专利名称：一种内容分发网络及内容发布、调度方法
技术领域：
本发明涉及一种内容分发网络，并涉及基于该网络实现的内容发布和调度方法，特别是面向教育资源的内容发布和调度的方法。
背景技术：
目前，国内外许多公司都有自己的内容分发网络(Content Delivery Network,简称CDN)，大多用来做流媒体内容的发布，但是标准的CDN对教学资源的发布存在一些功能局限。在教育系统中，其业务形式需要支持灵活的手工分发策略，内容运营商可以直接将制作好的内容推送到中心媒体服务器(CMS)和边缘媒体服务器(EMS)，使用户可以及时进行点播。需要支持按省市等区域进行管理和内容发布，满足各个省市教育系统对版本区别和内容区别的要求，可以为某个市或某个学校单独发布内容，也可以统一向全省发布内容。需要支持多种内容格式，方便内容格式的扩展及管理人员进行管理和维护，因此需要对内容以目录结构进行管理、分发和保存。需要智能的自动调度策略，将高热度的内容合理增加在服务器上的副本数，将低热度的内容减少在服务器上的副本数，使内容根据热度准确、合理的分布在边缘服务器上。在为用户提供服务时，可以基于边缘服务器的负载状态和用户临近度进行调度，选择离用户相对近的服务器提供服务，提高服务质量。
发明内容
为方便阅读，本发明中用到的名词缩写列举如下。CDN Content Delivery Network,内容分发网络。CCM Central Content Manage,中心内容管理服务器,提供内容管理、分发管理等功能。CSS Content Storage Server,内容存储服务器,存储一部分或全部内容,所有的CSS存储全部的内容。CMS Central Media Server,中心媒体服务器,提供用户点播服务,存储在线的所有节目。EMS Edge Media Server,边缘媒体服务器,提供用户点播服务,存储在线的热播节目。CCS Content Cache Server,内容缓存服务器,提供内容分发服务,缓存需要分发的内容。CDS :Content Distribute Server,内容分发服务器,提供内容分发的管理和控制，存储内容分布数据，提供内容负载服务。本发明的目的是提供一种内容分发网络，该内容分发网络能够满足内容提供商灵活分发内容的需求，支持媒体服务器的平滑扩容；加强内容智能配比，减轻中心媒体服务器压力，提高整个系统的服务能力；就近选择相对空闲的服务器，提高对用户的服务质量。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案
一种内容分发网络，它包括内容发布层、至少一级分发层以及边缘服务层，
所述的内容发布层包括中心内容管理服务器和至少一个内容存储服务器，其中，内容分别放在内容存储服务器上，由中心内容管理服务器集中管理；
所述的分发层由内容分发服务器和至少一个中心媒体服务器构成，其中，内容分发服务器通过中心内容管理服务器调取内容存储服务器中的内容，然后内容分发服务器将调取的内容分发给中心媒体服务器；
所述的边缘服务层由至少一个边缘服务器构成，边缘服务器从中心媒体服务器中获得内容，并将该内容存储为热播节目，为用户提供点播服务。 当内容存储服务器负载过大时，所述的中心媒体服务器从另一个区域的中心媒体服务器下载内容。所述的分发层还包括内容缓存服务器，所述的内容缓存服务器对从内容存储服务器中下载的内容进行缓存，然后再提供给中心媒体服务器。所述的中心媒体服务器与内容缓存服务器、内容存储服务器、另一区域的中心媒体服务器之间采用P2P下载模式；所述的边缘媒体服务器与其他边缘媒体服务器之间采用P2P下载模式。在所述的内容存储服务器中，内容的存放和下载均采用目录结构，一个资源存为一个子目录，里面存有多个文件和子目录，下载时将资源的整个目录下载过来。一种基于上述网络实现的快速将内容推送到中心媒体服务器和边缘媒体服务器的方法，它包括以下步骤
