本发明涉及通信领域， 特别涉及一种获取内容的方法、 节点及内容网络。 背景技术

互联网技术自发明以来已经历了说 40多年的发展历程， 今天的互联网活跃着 Web应用、 多媒体音视频应用、 移动性、 黑客攻击等多种元素。 随着这些元素的持续壮大， 也给互联 网带来了前所未有的挑战。 特别是随着互联网规模不断增加以及高清视频 /图片的日益流 行， 最近几年互联网上传输的数据量出现了飞速增 长。 如何高效地从互联网中获取内容成 书

为一个日益关注的主题。

现有技术中的互联网是基于主机的架构， 其中， 与互联网相连的任何一台计算机都称 为主机， 每台主机都有一个唯一的 IP ( Internet Protocol , 互联网协议） 地址。 在获取内 容时， 通过 IP地址选取需要连接的主机， 并通过 IP协议实现与传输内容对应的 IP数据包 的传递。

由于在互联网上传输的内容出现了爆炸式增长 ，而互联网基于 IP协议进行内容传输时， 很多客户端同时向内容所在主机建立会话以获 取内容， 导致内容分发效率低下， 造成源服 务器和网络拥堵； 为了避免上述网络拥堵， 需要不断扩大带宽、 升级网络设备， 这样又增 加了网络的投资成本； 另外， 黑客可以通过向同一主机发出大量内容请求而 造成网络瘫痪， 因此目前的网络架构还存在不安全的弊端， 无法适应内容的快速增长。 发明内容

为了使网络适应内容的快速增长， 本发明实施例提供了一种获取内容的方法、 节点及 内容网络。 所述技术方案如下：

一方面， 本发明实施例提供了一种获取内容的方法， 所述方法包括：

接收内容请求， 所述内容请求至少包括所要请求内容的标识；

判断所述标识对应的内容是否能够从本地获取 ， 如果是， 则从本地获取所述标识对应 的内容； 否则，

根据所述标识查找名字解析系统得到存放所述 标识对应的内容的目标节点， 从所述目 标节点中获取所述标识对应的内容；

其中， 所述名字解析系统包括多级分布式哈希表 DHT和全局内容解析结构， 所述全局 内容解析结构支持名字聚合和最长匹配查找。

另一方面， 本发明实施例提供了一种获取内容的节点， 所述节点包括：

内容代理模块， 用于接收内容请求， 所述内容请求至少包括所要请求内容的标识； 判 断所述标识对应的内容是否能够从本地获取， 如果是， 则从本地获取所述标识对应的内容; 否则， 向内容获取模块转发所述内容请求；

内容获取模块， 用于接收所述内容代理模块发送的所述内容请 求， 根据所述标识查找 名字解析系统得到存放所述标识对应的内容的 目标节点， 从所述目标节点中获取所述标识 对应的内容， 其中， 所述名字解析系统包括多级分布式哈希表 DHT和全局内容解析结构， 所述全局内容解析结构支持名字聚合和最长匹 配查找。

另一方面， 本发明实施例还提供了一种内容网络， 所述网络包括获取内容的节点和传 输网络：

所述获取内容的节点， 用于接收内容请求， 所述内容请求至少包括所要请求内容的标 识； 判断所述标识对应的内容是否能够从本地获取 ， 如果是， 则从本地获取所述标识对应 的内容； 否则， 根据所述标识查找名字解析系统得到存放所述 标识对应的内容的目标节点， 从所述目标节点中获取所述标识对应的内容； 并通过所述传输网络将所述标识对应的内容 发送给客户端；

其中， 所述名字解析系统包括多级分布式哈希表 DHT和全局内容解析结构， 所述全局 内容解析结构支持名字聚合和最长匹配查找。

在本发明实施例的网络架构下， 内容并不是存储在某一个特定节点， 当客户端获取某 一内容时， 不会向某一个特定节点获取， 而是就近在本地查找该内容； 如果本地没有该内 容， 则在 DHT 中查找到内容标识对应的内容存放位置列表， 并在内容存放位置列表中获取 相应的目标节点以得到该内容。 采用本发明实施例所述的方法， 避免了当很多客户端同时 获取某一内容时所造成的网络拥堵； 同时还提高了内容分发效率； 从而减少了对网络设备 进行升级时造成的投资成本的浪费； 避免了黑客向同一节点发出大量内容请求而造 成的网 络瘫痪， 提高了网络的安全性。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 ， 下面将对实施例描述中所需要使用的 附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例 ， 对于本 领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的 附图。

图 1是本发明实施例提供的内容网络中节点分布� �构示意图；

图 2是本发明实施例一提供的获取内容的方法流� �图；

图 3是本发明实施例二提供的获取内容的方法流� �图；

图 4是本发明实施例二提供的名称注册方法流程� �；

图 5是本发明实施例二提供的策略获取方法流程� �；

图 6是为本发明实施例三、 四、 五提供的具有全部功能的内容网络结构示意图 ； 图 7是本发明实施例三提供的内容代理模块结构� �意图；

图 8是本发明实施例三提供的内容获取模块结构� �意图；

图 9是本发明实施例三提供的第一种名字解析单� �结构示意图；

图 10是本发明实施例三提供的第二种名字解析单� ��结构示意图；

图 11是本发明实施例三提供的内容路由单元结构� ��意图。 具体实施方式

为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明实施方式作 进一步地详细描述。

本发明实施例构建了一个对内容感知、 存储、 路由、 分发服务的网络架构， 称为 C0NA ( Content-Oriented Network Architecture , 面向内容的网络架构）， 该网络架构上的节 点称为 C0NA节点。

参见图 1, 为内容网络中节点的分布结构； 其中， 多个节点构成一个 AS (Autonomous System, 自治域）； 每个 AS内具有多级 DHT (Distributed Hash Table, 分布式哈希表）， 每 级 DHT分别对应不同层次的基础网络设施， 例如 DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer,数字用户线路接入复用器）设备层， 以太网交换机层和边缘路由层。每级 DHT 所对应的节点构成至少一个协作区域； 一个协作区域是指一个区域内的存储资源能够 协同 工作， 形成一个更大的逻辑的存储资源； 每个协作区域包含若干个节点， 其中具有 DHT 索 引存储功能的节点为索引节点， 每个协作区域中具有至少一个索引节点， 在索引节点上分 布存储所述协作区域的 DHT， 形成一张完整的 DHT， 该协作区域的 DHT包括本协作区域及下 一级 DHT对应协作区域内所有节点存储内容对应的解 析记录， 包括内容名称及对应的内容 所在的节点的位置列表、 元数据、 签名和 TTL (Time To Live, 生存时间）； 跨 AS则采用全 局内容解析结构， 该全局内容解析结构可以为 CREX (Content Resolution Exchange Point , 内容解析交换点） 树或全局 DHT中的一种， CREX树或全局 DHT中的解析记录对归属同 的内容进行了汇聚， 且该 CREX树或全局 DHT存储在全局名字解析节点中。 实施例一

本发明实施例提供了一种获取内容的方法， 参见图 2， 该方法包括：

201： 接收内容请求， 该内容请求至少包括所要请求内容的标识；

202： 判断该标识对应的内容是否能够从本地获取， 如果是， 则执行步骤 203， 否则， 执行步骤 204;

