專利名稱：一種處理內(nèi)容路由方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)，特別是涉及一種處理內(nèi)容路由方法及裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)Cisco (思科)VNI (Visual Network Index,視覺化網(wǎng)絡(luò)指數(shù))統(tǒng)計(jì)預(yù)測，互聯(lián)網(wǎng)流量中90%以上的流量都是Web Data(數(shù)據(jù))、文件共享、視頻類的可重復(fù)內(nèi)容，這些流量采用緩存、轉(zhuǎn)發(fā)的模式更為高效，而現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)支持的是端到端的傳輸模型，在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)流量特征下是低效的。在過去的20年中，已經(jīng)有ー些技術(shù)用于改善這些內(nèi)容流量的傳輸，比如90年代的網(wǎng)站鏡像，90年代末出現(xiàn)的Web Cache (高速緩沖存儲(chǔ)器)，2000年以后引入的CDN (ContentDelivery Network,內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))均是將內(nèi)容緩存在離最終用戶較近的地方，減少報(bào)文在骨干上的重復(fù)傳遞，一方面降低了內(nèi)容傳輸?shù)臅r(shí)延、提高了用戶體驗(yàn)，另一方面也降低了運(yùn)營商骨干網(wǎng)開銷。但是這些技術(shù)都是互聯(lián)網(wǎng)之上的應(yīng)用層技術(shù)，針對(duì)特定的應(yīng)用、特定的網(wǎng)站進(jìn)行優(yōu)化，沒法改變絕大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)流量端到端的傳輸模型。進(jìn)幾年，學(xué)術(shù)界開始研究將互聯(lián)網(wǎng)改造為以內(nèi)容傳輸為中心的緩存-轉(zhuǎn)發(fā)模式，比較著名的項(xiàng)目包括DONA (Data Oriented Network Architecture,面向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu))、PSIRP (Publish-Subsrible Internet Routing Paradigm,發(fā)布訂閱式互聯(lián)網(wǎng)路由模型)、NDN(Named Data Networking,命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，參見http://www. named-data. net/)等，這些架構(gòu)的共同特征是將主機(jī)之間通信的基本原語從原來IP的連接-發(fā)送/接收?qǐng)?bào)文的形式改為無連接的內(nèi)容/數(shù)據(jù)讀取/訂閱，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)置內(nèi)容緩存，并將解析主機(jī)發(fā)出的內(nèi)容讀取請(qǐng)求，如果命中本地緩存則立即返回結(jié)果，否則繼續(xù)在網(wǎng)絡(luò)中路由。這些架構(gòu)有的明確提出了網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)形態(tài)，比如NDN采用內(nèi)容路由器組網(wǎng)，采用路由協(xié)議交換內(nèi)容路由，形成ー個(gè)層次化的網(wǎng)絡(luò)，有的技術(shù)沒有指明網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，但是其選擇了扁平化編址方式(比如D0NA)，這樣路由比如無法匯聚，只能采用服務(wù)器集群或集中的目錄的形式，無法采用路由器進(jìn)行組網(wǎng)。采用服務(wù)器集群形態(tài)的內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)，其優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)靈活，可以組成任意規(guī)模的緩存集群，缺點(diǎn)是服務(wù)器傳送報(bào)文效率不高，要達(dá)到路由器的速度需要大量服務(wù)器，能耗和集成度均是問題，尤其對(duì)于需要承載互聯(lián)網(wǎng)所有流量的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)而言更是如此。采用路由器形態(tài)的內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)，其優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)速度快，端ロ密度高，缺點(diǎn)是存儲(chǔ)容量有限，此外其高速轉(zhuǎn)發(fā)所依賴的查找存儲(chǔ)器昂貴且功耗高，支持的路由表容量有限，無法進(jìn)行細(xì)粒度的內(nèi)容路由調(diào)度。另ー方面互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容長尾效應(yīng)明顯，一般認(rèn)為符合Zipf(齊普夫分布)分布，即訪問頻度為，如果采用緩存的話，所需緩存容量隨著命中率提到呈指數(shù)上升，采用路由器組網(wǎng)內(nèi)容緩存容量受制于設(shè)備架構(gòu)，總體達(dá)到50%的緩存命中率即很困難。按照用戶訪問不重復(fù)的內(nèi)容源總量為1E(10~18)字節(jié)計(jì)算(按照Google(谷歌)的統(tǒng)計(jì)，2008年互聯(lián)網(wǎng)總?cè)萘考催_(dá)到5E字節(jié))，Zipf分布參數(shù)a =0.8，Cache命中率達(dá)到50%需要接近30PB(1P =10~15)的緩存容量，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了路由器設(shè)備能夠提供的緩存。