服务节点的数量，如只有一个，接步骤S205，如有两个或大于两个，跳至步骤S206。
[0039]S205，由检索到的一个服务节点提供服务。
[0040]具体的，如检索到的能够提供服务的服务节点只有一个，不需要进行负载均衡计算，直接由检索到的一个服务节点为用户提供服务。
[0041]S206，根据预设的区域内资源调度算法确定向用户提供服务的区域内服务节点。
[0042]具体的，如检索到能够提供服务的服务节点有两个或大于两个，区域控制服务器，需要根据预设的区域内资源调度算法确定项月洪湖提供服务的服务节点。
[0043]首先预设的区域内资源调度算法需要获取相应的服务节点的资源使用参数，区域内所有服务节点的资源使用参数都存在区域控制服务器中，所述资源参数包括用户请求数，平均响应时长，当前连接数，当前流量，内存利用率，CPU利用率。所述区域控制服务器周期性获取区域内服务节点上报的所述资源参数的实时值，并预设有各所述资源参数的上限值及下限值。
[0044]区域控制服务器将相应服务节点的各所述资源参数的实时值与预设的上限值和预设的下限值分别进行比较，
[0045]若各所述资源参数的实时值均小于或等于预设的上限值且大于或等于预设的下限值，则获取所述服务节点与所述转发用户请求的基站间的转发节点数，此处的转发节点是，是考虑到区域内的服务节点在物理位置上的差别产生的距离影响，不会对内容服务的服务质量带来明显影响，但转发节点数会因为网络设备的时延或路由的设置的不同，会对最终通过无线连接为用户提供的内容服务产生较大影响。所述转发节点数由区域控制服务器根据网络拓扑数据获取。
[0046]将各所述资源参数的实时值和转发节点数分别与各所述资源参数的实时值和转发节点数一一对应的预设的权重系数相乘，将乘积相加得到所述相应服务节点的资源负载值，
[0047]最后确定所述资源负载值最小的服务节点为向用户提供服务的区域内服务节点。
[0048]S卩，区域内的负载均衡算法，综合考虑了服务节点与用户之间的网元转发节点数和服务节点之间的资源参数。
[0049]S207，检索相邻区域服务列表。
[0050]具体的，如区域内没有服务节点能够提供服务，本发明还提供相互有连接关系的不同区域间的也可以为用户提供内容服务。所述区域控制服务器中还存储有相邻区域服务列表，区域控制服务器根据用户内容服务请求检索区域内服务列表，所述相邻区域服务列表包括相邻区域内各服务节点的服务内容，但是不存储相邻区域内各服务节点的资源参数。
[0051]S208，判断相邻区域是否有服务节点能够提供服务。
[0052]具体的，区域控制服务器根据检索结果，进一步判断相邻区域是否有服务节点能够提供服务，如有，跳至步骤S210，如没有，接步骤S209。
[0053 ] S209，连接至外网为用户提供服务。
[0054]具体的，当相邻区域也没有服务节点能够为用户提供内容服务时，区域控制服务器将用户请求转发至外网网关，连接至外网互联网为用户提供服务。
[0055]S210，判断是否有至少一个服务节点能够提供服务。
[0056]具体的，当相邻区域有服务节点能够为用户提供内容服务时，进一步判断是否有至少一个服务节点能够提供服务，如只有一个，接步骤S211，如有两个或大于两个服务节点，跳至步骤S212。
[0057]S211，由检索到的一个服务节点提供服务。
[0058]S212，根据预设的区域间资源调度算法确定向用户提供服务的相邻区域的服务节点。
[0059]具体的，区域控制服务器根据预设的区域间资源调度算法向相邻区域的区域控制服务器调取相应服务节点的资源使用参数，并将确定出的相应服务节点的各所述资源参数的实时值与预设的上限值和预设的下限值分别进行比较，
[0060]若各所述资源参数的实时值均小于或等于预设的上限值且大于或等于预设的下限值，则获取所述服务节点与所述转发用户请求的区域控制服务器的网络距离，由于区域之间一般为不同的城市，区域间的地理距离对服务质量能够产生较大影响，而区域内的转发节点数产生的影响就可以忽略不计，所以在区域间的资源调度算法中，需要考虑服务节点之间的网络距离。所述网络距离为区域控制服务器根据网络拓扑数据获取的地理距离。
[0061]将各所述资源参数的实时值和网络距离分别与各所述资源参数的实时值和网络距离一一对应的预设的权重系数相乘，将乘积相加得到所述区域间服务节点的资源负载值，
[0062]确定资源负载值最小的服务节点为向用户提供服务的相邻区域的服务节点。即，区域间的负载均衡主要考虑地理位置距离和服务节点的资源参数。
[0063]本实施例所提供的MCDN网络资源调度方法，在实施例一的基础上，进一步提供区域间的负载均衡算法，在不同区域间可以设置不同的服务内容，可以跨区域为用户提供服务，能够最大程度的为用户服务，又能在区域间达到使MCDN网络整网负载均衡，是一套更加完整的MCDN网络的负载均衡方案。
