內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)和方法
【專利說明】內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)和方法
[0001] 本系統(tǒng)設(shè)及在網(wǎng)絡(luò)中分發(fā)內(nèi)容，在特定實(shí)施方式中，設(shè)及在組播網(wǎng)絡(luò)中分發(fā)點(diǎn)播 內(nèi)容。
[0002] 將大量的數(shù)據(jù)遞送給多個用戶或終端主機(jī)能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)強(qiáng)加顯著負(fù)擔(dān)。數(shù)據(jù)能夠通 過網(wǎng)絡(luò)廣播并由對獲得該數(shù)據(jù)感興趣的接收方拾取。然而，可能存在沒有希望獲得數(shù)據(jù)的 接收方的網(wǎng)絡(luò)的全部段，所W將數(shù)據(jù)廣播到運(yùn)些網(wǎng)絡(luò)部分浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬。另選的方法是使 用單播方法來向僅已請求數(shù)據(jù)的那些用戶直接發(fā)送數(shù)據(jù)。然而，運(yùn)可能導(dǎo)致大量復(fù)制的內(nèi) 容通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，運(yùn)再次可能引起網(wǎng)絡(luò)的擁塞并影響在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送的其它數(shù)據(jù)的可靠性和 服務(wù)質(zhì)量（QoS)。
[0003] 組播技術(shù)能夠被用來通過確保內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)中不被復(fù)制直至到其預(yù)定目的地的路 徑在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲蟹蛛x為止來在網(wǎng)絡(luò)中更有效地分發(fā)內(nèi)容。
[0004] 然而，點(diǎn)播內(nèi)容的遞送提出特定問題，因?yàn)槎鄠€用戶可W在不同的時間請求相同 內(nèi)容并且各個用戶可能希望在媒體的重放期間暫?；虻够貎?nèi)容流。通過單播遞送運(yùn)種點(diǎn)播 內(nèi)容使得用戶能夠在任何時間開始查看流并且能夠暫停和倒回流。然而，所有內(nèi)容的單播 在大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)中是不合需要的，因?yàn)樗鼘?dǎo)致通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的內(nèi)容的顯著復(fù)制并消耗大量的 網(wǎng)絡(luò)帶寬。 陽〇化]在使用組播遞送技術(shù)來向多個終端主機(jī)遞送點(diǎn)播內(nèi)容時存在困難；例如，不能夠 為希望在后面的階段加入流的單個用戶暫停或倒回組播流，在攝取點(diǎn)播內(nèi)容時情況可能是 運(yùn)樣的。運(yùn)可能導(dǎo)致新主機(jī)不得不為內(nèi)容建立單播流并接收內(nèi)容的單播流，而不論組播流 從該條內(nèi)容開始可能在時間上提前多少。
[0006] 在另一方面，提供了一種在內(nèi)容遞送網(wǎng)絡(luò)中從源向至少一個目的地分發(fā)內(nèi)容的方 法，該方法包括W下步驟：
[0007] 處理所述內(nèi)容W生成用于傳送所述內(nèi)容的多條組播流，其中，所述內(nèi)容的至少一 部分由所述組播流中的多于一條組播流遞送；
[000引確定在不同的組播流中的所述內(nèi)容的相同部分的傳送之間的相對時移M;
[0009] 處理所述多條組播流W實(shí)現(xiàn)在所述多條組播流中的所述內(nèi)容的相同部分的傳送 之間的所述相對時移M;W及
[0010] 使用所述組播流的子集來向所述目的地傳送所述內(nèi)容，其中，所述子集包括所述 多條組播流中的所選擇的至少兩條組播流。
[0011] 因此，所述方法能夠?qū)崿F(xiàn)在其之間具有所選擇的時移的多條時移組播流的生成， 運(yùn)能夠提供在網(wǎng)絡(luò)中遞送內(nèi)容的有效方式。單個目的地加入多條組播流W使得內(nèi)容被更快 速地遞送。
[0012] 可選地，由在網(wǎng)絡(luò)中或在源處實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容遞送管理裝置選擇多條組播流中的所選 擇的組播流。因此，在網(wǎng)絡(luò)中而非源處的組件選擇用于遞送內(nèi)容的流。運(yùn)能夠使得網(wǎng)絡(luò)能 夠控制內(nèi)容如何被遞送到目的地，使得網(wǎng)絡(luò)組件能夠管理在網(wǎng)絡(luò)中的組播樹的生長，并且 在確定哪些流被用來遞送內(nèi)容時考慮諸如網(wǎng)絡(luò)擁塞和拓?fù)湫畔⑦\(yùn)樣的因素。
