[发明专利]专用网络装置和专用局域网连接、内容发现、数据传输和控制方法

说明书

描述了用于与SND和SLAN交互的设备、方法和基础设施。其中，一种网络布局包括：多个接入点，所述多个接入点是一个或多个现有网络的一部分并且可操作用于单独寻址并相互通信以形成局域网(LAN)，以使用与在一个或多个现有网络中的功能独立的点对点链路在多个接入点中的两个或多个之间传输数据，其中多个接入点中的每个接入点与高速缓存相关联，以存储内容，该内容可以响应于传输请求消息而经由多个接入点的接入点对之间的一个或多个直接点对点传输转发到多个接入点中的其他接入点，从而传输内容。

优先权

本申请通过引用要求于2020年1月7日提交的申请号为62/958,240的美国专利申请和于2021年1月5日提交的申请号为17/141,889的非临时专利申请的权益，其全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明的实施例总体上涉及联网领域和通过自组织网络的安全数据传输。

背景技术

通过互联网传输的数字数据主要通过视频驱动而正在迅速增长。下载视频、视频点播(VOD)、实时视频(广播视频和消费者视频)、交互式视频(例如，视频会议、视频电话和视频游戏)都越发流行。

诸如蜂窝和有线电视公司的网络公司正在对从光纤到下一代毫米波蜂窝(例如，5G)技术的全方面进行大力投资。然而，由于竞争激烈导致“每比特价格”迅速下降，这些公司的这种投资回报时常降低。所谓的“最后一英里”问题——网络数据中心(例如，互联网服务提供商(ISP)、蜂窝网络)与客户装置或局域网(LAN)之间的数据传输——是迄今为止最昂贵和最困难的网络挑战。

特别是对于视频，与服务质量(QoS)和体验质量(QoE)直接相关的数据传输性能存在三个具有挑战性的指标。首先，特别是对于交互式视频和实时视频，减少延迟(从源头到目的地的时间)对于愉快的用户体验至关重要。例如，视频会议中的人们经常互相交谈，在高延迟的情况下会造成尴尬和不自然的交流。

其次，传输的连续性至关重要，特别是对于VOD、直播和互动视频。停顿和可怕的缓冲符号会惹恼观众。由于在视频期间需要以相对恒定的速率传输大量数据，因此带宽的任意中断或减少都会导致问题。大多减轻带宽变化影响的方法都涉及动态调整视频数据的大小和质量以匹配带宽波动。使用质量选择协议(例如，HTTP或MPEG-DASH上的动态自适应流)。这以牺牲视频质量为代价减少了传输视频所需的带宽。然而，这并不能解决根本不存在数据流时的网络掉线问题。

第三，简单来说，视频数据量很大。在源头、在整个网络的战略节点、以及最糟糕的是在“最后一英里”处，这需要大量带宽和计算。在许多地方和/或在流行时段，流式传输这种带宽受到限制。并且提高所有地方的带宽以及高峰时间的带宽是非常昂贵的。正如所见，新5G蜂窝技术的发展极其缓慢。

一种帮助缓解这些问题的越来越普遍的技术是内容分发网络，其有时也被称为内容分布网络(CDN)。CDN是位于网络边缘的代理服务器和数据中心的地理分布网络。视频数据并非从世界上一个位置的单个服务器或数据中心提供，而是从源服务器分发(复制)到战略性地布局在全球各地的许多CDN边缘节点。数据副本根据需要预加载到CDN高速缓存中，或者在CDN边缘节点接收到第一请求时传输。

来自客户端装置的数据请求被重定向到物理上最合适的CDN边缘节点。如果CDN边缘节点具有高速缓存的数据，则响应速度快且延迟相对较低。如果没有，CDN边缘节点从另一CDN边缘节点或源服务器请求数据。将数据传输到客户端装置并高速缓存在CDN边缘节点。