一种基于信道条件的缓存使能的多质量视频分发方法技术

本发明专利技术公开了一种基于信道条件的缓存使能的多质量视频分发方法，包括以下步骤：S1、内容管理服务器向全局网络管理服务器发送分发指令；S2、通过广延指数模型对全局网络管理服务器的元数据进行视频流行度的预处理；S3、全局网络管理服务器向对应区域的区域网络管理服务器LM发出分发指令；S4、区域网络管理服务器LM依据所得到的元数据进行计算；S5、区域网络管理服务器LM在得到主节点HomeNode分发结果信令；S6、全局网络管理服务器将分发情况发送至内容管理服务器；S7、对视频访问流行度和协同缓存性能分析；S8、通过GUCP算法将视频部署至云存储的节点。本发明专利技术减少了骨干网络流量负载，并减轻内容传输对骨干网络的压力。并减轻内容传输对骨干网络的压力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于信道条件的缓存使能的多质量视频分发方法


[0001]本专利技术涉及视频分发
，具体来说，涉及一种基于信道条件的缓存使能的多质量视频分发方法。

技术介绍

[0002]在三网融合的大环境下，服务和业务的种类越来越丰富，其中视频内容的播放服务是三网融合的重要服务之一。随着整个视频服务行业的飞速发展，视频内容出现了爆炸式的增长。
[0003]视频内容通过内容分发网络，分发给电视、PC、手机、PAD等内容终端。视频内容的快速增长及终端用户数量迅猛增加，与此同时基础网络传输带宽发展相对缓慢，为了保证视频分发的质量，主要通过由内容分发和缓存系统组成的内容分发网络CDN(Content Delivery Network)，完成视频内容的分发及缓存。大容量、高并发的视频服务，对视频分发、缓存技术提出了更高要求。视频内容流行度的准确预测、有效的缓存替换算法以及副本的预部署算法对CDN的性能有重要影响。
[0004]计算机网络作为计算机技术与通信技术相结合的的产物，其目的是为了实现远程信息处理与资源共享。最早的计算机网络被用于实现用户终端与远程主机的连接，这是计算机网络的早期雏形。20世纪60年代，ARPAnet的诞生标志着计算机之间网络正式形成。20世纪70年代提出了计算机网络标准化OSI模型，但随着计算机网络的进一步发展，20世纪80年代，TCP/IP成为即成事实上网络的工业标准。
[0005]网络传输带宽的快速提升，视频网站中高清视频数量所占比例越来越大，土豆、酷6、迅雷等推出了高清频道，YouTube称其视频上传的增长速度继续加.快，全球用户超过8亿，日访问量达20亿次。据艾瑞咨询2013年1月的报告显示，与同一时期相比，取得了47.6％的增长。2013年在线视频行业市场规模达到140亿元左右，2016年将会达到330亿元左右，该数值相当于2012年市场规模的3.6倍以上，更是2009年市场规模的18.8倍以上。
[0006]由于在线视频使用的流媒体应用技术对网络有严格的要求，其服务质量(QoS)受到网络的带宽、丢包、延迟以及抖动的影响，而目前的互联网却难以提供可靠的服务质量保证，亟需设计一种基于信道条件的缓存使能的多质量视频分发方法。