[0013] 可選地，每一條組播流被配置為遞送基本上全部內(nèi)容。因此，單個組播流將足W接 收內(nèi)容，然而，使用多條流來遞送同一條內(nèi)容提供諸如本文所描述的那些優(yōu)點(diǎn)。然而，本領(lǐng) 域技術(shù)人員將理解的是，對于所選擇的流，可能不必遞送全部內(nèi)容。例如，如果確定組播流 是需要的，則所述流可W在進(jìn)入內(nèi)容半小時時開始。
[0014] 如下面更加詳細(xì)地描述的，時延M將取決于由網(wǎng)絡(luò)確定的一個或更多個因素。然 而，根據(jù)系統(tǒng)的要求和被遞送的一條內(nèi)容的長度，M可選地為若干分鐘的量級。M可W為大 約10分鐘或30分鐘。M可選地小于1個小時。
[0015] 在一個實(shí)施方式中，在每一條組播流之間，相對時延M是相同的。因此，組播流可 WW規(guī)則并且周期性的方式交錯。
[0016] 在一些實(shí)施方式中，在第一組播流和第二組播流之間的相對時延Ml不同于在第 二組播流和第S組播流之間的相對時延M2。例如，當(dāng)對于一條內(nèi)容的請求W高速率接收時， 在不同的組播流之間的延遲可W是短的，例如，大約5分鐘，使得若干條不同的組播流可用 于遞送內(nèi)容。然而，當(dāng)請求減慢時，在組播流之間的延遲可W被擴(kuò)展，例如，擴(kuò)展到大約半個 小時，W提供多組播遞送，但是遞送給更少的目的地。
[0017] 在一些實(shí)施方式中，基于所述至少一個目的地的緩沖容量和/或目的地能夠同時 接收的流的數(shù)量的確定而確定時延M、Ml或M2。例如，如果目的地能夠加入用于單條內(nèi)容 的=條組播流并且具有能夠存儲達(dá)1個小時的內(nèi)容的緩沖，則目的地被指示加入的所述= 條組播流能夠在進(jìn)入內(nèi)容0分鐘、30分鐘和1個小時處開始。
[0018] 所述至少一個目的地可W包括多個目的地，并且所述時延然后可W基于具有最小 緩沖容量的目的地的緩沖容量、目的地的平均緩沖容量或目的地的模式緩沖容量而確定。
[0019] 在一些實(shí)施方式中，基于對于內(nèi)容的被預(yù)測的請求的模型而確定時延M、M1或M2。
[0020] 可選地，被預(yù)測的請求的模型確定在后續(xù)時間段上的對于內(nèi)容的請求的期望數(shù)量 或期望速率。
[0021] 進(jìn)一步可選地，被預(yù)測的請求的模型確定在后續(xù)時間段上的請求的期望地理或拓 撲分布。
[0022] 在一些實(shí)施方式中，基于在前面時間段期間的對于內(nèi)容的請求的速率而確定時延 M、Ml或M2。如上所述，當(dāng)請求被W高速率接收時，在其之間具有更小的時延的更多的組播 內(nèi)容流可W被創(chuàng)建。
[0023] 在一些實(shí)施方式中，基于在所述源和所述至少一個目的地之間的網(wǎng)絡(luò)容量或可用 性的量度而確定時延M、Ml或M2。
[0024] 可選地，基于上面提出的因素的組合而確定時延M。
[00巧]在具體的實(shí)施方式中，所述方法還包括W下步驟：從目的地接收對于所述內(nèi)容的 請求；標(biāo)識用于傳送所述內(nèi)容到目的地的組播流的子集；W及生成單播流，所述單播流用 于向目的地傳送所述內(nèi)容的在所述組播流中不可用的一部分。具體地，如果多播流全部都 已經(jīng)在一定程度上進(jìn)入內(nèi)容，則通過傳送所述內(nèi)容的開始部分，向特定目的地傳送的單播 流可W補(bǔ)充組播流。
[00%] 上面已經(jīng)描述了本系統(tǒng)的實(shí)施方式的許多方面。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將清楚 的是，可W獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)運(yùn)些方面中的每一個。然而，運(yùn)些方面可選地作為更大系統(tǒng)的一部分 彼此相結(jié)合地實(shí)現(xiàn)W提供多個優(yōu)點(diǎn)。一個方面的特征可W直接應(yīng)用于本系統(tǒng)的其它方面。 此外，方法特征可W直接應(yīng)用于設(shè)備的各方面。
[0027] 具體地，在W上所描述的所有方面中，在組播網(wǎng)絡(luò)中，所述目的地可W是主機(jī)或主 機(jī)指定路由器H-DR。所述主機(jī)可W是與所述內(nèi)容的終端用戶或消費(fèi)者相關(guān)聯(lián)的終端用戶終 端，或者可W是向用戶的裝置供應(yīng)所述內(nèi)容的中間裝置。例如，所述目的地可W是家庭網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)的接收所述內(nèi)容W用于流式傳輸?shù)接脩舻慕K端（諸如連接互聯(lián)網(wǎng)的電視、計(jì)算機(jī)、平板 電腦或電話）的集線器。
[0028] 類似地，在W上所描述的所有方面中，所述源可W是在所述網(wǎng)絡(luò)中供應(yīng)所述內(nèi)容 的裝置，或者可W是所述網(wǎng)絡(luò)中的處理內(nèi)容到目的地的路由的智能路由組件。所述內(nèi)容可 W通過所述智能路由組件，或者所述組件可W控制所述網(wǎng)絡(luò)中的其它組件（諸如源），W實(shí) 現(xiàn)本文所描述的方法。