[0064]图3为本发明提供的MCDN网络资源调度方法第二实施例的区域控制服务器的结构示意图，如图3所示的MCDN网络资源调度方法第二实施例的区域控制服务器包括:
[0065]接收模块301，用于接收区域内基站转发的用户内容服务请求，
[0066]区域内检索模块302，用于存储区域内服务列表，并根据用户内容服务请求检索区域内服务列表，所述区域内服务列表包括区域内各服务节点的服务内容和资源使用参数，具体用于存储的所述资源参数包括用户请求数，平均响应时长，当前连接数，当前流量，内存利用率，CPU利用率，所述区域控制服务器周期性获取区域内服务节点上报的所述资源参数的实时值，以使所述区域内检索模块存储有所述各资源参数的实时值，并在所述区域内检索模块预设有各所述资源参数的上限值及下限值。
[0067]区域内均衡模块303，用于若区域内有至少一个服务节点能够向用户提供内容服务，则根据预设的区域内资源调度算法调取相应服务节点的资源使用参数，确定向用户提供服务的区域内服务节点，并指示发送模块306发送连接消息，以使用户与确定的区域内的服务节点建立连接，具体用于将确定出的相应服务节点的各所述资源参数的实时值与预设的上限值和预设的下限值分别进行比较，若各所述资源参数的实时值均小于或等于预设的上限值且大于或等于预设的下限值，则获取所述服务节点与所述转发用户请求的基站间的转发节点数，将各所述资源参数的实时值和转发节点数分别与各所述资源参数的实时值和转发节点数一一对应的预设的权重系数相乘，将乘积相加得到所述相应服务节点的资源负载值，确定所述资源负载值最小的服务节点为向用户提供服务的区域内服务节点。
[0068]相邻区域检索模块304，用于存储并检索相邻区域服务列表，所述相邻区域服务列表包括相邻区域内各服务节点的服务内容，
[0069]相邻区域均衡模块305，用于若相邻区域有至少一个服务节点能够提供服务，则根据预设的区域间资源调度算法向相邻区域的区域控制服务器调取相应服务节点的资源使用参数，确定向用户提供服务的相邻区域的服务节点，并指示发送模块306发送连接消息，以使用户与确定的相邻区域的服务节点建立连接，具体用于将确定出的相应服务节点的各所述资源参数的实时值与预设的上限值和预设的下限值分别进行比较，若各所述资源参数的实时值均小于或等于预设的上限值且大于或等于预设的下限值，则获取所述服务节点与所述转发用户请求的区域控制服务器的网络距离，将各所述资源参数的实时值和网络距离分别与各所述资源参数的实时值和网络距离一一对应的预设的权重系数相乘，将乘积相加得到所述区域间服务节点的资源负载值，确定资源负载值最小的服务节点为向用户提供服务的相邻区域的服务节点。
[0070]发送模块306，用于发送连接消息，以使用户与确定的区域内服务节点建立连接。
[0071]本实施例所提供的MCDN网络资源调度区域控制服务器，能够在区域内和区域间为用户提供内容服务两种情况下，实现区域内和区域间的统一资源调度，为用户提供更多服务内容的同时，分别考虑区域内和区域间负载均衡的不同参考值，真正做到MCDN网络全网的负载均衡。
[0072]在本申请所提供的两个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和服务器，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅是是示意性的，所述功能模块的划分，仅为一种逻辑功能的划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或者一些特征可以忽略，或不执行。
[0073]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种面向区域负载均衡的MCDN网络资源调度方法，其特征在于，将MCDN网络划分为不同的服务区域，每个所述服务区域包括至少一个服务节点和一个区域控制服务器，所述区域控制服务器中存储有区域内服务列表，所述方法包括: 区域控制服务器接收区域内基站转发的用户内容服务请求， 根据用户内容服务请求检索区域内服务列表，所述区域内服务列表包括区域内各服务节点的服务内容和资源使用参数， 若区域内有至少一个服务节点能够向用户提供内容服务，则根据预设的区域内资源调度算法调取相应服务节点的资源使用参数，确定向用户提供服务的区域内服务节点，以使用户与确定的区域内服务节点建立连接。2.根据权利要求1所述的MCDN网络资源调度方法，其特征在于，所述区域控制服务器中还存储有相邻区域服务列表，区域控制服务器根据用户内容服务请求检索区域内服务列表，若区域内没有服务节点能够提供向用户提供内容服务，所述方法还包括: 区域控制服务器检索相邻区域服务列表，所述相邻区域服务列表包括相邻区域内各服务节点的服务内容， 若相邻区域有至少一个服务节点能够提供服务，则根据预设的区域间资源调度算法向相邻区域的区域控制服务器调取相应服务节点的资源使用参数，确定向用户提供服务的相邻区域的服务节点，以使用户与确定的相邻区域的服务节点建立连接。