203： 从本地获取该标识对应的内容， 流程结束；

204： 根据该标识查找名字解析系统得到存放该标识 对应的内容的目标节点， 从目标节 点中获取该标识对应的内容， 流程结束。

其中， 名字解析系统包括多级 DHT和全局内容解析结构， 该全局内容解析结构支持名 字聚合和最长匹配查找。

本发明实施例提供的技术方案， 内容并不是存储在某一个特定节点， 当客户端获取某 一内容时， 不会向某一个特定节点获取， 而是就近在本地缓存中查找该内容； 如果本地缓 存中没有该内容， 则在 DHT 中查找到内容标识对应的内容存放位置列表， 并在内容存放位 置列表中获取相应的目标节点以得到该内容。 采用本发明实施例所述的方法， 避免了当很 多客户端同时获取某一内容时所造成的网络拥 堵； 同时还提高了内容分发效率； 从而减少 了对网络设备进行升级时造成的投资成本的浪 费； 避免了黑客向同一节点发出大量内容请 求而造成的网络瘫痪， 提高了网络的安全性。 实施例二

本发明实施例提供了一种获取内容的方法， 参见图 3， 该方法流程具体如下：

301： 接收内容请求， 该内容请求至少包括所要请求内容的名称；

具体地， 节点接收来自用户客户端或其它节点的内容请 求， 内容请求中至少包括需要 获取的内容的标识， 该标识可以是内容的名称、 标志、 代号等。

本发明实施例中， 节点为 C0NA中的节点， 即 C0NA节点， 请求内容中的标识以内容的 名称为例进行说明， 但并不限定于此。

302： 判断该名称对应的内容是否能够从本地获取， 如果是， 则执行步骤 303， 否则， 执行步骤 304;

303： 从本地获取该名称对应的内容， 并执行步骤 307 ; 节点接收到内容请求后， 从内容请求中获取内容的名称， 并判断该名称对应的内容是 否存储在本地的缓存中， 即根据该名称查找本节点的缓存中是否存在该 名称对应的内容； 如果存在， 则从本节点的缓存中获取该名称对应的内容；

如果不存在， 则判断本地是否正在获取该名称对应的内容， 即查询本节点的正在获取 内容信息表中是否存在该名称， 如果存在， 则等待本节点获取该内容； 如果不存在， 则执 行步骤 304。

其中， 正在获取内容信息表包含本节点正在获取内容 的名称， 如果后续接收到的内容 请求是对同一内容的重复请求， 则能在该正在获取内容信息表中找到该内容的 名称， 那么 只需等待前面的请求返回内容后一并响应， 而无需重复获取该内容。 通过对内容请求的汇 聚， 当很多客户端同时向某一节点发送同一内容请 求时， 后续的请求不会被重复执行， 可 以有效抵御 DDoS ( Di stributed Denial of Service ， 分布式拒绝服务攻击） 和瞬间拥挤 ( Flash Crowd)。

本节点对内容的存储分为永久存储和缓存。 本节点的缓存又可以分为本地缓存和协作 缓存。 本地缓存和协作缓存由协作缓存全局策略结合 本地信息得到的本地缓存策略来调度。 其中， 协作缓存是将协作区域内各节点的存储能力组 织起来构建一个互助的分布式缓存系 统， 以提高本协作区域整体的缓存命中率和内容分 发效率。

304： 根据名字解析系统查找该名称对应的内容存放 位置；

其中， 名字解析系统包括多级 DHT和全局内容解析结构， 该全局内容解析结构支持名 字聚合和最长匹配查找。

具体地， 根据该名称在多级 DHT中查找该名称对应的内容存放位置列表；

首先在当前 DHT中查找是否存在该名称对应的解析记录， 其中， 当前 DHT的初始状态 为本节点所在的本地 DHT, 后续状态为当前正在查找的 DHT。 如果当前 DHT中存在该名称对 应的解析记录， 则获取该名称对应的解析记录中的内容存放位 置列表， 返回名称查询的结 果， 该结果包括该名称对应的内容存放位置列表， 还可以包括数据的签名等信息。 其中， 内容存放位置列表中可能包含一个或多个该名 称对应的内容所在的位置信息；

如果当前 DHT中不存在该名称对应的解析记录，且当前 DHT不是本 AS内的最高级 DHT, 则向本 AS内的上一级 DHT中查找该名称， 如果在上一级 DHT中存在该名称， 则返回名称查 询的结果， 如果不存在， 则继续向上一级 DHT 查找， 直至获取该名称对应的解析记录中的 内容存放位置列表； 此时， 查找到的内容存放位置为内容存放位置列表， 该内容在本 AS内， 执行步骤 305 ;

如果当前 DHT中不存在该名称对应的解析记录， 且当前 DHT是本 AS内的最高级 DHT, 则从全局内容解析结构中查找所述标识对应的 内容归属的 AS, 即查找全局内容解析结构中 是否存在该名称对应的内容归属的 AS， 若不存在， 则返回查找失败； 若存在， 则获取该名 称对应的内容归属的 AS， 包括 AS ID ( Identity, 身份标识号码）， 还可以同时获取内容归 属的 AS的网关节点 ID; 此时， 查找到的内容存放位置为内容归属的 AS, 该内容不在本 AS 内， 执行步骤 306。

305： 对于该内容在本 AS的情况， 即在本 AS内查找到该名称对应的解析记录中的内容 存放位置列表， 则获取当前的 TE-SS ( Traffic Engineering-Server Select , 流量工程- 服务器选择） 策略， 根据当前的 TE-SS 策略从内容存放位置列表中选择目标节点， 并根据 当前 TE-SS策略从目标节点中获取该名称对应的内容� �� 并执行步骤 307;

具体地， 根据当前的 TE-SS策略中的 SS策略在内容存放位置列表中选择目标节点及� �� 个目标节点的传输需求比例， 再根据当前的 TE-SS策略中的 TE策略动态选择从每个目标节 点获取内容的传输路径。

需要说明的是， 该当前 TE-SS策略预先根据用户行为信息和网络流量的� ��态变化得到。 在图 5中的步骤 501-505中有具体阐述。

306： 对于该内容不在本 AS的情况， 从该名称对应的内容归属的 AS中的目标节点获取 该名称对应的内容， 并执行步骤 307;

具体地， 根据该名称对应的内容归属的 AS ID向该 AS转发内容请求， 也可以根据该 AS 的网关节点 ID向该 AS的网关节点转发内容请求； 然后由网关节点从当前 AS中的目标节点 获取该名称对应的内容后， 直接从网关节点获取该名称对应的内容。 如果网关节点没有获 取到该内容， 则返回查找失败。 如果该名称对应的内容归属的 AS中的网关节点有多个， 可 以根据路由策略选择多个网关节点向它们并发 转发内容请求。

上述查询过程中， 跨级的名字查询， 可以由当前处理请求的节点直接发起查找， 也可 以通过网关节点发起查找。

步骤 304至步骤 306中， 分别描述了两种根据名称在名字解析系统中查 找得到存放该 名称对应的内容的目标节点， 并从该目标节点中获取该名称对应的内容的方 式。 其中一种 是所查找的内容在本 AS内的情况， 另一种是所查找的内容不在本 AS内， 需要在其他 AS域 中查找的情况。 其中， 最优选的方式是可以先根据标识在本 AS内查找， 如果查找不到， 则 在其他 AS中查找； 也可以直接分别在本 AS中查找或者直接通过名字解析系统在所有 AS中 查找。

307： 将获取到的内容发送给所有正在等待该内容的 用户客户端或其它节点； 其中，本节点在进行内容发送时，通过对传输 层不同承载技术如 IP、以太网（Ethernet )、 MPLS (Multi-Protocol Label Switching,多协议标签交换）、光纤（Fiber)或无� �（Wireless ) 的适配和优化， 隐藏各种传输技术的差异而为节点提供统一的 传输接口， 完成从内容到传 输层报文或帧之间的分片、 重组、 重定序等工作。 例如， 针对城域网， 可以使 C0NA直接利 用 Ethernet进行传输， 并针对 Ethernet的特点进行优化， 解决扩展性问题， 使 C0NA对网 络的使用效率最高。