[0029] 此外，在W上所陳述的所有方面中，所述內(nèi)容可選地是視頻內(nèi)容和/或音頻內(nèi)容， 具體地為響應(yīng)于來自用戶的請求而遞送的點(diǎn)播內(nèi)容。然而，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本文所描述 的系統(tǒng)和方法能夠同樣地應(yīng)用于用于分發(fā)數(shù)據(jù)（諸如文本或圖像數(shù)據(jù)）或軟件的網(wǎng)絡(luò)。
[0030] 現(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)地描述本系統(tǒng)的實(shí)施方式，附圖中：
[0031] 圖1是可W實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的各方面的示例網(wǎng)絡(luò)的示意圖；
[0032] 圖2示意性地例示了根據(jù)一個實(shí)施方式的多個時間延遲的組播流；
[0033] 圖3是根據(jù)一個實(shí)施方式的在接收主機(jī)處緩沖的組播流的示意圖；
[0034] 圖4是根據(jù)一個實(shí)施方式的觸發(fā)時間交錯的組播內(nèi)容流的方法的示意圖；
[0035] 圖5a例示了根據(jù)一個實(shí)施方式的潛在樹分發(fā)拓?fù)洌?br>[0036] 圖化例示了根據(jù)另一實(shí)施方式的潛在樹分發(fā)拓?fù)洹?br>[0037] 如W上所陳述的，本文所描述的系統(tǒng)的各方面為同一條內(nèi)容創(chuàng)建多個時間交錯的 組播流。在一些實(shí)施方式中，源使用智能數(shù)據(jù)分析來決定哪些主機(jī)應(yīng)該訂閱那些（一條或 更多條）組播流中的哪些。源然后能夠觸發(fā)主機(jī)訂閱所選擇的流。主機(jī)重新組裝從不同的 起始點(diǎn)提供數(shù)據(jù)的多條流，并且一旦它們不再從組播樹接收未復(fù)制的內(nèi)容就離開所述組播 樹。運(yùn)影響主機(jī)與組成員關(guān)系，并且還通過針對一條內(nèi)容使網(wǎng)絡(luò)中的單播流的數(shù)量最小化 來導(dǎo)致對網(wǎng)絡(luò)資源的更好使用?，F(xiàn)在更詳細(xì)地描述W上所陳述的元素中的每一個的實(shí)施方 式，但是首先描述可W實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施方式。
[0038] 在W下描述中，W下術(shù)語可W被使用并取本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道的普通含 義。具體地：
[0039] 主機(jī)：從源請求能夠通過單播或組播遞送的一些內(nèi)容的終端用戶或目的地。
[0040] 源：經(jīng)由單播向主機(jī)發(fā)送或者經(jīng)由組播將其推送到網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容的提供方。
[0041] 內(nèi)容：電子媒體，包括但不限于視頻文件/流、線性TV、音頻文件/流（會議、無線 電、播客）、大文件下載等。
[00創(chuàng) DR:指定路由器。
[0043] 在圖1中示意性地例示了可W實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的各方面的網(wǎng)絡(luò)800。組播網(wǎng)絡(luò)能夠被 用來從多個內(nèi)容服務(wù)器或源810、812、814中的一個向多個目的地或主機(jī)816、818、820中的 每一個遞送內(nèi)容，諸如視頻點(diǎn)播內(nèi)容。能夠?qū)⒔M播網(wǎng)絡(luò)在概念上劃分為兩段，其中一段826 包括主機(jī)和相鄰路由器822、824,其使用諸如互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議（IGMP)的協(xié)議進(jìn)行通信W 建立并管理主機(jī)的組播組成員關(guān)系。在IPv6網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)個段使用組播偵聽者發(fā)現(xiàn) (MLD)和ICMPV6 (互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議）消息傳送來操作，并且本文對IGMP和其它IPv4協(xié) 議的參照旨在包括并包含等效的IPv6協(xié)議。
[0044] 組播網(wǎng)絡(luò)的另一概念性段828通常使用諸如通常為稀疏模式協(xié)議無關(guān)組播 (PIM-SM)的協(xié)議，W在網(wǎng)絡(luò)的其余部分中路由并實(shí)現(xiàn)從源810、812、814到與主機(jī)相鄰的路 由器822、824的組播。具體地，技術(shù)人員將知道的PIM-SM或類似的協(xié)議被用來管理路由器 與在網(wǎng)絡(luò)中訂閱內(nèi)容源的組播組的成員關(guān)系。
[0045] 圖1例示了包括多個源810、812、814(其中的每一個能夠經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)向主