(1)、内容运营人员制定内容分发计划；
(2)、如果有内容缓存服务器，则内容缓存服务器从内容存储服务器下载内容，如果内容存储服务器超负载则等待负载降到正常范围时再进行内容下载，如果没有内容缓存服务器，则执行步骤(3);
(3)、到计划指定的时间，中心媒体服务器自动执行，根据策略选择下载源；
(4)、中心媒体服务器下载完毕后，向数据库写入内容分布信息；
(5)、分发层根据内容的初始热度自动制作边缘媒体服务器的分发计划；
(6)、将内容的元信息上线到门户，为用户提供浏览和点播；
(7)、到计划指定的时间，边缘媒体服务器自动执行，根据策略选择下载源；
(8)、边缘媒体服务器下载完毕后，向数据库写入内容分布信息；
(9)、将内容的元信息上线到边缘媒体服务器，为用户提供浏览和点播。所述的步骤(5)具体包括以下步骤
(5. I)根据内容的初始热度和服务器的服务能力计算需要分布在边缘媒体服务器的数量以满足用户的服务请求，如果初始热度为0，则不分发到边缘媒体服务器；
(5. 2)根据边缘媒体服务器当前的负载倒序排序，选择负载最低的N台作为分发目标服务器；
(5. 3)检查目标服务器的磁盘空间，如果磁盘空间不足则做删除计划以清除足够的空间进行分发，具体策略如下
(5. 3. I)把该服务器上的内容按照点播热度倒序排序；
(5. 3. 2)过滤掉点播热度超过分发内容初始热度和在驻留时长内的内容；
(5. 3. 3)从点播热度最低的内容开始累加，计算内容所占磁盘空间大小，直到大小超过需要分发的内容大小或列表累加完毕；
(5. 3. 4)如果大小超过需要分发的内容大小，则制作该服务器的删除计划和分发计划，循环步骤(5. 3)，直到处理完所有目标服务器；
(5. 3. 5)如果内容列表累加完毕大小仍然小于需要分发的内容大小，则放弃这个目标服务器，进入步骤(5. 2 )，重新选择目标服务器。
一种基于上述网络实现的内容自动刷新的方法，包括以下步骤
①、获取一组中心媒体服务器和边缘媒体服务器的全体内容列表(all_list);
②、去除驻留时间小于设定的驻留时长的内容，得到内容列表(do_list)；
③、获取内容列表(do_list)中所有内容在T时间间隔内用户的点播量Pt；
④、将内容列表(do_list)中的内容按照用户点播量Pt进行倒序排序；
⑤、循环处理内容列表(do_list)中的每个内容，根据内容的点播量、内容大小、内容时长、服务器个数和服务器并发服务能力，计算每个内容应该在边缘媒体服务器分布的计算副本数Vt ；
⑥、获取内容列表(do_list)中每个内容当前在边缘媒体服务器上的实际副本数Vc；
⑦、比较内容列表(do_list)中每个内容的计算副本数Vt和实际副本数Vc,将计算副本数Vt大于实际副本数Vc的内容加入分发列表(dis_list),并记录分发份数Vd,其中Vd=Vt-Vc ;将计算副本数Vt小于实际副本数Vc的内容加入删除列表(del_list),并记录删除份数Vr，Vr=Vc-Vt ；
⑧、循环处理删除列表(del_list)中的每个内容，查找有该内容的边缘媒体服务器并按服务器的负载倒序排序，将负载最高的删除份数Vr个服务器加入删除计划，并更新服务器的内容列表和磁盘剩余空间；
⑨、循环处理分发列表(dis_list)中的每个内容，查找没有该内容的边缘媒体服务器并按服务器的负载排序，将负载最低的且有足够磁盘空间的分发份数Vd个服务器加入分发计划，并更新服务器的内容列表和磁盘剩余空间；
⑩、边缘媒体服务器在网络闲时执行删除计划和分发计划，以调整内容在边缘媒体服务器的分布。一种基于上述网络实现的内容负载的方法，它包括以下步骤
i、对用户的合法性进行验证，采用通用的数据安全和系统安全技术进行保护，没有通过验证的用户不能点播和浏览任何内容；