进一步地， 当节点发送内容时， 还进行对承载网的拓扑感知和传输路径的控制 ， 如借 助 BGP ( Border Gateway Protocol , 边界网关协议）、 IS-IS ( Intermediate System to Intermediate System Routing Protocol , 中间系统到中间系统的路由选择协议） 等协议 的扩展完成对承载网拓扑及流量信息的动态检 测， 并根据 TE-SS 策略选定的路径对内容进 行传输控制。

308： 将内容发送给用户客户端或其它节点后， 根据当前的本地缓存策略， 对本地缓存 资源和协作缓存资源进行调度， 流程结束。

具体地， 对本地缓存资源和协作缓存资源进行调度， 包括分配本地缓存和协作缓存的 空间、 选择内容副本放置位置和副本的替换等。 其中内容副本是指在节点根据用户客户端 请求获取了所需要的内容后， 将该内容在缓存中存储的内容。

其中， 本地缓存策略的获取包括： 获取协作缓存全局策略和本地信息； 根据当前的协 作缓存全局策略结合本地信息生成本地缓存策 略。 当前协作缓存全局策略预先由 C0NA根据 用户行为信息和网络流量的动态变化中的至少 一项得到。 在图 5 中的步骤 501-503 和 506-507中有具体阐述。

当用户发布内容， 以及 C0NA节点缓存了内容时，都需要将内容注册到� �字解析系统中。 参见图 4， 注册的具体方法如下：

401： 接收注册请求， 该注册请求至少包括内容的标识及所述内容的 位置信息； 其中， 节点接收该注册请求， 该注册请求可以来自于用户客户端或节点： 当用户主动 上传某个内容时， 则用户的客户端会向某个节点发出注册请求； 当用户通过某个节点获取 到了某个内容时， 则该节点会发出注册请求。

具体地， 注册请求中的标识可以是内容的名称、 标志、 代号等。 本发明实施例中， 内 容的标识以内容的名称为例进行说明， 但并不限定于此。 注册请求中还可以包括数据签名 等信息。 其中， 向本节点所在协作区域的 DHT注册时， 内容的位置信息可以为本节点的位 置信息， 如节点 ID; 向上一级 DHT注册时， 内容的位置信息可以为该内容归属的协作区域 的位置信息， 如协作区域 ID; 向全局内容解析结构注册时， 内容的位置信息可以为获取该 内容时需要经过的网关 ID或该内容归属的 AS ID。 402： 根据注册请求向当前 DHT注册；

其中， 当前 DHT的初始状态为本节点所在的本地 DHT, 即节点所在协作区域的 DHT, 后 续状态为当前正在注册的 DHT。

具体地， 在本地所在协作区域的 DHT中查找是否存在内容的名称对应的解析记录 ； 如果在节点所在协作区域的 DHT 中存在该名称对应的解析记录， 则更新该解析记录中 的内容存放位置列表， 即将本节点的位置信息更新到该解析记录中的 内容存放位置列表中， 注册完成；

否则增加该内容名称对应的解析记录，即将内 容的名称及本节点的位置信息添加到 DHT 中， 并执行 403。

其中， 解析记录中包括该名称及其对应的内容存放位 置列表， 还可以包括数据签名等 信息。

403： 判断当前 DHT是否为本 AS内的最高级 DHT， 如果不是， 则执行步骤 404; 否则执 行步骤 405 ;

404： 根据该注册请求向本 AS内的上一级 DHT注册， 并返回步骤 403 ;

如果在该级 DHT 中已经有该内容的解析记录， 则更新该解析记录中的内容存放位置列 表， 即将发送注册请求的节点所在的协作区域的位 置信息更新到该解析记录中的内容存放 位置列表中， 注册完成；

否则增加该内容的解析记录， 即将名称及发送注册请求的节点所在的协作区 域的位置 信息添加到该上一级 DHT中， 重复执行 403 ;

其中， 本步骤中发送注册请求的节点为 402中所述的节点。

405： 根据该注册请求向全局内容解析结构注册， 流程结束。

如果在全局内容解析结构中已经有该内容的解 析记录， 则更新该解析记录中的内容存 放位置列表， 即将发送注册请求的节点所在的 AS的位置信息或获取该内容时需要经过的网 关 ID更新到该解析记录中的内容存放位置列表中� �� 注册完成；

否则增加该内容的解析记录， 即将名称及发送注册请求的节点所在的 AS的位置信息或 获取该内容时需要经过的网关 ID添加到该全局内容解析结构中。

其中， 全局内容解析结构中采用结构化的名字空间， 具有聚合特性。 当一批内容的名 字具有相同的前缀且发布在同一区域（如相同 的 AS ) , 只需要用该名字前缀在全局内容解析 结构中发布——条记录艮卩可。 例如， 内容 " www. huawei. com/pic/pl. jpg，，、 、 "www. huawei. com/pic/pn. jpg "具有相同的前缀 "www. huawei. com/pic/ ", 且存方夂在同一 个 AS 下， 则在全局内容解析结构中可以聚合成一个名字 为 "ww. huawei. com/pic/ " 的解 析记录。 聚合特性使得全局内容解析结构的扩展性大大 提高。 同时全局内容解析结构还支 持最长匹配查找。 如在全局内容解析结构中有来自不同 AS 的两条解析记录， 分别为 "www. huawei. com/"禾口 "www. huawei. com/pic/", 则内容 "www. huawei. com/pic/pl. jpg" 在角军析时会找至 ¹ J "www. huawei. com/pic/，，。

其中， 本发明实施例不对内容存放位置列表中存放的 位置信息进行具体限定， 可以根 据部署方案的不同有多种形式。 例如， 在多级 DHT 中， 该位置信息既可以是存放该内容的 节点 ID， 也可以是该内容归属的协作区域 ID， 还可以是获取该内容时需要经过的网关 ID; 而在全局内容解析结构中， 该位置信息既可以是存放该内容的节点 ID, 也可以是获取该内 容时需要经过的网关 ID，还可以是该内容归属的 AS ID。

另外， 在 C0NA网络中的全局导航设备可以根据用户行为� �息和网络流量的动态变化得 出每个域的 TE-SS 策略和协作缓存全局策略， 并将策略推送到域内各个节点， 应用到各节 点的内容选路和副本替换中， 从而实现网络流量的最优和内容的高效分发的 目标。 该全局 导航设备可以位于某一节点， 也可以是单独的设备。 参见图 5， 得到 TE-SS策略和协作缓存 全局策略的具体步骤如下：

501： 获取网络流量的动态变化；

全局导航设备定期搜集协作区域内的承载网动 态拓扑， 该承载网动态拓扑包括网络流 量的动态变化；

具体地， 搜集该协作区域内的承载网动态拓扑时， 可以通过路由协议如 0SPF (0pen Shortest Path First , 开放式最短路径优先）或 IS-IS 来搜集， 也可以通过分布在该协作 区域内的各节点搜集该承载网动态拓扑。

502： 获取用户请求摘要；

具体地， 协作区域内的各节点接收用户客户端发送的内 容请求， 根据该内容请求得到 协作区域内各个节点的用户请求摘要， 并向全局导航设备发送该用户请求摘要。

其中， 用户客户端发送的内容请求包括： 需要获取的内容的名称。 节点对该内容请求 进行汇总， 例如， 对不同用户客户端发送的内容请求进行分类， 对不同内容请求进行访问 量的统计等， 得到用户请求摘要， 该用户请求摘要包括但不限于内容的名称、 该协作区域 的信息和访问量等。

