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，可能存在沒有希望獲得數據的 接收方的網絡的全部段，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。 陽〇化]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內容的單播流，而不論組播流 從該條內容開始可能在時間上提前多少。
[0006] 在另一方面，提供了一種在內容遞送網絡中從源向至少一個目的地分發內容的方 法，該方法包括W下步驟：
[0007] 處理所述內容W生成用于傳送所述內容的多條組播流，其中，所述內容的至少一 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實現在所述多條組播流中的所述內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，所述方法能夠實現在其之間具有所選擇的時移的多條時移組播流的生成， 運能夠提供在網絡中遞送內容的有效方式。單個目的地加入多條組播流W使得內容被更快 速地遞送。
[0012] 可選地，由在網絡中或在源處實現的內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，在網絡中而非源處的組件選擇用于遞送內容的流。運能夠使得網絡能 夠控制內容如何被遞送到目的地，使得網絡組件能夠管理在網絡中的組播樹的生長，并且 在確定哪些流被用來遞送內容時考慮諸如網絡擁塞和拓撲信息運樣的因素。
[0013] 可選地，每一條組播流被配置為遞送基本上全部內容。因此，單個組播流將足W接 收內容，然而，使用多條流來遞送同一條內容提供諸如本文所描述的那些優點。然而，本領 域技術人員將理解的是，對于所選擇的流，可能不必遞送全部內容。例如，如果確定組播流 是需要的，則所述流可W在進入內容半小時時開始。
[0014] 如下面更加詳細地描述的，時延M將取決于由網絡確定的一個或更多個因素。然 而，根據系統的要求和被遞送的一條內容的長度，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規則并且周期性的方式交錯。
[0016] 在一些實施方式中，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，當對于一條內容的請求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 于遞送內容。然而，當請求減慢時，在組播流之間的延遲可W被擴展，例如，擴展到大約半個 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容 的=條組播流并且具有能夠存儲達1個小時的內容的緩沖，則目的地被指示加入的所述= 條組播流能夠在進入內容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] 在一些實施方式中，基于對于內容的被預測的請求的模型而確定時延M、M1或M2。
[0020] 可選地，被預測的請求的模型確定在后續時間段上的對于內容的請求的期望數量 或期望速率。
[0021] 進一步可選地，被預測的請求的模型確定在后續時間段上的請求的期望地理或拓 撲分布。
[0022] 在一些實施方式中，基于在前面時間段期間的對于內容的請求的速率而確定時延 M、Ml或M2。如上所述，當請求被W高速率接收時，在其之間具有更小的時延的更多的組播 內容流可W被創建。
[0023] 在一些實施方式中，基于在所述源和所述至少一個目的地之間的網絡容量或可用 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容的 請求；標識用于傳送所述內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 已經在一定程度上進入內容，則通過傳送所述內容的開始部分，向特定目的地傳送的單播 流可W補充組播流。
[00%] 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。
[0027] 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用于流式傳輸到用戶的終端（諸如連接互聯網的電視、計算機、平板 電腦或電話）的集線器。
[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。
[0029] 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于用于分發數據（諸如文本或圖像數據）或軟件的網絡。
[0030] 現在將參照附圖更詳細地描述本系統的實施方式，附圖中：
[0031] 圖1是可W實現本系統的各方面的示例網絡的示意圖；
[0032] 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；
[0033] 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；
[0034] 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；
[0035] 圖5a例示了根據一個實施方式的潛在樹分發拓撲；
[0036] 圖化例示了根據另一實施方式的潛在樹分發拓撲。
[0037] 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。
[0038] 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：
[0039] 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。
[0040] 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。
[0041] 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。
[00創 DR:指定路由器。
[0043] 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。
[0044] 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。
[0045] 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