內容分發系統和方法
【專利說明】內容分發系統和方法
[0001] 本系統設及在網絡中分發內容，在特定實施方式中，設及在組播網絡中分發點播 內容。
[0002] 將大量的數據遞送給多個用戶或終端主機能夠對網絡強加顯著負擔。數據能夠通 過網絡廣播并由對獲得該數據感興趣的接收方拾取。然而，可能存在其中沒有希望獲得數 據的接收方的網絡的全部扇區，所W將數據廣播到運些網絡部分浪費網絡帶寬。另選的方 法是使用單播方法來向僅已請求數據的那些用戶直接發送該數據。然而，運可能導致大量 復制的內容通過網絡發送，運再次可能引起網絡的擁塞并影響在網絡中發送的其它數據的 可靠性和服務質量（QoS)。
[0003] 組播技術能夠被用來通過確保內容在網絡中不被復制直至到其預定目的地的路 徑在網絡拓撲中分離為止來在網絡中更有效地分發內容。
[0004] 然而，點播內容的遞送提出特定問題，因為多個用戶可W在不同的時間請求相同 內容并且各個用戶可能希望在媒體的重放期間暫停或倒回內容流。通過單播遞送運種點播 內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，所有內容的單播 在大多數網絡中是不合需要的，因為它導致通過網絡發送的內容的顯著復制并消耗大量的 網絡帶寬。
[0005] 在使用組播遞送技術來向多個終端主機遞送點播內容時存在困難；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，在攝取點播內容時情況可能是 運樣的。運可能導致新主機不得不為內容建立單播流并接收該單播流，而不管組播流從該 條內容的開始可能在時間上提前多么少。
[0006] 根據本發明的第一方面，提供了一種在內容遞送網絡中從源向至少一個目的地 分發內容的方法，其中，在多條組播流中將所述內容發送到所述網絡，其中，多條所述組播 流中的每一條中的所述內容相對于另一組播流中的所述內容被時移，所述方法包括W下步 驟：
[0007] 從目的地接收對于通過網絡遞送內容的請求；
[0008] 確定所述多條組播流的可用性和狀態；
[0009] 分析至少一個分配準則；
[0010] 基于所述至少一個分配準則來為請求目的地的分配確定所述組播流的子集；W及
[0011] 將所述目的地分配給組播流的子集W用于所述內容的遞送。
[0012] 運個方面的方法能夠使得所述源能夠控制目的地的分配W使用特定組播流來接 收內容。運能夠使得所述網絡中的組件（諸如所述源、源指定路由器或所述網絡中的另一 智能路由組件）能夠控制內容在所述網絡內的分發。因此，在將所述目的地分配給組播流 之前，可W考慮諸如所述網絡的不同段（section)的能力和可用性的因素，如下面更詳細 描述的。
[0013] 可選地，所述方法還包括指示所述目的地加入所分配的組播流。
[0014] 可選地，所述方法還包括使用所述一條或更多條流來將所述內容發送到所述目的 地。
[0015] 在一些實施方式中，所述分配準則包括W下各項中的至少一個：
[0016] 所述目的地的緩沖容量或處理能力；
[0017] 能夠由所述目的地同時接收的流的數量；
[0018] 在所述網絡中一條內容所許可的流的數量；
[0019] 所述組播流之間的時間延遲；
[0020] 針對組播組的管理策略；
[0021] 所述網絡的可靠性；
[002引所述網絡的容量；
[002引所述目的地的地理位置；W及[0024] 所述目的地的拓撲位置。
[00巧]在一些實施方式中，所述子集的確定基于多個所述分配準則的組合。例如，諸如所 述目的地的容量和在所述網絡中許可的流的數量運樣的因素可W與針對組播組的管理策 略或所述目的地的拓撲位置組合，W便確定要使用哪些組播流。
[0026] 針對組播組的管理策略可W包括在所述網絡中關于哪些組播流應該針對剪枝和 關閉被目標化W及哪些流應該被優先處理和建立的策略。例如，具有少數接收目的地的廣 泛分發的流可W由所述網絡標識并且可能不是為新目的地分配的，使得一旦現有目的地已 從所述流獲得必要內容，就能夠馬上關閉它們W支持更有效的流。
[0027] 諸如所述網絡的可靠性和容量運樣的因素能夠指代所述網絡的特定部分，具體地 指代所述網絡的朝所述請求目的地的部分。如果目的地在所述網絡的具有高容量和高可靠 性的一部分內，則所述網絡可W將所述目的地分配給更多的組播流，W使得能實現所述內 容的更快接收。
[0028] 所述網絡可選地還旨在將目的地分組到類似的如下組播流上，即，在所述組播流 中，那些目的地在拓撲上和/或在地理上靠近其它接收目的地。
[0029] 在特定實施方式中，分配的步驟包括將所述目的地分配給所述目的地能夠接收并 且所述網絡被許可向所述目的地遞送的最大數量的流。運能夠使得能實現所述內容到所述 目的地的最快遞送。
[0030] 可選地，所述方法在所述源處或在源指定路由器處被實現。
[0031] 另選地，所述方法在所述網絡中的智能內容遞送組件處被實現。