3.根据权利要求1或2所述的MCDN网络资源调度方法，其特征在于: 所述资源参数包括用户请求数，平均响应时长，当前连接数，当前流量，内存利用率，CPU利用率， 所述区域控制服务器周期性获取区域内服务节点上报的所述资源参数的实时值，并预设有各所述资源参数的上限值及下限值。4.根据权利要求3所述的MCDN网络资源调度方法，其特征在于，所述根据预设的区域内资源调度算法调取相应服务节点的资源使用参数，确定向用户提供服务的区域内服务节点，具体包括: 将确定出的相应服务节点的各所述资源参数的实时值与预设的上限值和预设的下限值分别进行比较， 若各所述资源参数的实时值均小于或等于预设的上限值且大于或等于预设的下限值，则获取所述服务节点与所述转发用户请求的基站间的转发节点数， 将各所述资源参数的实时值和转发节点数分别与各所述资源参数的实时值和转发节点数一一对应的预设的权重系数相乘，将乘积相加得到所述相应服务节点的资源负载值， 确定所述资源负载值最小的服务节点为向用户提供服务的区域内服务节点。5.根据权利要求3所述的MCDN网络资源调度方法，其特征在于，所述根据预设的区域间资源调度算法向相邻区域的区域控制服务器调取相应服务节点的资源使用参数，确定向用户提供服务的相邻区域的服务节点，具体包括: 将确定出的相应服务节点的各所述资源参数的实时值与预设的上限值和预设的下限值分别进行比较， 若各所述资源参数的实时值均小于或等于预设的上限值且大于或等于预设的下限值，则获取所述服务节点与所述转发用户请求的区域控制服务器的网络距离， 将各所述资源参数的实时值和网络距离分别与各所述资源参数的实时值和网络距离一一对应的预设的权重系数相乘，将乘积相加得到所述区域间服务节点的资源负载值，确定资源负载值最小的服务节点为向用户提供服务的相邻区域的服务节点。6.一种区域控制服务器，其特征在于，包括: 接收模块，用于接收区域内基站转发的用户内容服务请求， 区域内检索模块，用于存储区域内服务列表，并根据用户内容服务请求检索区域内服务列表，所述区域内服务列表包括区域内各服务节点的服务内容和资源使用参数， 区域内均衡模块，用于若区域内有至少一个服务节点能够向用户提供内容服务，则根据预设的区域内资源调度算法调取相应服务节点的资源使用参数，确定向用户提供服务的区域内服务节点，并指示发送模块发送连接消息，以使用户与确定的区域内服务节点建立连接。7.根据权利要求6所述区域控制服务器，其特征在于，还包括: 相邻区域检索模块，用于存储并检索相邻区域服务列表，所述相邻区域服务列表包括相邻区域内各服务节点的服务内容， 相邻区域均衡模块，用于若相邻区域有至少一个服务节点能够提供服务，则根据预设的区域间资源调度算法向相邻区域的区域控制服务器调取相应服务节点的资源使用参数，确定向用户提供服务的相邻区域的服务节点，并指示发送模块发送连接消息，以使用户与确定的相邻区域的服务节点建立连接。8.根据权利要求6或7所述的区域控制服务器，其特征在于: 所述区域内检索模块，具体用于存储的所述资源参数包括用户请求数，平均响应时长，当前连接数，当前流量，内存利用率，CPU利用率， 所述区域控制服务器周期性获取区域内服务节点上报的所述资源参数的实时值，以使所述区域内检索模块存储有所述各资源参数的实时值，并在所述区域内检索模块预设有各所述资源参数的上限值及下限值。9.根据权利要求8所述的区域控制服务器，其特征在于: 所述区域内均衡模块，具体用于将确定出的相应服务节点的各所述资源参数的实时值与预设的上限值和预设的下限值分别进行比较， 若各所述资源参数的实时值均小于或等于预设的上限值且大于或等于预设的下限值，则获取所述服务节点与所述转发用户请求的基站间的转发节点数， 将各所述资源参数的实时值和转发节点数分别与各所述资源参数的实时值和转发节点数一一对应的预设的权重系数相乘，将乘积相加得到所述相应服务节点的资源负载值，确定所述资源负载值最小的服务节点为向用户提供服务的区域内服务节点。10.根据权利要求8所述的所述的区域控制服务器，其特征在于: 所述相邻区域均衡模块，具体用于将确定出的相应服务节点的各所述资源参数的实时值与预设的上限值和预设的下限值分别进行比较， 若各所述资源参数的实时值均小于或等于预设的上限值且大于或等于预设的下限值，则获取所述服务节点与所述转发用户请求的区域控制服务器的网络距离， 将各所述资源参数的实时值和网络距离分别与各所述资源参数的实时值和网络距离一一对应的预设的权重系数相乘，将乘积相加得到所述区域间服务节点的资源负载值，确定资源负载值最小的服务节点为向用户提供服务的相邻区域的服务节点。
【文档编号】H04L29/08GK105872014SQ201610150715
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】李素粉, 王志军, 徐雷, 房秉毅, 熊微
【申请人】中国联合网络通信集团有限公司