面向多服务的可控内容分发网络关键技术研究

To achieve the integration of telecommunications networks, cable TV networks and the Internet, it is essential not only to meet users’ demand for high speed access to high-quality video and audio contents, but also to realize resource sharing among different networks. To effectively deliver and share content among multiple networks or applications, in this project, we will first design a new content delivery network (CDN) model for content sharing among different services, which can uniformly collect, store, distribute and manage the content. Second, to be compatible with existing CDNs, we also plan to investigate top-level blending and edge blending approaches, joining different CDNs and enhancing service capabilities. Third, to optimize the resource allocation within CDN infrastructure, particularly to deal with the eds of mobile users, we want to exploit users’ behavior and contents’ value to dynamically schedule the cache task, reducing the cost of distribution and improving the performance of CDNs. Fourth, we will study how to detect users that distribute illegal contents and propose pollution-based multi-means illegal content blocking mechanism, preventing the propagation of illegal contents in CDN networks. Finally, all the proposed technologies in this project will be evaluated on an experimental platform. Our research is supposed to obtain a break-through in the key technologies of CDN, and thus to support the integration of the three networks.

实现“三网融合”，既要满足用户对高质量音视频内容高速访问的需求，还要实现不同网络的资源共享。为实现不同网络多种应用数据的高效分发和资源共享，本项目首先设计一个集数据收集、存储、分发和管理为一体的新型内容分发网络（CDN）模型，能够支持不同服务之间的数据共享；其次，为与现有CDN兼容，研究顶层融合和边缘融合的多CDN融合方法，实现不同CDN之间网络互连互通，服务能力共享；第三，为优化CDN资源配置，特别是应对移动用户需求，研究基于用户行为和资源价值的动态缓存任务调度策略，以降低分发成本, 提高CDN的性能；第四，本项目还研究非法内容分发节点检测方法，提出基于数据污染的多手段的非法内容阻断机制，防止CDN中非法内容的传播；最后，在实验平台上对本项目技术进行验证。本项目的研究以期在CDN关键技术方面取得突破，从而为“三网融合”提供支持。

内容分发网络（CDN）在Internet基础上构建一个覆盖网，将内容推送到网络连缘，使用户就近或从服务最佳的地方获得服务，提升用户体验。CDN技术一直是近几年研究的热点，目前CDN网络在结构部署、路由策略和内容管理方面不断发展进步，系统性能大幅提升，但在“三网融合”背景下，面向多网络多业务高性能数据共享需求，还缺少统一的分发网络体系架构来实现多来源数据支持、不同网络数据共享和分发内容有效监管。为解决此问题，本项目研究能够支持多种服务高性能可控的内容分发网络模型，研究多CDN融合方法以实现与现有CDN网络的兼容互通，研究动态任务调度方法和节点选择策略以提高系统性能，并针对内容分发过程中不同类型内容进行传播管理，监测和阻止非法内容的传播。本项目在研究过程中取得的重要研究成果如下：首先，为实现不同网络多种应用数据的高效分发和资源共享，本项目设计了一个集数据收集、存储、分发和管理为一体的新型内容分发网络模型，能够支持P2P、在线播放等多种服务之间的数据共享，并针对P2P加速的CDN网络，提出了基于随机加密的版权内容分发机制，可对抗暴力破解、共谋、投毒等多种攻击；其次，为与现有的CDN兼容，提出了多CDN融合模型，基于Greedy-Site算法优化了多CDN副本部署策略，实现不同CDN之间网络互连互通，服务能力共享；第三，为优化CDN资源配置，研究了CDN分发代理节点选择和任务调度策略，提出结合贪心和Min-min思想的资源节能调度算法，提高了系统资源利用率和用户QoS，节省了系统能耗开销，降低分发成本；第四，研究了非法内容分发节点检测和版权内容分发的方法，提出基于文件特征和Hash的文件正确性和合法性校验机制，以及基于数据污染的多手段的非法内容阻断机制，防止CDN中非法内容的传播，同时为提高海量内容分发时过滤的效率，提出了RICS-DFA技术并采用硬件进行加速，提高了非法内容检测的效率。本项目的研究成果在CDN内容高速分发、传播管理和多CDN共享方面均有广泛的应用前景。