ii、优先负载到本区域内有该内容且用户负载最低但未超过阈值的边缘媒体服务器，如果没有合适的边缘媒体服务器则负载到中心媒体服务器；
iii、其次负载到临近区域内有该内容且用户负载最低但未超过阈值的边缘媒体服务器，如果没有合适的边缘媒体服务器则负载到中心媒体服务器；
iv、如果以上没有合适的服务器，则从上级区域和上级区域的临近区域查找合适的边缘媒体服务器或中心媒体服务器；V、找到合适的边缘媒体服务器或中心媒体服务器后，如果媒体服务器是共享存储，则优先负载到共享存储的本地磁盘，如果本地磁盘没有该内容则负载到共享存储的刀片上；Vi、如果用户使用公网IP，则负载到媒体服务器的公网IP上，如果用户使用VPN网络，则负载到媒体服务器的VPN网络上；
vii、将用户重定向到媒体服务器的公网或VPN网络上。采用上述技术方案的本发明，组网方式灵活，支持媒体服务器的平滑扩容；方便的手工分发方式，能够快速将内容推送到中心媒体服务器和边缘媒体服务器；智能的自动调度策略，使内容在服务器网络中分布更加合理；准确的用户负载策略，就近选择相对空闲的服务器，提高对用户的服务质量。
图I是本发明的网络结构图。
图2是CMS的下载流程图。图3是EMS的下载流程图。图4是制作EMS分发计划的流程图。图5是自动调整内容分布的流程图。图6是内容负载的流程图。
具体实施例方式一种内容分发网络，它包括内容发布层、至少一级分发层以及边缘服务层。整个系统中，内容发布层有一台中心内容管理服务器CCM集中管理，一台或多台内容存储服务器CSS存储制作好的内容，其中，内容分别放在多个内容存储服务器CSS上，由中心内容管理服务器集中管理，这样当内容增加时可以方便地进行扩展。分发层包括位于一个区域(省或市)的一台内容分发服务器CDS和内容缓存服务器CCS，或者根据需要不设置内容缓存服务器CCS;—台或多台中心媒体服务器CMS存储所有在线的内容，上述的内容缓存服务器对从内容存储服务器中下载的内容进行缓存，然后再提供给中心媒体服务器。其中，内容分发服务器通过中心内容管理服务器调取内容存储服务器中的内容，然后内容分发服务器将调取的内容分发给中心媒体服务器。边缘服务层中设置一台或多台边缘媒体服务器EMS存储一部分热播的内容，边缘服务器从中心媒体服务器中获得内容，并将该内容存储为热播节目，为用户提供点播服务。本发明中所有的内容分发和删除都以计划的形式进行，统一管理，可以方便直观地查看计划执行状态，每个节目是否执行成功，每个服务器有什么问题都一目了然。计划的执行顺序采用如下策略，当一个服务器既有分发计划也有删除计划时，优先执行删除计划，以保证有足够的磁盘空间进行分发。当既有手工计划又有自动刷新计划时，优先执行手工计划。同类型的计划分级别，级别高的优先执行，级别一样时先做的计划先执行，这样当有内容需要紧急分发时，可以根据优先级插队。执行计划时考虑到了网络的利用情况和系统的运营情况，采用了网络闲时进行分发和限速分发的策略。自动监控和维护计划的执行状态，使计划执行出错时得以重新执行，节省了很多人力和时间。这些措施让内容运营商可以灵活、方便地对内容进行分发管理。
在内容存储服务器CSS中，内容的存放和下载采用目录结构，一个资源存为一个子目录，里面可以有多个文件和子目录，下载时将资源的整个目录下载过来。这样做的优点是内容有灵活的扩展性，支持内容分段，支持视频、Flash、PPT、Word、图片等各种格式，各种格式内容的管理、存放、下载、上线等流程完全一样，方便管理人员进行管理和维护。本发明支持内容缓存服务器启用或不启用两种模式，对于大型的应用或媒体服务器比较多的情况，启用内容缓存服务器，可以先将内容从内容存储服务器下载到内容缓存服务器，再提供中心媒体服务器下载，进一步降低了内容存储服务器的分发压力，减少对内容存储服务器磁盘的并发读写压力，提高了系统的分发和服务能力。对于小型的系统或媒体服务器比较少的情况，不启用内容缓存服务器，可以降低系统成本，中心媒体服务器直接从内容存储服务器下载内容。在没有内容缓存服务器的时候，为了降低内容存储服务器的压力，有一种改进方案。当内容存储服务器的负载过大时，中心媒体服务器可以通过策略从另一个区域的中心
