[发明专利]基于物理位置的内容副本一致性维护方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及CDN-P2P融合内容分发网络副本服务器中内容副本一致性维护以及避免副本更新冲突的方法。 

背景技术

随着互联网和多媒体技术的发展，流媒体视频日益增多，已成为互联网信息的主要承载方式。这不仅使网络运营商与内容提供商获得了大量经济效益，同时也方便了人们的日常生活。

在传统的网络内容分发技术中，CDN(CDN：Content Distribution Network)技术与P2P(P2P：Peer-to-Peer)技术为两大主流内容分发技术。CDN把应用服务器分布在网络边缘，采用重定向技术将用户请求转向离用户距离最近的边缘服务器。CDN技术具有高可管理性与可靠性的优点，但其建设成本高且可扩展性差。P2P技术无需服务器，其充分利用了客户端的资源，在不增加成本的同时也能满足用户激增的要求，但P2P节点不易于管理且由于节点能力的限制性，不能提供像服务器一样稳定的服务。

CDN-P2P融合内容分发网络是一种由CDN与P2P相结合的网络，其结构分为三层：第一层是由网站的内容供应商提供的服务器组成的CDN中心服务器层，位于网络最高层；第二层由分布在各个区域的边缘服务器组成，这些边缘服务器也称为副本服务器。采用这种结构的原因是充分利用现有的客户机/服务器网络结构下分布各地的副本服务器。这些服务器接收来自上层中心服务器的内容，并为下层用户节点提供服务；第三层是由用户机构成的P2P用户簇。每个用户簇由多个规模大小不同的地区中的用户机以P2P模式构成。如图1所示。此网络的骨干网保留了传统的CDN模式，副本服务器下的用户之间采用P2P模式。CDN-P2P融合内容分发网络不但有CDN与P2P二者的优点，而且也克服了二者的不足，因此成为目前较为可行的内容分发网络结构，是近年来分发网络研究领域的热点。

在CDN-P2P融合内容分发网络使用副本技术有效提高网络的可扩展性、资源的利用率和减少查询响应时间。随着新型网络应用的出现，共享资源频繁更新。为保证系统的正确运行，有效的副本一致性维护方法成为关键。

在CDN-P2P融合内容分发网络，如何减少冗余更新消息的传输数量已成为了一个亟需解决的重要问题。由于用户簇的副本内容维护开销大，无维护必要，在此维护的是副本服务器的内容副本一致性。目前，副本服务器中内容副本一致性维护方法主要采取以下几种思路：

①通过邻居转发消息方式维护一致性：通过转发给所有或部分邻居节点的方式将更新消息传遍网络中；

②基于副本树的一致性更新：在第一次以邻居节点转发更新消息时建立由所有副本节点构成的n叉树，以后的更新消息都只在此“树”中进行。

然而上述方法思路的缺点在于：(1)冗余更新消息过多，浪费带宽资源；(2)没有考虑物理拓扑与逻辑拓扑不匹配，不仅浪费带宽资源，而且影响消息传播速度；(3)有的副本访问频率低，没有更新的必要，副本的更新选择性地对经常被访问的副本内容进行，可进一步减少更新消息的传播。若将物理位置相近的节点划分在相近的相同的群里，并在群中建立由副本节点构成的副本集，更新只在副本集内进行。这不仅降低消息传输延时，同时也减少冗余更新消息。为进一步减轻通信量，可删除副本集内访问频率低的副本节点。

发明内容

为了解决CDN-P2P融合内容分发网络副本服务器层冗余更新消息的传输数量过多，更新消息传播延时较大的技术问题，本发明克服了现有技术中未考虑网络中物理拓扑与逻辑拓扑不匹配、冗余更新消息多和传输延时大的缺陷，提出了一种内容副本一致性维护方法，以尽可能地降低消息传输的延时，并减少不必要更新消息的传输。

本发明提出一种CDN-P2P融合内容分发网络的基于物理位置的内容副本C一致性维护方法，所述CDN-P2P融合内容分发网络包括中心服务器层、副本服务器层和用户层，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在CDN-P2P融合内容分发网络中的副本服务器层，任选多个节点作为标记节点，并以各标记节点为中心建立多个群G_i，i=1,2…,L，L为群的总数，其中各群之间通过各自的标记节点MN_i进行通信。