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種處理內(nèi)容路由的方法及網(wǎng)元設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，以解決內(nèi)容流量轉(zhuǎn)發(fā)效率和緩存命中率之間的矛盾問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種處理內(nèi)容路由的方法，包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收本域內(nèi)的內(nèi)容路由設(shè)備上報(bào)的內(nèi)容訪問信息；根據(jù)所述內(nèi)容訪問信息中的內(nèi)容編址計(jì)算歷史訪問的內(nèi)容的頻度，根據(jù)所述頻度調(diào)整內(nèi)容路由表；將調(diào)整后的內(nèi)容路由表下發(fā)給本域內(nèi)的所有內(nèi)容路由設(shè)備。進(jìn)ー步地，上述方法還具有下面特點(diǎn)所述內(nèi)容編址為內(nèi)容標(biāo)識(shí)前綴的編碼形式的地址，所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器根據(jù)所述內(nèi)容訪問信息中的內(nèi)容編址計(jì)算對(duì)應(yīng)內(nèi)容的歷史訪問頻度,根據(jù)所述頻度調(diào)整內(nèi)容路由表,包括所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器根據(jù)內(nèi)容標(biāo)識(shí)前綴來計(jì)算對(duì)應(yīng)的內(nèi)容的歷史訪問頻度；將歷史訪問頻度最高的指定個(gè)數(shù)的內(nèi)容的路由修改為指向本地緩存，將歷史訪問頻度最低的指定個(gè)數(shù)的內(nèi)容的路由修改為指向?qū)?yīng)的路由器或?qū)?yīng)的內(nèi)容源設(shè)備。進(jìn)ー步地，上述方法還具有下面特點(diǎn)所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器對(duì)所述內(nèi)容路由表中相同的內(nèi)容標(biāo)識(shí)前綴進(jìn)行合并處理。進(jìn)ー步地,上述方法還具有下面特點(diǎn)還包括所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收到外域網(wǎng)絡(luò)的路由表項(xiàng)后，在所述內(nèi)容路由表中添加所述外域網(wǎng)絡(luò)的路由表項(xiàng)，將該路由表項(xiàng)的路由指向外域網(wǎng)絡(luò)中的指定設(shè)備。進(jìn)ー步地,上述方法還具有下面特點(diǎn)還包括所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收到內(nèi)容路由設(shè)備的內(nèi)容訪問請(qǐng)求后，查詢本地緩存，若命中，則將本地緩存的內(nèi)容數(shù)據(jù)返回給該內(nèi)容路由設(shè)備；若未命中，則查詢所述內(nèi)容路由表，根據(jù)命中的下一跳設(shè)備進(jìn)行路由。為了解決上述問題，本發(fā)明還提供了ー種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，包括第一模塊，用于接收本域內(nèi)的內(nèi)容路由設(shè)備上報(bào)的內(nèi)容訪問信息；第二模塊，用于根據(jù)所述內(nèi)容訪問信息中的內(nèi)容編址計(jì)算歷史訪問的內(nèi)容的頻度，根據(jù)所述頻度調(diào)整內(nèi)容路由表；第三模塊，用于將調(diào)整后的內(nèi)容路由表下發(fā)給本域內(nèi)的所有內(nèi)容路由設(shè)備。進(jìn)ー步地，上述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器還具有下面特點(diǎn)所述第二模塊，具體用于根據(jù)內(nèi)容標(biāo)識(shí)前綴來計(jì)算對(duì)應(yīng)的內(nèi)容的歷史訪問頻度；將歷史訪問頻度最高的指定個(gè)數(shù)的內(nèi)容的路由修改為指向本地緩存，將歷史訪問頻度最低的指定個(gè)數(shù)的內(nèi)容的路由修改為指向?qū)?yīng)的路由器或?qū)?yīng)的內(nèi)容源，還用于對(duì)所述內(nèi)容路 由表中相同的內(nèi)容標(biāo)識(shí)前綴進(jìn)行合并處理。進(jìn)ー步地，上述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器還具有下面特點(diǎn)還包括第四模塊，用于接收到外域網(wǎng)絡(luò)的路由表項(xiàng)后，在所述內(nèi)容路由表中添加所述外域網(wǎng)絡(luò)的路由表項(xiàng)，將該路由表項(xiàng)的路由指向外域網(wǎng)絡(luò)中的指定設(shè)備。進(jìn)ー步地，上述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器還具有下面特點(diǎn)還包括
