[发明专利]一种支持负载均衡的内容副本生成、放置及更新方法

说明书

本发明公开了一种支持负载均衡的内容副本生成、放置及更新方法，解决了一是如何根据用户对视频的访问规律确定副本生成的粒度，减少单个服务器的访问负载；二是在服务器的处理能力不同的情况下，如何对副本进行放置，实现副本热度的均匀分布，从而均衡服务器的访问负载；三是在用户动态请求下如何更新副本，避免视频热度变化带来的访问负载不均衡问题，将视频整体的副本生成方式与视频分片文件S_ij的副本生成方式相结合，将高热度视频依据视频整体生成副本，低热度视频依据视频分片文件S_ij热度对视频分片文件S_ij生成副本，该方法有效地利用了服务器存储空间，提高了存储利用率，降低了管理复杂度。

技术领域

本发明涉及视频内容分发领域，特别涉及视频分发网络环境下的一种支持负载均衡的内容副本生成、放置及更新方法。

背景技术

随着互联网技术的快速发展，视频业务已被广泛应用生产生活中，在为用户提供多样性选择的同时，其访问热度的倾向性与时变性也带来了内容部署的问题。高热度影片的分布不均匀导致部分服务器访问负载过高，而其他服务器访问负载远小于服务能力，从而导致用户请求响应时间长或被拒绝，影响了用户的观看体验。为了提高用户的体验质量(QoE，Quality of Experience)，通常为高热度视频生成多份副本并放置在不同的服务器上，以满足用户对该视频的过热请求，并且均衡了各个服务器的访问负载。然而，如何根据用户对视频的访问规律确定副本生成粒度、如何放置副本、以及在用户动态请求下如何更新副本，是视频分发网络环境下实现服务器集群间负载均衡的关键问题。

基于视频整体的副本生成算法和基于视频分片文件S_ij的副本生成算法是目前两种常用的副本生成方法。基于视频整体文件的副本生成算法根据视频热度的不同，将热度高的视频以整体文件的形式增加副本到集群中其他的服务器上，以降低单个服务器的访问负载。该方法虽然有效地降低了服务器的访问负载，但复制完整的视频会占用更多的存储空间，降低了存储利用率。基于视频分片文件S_ij的副本生成算法把视频整体文件V_i按照时间进行分片，高热度的视频分片文件S_ij生成副本数量较多，低热度的视频分片文件S_ij生成副本数量较少，并放置到不同的服务器上。用户请求视频时从不同的服务器上下载相应的视频分片文件S_ij，从而均衡了服务器的访问负载，提高了存储利用率。但视频分片文件S_ij副本生成算法增大了系统开销，管理复杂度较高。

对于生成的副本，如何对副本进行放置，将直接影响服务器的访问负载。常用的放置方法有随机放置、轮询放置、最小负载优先放置。随机放置虽然在较短的时间内实现了视频整体文件V_i的放置，但因其不考虑各个服务器的性能以及视频的热度，导致各服务器间副本放置的不均匀，从而引起服务器集群的访问负载不均衡。轮询放置在视频序列容量相近时可以均匀服务器集群的视频存储容量，但本质上只是通过机械的轮询来避免放置的不均衡，仍然没有解决视频序列的差异性带来的影响。最小负载优先放置以服务器的存储容量作为负载指标，选择存储容量占用最小的服务器，该方法只考虑服务器的单项指标，虽然服务器集群达到了存储容量的均衡，但忽略了视频热度与服务器带宽这两个影响服务器集群访问负载均衡的关键因素，从而导致服务器集群访问负载的不均衡，影响用户的观看体验。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种支持负载均衡的内容副本生成、放置及更新方法，解决了一是如何根据用户对视频的访问规律确定副本生成的粒度，减少单个服务器的访问负载；二是在服务器的处理能力不同的情况下，如何对副本进行放置，实现副本热度的均匀分布，从而均衡服务器的访问负载；三是在用户动态请求下如何更新副本，避免视频热度变化带来的访问负载不均衡问题。

本发明采用的技术方案如下：