媒体服务器进行下载。本发明采用可管理的P2P下载模式，中心媒体服务器可以从其它中心媒体服务器下载，也可以从内容缓存服务器或内容存储服务器下载，边缘媒体服务器可以从其它边缘媒体服务器和中心媒体服务器下载，大大减轻了中心媒体服务器的压力，也很大程度上提高了整个系统的分发能力。另外中心媒体服务器和边缘媒体服务器可以同时下载，加快了整个系统的分发速度。分发的网络结构见图I。本发明采用集中管理、集中调度的方式，对服务器的合法性进行认证，保证了系统内容的安全性。由于媒体服务器采用请求中心认证的方式，所以当媒体服务器使用VPN网络时也支持内容的分发下载。下载内容的顺序采用了智能的策略，比如按文件大小顺序、按文件多少顺序、按计划顺序、随机顺序等，保证A服务器在下载内容a的时候B服务器下载内容b，这样可以实现服务器之间的交叉下载。下载源的选择采用了智能的算法，比如区域优先、网络流量优先、服务器类型等一些策略，可以保证从最快的服务器上进行下载。临近区域可以根据实际网络情况进行设置和调整，网络流量和速度进行自动侦测，记录每个服务器的网络流量和到其它服务器的上行、下行速度，不同的服务器类型可以选择不同的下载源类型，比如CMS可以从CCS或CMS下载，EMS可以从CMS或EMS下载。CMS的下载流程见图2，EMS的下载流程见图3。本发明采用灵活的上线策略，中心媒体服务器下载完毕后上线到门户，边缘媒体服务器下载完毕后上线到边缘媒体服务器本身。这样用户既可以通过门户浏览和点播内容，当门户网络异常或边缘媒体服务器使用VPN网络时，又可以通过VPN网络直接访问边缘媒体服务器进行浏览和点播。中心媒体服务器下载成功后再根据内容初始热度制作边缘媒体服务器的分发计划，如果空间不足先制作删除计划，这样就保证了在下载内容的时候边缘媒体服务器有足够的磁盘空间。如果在制作中心媒体服务器分发计划的同时就制作边缘媒体服务器的分发计划，就有可能出现在实际下载的时候边缘媒体服务器磁盘空间不足的情况，因为在制作计划前后有可能其它内容运营商或操作人员也制作了分发计划。制作边缘媒体服务器分发计划的流程见图4。
边缘媒体服务器的内容自动刷新考虑到了内容的时效性，引进了驻留时长的概念；考虑到了边缘媒体服务器的并发服务能力，根据内容的点播量计算出最佳的副本数；考虑到边缘媒体服务器的磁盘空间限制，能够自动删除低点播度的内容，合理的利用磁盘空间，基本上能将90%的用户负载到边缘媒体服务器。自动调整内容分布的流程见图5。共享存储的内容自动刷新可以将热播的内容(参考二八原则来配置本地磁盘和共享存储的容量)刷新到共享存储的本地磁盘。这样在用户点播该内容时，优先负载到共享存储的本地磁盘，而共享存储的本地磁盘读写速度都要比刀片快，这也进一步减轻了共享存储刀片的压力，提高了系统的服务质量。定期维护内容分布数据库和门户数据的完整性和正确性，使内容分布和磁盘上的内容始终保持一致，减少负载和点播出错的机会。维护管理中心数据的正确性，为管理人员进行内容分发和删除操作提供准确的数据。内容负载使用了通用的数据安全和系统安全技术进行保护，防止盗链，防 止攻击；尽量将用户负载到离用户最近的、负载最低的边缘媒体服务器上，当边缘媒体服务器没有该内容或超负载时，再负载到中心媒体服务器上，始终保证用流量最小、负载最低的服务器为用户提供服务，既提高了用户的点播质量，又提高了整个系统的服务能力。另外媒体服务器支持公网和VPN两种网络，满足更多网络用户的服务请求。内容负载的流程见图6。一种基于上述网络实现的快速将内容推送到中心媒体服务器和边缘媒体服务器的方法包括步骤。