[发明专利]用于在IP网络中进行内容缓存和传输的方法、系统和装置

说明书

发明背景

技术领域

本发明涉及计算机网络，更具体地涉及在包括内容传输网络(CDN)服务的互联网协议(IP)网络中进行多媒体内容(例如，文本、音频、视频、软件等、或它们的任意组合)缓存和传输。

背景技术

网络缓存或内容缓存的意思是最受欢迎的(网络)内容(也被称为互联网内容或OTT内容)存储在服务提供商网络中，并从服务提供商网络，而不是从原始(original)服务器提供，原始服务器是网络上的原始内容位置。服务提供商和网络运营商广泛应用缓存技术以降低对等链路上的带宽，并改善用户的体验质量(QoE)。内容缓存通常需要内容拥有者和网络运营商之间的商业关系。内容拥有者向网络运营商提供内容，而网络运营商对内容进行缓存并从他们自己的网络传输网络(CDN)将内容传输给用户。

内容传输网络或者内容分发网络(CDN)是一种由包含数据副本的计算机组成的系统，所述计算机位于网络的不同节点，更具体地，CDN是一种在多个位置分布的网络缓存的集合，将内容更有效地传输给用户。当巧妙设计并实施时，通过使多个副本更接近终端用户，CDN能够改善对它所缓存的数据的访问，从而增加数据访问带宽，获得更好的缩放比例，弹性，并降低延迟。原始(网络)服务器通常包含初始内容副本并能够访问内容元数据，从而在服务内容请求时生成特定于内容的响应，例如，内容报头和缓存报头。网络缓存节点不能访问内容元数据以生成特定于内容的响应，因此它缓存内容和来自原始网络服务器的响应。CDN中通常缓存的数据或媒体内容类型包括多媒体对象(音频或视频对象)，网络对象(文本，图像，URL以及脚本)，可下载对象(媒体文件，软件，文档)，应用程序，实时媒体(事件)，以及数据库查询。虽然网络缓存的概念简单(存储最流行的互联网内容并从运营商网络传输内容，而非总是从远程内容原始来检索内容)，但是它的实施必须确保服务，内容和网络的完整性。

在部署网上CDN的过程中，服务提供商的目标是服务于不断增长的消费者群体，这个群体观看来自许多不同在线原始的优质内容。但是服务提供商通常并不是和所有的在线内容提供商都具有商业关系，因此一些内容最开始并未由内容拥有者提供给网络运营商以通过CDN传输。即使内容拥有者最初并未提供内容，但是绝大多数的网络运营商仍然需要降低传输成本，改善QoE，并管理在线内容的流量激增。透明缓存是一种新兴缓存技术，它解决了这些挑战。这些解决方案使服务提供商能够在他们的网络内部缓存并传输互联网(OTT)内容。透明缓存可被视为CDN的一种用途(应用)，与其他用途(例如，多屏视频传输，针对B2B消费者的多租户CDN，CDN辅助的视频点播)并无二致。内容传输网络以及透明缓存系统在运营商的网络边缘上缓存数据。预计到2014年，一半以上的网络运营商都将部署透明缓存和CDN。

术语“透明缓存”指的是在内容拥有者不参与-并且通常是在内容拥有者不知道的情况下对内容进行缓存和传输。透明缓存通常指的是这样的缓存，该缓存：

-总是传输新鲜内容。

-保存端到端应用逻辑，确保在诸如用户鉴权，地理控制和设备特定内容这些领域中的完整功能。

-完全符合版权法规。

-不引入额外的接入点，额外的接入点可能会导致运营商网络的安全漏洞。

-对于内容发起人和终端用户都是不可见的。

借助透明缓存，内容在运营商网络的边缘处存储和提供，节省核心以及IP传输网资原始，并加速向用户的传输。透明缓存自动拦截流行的网络(互联网)内容并根据缓存对内容请求进行服务，而不是穿过网络传输并将点与原始网络位置对等。通过降低对传输带宽的需求并使延迟最小化，网络运营商能够提供更好的QoE，特别是在尖峰期，并减低对等成本。

由于这种缓存对于内容拥有者“透明”或“不可见”，当由于某些原因不可能和内容拥有者具有商业关系时，网络运营商内容从传统缓存优势中获益。透明缓存具有前述传输缓存的特征，例如，从接近用户的位置传输内容，保持内容的“新鲜”，保存端到端商业规则和应用逻辑，例如地理限制，并确保内容安全。