503：根据协作区域内各个节点的用户请求摘要 进行用户行为分析，得到用户行为信息， 当用于得到 TE-SS策略时， 执行步骤 504， 当用于得到协作缓存全局策略时， 执行步骤 506; 具体地， 全局导航设备根据协作区域内各个节点的用户 请求摘要进行用户行为分析， 得到用户行为信息。 用户行为分析 （User Profile Analysis ) 是指对用户的历史访问行为进行分析， 并基 于分析结果得到的用户行为信息预测用户对特 定内容的访问偏好， 并根据对特定内容的访 问偏好得到用户的个人偏好。 例如， 经过对某一用户 A 的历史访问数据进行分析， 发现客 户 A偏好访问的内容为高尔夫、 篮球及体育新闻， 则用户 A的个人偏好为体育。

常用的预测方法有： 基于记忆的协同过滤 （Memory Based Collaborative Filtering) 和基于模型的协同过滤 （Model Based Collaborative Filtering)。 其中基于记忆的协同 过滤通过计算用户间的相似度以及其他用户对 该内容的评价来预测用户对特定内容的访问 偏好。 基于模型的协同过滤首先对用户建立一个概率 模型， 并基于用户的历史访问数据， 应用统计推断和贝叶斯学习的方法获得该用户 的概率模型所对应的参数， 然后该用户模型 根据该参数对特定内容进行预测， 得到用户对特定内容的访问偏好。

本发明实施例不对用户行为分析的方法进行具 体限定， 可以是基于记忆的协同过滤或 基于模型的协同过滤， 也并不排除采用其它的方法。

504： 根据用户行为信息和网络流量的动态变化得到 TE-SS策略；

具体地， 将用户行为信息和网络流量的动态变化作为输 入， 利用 TE-SS 联合优化方法 定期计算 TE-SS策略 （例如更改 IP路由）。

其中， TE-SS联合优化是一种利益合作博弈理论对 TE和 SS两个最优化问题实现合作博 弈， 既解决了网络流量的最优路由问题， 同时也解决了内容的高效分发问题， 从而获得了 系统性能的全局最优。 一种典型的 TE-SS 联合优化方法就是利用 NBS ( Nash Bargaining Solution,纳什议价解）来建立 TE-SS的 COST (Cooperative Server selection and Traffic engineering,联合优化数学模型）。 COST利用对偶分解理论将初始的联合优化问题� �解为两 个类似于 TE和 SS的子优化问题和一个主优化问题。 两个子问题之间通过共同的对偶变量 相互关联， 而主问题则负责不断更新关联的对偶变量， 最终使系统逼近最优解。 本发明实 施例中， 联合优化可以采用 COST方法， 也并不排除采用其它的方法， 本发明实施例对此不 作具体限定。

505 : 将 TE-SS策略推送到域内各节点， 流程结束；

各节点将 TE-SS策略存储在 TE-SS策略库中， 在后续的业务流程中应用该 TE-SS策略， 为业务请求进行动态优化选路， 对请求中的目标节点进行选择， 当选择的目标节点为多 个时， 确定每个目标节点的传输需求比例。

506： 根据用户行为信息和网络流量的动态变化中的 至少一项得到协作缓存全局策略； 具体地， 将用户行为信息或网络流量的动态变化作为输 入， 或将二者同时作为输入， 利用协作缓存的方法计算每个域的协作缓存全 局策略。 其中， 常用的协作缓存的方法是基 于对内容流行度的统计预测建立起最小化网络 传输代价的优化问题模型， 通过启发式算法 求解这一优化问题， 得到接近最优的副本放置、 替换策略。 本发明实施例中， 协作缓存的 副本放置及替换策略可以采用该方法， 也并不排除采用其它的方法。

507： 将该协作缓存全局策略推送到域内各节点， 流程结束；

各节点根据协作缓存全局策略结合本地信息生 成本地信息生成本地缓存策略， 并在后 续的业务流程中应用该缓存策略， 使域内每个节点贡献出来的一部分缓存资源相 互协作形 成一个共享的虚拟缓存池。

上述步骤可分为四组： 步骤 501为第一组， 负责收集拓扑。 步骤 502、 503为第二组， 负责用户行为分析。 步骤 504、 505为第三组， 负责 TE-SS策略的计算、 推送和应用。 步骤 506、 507为第四组， 负责协作缓存全局策略的计算、 推送和应用。 每组步骤可以定期进行， 如定期搜集拓扑， 也可以有事件触发。 每组步骤可以根据部署需要进行裁减， 如可以单独 裁减掉第四组或第三组。 第一组与第二组之间， 以及第三组和第四组之间并无先后顺序， 本实施例中以先执行步骤 501为例。

本发明实施例提供的技术方案充分利用了先进 的分布式计算、 优化分解理论； 通过构 建对内容感知、 存储、 路由、 分发的网络架构， 利用跨层的联合优化等技术， 解决了现有 基于主机模式的 Internet所面临的问题， 提供了一个基于分布式的， 可扩展性强， 高效率 的以内容存储 /分发为中心的新一代网络。

在本发明实施例的网络架构下， 内容并不是存储在某一个特定节点， 当客户端获取某 一内容时， 不会向某一个特定节点获取， 而是就近在本地缓存中查找该内容； 如果本地缓 存中没有该内容， 则在 DHT 中查找到内容标识对应的内容存放位置列表， 并在内容存放位 置列表中获取相应的目标节点以得到该内容。 采用本发明实施例所述的方法， 避免了当很 多客户端同时获取某一内容时所造成的网络拥 堵； 同时还提高了内容分发效率； 从而减少 了对网络设备进行升级时造成的投资成本的浪 费； 避免了黑客向同一节点发出大量内容请 求而造成的网络瘫痪， 提高了网络的安全性。

由于一个协作区域内的多个节点分布存储该协 作区域的 DHT，而不是每个节点存储所有 的 DHT， 当内容爆炸式增长时， 缓解了每个节点的存储压力， 增加了节点的处理能力， 具有 分布式和可扩展性的特点。

由于将协作区域内各节点的存储能力组织起来 构建一个互助的分布式缓存系统， 使获 取内容时不受限于单个节点的缓存， 提高了存储的扩展性； 通过应用当前的协作缓存全局 策略结合本地信息生成的本地缓存策略， 对本地缓存资源和协作缓存资源进行调度， 提高 了本协作区域整体的缓存命中率和内容分发效 率。 通过根据当前的 TE-SS策略中的 SS策略在内容存放位置列表中选择目标节点， 再根据 当前的 TE-SS策略中的 TE策略进行动态优化选路， 能够保证用户客户端能够通过最优路径 从最优节点中获取内容。

由于采用具有聚合特性的结构化的名字空间， 使系统的扩展性大大提高。 实施例三

参见图 6， 本发明实施例提供了一种获取内容的节点 600， 该节点包括：

内容代理模块 601， 用于接收内容请求， 该内容请求至少包括所要请求内容的标识； 判 断该标识对应的内容是否能够从本地获取， 如果是， 则从本地获取该标识对应的内容； 否 则， 向内容获取模块 602转发该内容请求；

内容获取模块 602， 用于接收内容代理模块 601发送的内容请求， 根据所述标识查找名 字解析系统得到存放所述标识对应的内容的目 标节点， 从目标节点中获取该标识对应的内 容。 名字解析系统包括多级 DHT和全局内容解析结构， 该全局内容解析结构支持名字聚合 和最长匹配查找。

