开题报告《分布式业务网络（DSN）研究及实验》.doc

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1、中国移动集团级重点研发项目（含联合项目）开题报告一、项目编号及名称2011_LH_29 分布式业务网络（DSN）研究及试验二、项目组本项目由5个单位组成，其中研究院参与三个子课题，四川公司、江苏公司和云南公司分别参加两个子课题，上海视频基地参加一个子课题。承担子课题题名称负责人及手机、邮箱研究院分布式业务网络（DSN）研究（包括融合CDN关键技术研究；DSN新型交换机的特性分析和研究；）基于CM-IMS的P2P流媒体系统的研究与实践；中国移动手机视频业务内容分发技术研究；通过P2P流媒体技术提升音乐核心服务能力应用试验；四川公司基于CM-IMS的P2P流媒体系统的研究与实践；通过P2P流媒体技

2、术提升音乐核心服务能力应用试验；融合CDN关键技术研究；江苏公司基于CM-IMS的分布式流媒体技术试点；融合CDN关键技术研究；上海视频基地手机视频业务内容分发技术研究与原型开发；云南公司基于CM-IMS的P2P流媒体系统的研究与实践；三、课题背景和意义本项目依托发改委国家重大专项“基于P2P技术的下一代业务和网络”，落实集团的移动互联网战略、全业务战略和三网融合战略，指导中国移动网络演进。传统通信网络架构设计以面向话音为主，随着移动互联网的进一步发展，目前，新型内容类业务已经得到广泛发展，流媒体等新型的内容类业务成为新的主流业务。据摩根斯坦利报告预测：到2012年，在线视频（包括PC和电视终

3、端）和P2P流媒体产生的数据流量将占据全球IP总流量的50%。互联网流媒体到PC和到电视的年复合增长率分别达到56%和97%。因此，为适应网络业务、流量和用户行为变化的需求，通信网络架构应发展以内容为主的新型交换网络。另外，随着视频技术的发展和三网融合等课题的落实，三网融合的多媒体通信也将成为产业重大方向。2010年，中国移动完成了全国范围内CM-IMS网络的建设，在视频业务将成为主导的大趋势下，研究IMS网络如何高效地支撑流媒体业务将成为必然。PPLive、PPStream等公司以较小的服务成本支撑大量用户的实践验证了P2P流媒体技术强大的内容分发能力。因而采用IMS与P2P相结合的技术提供

4、视频流媒体成为未来视频业务的发展方向之一，也是本项目的研究重点之一。 虽然P2P技术具有强大的内容类业务支撑能力，但其有两方面的缺点：一是难以保证用户的服务质量，二是内容数据调度时未考虑流量本地化，导致网间流量较大，给网络运营商带来了巨大的压力。CDN的核心思想是将内容推送到网络的边缘，一方面保证了用户的服务质量，另一方面降低了网间流量。CDN与P2P技术如何优势互补，构建面向内容类业务的内容交换网络，即融合的内容分发网络（融合CDN）是值得研究的课题。另外，随着手机视频的大规模发展，业务的使用用户数和平台的访问量正呈现快速上涨态势，对机房设备数量、性能以及出口带宽的要求也与日俱增。今后单机房

5、机架和出口带宽的限制将成为业务发展的瓶颈之一，未来手机视频单个服务节点可能将无法满足用户的大规模并发访问。另一方面，由单个节点向全网用户提供服务，组网结构逻辑较清晰、有利于集中建设和统一管理，但也存在一定的弊端。不同省份的用户为了使用手机视频，必须统一到中心节点进行登陆、认证、鉴权、订购和使用，这无形中增加了移动网内不同省份间信令和数据的交互次数，加大了业务对于核心承载网络的压力，同时因为外省用户访问手机视频经过的网络设备跳数增加，网络延时也会相应增加，从而造成用户播放体验的下降。为了解决上述问题，本项目针对手机视频搭建内容分发网络的可行性及其关键技术进行研究，通过多节点间的内容分发和用户访问