[0032] 可選地，確定所述多條組播流的狀態的步驟包括確定當前正在所述組播流中的每 一條中發送的所述內容的位置。也就是說，所述系統確定各條組播流進入所述內容有多遠。
[0033] 在一些實施方式中，針對組播組的管理策略包括組是否對來自新請求目的地的加 入請求開放的指示。
[0034] 所述方法還可W包括在單播流中向所述目的地發送所述內容的一部分。
[0035] 上面已經描述了本系統的實施方式的許多方面。對于本領域技術人員而言將清楚 的是，可W獨立地實現運些方面中的每一個。然而，運些方面可選地作為更大系統的一部分 彼此相結合地實現W提供多個優點。一個方面的特征可W直接應用于本系統的其它方面。 此外，方法特征可W直接應用于設備的各方面。
[0036] 具體地，在W上所描述的所有方面中，在組播網絡中，所述目的地可W是主機或主 機指定路由器H-DR。所述主機可W是與所述內容的終端用戶或消費者相關聯的終端用戶終 端，或者可W是向用戶的裝置供應所述內容的中間裝置。例如，所述目的地可W是家庭網絡 內的接收所述內容W用于流傳輸到用戶的終端（諸如連接互聯網的電視、計算機、平板電 腦或電話）的集線器。
[0037] 類似地，在W上所描述的所有方面中，所述源可W是在所述網絡中供應所述內容 的裝置，或者可W是所述網絡中的處理內容到目的地的路由的智能路由組件。所述內容可 W通過所述智能路由組件，或者所述組件可W控制所述網絡中的其它組件（諸如源），W實 現本文所描述的方法。
[0038] 此外，在W上所陳述的所有方面中，所述內容可選地是視頻內容和/或音頻內容， 具體地為響應于來自用戶的請求而遞送的點播內容。然而，技術人員應當了解，本文所描述 的系統和方法能夠同樣地應用到用于分發數據（諸如文本或圖像數據）的網絡或軟件。
[0039] 現在將參照附圖更詳細地描述本系統的實施方式，附圖中：
[0040] 圖1是可W實現本系統的各方面的示例網絡的示意圖；
[0041] 圖2示意性地例示了根據一個實施方式的多個時間延遲的組播流；
[0042] 圖3是根據一個實施方式的在接收主機處緩沖的組播流的示意圖；
[0043] 圖4是根據一個實施方式的觸發時間交錯的組播內容流的方法的示意圖；
[0044] 圖5a例示了根據一個實施方式的潛在樹分發拓撲；
[0045] 圖化例示了根據另一實施方式的潛在樹分發拓撲。
[0046] 如W上所陳述的，本文所描述的系統的各方面為同一條內容創建多個時間交錯的 組播流。在一些實施方式中，源使用智能數據分析來決定哪些主機應該訂閱那些（一條或 更多條）組播流中的哪些。源然后能夠觸發主機訂閱所選擇的流。主機重新組裝從不同的 起始點提供數據的多條流，并且一旦它們不再從組播樹接收未復制的內容就離開所述組播 樹。運影響主機與組成員關系，并且還通過針對一條內容使網絡中的單播流的數量最小化 來導致對網絡資源的更好使用。現在更詳細地描述W上所陳述的元素中的每一個的實施方 式，但是首先描述可W實現本系統的網絡的實施方式。
[0047] 在W下描述中，W下術語可W被使用并取本技術領域的技術人員將知道的普通含 義。具體地：
[0048] 主機：從源請求能夠通過單播或組播遞送的一些內容的終端用戶或目的地。
[0049] 源：經由單播向主機發送或者經由組播將其推送到網絡中的內容的提供方。
[0050] 內容：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。
[005。 DR:指定路由器。
[0052] 在圖1中示意性地例示了可W實現本系統的各方面的網絡800。組播網絡能夠被 用來從多個內容服務器或源810、812、814中的一個向多個目的地或主機816、818、820中的 每一個遞送內容，諸如視頻點播內容。能夠將組播網絡在概念上劃分為兩段，其中一段826 包括主機和相鄰路由器822、824,其使用諸如互聯網組管理協議（IGMP)的協議進行通信W 建立并管理主機的組播組成員關系。在IPv6網絡中，網絡的運個段使用組播偵聽者發現 (MLD)和ICMPV6(互聯網控制消息協議）消息傳送來操作，并且本文對IGMP和其它IPv4協 議的參照旨在包括并包含等效的IPv6協議。
[0053] 組播網絡的另一概念性段828通常使用諸如通常為稀疏模式協議無關組播 (PIM-SM)的協議，W在網絡的其余部分中路由并實現從源810、812、814到與主機相鄰的路 由器822、824的組播。具體地，技術人員將知道的PIM-SM或類似的協議被用來管理路由器 與在網絡中訂閱內容源的組播組的成員關系。
[0054]圖1例示了包括多個源810、812、814(其中的每一個能夠經由網絡向主機816、 818、820提供或供應內容）的組播網絡800。運些源連接至源指定路由器（S-DR)830、832， 其管理內容從源到網絡中的組件的遞送。
[00巧]網絡還包括將組播流（W及其它網絡業務）從源810、812、814攜帶到主機816、 818、820的許多中間路由器IR83