[发明专利]支持网络控制的内容分发网络系统

说明书

本发明提供一种支持网络控制的内容分发网络系统，包括：控制器，用于向交换节点下发第一内容资源管理策略和第一内容路由策略，以及向内容节点下发第二内容资源管理策略和第二内容路由策略；交换节点用于对本地存储的第一内容路由策略进行管理；还用于当客户端请求内容资源的内容请求到达时，根据记录于本地的第一内容路由策略将内容请求重定向到拥有请求内容的其它节点；内容节点用于存储内容资源并根据第二内容资源管理策略，对本地存储的内容资源进行管理，还用于当作为目标节点时，根据第二内容路由策略获得对应该内容请求的执行动作并执行。本发明的内容分发网络系统，在内容控制和网络控制上提供更高的灵活性、提升互联网的内容服务质量。

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，更具体地，涉及内容分发网络系统。

背景技术

随着互联网产业的发展，以文件共享、视频直播/点播为主的互联网内容类流量呈现爆炸性增长，由此也推动了内容网络技术的产生和发展。所谓内容网络是指以内容为网络抽象模型的核心，网络的架构、传输机制以及性能指标等均围绕内容展开设计与分析，最终目的是提升互联网的内容服务质量。当前的互联网中，内容网络的主要形态是CDN(Content Delivery Networks，软件定义网络)。CDN通过以下两种手段的协作来降低用户访问内容的时延，提升用户体验：第一，在靠近用户的网络边缘部署多个ESP(Edge ServiceProvider，边缘服务节点)，将内容由网络中心(内容源)推送到ESP；第二，部署集中式的GSLB(Global Service Load Balancer，全局调度中心)，通过GSLB将用户请求调度到距离用户最近或服务质量最好的ESP。CDN本质上是一种Overlay的内容网络技术，能够在不改变TCP/IP体系结构的基础上显著提升内容服务质量，因而在当前互联网上大获成功，涌现出一批大型CDN厂商(如Akami、网宿、蓝汛等)，甚至部分网络运营商(如中国移动)也开始建设自己的CDN。

另一方面，随着网络技术的不断发展与革新，新的网络架构和方案不断涌现，SDN(软件定义网络)就是其中之一。与传统网络相比，SDN通过“控制与转发分离”、“逻辑集中控制”以及“网络能力开放”实现了网络资源的高效适配和网络能力动态可编程，因而在网络感知、网络控制和网络使用效率方面具有明显优势，已经成为当前学术界和产业界的热点。SDN的主要组件包括控制器、交换机以及两者之间的南向接口协议。当前，最主流的南向接口协议是Openflow，主流的控制器软件包括Floodlight、OpenDaylight等，主流的软交换机包括OVS等。

CDN虽然能够在现有互联网基础上有效提升内容服务质量，但随着网络规模的持续扩张以及网络结构的日益复杂，CDN也开始表现出一些缺点，主要包括：

首先，对于CDN厂商来说，内容调度只能在Overlay层面进行，由于缺乏网络的支持，单纯的内容调度难以真正做到保障服务质量；同时，集中式的全局内容调度在调度的精确性和灵活性上也存在不足。

其次，对于网络运营商来说，对CDN的内容调度缺乏掌控能力，大量的内容流以OTT(Over The Top)形态流经网络，有可能给网络性能带来很大压力(比如某条链路本已拥塞，经过CDN调度的内容流仍然要经过该链路，导致拥塞进一步加剧)。

造成上述问题的根本原因在于：在部署CDN的网络中，所谓的“内容调度”实质上只能调度内容流的源端(即内容从哪个位置开始传输)，网络设备(交换机/路由器)仍然缺乏对内容流的识别与控制能力。

针对目前CDN表现出的缺点，以Akami为代表的CDN厂商提出“感知网络”的概念，即上层的GSLB通过感知底层网络的状态来优化内容调度；也有研究者提出在SDN之上部署CDN，通过协同CDN的内容调度和SDN的网络控制来克服CDN的不足。然而，在上述两种方法中，由于底层网络仍然缺乏对内容流的识别和控制能力(SDN交换机也只能识别到传送层协议类型)，这些方法本质上仍然是Overlay的方法，只能在一定程度上优化CDN和底层网络的性能，无法从根本上解决CDN厂商和网络运营商面临的问题。