6、调度，来分摊平台流量压力，提升用户体验，增强平台对于大容量、突发性并发的支撑性能。该任务的意义在于:通过前瞻性的研究，寻找到适合中国移动网络环境的解决方案，开发出产品原型，为内容服务节点建设及内容分发提供技术储备；基于移动网络环境的用户调度、热点内容调度及流服务代理转发策略的研究与开发，将不同地区用户的访问调度到不同节点，均分流量，减小主节点的压力，增强平台对于大规模并发访问的支持并提升手机视频QoE，进一步改善手机视频业务的用户体验，增强业务的竞争力和用户粘性，提高用户规模和业务收入；通过对适合手机视频业务的内容分发关键技术的探索，形成一套成熟、高效的系统模型，在有效提升手机视频自身平台容量

7、和性能的同时，也为今后推广到全网其他数据业务提供宝贵经验和参考。IMS与P2P技术结合提供视频流媒体是中国移动分布式业务网（Distributed Services Network, DSN）重点研究项目的重要研究点之一，也是DSN技术体系分步落地、支撑中国移动网络建设的重要阶段，目标是通过增强核心网功能，应对网络媒体化给核心网带来的新挑战。DSN研究关注的另一大方面的内容是从网络演进的角度来推动核心网全网机制向有利于降低运营成本的方向变化，包括研究网络部署的变化趋势、平台发展趋势及如虚拟化等IT技术对网络演进的影响并研发相关关键技术和系统。2010年，中国移动领导层提出了 “将现网600多个

8、R4软交换机房缩减到200个”的战略构想，根据该战略构想，单站点交换能力将达到甚至超过千万门，并由地市向省会集中，以减少人力维护、能耗和占地为主要目标。通过采用DSN分布式技术，可增强集中化大容量的单站点（采用DSN分布式技术的大容量交换系统又称为DSN“亿门机”）的可靠性、可扩展性和自动化程度，并支持运行在如通用刀片服务器甚至PC机的IT设备上，为核心网基础设施向通用数据中心演进奠定基础。在核心网平台方面，2011年初，对业界主要的设备厂商(华为、中兴、爱立信、诺西、阿朗)的核心网设备(软交换、智能网、IMS、PS)硬件形态调研显示，设备IT化（采用ATCA或Blade Server平台）程

9、度已达59%。同时对厂家设备形态演进计划调研显示，两年后，设备IT化程度将达74%。从CPCI ATCA/Blade Server平台的IT化发展方向已经比较明显。为进一步支持虚拟化技术、构建虚拟核心网，提供了物理设备层面的支持。通过引入虚拟化技术，可实现在池化的单一物理设备上实现多种核心网网元功能，并根据实际的业务量动态的调度硬件资源，提高核心网对资源和能源的利用率。 总而言之，DSN的总体研究目标是面向核心网演进，通过技术攻关推进核心网向集中化、IT化、媒体化和互联网化的方向发展，打造面向移动互联网的核心网。四、课题研究目标本课题分布式业务网络（DSN）旨在面向移动互联网，构建核心网分布式

10、语音交换能力和内容交换能力，实现以下两大目标：1. 以基于CM-IMS的P2P流媒体系统的实践为抓手，验证内容交换网中P2P与中国移动网络结合实现自有流媒体业务以及通过CM-IMS实现业务管控的效果，基于试点的情况进一步深化研究现有内容交换网元（如CDN等）增强CM-IMS P2P流媒体业务等内容类业务的分发能力，同时针对移动场景研究手机视频业务内容分发的关键技术，完善内容交换网路体系和标准协议PPSP（P2P Streaming Protocol），探索建立移动互联网内容交换能力的路线图。具体实现以下目标：1) 基于CM-IMS的P2P流媒体系统的研究与实践n 在现网中验证CM-IMS分布式