其中， 参见图 7， 内容代理模块 601具体包括请求接收单元 601a， 还包括本地缓存查 找单元 601b和汇聚内容查找单元 601c中的至少一项， 其中：

请求接收单元 601a， 用于接收内容请求， 该内容请求至少包括所要请求内容的标识， 并向本地缓存查找单元 601b和汇聚内容查找单元 601c中的至少一项发送该内容请求； 本地缓存查找单元 601b， 用于接收请求接收单元 601a发送的内容请求， 判断标识对应 的内容是否存储在本地缓存中， 如果是， 从本地缓存中获取该内容； 否则向内容获取模块 602转发所述内容请求；

汇聚内容查找单元 601c， 用于接收请求接收单元 601a发送的所述内容请求， 判断本地 是否正在获取该标识对应的内容， 如果是， 则等待本地获取该内容后获取该标识对应的内 容； 否则向内容获取模块 602转发所述内容请求。

具体地， 参见图 8， 内容获取模块 602具体包括：

名字解析单元 602a， 用于接收内容代理模块 601发送的内容请求， 根据 DHT查找该标 识对应的内容存放位置列表， 并向内容路由单元 602b发送该内容存放位置列表；

内容路由单元 602b， 用于接收名字解析单元 602a发送的内容存放位置列表， 根据当前 流量工程 -服务器选择 TE-SS策略在该内容存放位置列表中选择目标节� ��， 从目标节点中获 取该标识对应的内容。

其中， 参见图 9， 名字解析单元 602a具体包括： 请求接收子单元 602al， 用于接收内容代理模块 601发送的内容请求；

查找子单元 602a2，用于在当前 DHT中查找是否存在该标识对应的解析记录，如 果存在， 则获取该标识对应的解析记录中的内容存放位 置列表； 如果不存在， 且当前 DHT不是本 AS 内的最高级 DHT， 则向本 AS内的上一级 DHT中查找， 直至获取该标识对应的解析记录中的 内容存放位置列表；

发送子单元 602a3， 用于向内容路由单元 602b发送所述内容存放位置列表。

进一步地， 参见图 10， 名字解析单元 602a还包括：

注册子单元 602a4， 用于接收注册请求， 该注册请求至少包括内容的标识及该内容的位 置信息； 在当前 DHT 中查找是否存在该标识对应的解析记录， 如果存在， 则更新该标识对 应的解析记录中的内容存放位置列表； 否则在当前 DHT 中增加包含该标识及内容的位置信 息的解析记录， 并判断当前 DHT是否为本 AS内的最高级 DHT, 如果不是， 则向本 AS内的上 一级 DHT注册； 如果是， 则向全局内容解析结构注册。

参见图 11， 本发明实施例提供的内容路由单元 602b具体包括：

接收子单元 602b l， 用于接收名字解析单元 602a发送的内容存放位置列表， 向选择子 单元 602b3发送该内容存放位置列表；

流量工程 -服务器选择 TE-SS策略获取子单元 602b2， 用于获取当前 TE-SS策略， 并向 选择子单元 602b3发送该当前 TE-SS策略；

选择子单元 602b3， 用于接收由接收子单元 602b 1 发送的内容存放位置列表和 TE-SS 策略获取子单元 602b2发送的当前 TE-SS策略， 根据当前 TE-SS策略从内容存放位置列表 中选择目标节点， 并向内容获取子单元 602b4发送目标节点的信息；

内容获取子单元 602b4， 用于接收选择子单元 602b3发送的目标节点的信息， 根据当前 TE-SS策略从目标节点中获取标识对应的内容。

同时， 内容获取模块 602具体用于：

如果当前 DHT中不存在标识对应的解析记录， 且当前 DHT是本 AS内的最高级 DHT, 则 从全局内容解析结构中查找该标识对应的内容 归属的 AS ,从该 AS中的目标节点获取该标识 对应的内容。

进一步地， 本发明实施例提供的节点还包括存储业务模块 603， 用于获取协作缓存全局 策略和本地信息； 根据该协作缓存全局策略和本地信息得到本地 缓存策略； 根据该本地缓 存策略对获取到的内容进行缓存。

更进一步地， 本发明实施例提供的节点还包括应用业务模块 604， 用于获取用户的内容 请求， 根据该内容请求得到用户请求摘要， 向全局导航设备 605发送该用户请求摘要。 除了以上模块， 本发明实施例提供的节点还包括全局导航设备 605， 该全局导航设备 605包括协作缓存控制器 605a和联合优化控制器 605b中的至少一项， 其中：

协作缓存控制器 605a， 用于获取应用业务模块 604发送的用户请求摘要； 根据该用户 请求摘要得到用户行为信息； 根据该用户行为信息得到协作缓存全局策略。 或者用于获取 网络流量的动态变化； 根据该网络流量的动态变化得到协作缓存全局 策略。 或者用于获取 应用业务模块 604发送的用户请求摘要和网络流量的动态变化 ； 根据用户请求摘要得到用 户行为信息； 根据该用户行为信息和网络流量的动态变化得 到协作缓存全局策略。

联合优化控制器 605b， 用于获取网络流量的动态变化和应用业务模块 604发送的用户 请求摘要； 根据该用户请求摘要得到用户行为信息； 根据该用户行为信息和网络流量的动 态变化得到 TE-SS策略。

本发明实施例提供的技术方案充分利用了先进 的分布式计算、 优化分解理论； 通过构 建对内容感知、 存储、 路由、 分发的网络架构， 利用跨层的联合优化等技术， 解决了现有 基于主机模式的 Internet所面临的问题， 提供了一个基于分布式的， 可扩展性强， 高效率 的以内容存储 /分发为中心的新一代网络。

在本发明实施例的网络架构下， 内容并不是存储在某一个特定节点， 当客户端获取某 一内容时， 不会向某一个特定节点获取， 而是就近在本地缓存中查找该内容； 如果本地缓 存中没有该内容， 则在 DHT 中查找到内容标识对应的内容存放位置列表， 并在内容存放位 置列表中获取相应的目标节点以得到该内容。 采用本发明实施例所述的方法， 避免了当很 多客户端同时获取某一内容时所造成的网络拥 堵； 同时还提高了内容分发效率； 从而减少 了对网络设备进行升级时造成的投资成本的浪 费； 避免了黑客向同一节点发出大量内容请 求而造成的网络瘫痪， 提高了网络的安全性。

由于一个协作区域内的多个节点分布存储该协 作区域的 DHT，而不是每个节点存储所有 的 DHT，当内容爆炸式增长时，缓解了每个节点的 存储压力，具有分布式和可扩展性的特点。

由于将协作区域内各节点的存储能力组织起来 构建一个互助的分布式缓存系统， 使获 取内容时不受限于单个节点的缓存， 提高了存储的扩展性； 通过应用当前的协作缓存全局 策略结合本地信息生成的本地缓存策略， 对本地缓存资源和协作缓存资源进行调度， 提高 了本协作区域整体的缓存命中率和内容分发效 率。

通过根据当前的 TE-SS策略中的 SS策略在内容存放位置列表中选择目标节点， 再根据 当前的 TE-SS策略中的 TE策略进行动态优化选路， 能够保证用户客户端能够通过最优路径 从最优节点中获取内容。

由于采用具有聚合特性的结构化的名字空间， 使系统的扩展性大大提高。 实施例四

本发明实施例提供了一种内容网络， 参见图 6， 该网络包括获取内容的节点 600和传输 网络 607 :

获取内容的节点 600， 用于接收内容请求， 该内容请求至少包括所要请求内容的标识； 判断该标识对应的内容是否能够从本地获取， 如果是， 则从本地获取该标识对应的内容； 否则， 根据该标识查找名字解析系统得到存放该标识 对应的内容的目标节点， 从目标节点 中获取该标识对应的内容； 并通过传输网络 607将该标识对应的内容发送给客户端；