第五模塊，用于接收到內(nèi)容路由設(shè)備的內(nèi)容訪問請(qǐng)求后,查詢本地緩存,若命中，則將本地緩存的內(nèi)容數(shù)據(jù)返回給該內(nèi)容路由設(shè)備；若未命中，則查詢所述內(nèi)容路由表，根據(jù)命中的下一跳設(shè)備進(jìn)行路由。為了解決上述問題，本發(fā)明還提供一種處理內(nèi)容路由的方法，包括內(nèi)容路由設(shè)備從所屬域的網(wǎng)絡(luò)中心獲取內(nèi)容路由表；所述內(nèi)容路由設(shè)備接收到內(nèi)容訪問請(qǐng)求后，查 詢本地緩存，若命中，則將本地緩存的內(nèi)容數(shù)據(jù)返回給用戶；若未命中，則查詢所述內(nèi)容路由表，根據(jù)命中的下一跳設(shè)備進(jìn)行路由。進(jìn)ー步地，上述方法還具有下面特點(diǎn)所述內(nèi)容路由設(shè)備處理內(nèi)容訪問請(qǐng)求后，還包括所述內(nèi)容路由設(shè)備對(duì)歷史的內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息進(jìn)行取樣,將取樣的內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息上報(bào)給所述網(wǎng)絡(luò)中心，所述內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息包括內(nèi)容編址信息。進(jìn)ー步地，上述方法還具有下面特點(diǎn)所述下ー跳設(shè)備包括所述網(wǎng)絡(luò)中心的指定存儲(chǔ)設(shè)備、內(nèi)容源設(shè)備、或下一跳路由器。為了解決上述問題，本發(fā)明還提供了ー種內(nèi)容路由設(shè)備，包括第一模塊，用于從所屬域的網(wǎng)絡(luò)中心獲取內(nèi)容路由表；第二模塊，用于接收到內(nèi)容訪問請(qǐng)求后，查詢本地緩存，若命中，則將本地緩存的內(nèi)容數(shù)據(jù)返回給用戶；若未命中，則查詢所述內(nèi)容路由表，根據(jù)命中的下一跳設(shè)備進(jìn)行路由。進(jìn)ー步地，上述內(nèi)容路由設(shè)備還具有下面特點(diǎn)還包括，第三模塊，用于對(duì)歷史的內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息進(jìn)行取樣,將取樣的內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息上報(bào)給所述網(wǎng)絡(luò)中心,所述內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息包括內(nèi)容編址信息。進(jìn)ー步地，上述內(nèi)容路由設(shè)備還具有下面特點(diǎn)所述下ー跳設(shè)備包括所述網(wǎng)絡(luò)中心的指定存儲(chǔ)設(shè)備、內(nèi)容源設(shè)備、或下一跳路由器。為了解決上述問題，本發(fā)明還提供了ー種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括上述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和多個(gè)上述的內(nèi)容路由設(shè)備。綜上，本發(fā)明提供一種處理內(nèi)容路由的方法及網(wǎng)元設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，可以解決內(nèi)容流量轉(zhuǎn)發(fā)效率和緩存命中率之間的矛盾，使最少的成本實(shí)現(xiàn)更高的整體轉(zhuǎn)發(fā)性能并提高緩存命中率。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)容路由設(shè)備的示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一種處理內(nèi)容路由的方法的流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例的ー種內(nèi)容路由器接入網(wǎng)絡(luò)的流程圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例的ー種內(nèi)容路由的流程圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例的跨域內(nèi)容路由協(xié)作的流程圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例的CRDS內(nèi)容路由統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和合并的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
圖I示出了本發(fā)明實(shí)施例的ー種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中ー個(gè)自治域內(nèi)包括內(nèi)容訪問客戶端(例如，PC、移動(dòng)終端、平板電腦等)、路由器(CR)、內(nèi)容緩存集群(CCS)、內(nèi)容路由策略決策服務(wù)器(CRDS)。多個(gè)自治域內(nèi)可以通過CRDS交換內(nèi)容路由信息。在網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)置內(nèi)容路由器(CR)，路由器使用設(shè)備內(nèi)置存儲(chǔ)提供第一級(jí)內(nèi)容緩存，當(dāng)經(jīng)過內(nèi)容路由器的內(nèi)容請(qǐng)求沒有命中內(nèi)置緩存時(shí)，其查詢內(nèi)容路由表決定轉(zhuǎn)發(fā)的下一跳。內(nèi)容路由器可以是專門的網(wǎng)元設(shè)備，也可以是現(xiàn)有移動(dòng)、固網(wǎng)接入路由器、普通IP路由器之上添加內(nèi)容緩存功能改造而成的設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)置基于服務(wù)器架構(gòu)的存儲(chǔ)集群系統(tǒng)(CCS)，容量根據(jù)總體的目標(biāo)緩存命中率進(jìn)行設(shè)置；同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)中心還設(shè)置內(nèi)容路由策略決策服務(wù)器(CRDS)，它負(fù)責(zé)控制內(nèi)容路由器的內(nèi)容路由表,并收集本域內(nèi)內(nèi)容存儲(chǔ)集群系統(tǒng)的內(nèi)容緩存信息。