11、流媒体系统的功能与性能；n 根据试点实际情况及时修正CM-IMS分布式流媒体技术方案；n 发掘对该业务的实际需求，推进分布式流媒体系统在省公司的产品化；n 对宽带接入用户业务，对于宽带接入用户市场，在内容和业务方面进行深入研究，探索全业务竞争新手段。 2) 融合CDN关键技术研究n 基于试点的情况进一步深化研究CDN与P2P技术结合的关键技术，以实现如下目标：a) 构建CDN和P2P技术结合的内容交换网以实现用户服务体验保证和低业务提供成本的双重优势；b) 基于融合CDN的关键技术研究，实现融合CDN增强基于CM-IMS的分布式流媒体系统的内容分发能力，提高用户体验，降低网络流量。3) 通过P

12、2P流媒体技术提升音乐核心服务能力的应用技术研究n P2P技术在音乐业务内容分发中的应用技术研究，降低音乐业务的服务提供成本；n 针对音乐业务的CDN和P2P融合技术方案研究，兼容用户服务质量保证与业务提供成本；4) 手机视频业务内容分发关键技术研究n 通过对移动环境中适合手机视频业务的内容分发及关键技术研究，形成一套成熟、高效的系统架构，实现手机视频的全网高效分发，提供用户体验。2. 本课题的整体目标为以中国移动语音交换核心网络的演进为目标，构建DSN大容量分布式的新型交换机为基础，对相关关键技术进行攻关，并开发原型系统对关键技术进行测试和验证，通过测试和验证优化系统，并开发现网产品进行试点

13、，直至商用。DSN大容量分布式的新型交换机对外呈现R4软交换机和IMS交换机接口、协议及功能，并且具有“云”的特征，对外实现拓扑隐藏，使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障交换功能的高可靠性。2009年对DSN大容量分布式新型交换机架构、流程、关键技术进行了研究并联合厂商开发了原型系统；2010年对原型系统进行了大规模的系统性能和可靠性测试，验证了大规模组网的可行性。2011年我们将重点放在DSN新型交换机与现网结合特性研究分析为重点。在构建核心网分布式语音交换能力和内容交换能力的同时，为降低CAPEX和OPEX，在评估核心网平台IT化现状的基础上，研究评估核心网（含PS域）/接

14、入网网元通过虚拟化技术共平台、进而实现数据中心化的必要性和可行性和演进步骤。五、课题研究内容1. 研究总体框架本课题分布式业务网络（DSN）旨在面向移动互联网，研究核心网的演进策略，提出构建核心网分布式内容交换能力和语音交换能力。针对构建核心网分布式内容交换能力，将以基于CM-IMS的P2P流媒体系统的研究与实践为抓手，验证内容交换网中P2P与中国移动网络结合实现自有流媒体业务以及通过CM-IMS实现业务管控的效果，研究CDN与P2P结合的关键技术，基于试点的情况进一步深化研究现有内容交换网元（CDN）增强CM-IMS P2P流媒体业务等内容类业务的分发能力，同时针对移动场景研究手机视频业务内

15、容分发的关键技术，完善内容交换网路体系和标准协议PPSP。首先，推进基于CM-IMS的分布式流媒体系统在省公司现网的试点工作，具体内容如下：1) 验证中国移动CM-IMS与P2P技术结合支撑流媒体业务的可行性，验证二者结合在业务管控和内容分发上的优势，探索中国移动全业务竞争的新手段；2) 通过省公司试点验证流媒体业务的部署方案；3) 加强基于CM-IMS的分布式流媒体的多终端开发，丰富终端形态，加强流媒体业务展现形式的探索；4) 探索中国移动针对宽带用户开展流媒体业务的运营模式。其次， 基于CM-IMS的分布式流媒体技术的试点工作，重点研究融合CDN的关键技术，展开以下研究内容：1) 整合诸多

16、与内容类业务能力相关的系统和技术，形成统一的内容交换网能力，完善内容交换体系和PPSP协议；2) 重点研究CDN与P2P结合支撑P2P应用的关键技术，以CDN加强用户服务体验，以P2P技术降低业务提供成本；3) 研究融合CDN增强基于CM-IMS分布式流媒体内容分发能力的关键技术。结合现网音乐业务，通过P2P流媒体技术提升音乐核心服务能力的应用技术研究：1) P2P技术在音乐业务内容分发中的应用技术研究；2) 针对音乐业务的CDN和P2P融合技术方案研究，兼容用户服务质量保证与业务提供成本；结合现网手机视频业务，研究移动环境中手机视频内容分发的关键技术，展开以下研究内容：1) 研究分析互联网领

