[发明专利]CDN-P2P中内容属性可区分的流媒体缓存替换方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络领域，尤其涉及一种CDN-P2P中内容属性可区分的流媒体缓存替换方法。

背景技术

CDN-P2P融合内容分发网络是一个可管理性、高扩展性、高可靠性、低成本的内容分发平台，不但结合了内容分发网络CDN(Content Distribution Network)和P2P(peer-to-peer)二者的优点，而且也克服了二者的不足。因此成为目前较为可行的流媒体内容分发技术，是近年来流媒体内容分发技术研究领域的热点，有望成为未来流媒体内容分发网络架构的主流技术。

图1为现有的CDN-P2P网络架构示意图，该网络架构主要由3部分组成，包括：中心服务器1，若干个副本服务器2，若干个对等端peer节点3。其中，中心服务器1和若干个副本服务器2之间可以直接的信息交互，每个副本服务器2可以和邻近的自治域中peer节点3进行直接的信息交互，同一个自治域中peer节点3之间可以直接的信息交互。中心服务器1存储了所有的流媒体内容，并负责整个网络的内容分发及管理；副本服务器2分布在网络的边缘，缓存了部分流媒体内容，主要负责本地的负载均衡及响应用户的请求；当同一个自治域中的用户peer节点3达到一定数量的时候实行P2P内容分发。

在CDN-P2P融合内容分发网络中，虽然P2P自治域中的用户可以互相共享内容资源，但节点的加入与退出往往具有随机性，不能为用户提供稳定的服务，因此副本服务器仍然是主要的服务提供者。为提高缓存命中率，减少用户访问启动延迟，高效的缓存替换策略成为研究的重点。

目前，副本服务器的缓存替换策略均是采用单一方法进行缓存替换，没有考虑内容本身所具有的属性特点。用户对流媒体内容的访问存在较大的不平衡性，超过80%的用户请求访问的只有20%左右的媒体内容，而一个媒体内容内部片段的受欢迎程度也不尽相同。对不同属性的内容进行访问时仅采用单一的缓存替换策略，不能真实反映内容的热门程度，使得副本服务器缓存命中率较低。

发明内容

本发明提供一种CDN-P2P中内容属性可区分的流媒体缓存替换方法，用以解决现有的CDN-P2P中，采用单一的缓存替换策略，不能真实反映内容的热门程度，使得副本服务器缓存命中率较低的问题。本发明提供的CDN-P2P中内容属性可区分的流媒体缓存替换方法可以区分内容的属性，对不同访问热度的内容采用不同的缓存替换策略，从而能有效的提高副本服务器的缓存命中率，降低骨干网络的负载，减少用户请求流媒体的响应时间。

本发明的实施例提供一种CDN-P2P中内容属性可区分的流媒体缓存替换方法，包括步骤：

将副本服务器缓存空间划分成前缀缓存区和后缀缓存区；

将中心服务器中的原流媒体内容分成前缀和后缀两部分，并将前缀和后缀部分分别存入所述副本服务器的前缀缓存区和后缀缓存区中；

当用户请求到达时，依据副本服务器当前的缓存空间状况、系统中访问日志记录的所有流媒体内容的熵值、副本服务器中所有流媒体内容片段的流行度值、用户请求的流媒体内容的熵值、用户请求的流媒体内容片段的流行度值，进行副本服务器中流媒体内容的缓存替换。

优选地，所述CDN-P2P中内容属性可区分的流媒体缓存替换方法中，所述当用户请求到达时，依据副本服务器当前的缓存空间状况、系统中访问日志记录的所有流媒体内容的熵值、副本服务器中所有流媒体内容片段的流行度值、用户请求的流媒体内容的熵值、用户请求的流媒体内容片段的流行度值，进行副本服务器中流媒体内容的缓存替换，具体包括以下步骤：

对于流媒体内容的用户请求到达时，首先判断当前对于流媒体内容的用户请求是否是对于流媒体内容的前缀的访问请求，若是则执行对于流媒体内容前缀在副本服务器的前缀缓存区缓存替换方法，否则，

判断副本服务器的缓存中是否有当前用户请求的流媒体内容片段，若是则直接结束流程，否则，

判断当前用户请求的流媒体内容片段的前缀是否在副本服务器的缓存空间中，是则将当前用户请求的流媒体内容片段在副本服务器的后缀缓存区中执行基于流行度的缓存替换方法，并结束流程，否则计算当前用户请求的流媒体内容片段的原始流媒体内容的熵值；

判断所述当前用户请求的流媒体内容片段的原始流媒体内容的熵值是否大于预定临界熵值，是则执行对于流媒体内容片段在副本服务器的前缀缓存区缓存替换方法，并结束流程；否则将当前用户请求的流媒体内容片段在副本服务器的后缀缓存区中执行基于流行度的缓存替换方法，并结束流程。