如需實(shí)現(xiàn)多域間協(xié)作，則由內(nèi)容路由決策服務(wù)器負(fù)責(zé)和它域的內(nèi)容路由決策服務(wù)器通信并交換路由。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)容路由設(shè)備的示意圖，如圖2所示，本實(shí)施例的網(wǎng)元設(shè)備包括第一模塊，用于從所屬域的網(wǎng)絡(luò)中心獲取內(nèi)容路由表；第二模塊，用于接收到內(nèi)容訪問請(qǐng)求后，查詢本地緩存，若命中，則將本地緩存的內(nèi)容數(shù)據(jù)返回給用戶；若未命中，則查詢所述內(nèi)容路由表，根據(jù)命中的下一跳設(shè)備進(jìn)行路由。本實(shí)施例的網(wǎng)元設(shè)備還可以包括第三模塊，用于對(duì)歷史的內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息進(jìn)行取樣,將取樣的內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息上報(bào)給所述網(wǎng)絡(luò)中心,所述內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息包括內(nèi)容編址信息。其中，所述下ー跳設(shè)備包括所述網(wǎng)絡(luò)中心的指定存儲(chǔ)設(shè)備、內(nèi)容源設(shè)備、或下一跳路由器。這樣，內(nèi)容路由設(shè)備是第一跳內(nèi)容緩存，其緩存了網(wǎng)絡(luò)中最熱的部分內(nèi)容，一般可以做到20-40%的緩存命中率，同時(shí)又具有路由器高效轉(zhuǎn)發(fā)能力。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(如上述的CRDS)的示意圖，如圖3所示，本實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器包括第一模塊，用于接收本域內(nèi)的內(nèi)容路由設(shè)備上報(bào)的內(nèi)容訪問信息； 第二模塊，用于根據(jù)所述內(nèi)容訪問信息中的內(nèi)容編址計(jì)算歷史訪問的內(nèi)容的頻度，根據(jù)所述頻度調(diào)整內(nèi)容路由表；第三模塊，用于將調(diào)整后的內(nèi)容路由表下發(fā)給本域內(nèi)的所有內(nèi)容路由設(shè)備。其中，所述第二模塊，具體用于根據(jù)不同的內(nèi)容標(biāo)識(shí)前綴來計(jì)算對(duì)應(yīng)的內(nèi)容的歷史訪問頻度；將歷史訪問頻度最高的指定個(gè)數(shù)的內(nèi)容的路由修改為指向本地緩存，將歷史訪問頻度最低的指定個(gè)數(shù)的內(nèi)容的路由修改為指向?qū)?yīng)的路由器或?qū)?yīng)的內(nèi)容源。在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器還可以包括第四模塊，用于接收到外域網(wǎng)絡(luò)的路由表項(xiàng)后，在所述內(nèi)容路由表中添加所述外域網(wǎng)絡(luò)的路由表項(xiàng)，將該路由表項(xiàng)的路由指向外域網(wǎng)絡(luò)中的指定設(shè)備。在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器還可以包括
第五模塊，用于接收到內(nèi)容路由設(shè)備的內(nèi)容訪問請(qǐng)求后，查詢本地緩存，若命中，則將本地緩存的內(nèi)容數(shù)據(jù)返回給該內(nèi)容路由設(shè)備；若未命中，則查詢所述內(nèi)容路由表，根據(jù)命中的下一跳設(shè)備進(jìn)行路由。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一種處理內(nèi)容路由的方法的流程圖，如圖4所示，包括下面步驟步驟101、內(nèi)容路由設(shè)備從所屬域的網(wǎng)絡(luò)中心獲取內(nèi)容路由表；當(dāng)CR接入到網(wǎng)絡(luò)時(shí)主動(dòng)和CRDS聯(lián)系，CRDS下發(fā)內(nèi)容路由表至該CR，此路由表可以包括I)、本域CCS已經(jīng)緩存內(nèi)容，或已經(jīng)簽約的域名(其路由直接指向本地CCS)；2)、統(tǒng)計(jì)表明為訪問熱點(diǎn)的網(wǎng)站域名，其路由指向本地CCS。3)、其它內(nèi)容路由指向下一跳的內(nèi)容路由器或內(nèi)容源。步驟102、CR處理內(nèi)容訪問請(qǐng)求；具體地，內(nèi)容路由設(shè)備接收到內(nèi)容訪問請(qǐng)求后,查詢本地緩存,若命中，則將本地緩存的內(nèi)容數(shù)據(jù)返回給用戶；若未命中，則查詢所述內(nèi)容路由表，根據(jù)命中的下一跳設(shè)備進(jìn)行路由。步驟103、CR處理內(nèi)容訪問請(qǐng)求后，可以某種策略對(duì)訪問信息進(jìn)行取樣并上報(bào)給CRDS ；取樣頻率選擇要保證流量不對(duì)CRDS造成過高的性能壓力，也能保證統(tǒng)計(jì)結(jié)果的有效性，比如取樣x%的訪問，X = I 10(即X的取值范圍為I至10之間)。步驟104、CRDS根據(jù)CR取樣上報(bào)的訪問信息計(jì)算內(nèi)容源的訪問頻度，根據(jù)訪問頻度調(diào)整CR的內(nèi)容路由表；對(duì)訪問頻度排名靠前且原先路由直接指向內(nèi)容源的路由調(diào)整為指向本域CCS，CCS可以預(yù)取內(nèi)容或按需緩存內(nèi)容，保證熱點(diǎn)內(nèi)容能夠在本域CCS命中；同時(shí)將冷門內(nèi)容路由直接指向內(nèi)容源或下一跳內(nèi)容路由器。步驟105，CRDS將調(diào)整后的內(nèi)容路由表下發(fā)給本域內(nèi)的所有內(nèi)容路由設(shè)備。