I、内容运营人员制定内容分发计划，包括分发什么内容、分发到哪些服务器、什么时间开始分发及内容的初始热度等属性。2、如果有内容缓存服务器(CCS)，则内容缓存服务器从内容存储服务器(CSS)下载内容，如果内容存储服务器超负载则等待负载降到正常范围时再进行内容下载。如果没有内容缓存服务器，则执行步骤3。3、到计划指定的时间中心媒体服务器自动执行，根据一定的策略选择下载源，具体策略如下。3. I对服务器的合法性进行验证，采用协议加密和时间戳等方式，防止协议被复制或篡改，没有通过验证的服务器不能下载任何内容。3. 2检查服务器和分发服务是否加锁，对于加锁的服务器或分发服务不能下载任何内容。3. 3优先从本区域内有该内容的其它中心媒体服务器中选择一个网络速度最快的进行下载。3. 4如果本区域内的所有中心媒体服务器都没有该内容，从临近区域内有该内容的中心媒体服务器中选择一个网络速度最快的进行下载。3. 5如果临近区域内的所有中心媒体服务器都没有该内容，则从内容缓存服务器下载该内容，如果没有内容缓存服务器，则从内容存储服务器下载该内容。3. 6如果内容缓存服务器或内容存储服务器的网络流量超过阈值，或者FTP连接数、CPU利用率、内存利用率等性能超过阈值，则中心媒体服务器等待内容缓存服务器或内容存储服务器的性能降到正常范围时再进行下载。4、中心媒体服务器下载完毕后，向数据库写入内容分布信息。
5、根据内容的初始热度制作边缘媒体服务器的分发计划，具体步骤如下。5. I根据内容的初始热度和服务器的服务能力计算需要分布在几台边缘媒体服务器才能满足用户的服务请求，如果初始热度为0，则不分发到边缘媒体服务器。5. 2根据边缘媒体服务器当前的负载倒序排序，选择负载最低的N台作为分发目标服务器。5. 3检查目标服务器的磁盘空间，如果磁盘空间不足则做删除计划以清除足够的空间进行分发，具体策略如下。5. 3. I把该服务器上的内容按照点播热度倒序排序。5. 3. 2过滤掉点播热度超过分发内容初始热度和在驻留时长内的内容。
5. 3. 3从点播热度最低的内容开始累加，计算内容所占磁盘空间大小，直到大小超过需要分发的内容大小或列表累加完毕。5. 3. 4如果大小超过需要分发的内容大小，则制作该服务器的删除计划和分发计划，循环步骤4. 3，直到处理完所有目标服务器。5. 3. 5如果内容列表累加完毕大小仍然小于需要分发的内容大小，则放弃这个目标服务器，进入步骤4. 2，重新选择目标服务器。6、将内容的元信息上线到门户，提供用户浏览和点播。7、到计划指定的时间边缘媒体服务器自动执行，根据一定的策略选择下载源，具体策略如下。7. I对服务器的合法性进行验证，采用协议加密和时间戳等方式，防止协议被复制或篡改，没有通过验证的服务器不能下载任何内容。7. 2检查服务器和分发服务是否加锁，对于加锁的服务器或分发服务不能下载任何内容。7. 3优先从本区域内有该内容的其它中心媒体服务器和边缘媒体服务器中选择一个网络速度最快的进行下载。7. 4如果本区域内的所有中心媒体服务器和边缘媒体服务器都没有该内容，从临近区域内有该内容的中心媒体服务器和边缘媒体服务器中选择一个网络速度最快的进行下载。7. 5如果临近区域内的所有中心媒体服务器和边缘媒体服务器都没有该内容，则等待中心媒体服务器下载完毕后再进行下载。7. 6检查目标服务器和源服务器的当前性能和网络流量，根据服务器当前的负载情况进行限速分发或全速分发。8、边缘媒体服务器下载完毕后，向数据库写入内容分布信息。9、将内容的元信息上线到边缘媒体服务器，作为校园版服务器为用户提供浏览和点播。一种基于上述网络实现的刷新边缘媒体服务器和使用同一共享存储服务器内容分布的方法，其中刷新边缘媒体服务器内容包括步骤。①、获取一组中心媒体服务器和边缘媒体服务器的内容列表all_list。②、去除驻留时间小于设定的驻留时长的内容，得到内容列表do_list。③、获取列表do_list中所有内容在T时间间隔内用户的点播量Pt。