17、域内容分发的关键技术及其实现原理,比较不同内容分发技术的优劣势，研究视频内容分发技术在手机视频业务中应用的优劣势和可行性；2) 研究基于移动网络环境的内容分发技术框架，对内容分发过程涉及的用户调度、内容热度检测、内容同步等技术进行重点攻关，提出一套适用于手机视频的多站点内容分发技术解决方案；3) 结合手机视频业务的现状，研究如何对从WIFI、CMNET、3G等不同网络获取手机视频服务的用户进行调度，调度过程中的冗余机制及性能优化将成为首要的技术难点。4) 基于研究方案，开发并实现手机视频内容分发原型系统，进行测试和模型优化；5) 基于研究方案，完善内容交换体系及PPSP协议。针对构建核心网分布

18、式语音交换能力，将展开如下技术特性的实现研究：n 容量线性扩展：交换节点间同构可互换不存在业务处理瓶颈，易于向大容量扩展。n 自组织维护：交换节点可自由地加入和离开且无需人工配置；交换节点间拓扑变化自动感知并自适应调整；数据分布式存储与多备份自动容错。n 负载均衡： 交换节点间的静态负载均衡与动态负载均衡以及交换系统间的静态负载均衡与动态负载均衡。2. 难点及解决方案1) CDN与P2P应用结合的调度技术主要问题：传统CDN的C/S模式与P2P模式在协议上二者无法互通，如何使得CDN与P2P应用结合，达到二者优势互补是个亟待研究的问题。解决方案：使CDN支持PPSP协议，实现CDN的访问调度网

19、元与P2P应用的互通，实现CDN的边缘服务器与P2P用户节点的互通。2) CDN和P2P结合时用户侧的调度技术主要问题： CDN支持P2P应用后，P2P用户节点如何调度CDN边缘服务器和其他P2P用户节点，实现在满足用户服务质量保证的同时降低CDN边缘服务器的开销。解决方案： 在P2P用户获取内容的开始阶段，使用CDN边缘服务器保证服务质量，随着P2P用户数量的增多，逐渐切换到从其他P2P用户节点获取内容，以降低对CDN边缘服务器的开销。3) 手机视频业务用户访问多服务节点调度技术 主要问题：目前视频基地由单个节点向全网用户提供服务，存在以下问题：不同省份的用户为了使用手机视频，必须统一到中心

20、节点进行登陆、认证、鉴权、订购和使用，这无形中增加了移动网内不同省份间信令和数据的交互次数，加大了业务对于核心承载网络的压力，同时因为外省用户访问手机视频经过的网络设备跳数增加，网络延时也会相应增加，从而造成用户播放体验的下降。解决方案：在单节点无法满足用户并发访问的情况下，通过在移动内部搭建内容分发网络实现手机视频流能力的分摊。通过构建能力资源调度系统，将用户的流服务的访问调度到子节点，实现用户流的多节点的分摊。4) 基于热度的内容分发技术主要问题：CDN如何结合用户的播放习惯，制定合适的内容热度调度及存储管理策略既是业界的难点也是巨大的挑战，需要结合实际试验情况进行参数调优。解决方案： 基

21、于内容出现时间的长短等信息进行内容的热度的预测，实现内容在内容分发网中的预分发；调度节点对用户访问进行热点统计分析，将热点内容分发到其他边缘服务器，实现热点内容的重分发。5) 多连接场景中用户侧的调度技术主要问题：目前业界对于用户访问调度策略的实施方案主要集中于互联网领域，还没有互联网及移动网络环境普遍适用的实现机制。结合手机视频业务现状，如何对从WIFI、CMNET、3G等不同网络获取手机视频服务的用户进行调度，调度过程的冗余机制及性能优化将成为首要的技术难点。解决方案：结合不同网络情况利用CMS（Connection Management Service）多连接能力实现用户访问调度策略。3