通過本發(fā)明實(shí)施例的如上架構(gòu)和方法可以保證可以將CR的緩存和CCS的緩存看作系統(tǒng)總體的緩存容量，此容量可以受益于分布式服務(wù)器集群技木，容量足夠大，從而保證Zipf分布的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容訪問足夠的緩存命中率。CR是第一跳內(nèi)容緩存，其緩存了網(wǎng)絡(luò)中最熱的部分內(nèi)容，一般可以做到20-40%的緩存命中率，同時(shí)又具有路由器高效轉(zhuǎn)發(fā)能力。CR的內(nèi)容路由受CRDS控制，而后者可以根據(jù)運(yùn)營商內(nèi)容管理策略和實(shí)時(shí)采樣統(tǒng)計(jì)計(jì)算內(nèi)容路由，可以保證路由到CCS的流量緩存命中率足夠高，同時(shí)也避免冷門內(nèi)容訪問經(jīng)過CCS (此部分訪問基本上會(huì)Cache Miss (緩存未命中)而導(dǎo)致的流量迂回且占用大量CCS處理能力。初步計(jì)算，在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容模型下，設(shè)置互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)總量3%左右的緩存(IO17Bytes數(shù)量級(jí))才能達(dá)到70%左右的緩存命中率，也就是說30%訪問仍然會(huì)CacheMiss，對(duì)于CCS而言，等于這30%的流量完全穿通，并且由于CCS網(wǎng)絡(luò)位置相對(duì)較高(越低的話就需要設(shè)置更多的CCS，建設(shè)成本更高)，在現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)之上的迂回路徑也較長，導(dǎo)致帶寬成本增加。因此，本發(fā)明中使得這原本Cache Miss的流量可以無需經(jīng)過CCS進(jìn)行迂回，從而進(jìn)一步節(jié)省了成本。本發(fā)明實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)必須感知內(nèi)容訪問的內(nèi)容地址，因此設(shè)計(jì)ー種內(nèi)容訪問協(xié)議，內(nèi)容訪問協(xié)議中的內(nèi)容編址是ー個(gè)前綴編碼形式的地址，比如說是ー個(gè)URL (Uniform/Universal Resource Locator,統(tǒng)ー資源定位符)形式的內(nèi)容編址，以保證其路由是可以匯 聚的。報(bào)文頭部即是內(nèi)容的完整路徑，比如類似于NDN中的內(nèi)容編址形式，如content: example, com/path/xxx. ext/s_num 形式，其中 s_num 是為了方便處理大的媒體文件而設(shè)計(jì)的切片編號(hào)，該內(nèi)容名稱也可以直接尋址到最終的內(nèi)容源，方便內(nèi)容路由網(wǎng)絡(luò)Cache Miss后可以從內(nèi)容源獲得數(shù)據(jù)。同時(shí)該編址形式是分層的，方便進(jìn)行路由的匯聚，比如example, com/a、example, com/b可以匯聚成為一條example, com的路由，以減少下發(fā)到CR的內(nèi)容路由總條目。其中，CR位于邊緣，采用路由器，具有高速轉(zhuǎn)發(fā)線卡和本地內(nèi)置高速緩存，對(duì)于收到的客戶訪問請(qǐng)求，其首先查找本地緩存，未命中后根據(jù)內(nèi)容路由表進(jìn)行路由。由于受制于設(shè)備體積、功耗以及高速轉(zhuǎn)發(fā)接ロ的限制，內(nèi)置緩存容量往往有限，目前主流技術(shù)可以達(dá)到數(shù)TB (字節(jié))(1012字節(jié))。CCS位于網(wǎng)絡(luò)的中心位置，根據(jù)需要，其也可以采用分布式技術(shù)部署在多個(gè)地理位置，但總體上采用服務(wù)器集群技術(shù)，緩存容量目前的主流技術(shù)可以到數(shù)TB/服務(wù)器，集群總大小可達(dá)數(shù)萬臺(tái)服務(wù)器及存儲(chǔ)設(shè)施，緩存總?cè)萘靠蛇_(dá)數(shù)PB(1015字節(jié)，拍字節(jié))至數(shù)十PB(1015字節(jié))量級(jí)?；ヂ?lián)網(wǎng)內(nèi)容的長尾分布模型也決定了最熱的內(nèi)容可以用較小的緩存(CR內(nèi)置緩存)實(shí)現(xiàn)有效緩存，其余的內(nèi)容必須要CCS這樣PB以上數(shù)量級(jí)的緩存才能達(dá)到一定的緩存命中率。CRDS位于網(wǎng)絡(luò)的中心位置，同樣也可以采用分布式部署模式，其負(fù)責(zé)控制CR的內(nèi)容路由表，CRDS生成CR內(nèi)容路由表的主要信息來源包括I、運(yùn)營商預(yù)定義的緩存策略，比如對(duì)熱門的域外網(wǎng)站進(jìn)行緩存；2、運(yùn)營商簽約的內(nèi)容網(wǎng)站，運(yùn)營商負(fù)責(zé)這些內(nèi)容網(wǎng)站的內(nèi)容分發(fā)；3、本地CCS中已經(jīng)緩存的內(nèi)容；4、訪問熱度統(tǒng)計(jì)。但是，考慮到CR是路由器平臺(tái)，其路由表往往采用TCAM這樣的特殊器件存儲(chǔ)，成本和功耗非常之高，容量非常有限，目前主流路由器TCAM容量在數(shù)十兆到數(shù)百兆比特，如果用于存儲(chǔ)文本URL形式的內(nèi)容編址，一條路由表項(xiàng)可達(dá)上百字節(jié)，折合成比特就是數(shù)百比持，因此，內(nèi)容表最佳是不超過一百萬條，因此CRDS在進(jìn)行路由決策時(shí)必須進(jìn)行路由匯聚，確保路由總量在CR的處理能力范圍內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例中為了保證過冷的內(nèi)容訪問流量盡可能不經(jīng)過CCS進(jìn)行迂回，采用CRDS完全控制CR路由表，同時(shí)為了適應(yīng)內(nèi)容熱度的變化，CRDS需對(duì)內(nèi)容訪問進(jìn)行熱度統(tǒng)計(jì)，但是讓所有訪問都經(jīng)過CRDS無疑也増加了不必要的處理開銷和流量迂回，本發(fā)明實(shí)施例采用抽象統(tǒng)計(jì)的方式，即CR按照CRDS下發(fā)的抽樣規(guī)則上報(bào)訪問數(shù)據(jù)，比如隨機(jī)取2%的Cache Miss數(shù)據(jù)，或I %的所有訪問信息。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的ー種內(nèi)容路由器接入網(wǎng)絡(luò)的流程圖，本實(shí)施例包括以下步驟步驟201 :CR啟動(dòng)，通過人工配置或DHCP、DNS等機(jī)制輔助發(fā)現(xiàn)內(nèi)容路由策略決策服務(wù)器；步驟202 :CR和CRDS進(jìn)行連接，上報(bào)自己的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和能力，其中可能包括端ロ 狀