④、将列表do_list中的内容按照用户点播量Pt进行倒序排序。⑤、循环处理列表do_list中的每个内容，根据内容的点播量、内容大小、内容时长、服务器个数和服务器的并发服务能力等因素，计算每个内容应该在边缘媒体服务器分布的副本数vt。⑥、获取列表do_list中每个内容当前在边缘媒体服务器上的副本分布数Vc。⑦、比较列表do_list中每个内容的计算副本数Vt和实际副本数Vc，将Vt大于Vc的内容加入分发列表dis_list,并记录需要分发的份数Vd=Vt-Vc JfVt小于Vc的内容加入删除列表del_list,并记录需要删除的份数Vr=Vc-Vt。⑧、循环处理删除列表del_list中的每个内容，查找有该内容的边缘媒体服务器并按服务器的负载倒序排序，将负载最高的Vr个服务器加入删除计划，并更新服务器的内容列表和磁盘剩余空间。
⑨、循环处理分发列表dis_list中的每个内容，查找没有该内容的边缘媒体服务器并按服务器的负载排序，将负载最低的且有足够磁盘空间的Vd个服务器加入分发计划，并更新服务器的内容列表和磁盘剩余空间。⑩、边缘媒体服务器在网络闲时执行删除计划和分发计划，达到调整内容在边缘媒体服务器合理分布的目的。在执行计划时，具体的内容执行顺序、选择源的算法、进行服务器合法认证和限速分发等策略和手工分发一致。其中，刷新共享存储内容包括步骤。I、获取共享存储上刀片的内容列表p_l i St，并按点播热度进行排序。2、根据共享存储本地磁盘的总大小，从内容列表p_list取出前N个热播的节目，保存到列表pdo_list。3、获取共享存储上本地磁盘的内容列表s_list。4、比较pdo_list 和 s_list,将 s_list 中有，而 pdo_list 中没有 s_list_pdo_list的内容加入对应服务器的删除计划。5、比较pdo_list 和 s_list,将 pdo_list 中有,而 s_list 中没有 pdo_list_s_list的内容加入到列表pdis_list。6、循环处理pdis_list列表中的内容，选择负载最低且有足够本地磁盘空间的服务器加入分发计划。一种监视和维护计划状态的方法，包括步骤。I、监视计划执行状态，如果下载失败，则将下载状态恢复为“出错恢复”状态，如果上线失败，则将下载和上线状态都恢复为“出错恢复”状态，因为大部分上线错误都是因为内容元信息错误导致的，需要重新下载。2、将出错计划的恢复次数+1，当恢复次数超过设定阈值时将不再进行自动恢复，需要报告人工进行排查处理。3、将计划执行状态上报到CCM，使管理人员可以方便地统一进行管理，直观地查看各个区域的执行状态。一种维护内容分布的方法，包括步骤。I、遍历媒体服务器上的内容，将损坏的内容、文件不全的内容从磁盘上删除，并更新内容分布数据库。
2、将内容分布数据库中有但媒体服务器磁盘上没有的内容从内容分布数据库中删除。3、将内容分布数据库中没有但媒体服务器磁盘上有的内容插入内容分布数据库。4、比较内容分布数据库和门户及管理中心的内容信息，以内容分布为准，将门户和管理中心多余的内容信息删除，少的内容信息插入。一种内容负载的方法，包括步骤
i、对用户的合法性进行验证，采用通用的数据安全和系统安全技术进行保护，没有通过验证的用户不能点播和浏览任何内容。
ii、优先负载到本区域内有该内容且用户负载最低但未超过阈值的边缘媒体服务器，如果没有合适的边缘媒体服务器则负载到中心媒体服务器。iii、其次负载到临近区域内有该内容且用户负载最低但未超过阈值的边缘媒体服务器，如果没有合适的边缘媒体服务器则负载到中心媒体服务器。iv、如果以上没有合适的服务器，则从上级区域和上级区域的临近区域查找合适的边缘媒体服务器或中心媒体服务器。V、找到合适的边缘媒体服务器或中心媒体服务器后，如果媒体服务器是共享存储，则优先负载到共享存储的本地磁盘，如果本地磁盘没有该内容则负载到共享存储的刀片上。vi、如果用户使用公网IP，则负载到媒体服务器的公网IP上，如果用户使用VPN网络，则负载到媒体服务器的VPN网络上。vii、将用户重定向到媒体服务器的公网或VPN网络上。