其中， 名字解析系统包括多级 DHT和全局内容解析结构， 该全局内容解析结构支持名 字聚合和最长匹配查找。

具体地， 获取内容的节点 600用于判断该标识对应的内容是否能够从本地 获取， 如果 是， 则从本地获取该标识对应的内容时， 具体用于判断该标识对应的内容是否存储在本 地 的缓存中， 如果是， 从本地的缓存中获取该内容； 否则， 判断本地是否正在获取该标识对 应的内容， 如果是， 则等待本地获取该内容后获取该标识对应的内 容。

获取内容的节点 600用于根据该标识查找名字解析系统得到存放 该标识对应的内容的 目标节点时，具体用于根据多级 DHT查找该标识对应的内容存放位置列表，并根 据当前 TE-SS 策略在该内容存放位置列表中选择目标节点。

获取内容的节点 600用于根据多级 DHT查找该标识对应的内容存放位置列表时， 具体 用于在本地所在的 DHT 中查找是否存在该标识对应的解析记录， 如果存在， 则获取该标识 对应的解析记录中的内容存放位置列表； 如果当前 DHT 中不存在该标识对应的解析记录， 且当前 DHT不是本自治域 AS内的最高级 DHT, 则向本 AS内的上一级 DHT中查找， 直至获取 该标识对应的解析记录中的内容存放位置列表 。

获取内容的节点 600还用于接收注册请求， 该注册请求至少包括内容的标识及该内容 的位置信息； 在本地所在的 DHT 中查找是否存在该标识对应的解析记录， 如果存在， 则更 新该标识对应的解析记录中的内容存放位置列 表； 否则在该 DHT 中增加包含该标识及该内 容的位置信息的解析记录， 并判断当前 DHT是否为本自治域 AS内的最高级 DHT， 如果不是， 则向本 AS内的上一级 DHT注册； 如果是， 则向全局内容解析结构注册。

进一步地， 获取内容的节点 600用于根据当前 TE-SS策略在该内容存放位置列表中选 择目标节点时， 具体用于获取当前 TE-SS策略； 根据该当前 TE-SS策略从该内容存放位置 列表中选择目标节点；

获取内容的节点 600用于从目标节点中获取该标识对应的内容时 ， 具体用于根据该当 前 TE-SS策略从该目标节点中获取该标识对应的内� ��。

获取内容的节点 600用于根据该标识查找名字解析系统得到存放 该标识对应的内容的 目标节点， 从该目标节点中获取该标识对应的内容时， 具体用于从全局内容解析结构中查 找该标识对应的内容归属的自治域 AS， 从该 AS中的目标节点获取该标识对应的内容。

获取内容的节点 600用于从该目标节点中获取该标识对应的内容 之后， 还用于获取协 作缓存全局策略和本地信息； 根据该协作缓存全局策略和本地信息得到本地 缓存策略； 根 据该本地缓存策略对该内容进行缓存。

另外， 获取内容的节点 600还用于获取用户的内容请求， 根据该内容请求得到用户请 求摘要， 向全局导航设备 605发送该用户请求摘要。

本发明实施例提供的获取内容的节点 600还包括全局导航设备 605。

该全局导航设备 605用于获取用户请求摘要； 根据该用户请求摘要得到用户行为信息； 根据该用户行为信息得到协作缓存全局策略。

或者， 该全局导航设备 605 用于获取网络流量的动态变化； 根据该网络流量的动态变 化得到协作缓存全局策略。

或者该全局导航设备 605 用于获取用户请求摘要和网络流量的动态变化 ； 根据用户请 求摘要得到用户行为信息； 根据该用户行为信息和网络流量的动态变化得 到协作缓存全局 策略。

或者该全局导航设备 605 用于获取网络流量的动态变化和用户请求摘要 ； 根据该用户 请求摘要得到用户行为信息； 根据该用户行为信息和网络流量的动态变化得 到 TE-SS策略。

该全局导航设备 605可以设置于获取内容的节点 600中或为一个独立设备。

本发明实施例提供的技术方案充分利用了先进 的分布式计算、 优化分解理论； 通过构 建对内容感知、 存储、 路由、 分发的网络架构， 利用跨层的联合优化等技术， 解决了现有 基于主机模式的 Internet所面临的问题， 提供了一个基于分布式的， 可扩展性强， 高效率 的以内容存储 /分发为中心的新一代网络。

在本发明实施例的网络架构下， 内容并不是存储在某一个特定节点， 当客户端获取某 一内容时， 不会向某一个特定节点获取， 而是就近在本地缓存中查找该内容； 如果本地缓 存中没有该内容， 则在 DHT 中查找到内容标识对应的内容存放位置列表， 并在内容存放位 置列表中获取相应的目标节点以得到该内容。 采用本发明实施例所述的方法， 避免了当很 多客户端同时获取某一内容时所造成的网络拥 堵； 同时还提高了内容分发效率； 从而减少 了对网络设备进行升级时造成的投资成本的浪 费； 避免了黑客向同一节点发出大量内容请 求而造成的网络瘫痪， 提高了网络的安全性。 由于一个协作区域内的多个节点分布存储该协 作区域的 DHT，而不是每个节点存储所有 的 DHT，当内容爆炸式增长时，缓解了每个节点的 存储压力，具有分布式和可扩展性的特点。

由于将协作区域内各节点的存储能力组织起来 构建一个互助的分布式缓存系统， 使获 取内容时不受限于单个节点的缓存， 实施例五

为了使本发明的实施过程更加清楚， 本发明实施例提供了一个详细的内容网络。 参见 图 6， 该内容网络包括： 获取内容的节点 600和传输网络 607。 该取内容的节点 600通过所 述传输网络 607将获取的内容发送给客户端。

其中， 获取内容的节点 600包括以下模块和单元：

1、 内容代理模块 601， 具体包括以下功能：

用户的接入管理： 包括用户附着管理及移动性的管理， 完成用户的认证、 策略管理、 位置标签的分配等工作。 作为用户和 C0NA网络之间的桥梁， 通过和其它节点的交互为用户 发布 /获取内容。 内容代理模块 601往往部署在网络的边缘， 如 DSLAM设备。

流的管理： 衔接各个功能模块， 形成对一个内容请求的完整处理过程。 用于接收内容 请求， 该内容请求至少包括所要请求内容的标识； 判断该标识对应的内容是否能够从本地 获取， 如果是， 则从本地获取该标识对应的内容。 否则向名字解析单元 602a查询内容所在 位置。 如果内容在本 AS内的其它节点， 则通过存储业务模块 603获取该内容， 如果存放或 缓存该内容的其它域 （则借助名字解析单元 602a 的全局内容解析结构）， 则向这些域中的 边界节点发起内容请求； 获取内容后向所有内容请求者返回该内容。

其中，内容代理模块 601具体包括：本地缓存查找单元 601b和汇聚内容查找单元 601c。 其中，本地缓存查找单元 601b用于判断该标识对应的内容是否存储在本� �缓存中，如果是， 从本地缓存中获取该内容； 汇聚内容查找单元 601c用于判断本地是否正在获取该标识对应 的内容， 如果是， 则等待本地获取该内容后获取该标识对应的内 容。

汇聚内容请求： 通过设置正在获取内容信息表， 使得后续对同一内容的重复请求 （通 过内容名在该信息表中能够找到） 无需重复获取内容， 只需要等待前面的请求返回内容后 一并响应。 通过对内容请求的汇聚， 可以有效抵御 DDoS和 Flash Crowd的问题。