態(tài)、緩存容量等信息；步驟203 :CRDS根據(jù)已有的運(yùn)營商內(nèi)容緩存、分發(fā)策略以及本域內(nèi)容緩存熱點(diǎn)統(tǒng)計(jì)信息生成了預(yù)置的內(nèi)容路由表，將預(yù)先分發(fā)、緩存以及熱點(diǎn)內(nèi)容的路由直接指向本域CCS，其它冷門內(nèi)容或不關(guān)心的內(nèi)容路由指向其它CR或內(nèi)容源；步驟204 =CRDS將路由表以及內(nèi)容訪問取樣規(guī)則下發(fā)給CR。圖6為本發(fā)明實(shí)施例的ー種內(nèi)容路由的流程圖，本實(shí)施例包括以下步驟步驟301 :客戶端發(fā)出內(nèi)容請(qǐng)求,請(qǐng)求地址為a. com/b/1, rmvb ；步驟302 :CR收到請(qǐng)求后查詢本地緩存未命中，然后查詢路由表，路由表指向下一跳CR或內(nèi)容源；步驟303 :CR轉(zhuǎn)發(fā)內(nèi)容請(qǐng)求給下一跳CR或內(nèi)容源；步驟304 :下一跳CR或內(nèi)容源返回請(qǐng)求的內(nèi)容；步驟305 :所述CR根據(jù)緩存調(diào)度策略決定是否緩存該內(nèi)容；步驟306 :所述CR將內(nèi)容返回給請(qǐng)求的客戶端；步驟307 :所述CR根據(jù)下發(fā)的取樣規(guī)則對(duì)內(nèi)容訪問進(jìn)行取樣并上報(bào)給CRDS，上報(bào)信息中包括內(nèi)容編址、Cache Miss/Hit (緩存未命中/命中)；步驟308 =CRDS根據(jù)多個(gè)CR的多次取樣上報(bào)信息對(duì)各個(gè)內(nèi)容名的訪問情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、排序，并進(jìn)ー步進(jìn)行前綴路由合并，發(fā)現(xiàn)a. com/b路徑訪問頻度較為靠前；步驟309 =CRDS告知CCS對(duì)a. com/b路徑的內(nèi)容進(jìn)行緩存；步驟310 =CRDS給CR下發(fā)路由表項(xiàng)，將a. com/b的路由指向本域CCS ；步驟311 :客戶端再次發(fā)起a. com/b/2. rmvb的內(nèi)容請(qǐng)求；步驟312 :CR仍然Cache Miss，再查詢本地路由表，該表項(xiàng)已經(jīng)指向本域CCS。步驟313-315 :CCS查詢本地緩存，如果已有則直接返回，否則向內(nèi)容源請(qǐng)求內(nèi)容。在此步驟中CCS中緩存有2. rmvb的原因在于I)、CCS采用預(yù)取策略；2)、已經(jīng)有其它終端訪問過了該內(nèi)容。步驟316-317 :CCS把請(qǐng)求的內(nèi)容通過CR返回給請(qǐng)求的客戶端。圖7為本發(fā)明實(shí)施例的跨域內(nèi)容路由協(xié)作的流程圖，包括以下步驟步驟401 :域2負(fù)責(zé)c. com的內(nèi)容分發(fā)，并且本地策略決定和域I進(jìn)行協(xié)作；步驟402 :域2的CRDS向域I的CRDS通告c. com路由表項(xiàng)；步驟403 :域I的CRDS下發(fā)c. com的路由表項(xiàng)給所控制的CR，并將其路由表項(xiàng)指向域2的CCS ；步驟404:域I的客戶端請(qǐng)求c. com相關(guān)內(nèi)容,發(fā)出請(qǐng)求到達(dá)CR ;步驟405 :域I的CR查詢本地緩存Cache Miss,結(jié)果指向域2 ；步驟406-40 7 :所述CR向域2的CCS轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求，后者返回請(qǐng)求的內(nèi)容；在本步驟中，域2也可以選擇不直接暴露自己的CCS地址，而是采用一個(gè)互通的CR接受域I的請(qǐng)求，這不影響本發(fā)明基本原理。步驟408 :域I的CR根據(jù)緩存調(diào)度策略決定是否緩存該內(nèi)容，并將內(nèi)容返回給請(qǐng)求的客戶端；步驟409 :所述CR根據(jù)取樣策略上報(bào)給CRDS，以備后續(xù)決策。圖8為本發(fā)明實(shí)施例的CRDS內(nèi)容路由統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和合并的流程圖，具體步驟如下步驟501:開始；步驟502 =CRDS收到內(nèi)容訪問取樣上報(bào)，其中包括內(nèi)容標(biāo)識(shí)和緩存是否命中等信息；步驟503，以該內(nèi)容標(biāo)識(shí)為關(guān)鍵字更新相應(yīng)的內(nèi)容訪問統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)；步驟504，按照不同長度內(nèi)容標(biāo)識(shí)前綴進(jìn)行合并統(tǒng)計(jì)，并排序；比如，內(nèi)容 www. a. com/a/1, jpg、www. a. com/a/2, jpg、www. a. com/b/1, doc 分別訪問4、6、10次,貝U可以合并成www. a. com/a/訪問10次,www. a. com/b/訪問10次,進(jìn)一步合并成www. a. com訪問20次；步驟505 :對(duì)前綴長度分別為1、2、3的前綴進(jìn)行排序，分別取排名靠前且不重疊的若干路由前綴；同時(shí)CRDS根據(jù)緩存是否命中信息進(jìn)行進(jìn)一歩的優(yōu)化決策，如某ー個(gè)內(nèi)容前綴中絕大部分訪問都是內(nèi)容路由器緩存命中，表示內(nèi)容路由器已經(jīng)緩存了絕大部分該前綴內(nèi)容，則CRDS可以選擇不將此部分內(nèi)容前綴指向本地緩存，本地緩存也不緩存此內(nèi)容前綴的數(shù)據(jù)，以節(jié)省緩存容量。