[发明专利]存储和分发电子内容的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种经由网络对电子内容进行分发、存储和获取(retrieve)的方法和系统。具体地，本发明涉及高效地放置被划分为片段(fragment)的内容的不同部分。

背景技术

为了清楚和简要的目的，以下的说明书涉及视频点播(VoD)服务。然而，本发明还可以应用于提供文件所使用的任何一般的网络。具体地，所述文件不一定是视频文件。

最近已经引入了仅仅基于在网络中分布的机顶盒的、通过内容递送网络(CDN)的点播视频递送。通常，在VoD服务中，一组也被称为机顶盒的管理设备能够存储视频内容。机顶盒还能够将该内容上载到其他机顶盒。每个视频被划分为多个也被称为子流的互补(complementary)片段。为了再现视频，机顶盒需要下载缺失的子流，直到所有的子流在该特定的机顶盒处可得到。

可以在网络的机顶盒中随机地存储片段或者子流。为了获取文件，将来自客户机的请求重定向到存储所请求的文件的片段的最近的机顶盒。请求文件的客户机可以完全地下载文件的所有片段，或者，例如在要对视频文件进行流传输的情形下，可以请求以按顺序的(ordered)方式来对每个各自的片段进行流传输。

然而，文件片段的随机分发可能导致向机顶盒分配片段的低效率，这又可能导致递送所请求的文件的增加的成本。例如，视频文件的一个片段与相同视频的其他片段相比，被放置在距离请求的客户机的更远处，同时相对靠近请求的客户机的两个机顶盒容纳(host)同样的片段。在该示例中，两个容纳同样片段的邻近的机顶盒不能够从彼此下载缺失的片段，而不得不从很可能非常远的另一机顶盒下载内容。该情境与其中与请求的客户机邻近的机顶盒能够提供文件的全部所需片段的情境相比，将在请求的客户机与位于非常远处的机顶盒之间产生一些不必要的网络流量。具体地，当必须穿过多个集线器或路由器时，或者当必须穿过不同的域(domain)来路由网络流量时，到相对遥远的主机的网络流量可能占据稀缺的网络资源。

除非另外标明，在以下说明书中通篇可互换地使用表述“距离”来表示地理距离、网络距离，所述网络距离例如以路由器中继段(router hop)、可用带宽、或者传送延迟来表示。术语距离还可以指代网络成本，即，从容纳文件片段的网络设备到请求该文件或文件片段的网络设备传输数据的成本。可以通过考虑穿过路由器级别的域的成本或者考虑穿越的路由器的数量来计算网络成本。该成本还可以与“网络负荷”有关，即，当各个盒之间的数据路径中的网络节点的数量增加时，该成本也增加。网络成本还可以依赖于一日中的时段或者当前通过网络的部分(segment)交换的数据量而动态地改变。

一种已知的用于在内容分发网络内放置内容的算法被称为k-PUFLP，或者“多产品选址问题”算法。该算法例如在A.Klose，A.Drexl的“Facility locationmodels for distribution system design”，European Journal of Operational Research，vol.162，no.1，pp.4-29，2005中公开。k-PUFLP算法是“集中式”算法，即，中央实体知道网络内所有机顶盒的位置。每当新的机顶盒被添加到网络中，需要对所有的机顶盒重新计算各机顶盒之间的文件的分发。由于放置、替换和重新安排(reshuffle)机顶盒中的内容成本也很高，因此该k-PUFLP算法不太适合其中机顶盒充当客户机和主机的内容分发网络中高效的内容放置。

发明内容

期望提供一种用于优化的和分布式的数据放置的方法和系统，使得每个机顶盒将通过采用正确的决策而参与到整个放置处理中，而不必依赖于中央控制实例。下文中，与机顶盒互换地使用术语网络站点。

假设所有机顶盒的位置是已知的，本发明的一个目的是提供一种用于将“好的”子流或者片段分配到每个机顶盒以便最小化这种内容分发服务的整体成本的方法。

用于内容放置的本发明的方法考虑了盒之间的网络成本/距离。具体地，对机顶盒的子流或片段的分发考虑了到其邻近的盒的网络距离/成本以及这些邻近的盒已经存储了什么内容。本发明的方法的结果是通过为本地存储装置选择适当的子流或者片段来最小化每个机顶盒的本地成本。

根据本发明的一个或多个实施例，例如考虑到有限的存储容量，假设每个机顶盒仅仅存储子流或片段的总数量中的一个子流或片段。然而，子流或片段的大小可以变化。另外，子流或者片段不必由文件的连续的要素或部分的序列组成。