2、 名字解析单元 602a， 该单元是 C0NA中的核心单元， 用于根据 DHT查找标识对应的 内容存放位置列表。 具体包括以下功能：

支持多种工作模式： 在本协作区域或局域网内采用广播方式， 类似 ARP ( Address

Resolution Protocol , 地址解析协议） 协议； 在 AS或城域网内采用多级 DHT; 而跨 AS则 采用全局内容解析结构。

维护 DHT的基于关键字的路由表 （KBR， Key Based Routing): 主要包括对具有名字解 析功能的节点的发现和状态检测， 判断具有名字解析功能的节点是否添加到 DHT中， 对 KBR 的状态同步等功能。

构建多级 DHT: C0NA在每个 AS内或城域网内， 构建多级 DHT, 分别对应不同层次的基 础网络设施， 例如， DSLAM设备层， 以太网交换机层和边缘路由器层。

支持 DHT基本操作： 支持 DHT的写入、 查找等功能， 考虑到 DHT的对等体 （Peer) 是 由状态相对稳定的网络设备构成， 因此可以采用 1跳 （One-Hop) DHT查找。

其中， 名字解析单元 602a中支持 DHT写入的部分用于： 接收注册请求， 所述注册请求 至少包括注册内容的标识及注册内容的位置信 息； 在当前 DHT 中查找是否存在该标识， 如 果存在， 则更新该标识对应的内容存放位置列表， 注册完成； 否则增加该标识及所述内容 的位置信息， 并判断当前 DHT是否为本 AS内的最高级 DHT, 如果不是， 则向本 AS内的上一 级 DHT注册； 如果是， 则向全局内容解析结构注册。

名字解析单元 602a中支持 DHT查找的部分用于： 在当前 DHT中查找是否存在所要请求 内容的标识， 如果存在， 则获取该标识对应的内容存放位置列表； 如果不存在， 且当前 DHT 不是本 AS内的最高级 DHT, 则向本 AS内的上一级 DHT中查找， 直至获取该标识对应的内容 存放位置列表； 如果当前 DHT中不存在该标识， 且当前 DHT是本 AS内的最高级 DHT, 则从 全局内容解析结构中查找该标识对应的内容归 属的 AS,从该 AS中的目标节点获取该标识对 应的内容存放位置列表。

聚合特性和最长匹配查找： 全局内容解析结构中采用结构化的名字空间， 具有聚合特 性。 当一批内容的名字具有相同的前缀且发布在同 一区域（如相同的 AS), 只需要用该名字 前 缀 在 全 局 内 容 解 析 结 构 中 发 布 一 条 记 录 即 可 。 例 如 ， 内 容

"www. huawei. com/pic/pl. jpg，，、 、 "www. huawei. com/pic/pn. jpg"具有相同的前缀

"www. huawei. com/pic/"， 且存放在同一个 AS下， 则在全局内容解析结构中可以聚合成一 个名字为 "ww. huawei. com/pic/" 的解析记录。 聚合特性使得全局内容解析结构的扩展性 大大提高。 同时全局内容解析结构还支持最长匹配查找。 如在全局内容解析结构中有来自 不同 AS 的两条角军析记录， 分另 ¹ J为 "www. huawei. com/"禾口 "www. huawei. com/pic/"， 贝 lj内 容 "www. huawei. com/pic/pl. jpg"在角军析时会找至 lj "www. huawei. com/pic/，，。

3、 内容路由单元 602b， 具体包括以下功能：

节点的逻辑拓扑管理： 主要通过节点的自动发现， 节点故障检测等功能， 完成节点之 间的逻辑拓扑管理。 动态优化选路： 为来自上层存储业务模块 603 的内容层消息进行动态优化选路， 根据 全局导航设备 605 下发的优化策略， 对请求中的目标节点进行选择， 确定每个目标节点的 传输需求比例， 并进一步通过传输引擎模块 606将传输需求映射到底层的传输网络 607。具 体地， 内容路由单元 602b用于根据当前流量工程 -服务器选择 TE-SS策略在内容存放位置 列表中选择目标节点； 从目标节点中获取所述标识对应的内容。 其中， 内容路由单元 602b 具体包括： 接收子单元 602b l， 用于接收名字解析单元 602a发送的内容存放位置列表， 流 量工程 -服务器选择 TE-SS策略获取子单元 602b2， 用于获取当前 TE-SS策略； 选择子单元 602b3， 用于根据所述当前 TE-SS策略从内容存放位置列表中选择目标节点� �� 内容获取子单 元 602b4， 用于根据该当前 TE-SS策略从目标节点中获取对应的内容。

内容的传输与交付： 通过传输引擎模块 606提供的接口， 完成内容在节点之间的传输。

4、 存储业务模块 603， 具体包括以下功能：

DHT索引存储：用于存储内容的元数据，包括内 容存放位置列表，还可以包括数据签名， TTL等信息。

内容块存储： 用于内容块的永久存储和缓存。 其中缓存又可以分为两类： 本地缓存和 协作缓存。 本地缓存由本地的缓存替换算法来调度， 协作缓存是将协作区域内设备的存储 能力组织起来相互协作形成一个共享的虚拟缓 存池， 以提高本协作区域的整体的缓存命中 率和内容分发效率。 它由全局导航设备 605 中相对集中的协作缓存控制器下发的协作缓存 全局策略结合本地信息得到的本地缓存策略来 调度。 具体， 该存储业务模块用于获取协作 缓存全局策略； 根据该协作缓存全局策略和本地信息得到本地 缓存策略； 根据该本地缓存 策略对获取到的内容进行缓存。

统一的存储服务接口： 封装了用于内容存储的基本语义， 隐藏了存储架构的细节， 为 其它模块和装置提供统一的内容存储服务接口 。

5、 应用业务模块 604， 具体包括以下功能：

产生用户请求摘要： 协作区域内各节点的应用业务模块 604接收用户客户端发送的内 容请求， 根据该内容请求得到用户请求摘要， 其中， 用户客户端发送的内容请求包括： 需 要获取的内容的名称。 对该内容请求进行汇总， 例如， 对不同用户客户端发送的内容请求 进行分类， 对不同内容请求进行访问量的统计等， 得到用户请求摘要， 该用户请求摘要包 括但不限于内容的名称、 该协作区域的信息和访问量等， 并报告给全局导航设备 605。

6、 全局导航设备 605， 具体包括以下功能：

协作缓存控制器 605a: 用于获取用户行为信息和网络流量的动态变化 ； 根据所述用户 行为信息和网络流量的动态变化中的至少一项 得到协作缓存全局策略。 具体地， 它将域内 用户行为信息 （对内容的请求） 和网络流量的动态变化中的至少一项作为输入 ， 应用协作 缓存的方法得出每个域的协作缓存全局策略， 将该策略推送到域内节点， 应用到存储业务 模块 603， 将域内每个节点贡献出来的一部分缓存资源相 互协作形成一个共享的虚拟缓存 池。

其中， 常用的协作缓存的方法是基于对内容流行度的 统计预测建立起最小化网络传输 代价的优化问题模型， 通过启发式算法求解这一优化问题， 得到接近最优的副本放置、 替 换策略。 本发明实施例中， 协作缓存的副本放置及替换策略可以采用该方 法， 也并不排除 采用其它的方法。

联合优化控制器 605b: 用于获取用户行为信息和网络流量的动态变化 ； 根据所述用户 行为信息和网络流量的动态变化计算 TE-SS 策略。 具体地， 它将域内用户行为信息 （对内 容的请求） 和网络流量的动态变化作为输入， 利用优化分解理论， 定期计算 "TE-SS" 的策 略 （例如更改 IP路由）， 然后将策略推送给域内的节点；