技术实现思路

[0007]针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种基于信道条件的缓存使能的多质量视频分发方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
[0008]为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：
[0009]一种基于信道条件的缓存使能的多质量视频分发方法，该多质量视频分发方法包括以下步骤：
[0010]S1、内容管理服务器CMS向全局网络管理服务器GM发送分发指令，指定所要分发的区域、所要分发的内容及所要分发内容的元数据；
[0011]S2、通过广延指数模型对全局网络管理服务器的元数据进行视频流行度的预处理；
[0012]S3、全局网络管理服务器向对应区域的区域网络管理服务器LM发出分发指令，并将所要分发内容的元数据发送至区域网络管理服务器LM；
[0013]S4、区域网络管理服务器LM依据所得到的元数据进行计算，得出相应文件的主节点HomeNode，计算内容所要切分的块数以及切分之后每个切片的副本数量，并向所要分发内容所对应的主节点HomeNode发出分发指令以及分发信息；
[0014]S5、区域网络管理服务器LM在得到主节点HomeNode分发结果信令之后，利用分布式协同缓存替换算法，并向全局网络管理服务器GM发送分发结果的消令；
[0015]S6、将分发情况通过全局网络管理服务器分发至内容管理服务器CMS，分发结束；
[0016]S7、针对用户视频的请求内容，对视频访问流行度和协同缓存性能分析，并独立的传输缓存；
[0017]S8、通过GUCP算法将视频部署至云存储的节点，并对用户重定向到所需的视频内容，并保证负载均衡。
[0018]进一步的，所述通过广延指数模型对元数据进行视频流行度的预处理包括以下步骤：
[0019]S21、获取不同流媒体系中的媒体内容访问次数的分布情况；
[0020]S22、利用爬虫技术，获取视频点播次数的分布情况，并通过广延指数分布的概率密度函数对视频的流行度等级进行划分，并存储至流行度数据；
[0021]S23、利用效验的方式得到流行度与其他特征之间的关系；
[0022]S24、根据所得流行度，计算可得到分发视频所对应的流行度层级Level，并根据流行度层级Level决定该视频需分发到缓存节点的数量以及具体分发的节点。
[0023]进一步的，所述广延指数分布的概率密度函数计算公式为：
[0024][0025]式中，c为流行度等级，exp为指数曲线，x
o
为密度的标准差，x为密度，dx为自变量x的微分。
[0026]进一步的，全局网络管理服务器向对应区域的区域网络管理服务器LM发出分发指令，并将所要分发内容的元数据发送至区域网络管理服务器LM包括以下步骤：
[0027]S31、通过全局网络管理服务器将所要分发的视频加入到分发队列；
[0028]S32、查询视频流行度数据，是否保存有该视频的流行度信息；
[0029]S34、若已经在流行数据库中，则依据其热度，进行内容分发；
[0030]S35、若不在流行度数据库中，利用流行度等级的划分结果对其热度进行分类预测，将分类结果加入流行度数据库；
[0031]S36、依据流行度数据库所提供该视频的流行度，对其进行分发；
[0032]S37、在全局网络管理服务器边缘缓存节点，并将点播情况汇总到流行度信息库，重新进行统计，得到实际的流行度；
[0033]S38、将视频实际流行度反馈至视频流行度分类器中进行反馈学习，调整并修正流行度数据库。
[0034]进一步的，所述区域网络管理服务器LM依据所得到的元数据进行计算，得出相应文件的主节点HomeNode，计算内容所要切分的块数以及切分之后每个切片的副本数量，并向所要分发内容所对应的主节点HomeNode发出分发指令以及分发信息包括以下步骤：
[0035]S41、若主节点HomeNode保存有需要分发的文件，跳转到步骤S43，否则执行步骤S42；
[0036]S42、主节点HomeNode依据区域网络管理服务器LM所发送信息从内容提供服务器下载所要分发内容；
[0037]S43、主节点HomeNode依据区域网络管理服务器LM所给出的计算结果，将文件进行分片，并向指定的CP分发文件的各个分片。