22、. 主要技术方案和关键技术1) CDN与P2P结合增强基于CM-IMS的分布式流媒体n 用P2P技术实现CDN内边缘节点的内容管理和边缘节点之间的内容分发。n 用PPSP协议增强CDN，实现CDN支持P2P应用。n 支持P2P应用，支持HTTP、PPSP等协议。依照以上两个原则，融合CDN的设计架构如下：图1 融合CDN增强基于CM-IMS的分布式流媒体系统在网络侧引入了下述网元：内容源服务器（CSS）、内容缓存服务器（CCS）、内容索引服务器（CTR）、分发策略服务器（DPS）、负载均衡服务器（LBS）、流量监测服务器（PPS）网元，其中除PPS外，其它的网元主要工作在应用层。n 内容源服务

23、器（CSS）内容源服务器CSS为系统预分发内容源的初始，完成系统预分发功能。提供对第三方内容的注入以及内容的转码等功能。CSS实现了业务控制层里的内容注入管理，内容源标识、转码等管理功能，及传输控制层的内容预分发等功能。n 内容缓存服务器（CCS）内容缓存服务器CCS主要部署在网络边缘，能够给用户提供内容下载服务，其主要功能包括：内容的预分发、内容缓存等功能。CCS实现了传输控制层的内容预分发、资源索引、以及内容的缓存、路由、适配等功能。n 内容索引服务器（CTR）内索引服务器CTR用于维护CCS以及用户所拥有的内容索引信息，以及监控CCS的状态等。CTR实现了传输控制层的资源索引、内容预分发

24、、内容适配、负载均衡等功能。n 分发策略服务器（DPS）融合CDN系统中，分发策略服务器是内容预分发功能相关的网元，主要是制定预分发策略，驱动预分发功能的完成。DPS实现了业务控制层的预分发策略管理功能。n 流量监测服务器（PPS）PPS采用旁路方式部署在网络汇聚节点出口网关处，监控所有出口流量，对流量进行分析控制及重定向处理，将用户的应用请求重向到本域的LBS。PPS实现了网络感知层的流量监测及路由重定向等功能。n 负载均衡服务器（LBS）负载均衡服务器实现了DNS的功能，并能够与CTR协作完成重定向功能，为用户返回CCS节点进行服务，实现负载均衡功能。 LBS实现了传输控制层的负载均衡功能

25、以及网络感知层的路由重定向功能。融合CDN增强基于CM-IMS的分布式流媒体时，将CCS注册到基于CM-IMS的分布式流媒体系统中的Tracker服务器，增强基于CM-IMS的分布式流媒体的内容分发能力。2) 手机视频内容分发技术手机视频内容分发技术主要研究在用户大规模发展、单节点无法满足用户并发访问的情况下，通过在移动内部搭建内容分发网络实现手机视频流能力的分摊。通过构建能力资源调度系统，将用户的流服务访问调度到子节点，实现用户流的多节点分摊。图2手机视频内容分发总体架构流量分摊流程： 1) 用户登录门户服务节点，浏览门户内容 。2) 在用户播放内容之前，由门户服务节向能力资源调度系统发起播

26、放请求，由该系统进行分流判断，反馈播放链接。 3) 用户点击播放链接进行视频内容播放 。4) 能力资源调度完成能力系统热点内容的调度，以解决单个节点能力存储紧张问题 。3) DSN新型交换机架构及其与现网演进技术研究A. 现网问题分析将以分析现网R4/IMS交换机的现状和解决实际问题为出发点，利用分布式技术来打造大容量分布式的新型交换机，主要是从以下几个方面来考虑：n 容量分析现网新增设备扩容：ATCA平台的MSS/CSCF设备在设计规格内可实现线性扩容（如华为MSS设计规格2柜4框支持1200万用户，每个单板100万用户；中兴CSCF设计规格4柜12框支持1000万用户，每个单板64万用户）