當(dāng)然，CRDS也可以決定不參考緩存是否命中的信息。本實(shí)施例中，前綴長度是指內(nèi)容標(biāo)識(shí)的分段數(shù)目，比如www. a. com的前綴長度是I, www. a. com/a/ 長度是 2, www. a. com/a/c 前綴長度則是 3。本實(shí)施例中，取前綴長度為1、2、3主要是出于前綴數(shù)量的考慮，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中若前綴數(shù)量較少，則可以取更長的前綴作為路由關(guān)鍵字。步驟506 :在上述內(nèi)容路由前綴的基礎(chǔ)上，結(jié)合運(yùn)營商策略要求必須緩存的內(nèi)容如綴，生成路由表，該路由表中以上如綴指向CCS,其它如綴或默認(rèn)路由指向下一跳CR或直接指向內(nèi)容源。步驟507 :將生成的新的路由表項(xiàng)下發(fā)給CR ；步驟508:結(jié)束。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關(guān)硬件完成，所述程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，如只讀存儲(chǔ)器、磁盤或光盤等。可選地，上述實(shí)施例的全部或部分步驟也可以使用ー個(gè)或多個(gè)集成電路來實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地，上述實(shí)施例中的各模塊/単元可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不限制于任何特定形式的硬件和軟件的結(jié)合。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都 應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種處理內(nèi)容路由的方法，包括 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收本域內(nèi)的內(nèi)容路由設(shè)備上報(bào)的內(nèi)容訪問信息； 根據(jù)所述內(nèi)容訪問信息中的內(nèi)容編址計(jì)算歷史訪問的內(nèi)容的頻度，根據(jù)所述頻度調(diào)整內(nèi)容路由表； 將調(diào)整后的內(nèi)容路由表下發(fā)給本域內(nèi)的所有內(nèi)容路由設(shè)備。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 所述內(nèi)容編址為內(nèi)容標(biāo)識(shí)前綴的編碼形式的地址，所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器根據(jù)所述內(nèi)容訪問信息中的內(nèi)容編址計(jì)算對(duì)應(yīng)內(nèi)容的歷史訪問頻度,根據(jù)所述頻度調(diào)整內(nèi)容路由表,包括 所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器根據(jù)內(nèi)容標(biāo)識(shí)前綴來計(jì)算對(duì)應(yīng)的內(nèi)容的歷史訪問頻度； 將歷史訪問頻度最高的指定個(gè)數(shù)的內(nèi)容的路由修改為指向本地緩存，將歷史訪問頻度最低的指定個(gè)數(shù)的內(nèi)容的路由修改為指向?qū)?yīng)的路由器或?qū)?yīng)的內(nèi)容源設(shè)備。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于 所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器對(duì)所述內(nèi)容路由表中相同的內(nèi)容標(biāo)識(shí)前綴進(jìn)行合并處理。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于還包括 所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收到外域網(wǎng)絡(luò)的路由表項(xiàng)后，在所述內(nèi)容路由表中添加所述外域網(wǎng)絡(luò)的路由表項(xiàng)，將該路由表項(xiàng)的路由指向外域網(wǎng)絡(luò)中的指定設(shè)備。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于還包括 所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收到內(nèi)容路由設(shè)備的內(nèi)容訪問請(qǐng)求后,查詢本地緩存,若命中，則將本地緩存的內(nèi)容數(shù)據(jù)返回給該內(nèi)容路由設(shè)備；若未命中，則查詢所述內(nèi)容路由表,根據(jù)命中的下一跳設(shè)備進(jìn)行路由。
6.一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，包括 第一模塊，用于接收本域內(nèi)的內(nèi)容路由設(shè)備上報(bào)的內(nèi)容訪問信息； 第二模塊，用于根據(jù)所述內(nèi)容訪問信息中的內(nèi)容編址計(jì)算歷史訪問的內(nèi)容的頻度，根據(jù)所述頻度調(diào)整內(nèi)容路由表； 第三模塊，用于將調(diào)整后的內(nèi)容路由表下發(fā)給本域內(nèi)的所有內(nèi)容路由設(shè)備。