[0038]进一步的，所述针对用户视频的请求内容，对视频访问流行度和协同缓存性能分析，并独立的传输缓存包括以下步骤：
[0039]S71、查询缓存节点中用户视频的请求内容；
[0040]S72、若缓存节点有请求内容，则获取请求内容；
[0041]S73、若在缓存节点中没有请求内容，但在缓存系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于信道条件的缓存使能的多质量视频分发方法，其特征在于，该多质量视频分发方法包括以下步骤：S1、内容管理服务器CMS向全局网络管理服务器GM发送分发指令，指定所要分发的区域、所要分发的内容及所要分发内容的元数据；S2、通过广延指数模型对全局网络管理服务器的元数据进行视频流行度的预处理；S3、全局网络管理服务器GM向对应区域的区域网络管理服务器LM发出分发指令，并将所要分发内容的元数据发送至区域网络管理服务器LM；S4、区域网络管理服务器LM依据所得到的元数据进行计算，得出相应文件的主节点HomeNode，计算内容所要切分的块数以及切分之后每个切片的副本数量，并向所要分发内容所对应的主节点HomeNode发出分发指令以及分发信息；S5、区域网络管理服务器LM在得到主节点HomeNode分发结果信令之后，利用分布式协同缓存替换算法，并向全局网络管理服务器GM发送分发结果的消令；S6、将分发情况通过全局网络管理服务器分发至内容管理服务器CMS，分发结束；S7、针对用户视频的请求内容，对视频访问流行度和协同缓存性能分析，并独立的传输缓存；S8、通过GUCP算法将视频部署至云存储的节点，并对用户重定向到所需的视频内容，并保证负载均衡。2.根据权利要求1所述的一种基于信道条件的缓存使能的多质量视频分发方法，其特征在于，所述通过广延指数模型对元数据进行视频流行度的预处理包括以下步骤：S21、获取不同流媒体系中的媒体内容访问次数的分布情况；S22、利用爬虫技术，获取视频点播次数的分布情况，并通过广延指数分布的概率密度函数对视频的流行度等级进行划分，并存储至流行度数据；S23、利用效验的方式得到流行度与其他特征之间的关系；S24、根据所得流行度，计算可得到分发视频所对应的流行度层级Level，并根据流行度层级Level决定该视频需分发到缓存节点的数量以及具体分发的节点。3.根据权利要求2所述的一种基于信道条件的缓存使能的多质量视频分发方法，其特征在于，所述广延指数分布的概率密度函数计算公式如下：式中，c为流行度等级，exp为指数曲线，x
o
为密度的标准差，x为密度，dx为自变量x的微分。4.根据权利要求1所述的一种基于信道条件的缓存使能的多质量视频分发方法，其特征在于，全局网络管理服务器向对应区域的区域网络管理服务器LM发出分发指令，并将所要分发内容的元数据发送至区域网络管理服务器LM包括以下步骤：S31、通过全局网络管理服务器将所要分发的视频加入到分发队列；S32、查询视频流行度数据，是否保存有该视频的流行度信息；S34、若已经在流行数据库中，则依据其热度，进行内容分发；
S35、若不在流行度数据库中，利用流行度等级的划分结果对其热度进行分类预测，将分类结果加入流行度数据库；S36、依据流行度数据库所提供该视频的流行度，对其进行分发；S37、在全局网络管理服务器边缘缓存节点，并将点播情况汇总到流行度信息库，重新进行统计，得到实际的流行度；S38、将视频实际流行度反馈至视频流行度分类器中进行反馈学习，调整并修正流行度数据库。5.根据权利要求1所述的一种基于信道条件的缓存使能的多质量视频分发方法，其特征在于，所述区域网络管理服务器LM依据所得到的元数据进行计算，得出相应文件的主节点HomeNode，计算内容所要切分的块数以及切分之后每个切片的副本数量，并向所要分发内容所对应的主节点HomeNode发出分发指令以及分发信息包括以下步骤：S41、若主节点HomeNode保存有需要分发的文件，跳转到步骤S43，否则执行步骤S42；S42、主节点HomeNode依据区域网络管理服务器LM所发送信息从内容提供服务器下载所要分发内容；S43、主节点HomeNode依据区域网络管理服务器LM所给出的计算结果，将文件进...

【专利技术属性】
技术研发人员：何欣，
申请(专利权)人：南京奥看信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：