[发明专利]拓扑敏感的缓存协作

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张于2009年2月20日申请的、序列号为61/208,176的临时专利申请之权益，该临时申请以引用方式包含于此。

技术领域

本发明涉及内容分发网络领域，更具体地，涉及对内容分发和存储的管理。

背景技术

内容分发网络(CDN)包含分布在网络基础设施中的缓存设备(cache)。这些缓存设备通常被安置在遵循底层网络拓扑结构的层级中。每个缓存设备通常包含一个与用于存储内容的海量存储设备相关联的网络单元或网络节点。每个缓存设备仅服务于直接附属该缓存设备的用户，即在该分发层级中位于该缓存设备之下的用户。缓存设备之间的合作主要限于父缓存设备和兄弟缓存设备之间的流量交互。在此架构中，该层级中同一层的所有缓存设备大部分具有相同的内容。它们一旦接收到一个请求，可直接提供所请求的内容，如果所请求的内容已存储在缓存设备中(即，缓存命中)，或者如果该内容没有存储在缓存设备中(即，缓存未命中)，则将该请求转发至父缓存设备。

利用底层网络基础设施的扁平结构，以及通过IP编址的方式进入内容分发层级的能力，使得缓存设备从内容分发网络中其他缓存设备获取内容成为可能。即，如果一个子缓存设备本地未存有所请求的内容对象或标题的备份，那么它可以向除其父缓存设备以外的其他缓存设备请求项目。在一个扁平化内容分发网络中，进行初始决策，该初始决策涉及哪些内容对象或标题应该被存储在哪些缓存设备中，以及一个内容对象在整个内容分发网络中应存储多久。内容请求被路由至最能够响应该请求的缓存设备。对内容对象进行初始分发之后，在缓存设备之间并无对存储内容的进一步协作。

发明内容

现有技术中这些和其他各种不足，通过一种在内容分发网络(CDN)环境中提供协调的全局与局部缓存管理功能的系统、方法和设备，得以解决。本地缓存设备或内容存储节点(CSN)包括一个供局部空间和联合空间之间分割或分配的本地海量存储设备，其中，局部空间主要用于更受欢迎的内容，而联合空间主要用于次受欢迎的内容。与每个内容对象相关联的效用参数都会受到监控，并用于在组成内容分发网络的各种缓存设备的局部空间和联合空间之间迁移内容。所述联合空间作为一个更大的虚拟联合空间的一部分来管理，该虚拟联合空间是通过组合多个内容存储节点的联合空间来建立的。

可选地，在父内容存储节点与子内容存储节点之间的反向信道容量，用于方便内容在同层或不同层的缓存设备之间的高效迁移。使用该反向信道容量的决策取决于可用通信信道的类型的成本、海量存储的成本、内容对象的文件大小和/或其他因素。

这样，各种实施例利用网络中一组分布式缓存设备节点间的协作，可选地结合该底层网络的拓扑信息，以通过对磁盘空间与未使用的上行容量的使用来降低传输带宽的成本。

附图说明

通过结合附图来考虑以下的具体实施例，本发明的教导将更容易被理解：

图1描述了基于一个实施例的内容分发系统(CDS)的高阶框图；

图2描述了一个适用于执行在此描述的功能的通用计算机的高阶框图；

图3-5图示出基于多种实施例的缓存设备的存储器使用情况；

图6描绘了基于一个实施例的存储分配方法的流程图；以及

图7描绘了一个适用于图6中存储分配方法的内容晋级/降级方法的流程图。

为了帮助理解，尽可能地，相同的编号用来指代图中相同的要素。

具体实施方式

本发明将在内容分发网络(CDN)环境中阐述，该内容分发网络包括由内容存储节点或缓存设备构成的层级，其中，父/子(上行/下行)通信通路被用于在相同或不同层级的缓存设备之间迁移内容。

各种实施例将单个缓存设备的存储空间分配给局部空间和联合空间，其中，局部空间主要用于更受欢迎的内容，而联合空间主要用于次受欢迎的内容。表明内容受欢迎程度的参数都会被监控，并用于在构成内容分发网络的各种缓存设备的局部空间和联合空间之间迁移内容。缓存设备中局部空间和联合空间的相对容量可能随时间变化，以响应在内容受欢迎程度、缓存设备间内容请求的差异程度、局部/区域内容偏好等方面的全局或局部变化。

各种实施例利用父内容存储节点与子内容存储节点间现存的反向信道容量，以促进缓存设备之间内容的高效迁移。在此情况下，成本较低(且已存在)的、与父节点相关联的正向和反向数据信道，可用于在与共同的父节点相关联的子节点间迁移内容。