权利要求
1.一种内容分发网络，它包括内容发布层、至少一级分发层以及边缘服务层，其特征在于: 所述的内容发布层包括中心内容管理服务器和至少一个内容存储服务器，其中，内容分别放在内容存储服务器上，由中心内容管理服务器集中管理； 所述的分发层由内容分发服务器和至少一个中心媒体服务器构成，其中，内容分发服务器通过中心内容管理服务器调取内容存储服务器中的内容，然后内容分发服务器将调取的内容分发给中心媒体服务器； 所述的边缘服务层由至少一个边缘服务器构成，边缘服务器从中心媒体服务器中获得内容，并将该内容存储为热播节目，为用户提供点播服务。
2.根据权利要求I所述的内容分发网络，其特征在于当内容存储服务器负载过大时，所述的中心媒体服务器从另一个区域的中心媒体服务器下载内容。
3.根据权利要求I所述的内容分发网络，其特征在于所述的分发层还包括内容缓存服务器，所述的内容缓存服务器对从内容存储服务器中下载的内容进行缓存，然后再提供给中心媒体服务器。
4.根据权利要求3所述的内容分发网络，其特征在于所述的中心媒体服务器与内容缓存服务器、内容存储服务器、另一区域的中心媒体服务器之间采用P2P下载模式；所述的边缘媒体服务器与其他边缘媒体服务器之间采用P2P下载模式。
5.根据权利要求I所述的内容分发网络，其特征在于在所述的内容存储服务器中，内容的存放和下载均采用目录结构，一个资源存为一个子目录，里面存有多个文件和子目录，下载时将资源的整个目录下载过来。
6.一种基于权利要求I所述网络实现的快速将内容推送到中心媒体服务器和边缘媒体服务器的方法，它包括以下步骤 (1)、内容运营人员制定内容分发计划； (2)、如果有内容缓存服务器，则内容缓存服务器从内容存储服务器下载内容，如果内容存储服务器超负载则等待负载降到正常范围时再进行内容下载，如果没有内容缓存服务器，则执行步骤(3); (3)、到计划指定的时间，中心媒体服务器自动执行，根据策略选择下载源； (4)、中心媒体服务器下载完毕后，向数据库写入内容分布信息； (5)、分发层根据内容的初始热度自动制作边缘媒体服务器的分发计划； (6)、将内容的元信息上线到门户，为用户提供浏览和点播； (7)、到计划指定的时间，边缘媒体服务器自动执行，根据策略选择下载源； (8)、边缘媒体服务器下载完毕后，向数据库写入内容分布信息； (9)、将内容的元信息上线到边缘媒体服务器，为用户提供浏览和点播。
7.根据权利要求6所述的快速将内容推送到中心媒体服务器和边缘媒体服务器的方法，其特征在于，所述的步骤(5)具体包括以下步骤 (5. I)根据内容的初始热度和服务器的服务能力计算需要分布在边缘媒体服务器的数量以满足用户的服务请求，如果初始热度为O，则不分发到边缘媒体服务器； (5. 2)根据边缘媒体服务器当前的负载倒序排序，选择负载最低的N台作为分发目标服务器；(5. 3)检查目标服务器的磁盘空间，如果磁盘空间不足则做删除计划以清除足够的空间进行分发，具体策略如下 (5. 3. I)把该服务器上的内容按照点播热度倒序排序； (5. 3. 2)过滤掉点播热度超过分发内容初始热度和在驻留时长内的内容； (5. 3. 3)从点播热度最低的内容开始累加，计算内容所占磁盘空间大小，直到大小超过需要分发的内容大小或列表累加完毕； (5. 3. 4)如果大小超过需要分发的内容大小，则制作该服务器的删除计划和分发计划，循环步骤(5. 3)，直到处理完所有目标服务器； (5. 3. 5)如果内容列表累加完毕大小仍然小于需要分发的内容大小，则放弃这个目标服务器，进入步骤(5. 2 )，重新选择目标服务器。