其中， TE-SS联合优化是一种利益合作博弈理论对 TE和 SS两个最优化问题实现合作博 弈， 既解决了网络流量的最优路由问题， 同时也解决了内容的高效分发问题， 从而获得了 系统性能的全局最优。一种典型的 TE-SS联合优化方法就是利用 NBS来建立 TE-SS的 C0ST。

COST利用对偶分解理论将初始的联合优化问� �分解为两个类似于 TE和 SS的子优化问题和 一个主优化问题。 两个子问题之间通过共同的对偶变量相互关联 ， 而主问题则负责不断更 新关联的对偶变量， 最终使系统逼近最优解。 本发明实施例中， 联合优化可以采用 COST方 法， 也并不排除采用其它的方法， 本发明实施例对此不作具体限定。

具体地， 还包括用户行为分析： 对应用业务模块 604 上报的用户请求摘要进行分析， 输出的用户行为信息可反馈给联合优化控制器 和协作缓存控制器， 也可以被其他应用程序 使用， 例如： 推荐。 其中：

用户行为分析 （User Profile Analysis ) 是指对用户的历史访问行为进行分析， 并基 于分析结果得到的用户行为信息预测用户对特 定内容的访问偏好， 并根据对特定内容的访 问偏好得到用户的个人偏好。 例如， 经过对某一用户 A 的历史访问数据进行分析， 发现客 户 A偏好访问的内容为高尔夫、 篮球及体育新闻， 则用户 A的个人偏好为体育。

常用的预测方法有： 基于记忆的协同过滤 （Memory Based Collaborative Filtering) 和基于模型的协同过滤 （Model Based Collaborative Filtering)。 其中基于记忆的协同 过滤通过计算用户间的相似度以及其他用户对 该内容的评价来预测用户对特定内容的访问 偏好。 基于模型的协同过滤首先对用户建立一个概率 模型， 并基于用户的历史访问数据， 应用统计推断和贝叶斯学习的方法获得该用户 的概率模型所对应的参数， 然后该用户模型 根据该参数对特定内容进行预测， 得到用户对特定内容的访问偏好。

本发明实施例不对用户行为分析的方法进行具 体限定， 可以是基于记忆的协同过滤或 基于模型的协同过滤， 也并不排除采用其它的方法。

7、 传输引擎模块 606， 具体包括以下功能：

获取内容的节点 600与承载技术无关的传输控制工作： 如对获取内容的节点 600请求 消息的重传、 对获取内容的节点 600重复响应消息的丢弃、 对获取内容的节点 600接收到 的请求消息的流量控制等工作。

获取内容的节点 600到传输网络 607不同承载技术的适配：完成对不同承载技术 如 IP, Ethernets MPLS Fiber或 Wireless的适配。 隐藏各种传输技术的差异而为获取内容的节 点 600提供统一的传输接口， 完成从内容到传输层报文或帧之间的分片、 重组、 重定序等 工作。

针对特定承载技术的优化： 如在城域网， 可以使 C0NA直接利用 Ethernet进行传输， 并针对 Ethernet的特点进行优化， 解决扩展性问题， 使 C0NA对网络的使用效率最高。

承载网的拓扑感知和传输路径的控制： 借助 BGP， IS-IS等协议的扩展完成对承载网拓 扑及流量信息的动态检测。 并通过对目标节点发送内容的传输路径的控制 ， 协助完成 TE-SS 策略的联合优化目标。

进一步地， 本发明实施例提供的内容网络还包括传输网络 607， 用于向内容网络提供一 个可以传输内容的平台。 本发明实施例不对传输网络 607 的形式进行具体限定， 包括但不 限于 IP， Ethernets (G) MPLS、 Fiber和 Wireless等。

上述内容代理模块 601、 名字解析单元 602a、 内容路由单元 602b、 存储业务模块 603、 应用业务模块 604、 全局导航设备 605和传输引擎模块 606， 为各自独立的物理设备， 或者 由他们形成的任意组合位于同一物理设备， 或者分别是一台物理设备上的独立进程， 或者 一起做为一台物理设备上的一个进程。

其中， 全局导航设备 605可设置于获取内容的节点 600中或为一个独立设备单独设置。 其中， 在一台物理设备上可以集成存储业务模块 603， 负责内容块和 DHT索引中至少一 项的存储， 在 C0NA中构成一个纯存储设备。

在一台物理设备上可以集成名字解析单元 602£1和存储业务模块 603(仅需要存储索引）， 负责内容名字解析条目的存储和查询， 在 C0NA中构成一个纯名字解析设备。

上述模块和装置可以根据运营商的需要， 灵活组合， 构建不同的设备形态， 包括： 在实际部署中， 允许上述各种形态的模块或设备混合组网。 这使得组网更加灵活， 扩 展性更好。 如当业务处理能力不足时只需要增加一体化的 业务交换设备的数量。 如只需要 扩展内容存储容量， 可以直接增加纯存储设备。 当需要提高名字解析系统的处理能力时， 可以直接增加纯名字解析设备。

本发明实施例提供的技术方案充分利用了先进 的分布式计算、 优化分解理论； 通过构 建对内容感知、 存储、 路由、 分发的网络架构， 利用跨层的联合优化等技术， 解决了现有 基于主机模式的 Internet所面临的问题， 提供了一个基于分布式的， 可扩展性强， 高效率 的以内容存储 /分发为中心的新一代网络。

在本发明实施例的网络架构下， 内容并不是存储在某一个特定节点， 当客户端获取某 一内容时， 不会向某一个特定节点获取， 而是就近在本地缓存中查找该内容； 如果本地缓 存中没有该内容， 则在 DHT 中查找到内容标识对应的内容存放位置列表， 并在内容存放位 置列表中获取相应的目标节点以得到该内容。 采用本发明实施例所述的方法， 避免了当很 多客户端同时获取某一内容时所造成的网络拥 堵； 同时还提高了内容分发效率； 从而减少 了对网络设备进行升级时造成的投资成本的浪 费； 避免了黑客向同一节点发出大量内容请 求而造成的网络瘫痪， 提高了网络的安全性。

由于一个协作区域内的多个节点分布存储该协 作区域的 DHT，而不是每个节点存储所有 的 DHT，当内容爆炸式增长时，缓解了每个节点的 存储压力，具有分布式和可扩展性的特点。

由于将协作区域内各节点的存储能力组织起来 构建一个互助的分布式缓存系统， 使获 取内容时不受限于单个节点的缓存， 提高了存储的扩展性； 通过应用当前的协作缓存全局 策略结合本地信息生成的本地缓存策略， 对本地缓存资源和协作缓存资源进行调度， 提高 了本协作区域整体的缓存命中率和内容分发效 率。

通过根据当前的 TE-SS策略中的 SS策略在内容存放位置列表中选择目标节点， 再根据 当前的 TE-SS策略中的 TE策略进行动态优化选路， 能够保证用户客户端能够通过最优路径 从最优节点中获取内容。

由于采用具有聚合特性的结构化的名字空间， 使系统的扩展性大大提高。 需要说明的是： 上述实施例提供的获取内容的节点及内容网络 在获取内容时， 仅以上 述各功能模块的划分进行举例说明， 实际应用中， 可以根据需要而将上述功能分配由不同 的功能模块完成， 即将获取内容的节点及内容网络的内部结构划 分成不同的功能模块， 以 完成以上描述的全部或者部分功能。 另外， 上述实施例提供的获取内容的节点及内容网络 与获取内容的方法实施例属于同一构思， 其具体实现过程详见方法实施例， 这里不再赘述。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述， 不代表实施例的优劣。

本发明实施例中的全部或部分步骤， 可以利用软件实现， 相应的软件程序可以存储在 可读取的存储介质中， 如光盘或硬盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和原则 之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。