7.如權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其特征在干 所述第二模塊，具體用于根據(jù)內(nèi)容標(biāo)識(shí)前綴來計(jì)算對(duì)應(yīng)的內(nèi)容的歷史訪問頻度；將歷史訪問頻度最高的指定個(gè)數(shù)的內(nèi)容的路由修改為指向本地緩存，將歷史訪問頻度最低的指定個(gè)數(shù)的內(nèi)容的路由修改為指向?qū)?yīng)的路由器或?qū)?yīng)的內(nèi)容源，還用于對(duì)所述內(nèi)容路由表中相同的內(nèi)容標(biāo)識(shí)前綴進(jìn)行合并處理。
8.如權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其特征在于還包括 第四模塊，用于接收到外域網(wǎng)絡(luò)的路由表項(xiàng)后，在所述內(nèi)容路由表中添加所述外域網(wǎng)絡(luò)的路由表項(xiàng)，將該路由表項(xiàng)的路由指向外域網(wǎng)絡(luò)中的指定設(shè)備。
9.如權(quán)利要求6-8任ー項(xiàng)所述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其特征在于還包括 第五模塊,用于接收到內(nèi)容路由設(shè)備的內(nèi)容訪問請(qǐng)求后,查詢本地緩存,若命中，則將本地緩存的內(nèi)容數(shù)據(jù)返回給該內(nèi)容路由設(shè)備；若未命中，則查詢所述內(nèi)容路由表,根據(jù)命中的下一跳設(shè)備進(jìn)行路由。
10.一種處理內(nèi)容路由的方法，包括 內(nèi)容路由設(shè)備從所屬域的網(wǎng)絡(luò)中心獲取內(nèi)容路由表；所述內(nèi)容路由設(shè)備接收到內(nèi)容訪問請(qǐng)求后,查詢本地緩存,若命中，則將本地緩存的內(nèi)容數(shù)據(jù)返回給用戶；若未命中，則查詢所述內(nèi)容路由表，根據(jù)命中的下一跳設(shè)備進(jìn)行路由。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述內(nèi)容路由設(shè)備處理內(nèi)容訪問請(qǐng)求后，還包括 所述內(nèi)容路由設(shè)備對(duì)歷史的內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息進(jìn)行取樣，將取樣的內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息上報(bào)給所述網(wǎng)絡(luò)中心，所述內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息包括內(nèi)容編址信息。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于所述下ー跳設(shè)備包括 所述網(wǎng)絡(luò)中心的指定存儲(chǔ)設(shè)備、內(nèi)容源設(shè)備、或下一跳路由器。
13.—種內(nèi)容路由設(shè)備，包括 第一模塊，用于從所屬域的網(wǎng)絡(luò)中心獲取內(nèi)容路由表； 第二模塊，用于接收到內(nèi)容訪問請(qǐng)求后，查詢本地緩存，若命中，則將本地緩存的內(nèi)容數(shù)據(jù)返回給用戶；若未命中，則查詢所述內(nèi)容路由表，根據(jù)命中的下一跳設(shè)備進(jìn)行路由。
14.如權(quán)利要求13所述的內(nèi)容路由設(shè)備，其特征在于還包括， 第三模塊，用于對(duì)歷史的內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息進(jìn)行取樣，將取樣的內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息上報(bào)給所述網(wǎng)絡(luò)中心，所述內(nèi)容訪問請(qǐng)求信息包括內(nèi)容編址信息。
15.如權(quán)利要求13或14所述的內(nèi)容路由設(shè)備，其特征在于所述下ー跳設(shè)備包括 所述網(wǎng)絡(luò)中心的指定存儲(chǔ)設(shè)備、內(nèi)容源設(shè)備、或下一跳路由器。
16.ー種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和多個(gè)如權(quán)利要求13-15任一項(xiàng)所述的內(nèi)容路由設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明提供一種處理內(nèi)容路由的方法及網(wǎng)元設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，該方法包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收本域內(nèi)的內(nèi)容路由設(shè)備上報(bào)的內(nèi)容訪問信息；根據(jù)所述內(nèi)容訪問信息中的內(nèi)容編址計(jì)算歷史訪問的內(nèi)容的頻度，根據(jù)所述頻度調(diào)整內(nèi)容路由表；將調(diào)整后的內(nèi)容路由表下發(fā)給本域內(nèi)的所有內(nèi)容路由設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明可以解決內(nèi)容流量轉(zhuǎn)發(fā)效率和緩存命中率之間的矛盾，使最少的成本實(shí)現(xiàn)更高的整體轉(zhuǎn)發(fā)性能并提高緩存命中率。
文檔編號(hào)H04L12/56GK102647357SQ20121011857
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者汪軍, 許欣 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司