8.一种基于权利要求I所述网络实现的内容自动刷新的方法，它包括以下步骤 ①、获取一组中心媒体服务器和边缘媒体服务器的全体内容列表(all_list)； ②、去除驻留时间小于设定的驻留时长的内容，得到内容列表(do_list)； ③、获取内容列表(do_list)中所有内容在T时间间隔内用户的点播量Pt； ④、将内容列表(do_list)中的内容按照用户点播量Pt进行倒序排序； ⑤、循环处理内容列表(do_list)中的每个内容，根据内容的点播量、内容大小、内容时长、服务器个数和服务器并发服务能力，计算每个内容应该在边缘媒体服务器分布的计算副本数Vt ； ⑥、获取内容列表(do_list)中每个内容当前在边缘媒体服务器上的实际副本数Vc； ⑦、比较内容列表(do_list)中每个内容的计算副本数Vt和实际副本数Vc,将计算副本数Vt大于实际副本数Vc的内容加入分发列表(dis_list),并记录分发份数Vd,其中Vd=Vt-Vc ;将计算副本数Vt小于实际副本数Vc的内容加入删除列表(del_list),并记录删除份数Vr，Vr=Vc-Vt ； ⑧、循环处理删除列表(del_list)中的每个内容，查找有该内容的边缘媒体服务器并按服务器的负载倒序排序，将负载最高的删除份数Vr个服务器加入删除计划，并更新服务器的内容列表和磁盘剩余空间； ⑨、循环处理分发列表(dis_l i st)中的每个内容，查找没有该内容的边缘媒体服务器并按服务器的负载排序，将负载最低的且有足够磁盘空间的分发份数Vd个服务器加入分发计划，并更新服务器的内容列表和磁盘剩余空间； ⑩、边缘媒体服务器在网络闲时执行删除计划和分发计划，以调整内容在边缘媒体服务器的分布。
9.一种基于权利要求I所述网络实现的内容负载的方法，它包括以下步骤 i、对用户的合法性进行验证，采用通用的数据安全和系统安全技术进行保护，没有通过验证的用户不能点播和浏览任何内容； ii、优先负载到本区域内有该内容且用户负载最低但未超过阈值的边缘媒体服务器，如果没有合适的边缘媒体服务器则负载到中心媒体服务器； iii、其次负载到临近区域内有该内容且用户负载最低但未超过阈值的边缘媒体服务器，如果没有合适的边缘媒体服务器则负载到中心媒体服务器； iv、如果以上没有合适的服务器，则从上级区域和上级区域的临近区域查找合适的边缘媒体服务器或中心媒体服务器； V、找到合适的边缘媒体服 务器或中心媒体服务器后，如果媒体服务器是共享存储，则优先负载到共享存储的本地磁盘，如果本地磁盘没有该内容则负载到共享存储的刀片上；Vi、如果用户使用公网IP，则负载到媒体服务器的公网IP上，如果用户使用VPN网络，则负载到媒体服务器的VPN网络上； vii、将用户重定向到媒体服务器的公网或VPN网络上。
全文摘要
一种内容分发网络，它包括内容发布层、至少一级分发层以及边缘服务层，所述的内容发布层包括中心内容管理服务器和至少一个内容存储服务器，其中，内容分别放在内容存储服务器上，由中心内容管理服务器集中管理；所述的分发层由内容分发服务器和至少一个中心媒体服务器构成，其中，内容分发服务器通过中心内容管理服务器调取内容存储服务器中的内容，然后内容分发服务器将调取的内容分发给中心媒体服务器；所述的边缘服务层由至少一个边缘服务器构成，边缘服务器从中心媒体服务器中获得内容，并将该内容存储为热播节目，为用户提供点播服务。
文档编号H04L12/803GK102891869SQ20111020270
公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者贾小波, 朱建永, 李洪坤, 马新增, 李国勇, 李奎 申请人:郑州威科姆科技股份有限公司