27、当支持更大容量时需采用新增MSS/CSCF设备方式实现，且需要新配局数据与组网连接。DSN新型交换机支持不同粒度线性扩容：DSN云交换机从节点资源备份池灵活增加不同数量SU节点实现容量线性增长，对外呈现单设备形态。DSN新型交换机可实现交换节点间DHT方式逻辑连接，交换节点同构可互换不存在业务处理瓶颈，易于向大容量扩展。DSN新型交换机内部交换节点可基于标准协议，易于引入多厂家设备。n 节点维护现网单板加入离开需人工干预：现网ATCA平台的MSS/CSCF设备支持单板硬件热插拔，但是仍需要以辅助人工命令方式或者人工配置脚本方式实现（比如单板硬件数据和软件部署数据，数据主备关系配置）。DSN节点

28、自动灵活加入离开：DSN云交换机允许SU自由地加入和离开且无需人工配置；SU间拓扑变化自动感知并自适应调整；数据分布式存储与多备份自动容错。自组织特性可降低成本（运维成本），主要解决加入和离开、节点故障及恢复、扩容时的网络扰动管理、路由更新、数据迁移问题。n 负载均衡能力现网的R4软交换机可实现静态Hash算法和轮询（Round robin）方式，无法实现动态负载调度机制，无法实现高负载模块向轻载模块进行流量卸载；在一定的用户规模下（比如1000万以下），这种分布式的机制暂时没有构成瓶颈，说明这种负载均衡机制暂时还是有效的。但是当交换容量进一步集中以后，迫切需要静态和动态结合的负载均衡机制。D

29、SN新型交换机可实现基于Hash算法及其优化策略实现静态负载均衡，虚拟节点或虚拟分区等技术使得每个交换节点理论最大服务用户数量与其能力成比例，交换节点间通过协作方式实现动态负载均衡（迁移）且不影响业务。所以静态负载均衡与动态负载均衡结合可向更大用户容量规模冲刺。 n 资源调度现网硬件资源配备是刚性的，并且是根据峰值设计的，大部分时段资源利用率较低，造成不必要的能耗。DSN新型交换机可在业务量减小并较为稳定时，汇聚负载到少数物理设备，并关闭空闲物理设备，以节省能耗，或用于其它应用。当总体负载符合超载判定时，根据负载需要申请资源并临时交换节点加入系统，继而触发应用层临时均衡机制，快速平衡负载；在负

30、载降低时，迁移临时交换节点负载，退出临时交换节点，可灵活的应对核心网“资源”动态需求。 B. 电信级P2PSIP 叠加网技术图3 电信级P2PSIP叠加网如图3所示，利用P2PSIP协议（比如RELOAD）组织交换节点，构成叠加网，并适应电信级业务QoS的需求，对路由寻址效率进行优化，比如针对P2P网络多跳路由机制进行优化，提出快速路由更新和有限跳数的路由寻址机制，同时利用电信业务运营管理平台进行支撑。C. 自适应数据分片备份存储技术 图4 自适应数据分片备份存储技术如图4所示，交换节点(SU)间的用户数据可被等分切片，针对不同切片按不同偏移量自动确定备份存储交换节点；交换节点分片存储数据就被

31、映射分布到全网 ，形成了M*N个数据备份，来达到并行访问和同步恢复的效果。D. 基于位置信息的ID分配技术图5 基于位置信息的ID分配技术由于P2P网络的数据存储可分布全网，所以大量用户数据的访问造成骨干网流量激增。所以采用基于位置信息的用户数据存储可以实现流量本地化，减少对骨干网流量。E. 数据同步和一致性检查技术图6 数据同步和一致性检查技术交换节点采用“Always Write”机制自适应地更新所有副本数据，当交换节点失效恢复可通过“Data GoHome”机制协作实现将数据增量同步恢复，以达到数据的最终一致性。同时周期性执行“数据检查”和“数据复原”操作来保障数据的一致性。F. 新型交

32、换机的演进方案研究n 2/3G 核心网交换机退网替换MSC&VLR利用通用IT硬件组成的交换矩阵来替换退网或者扩容MSC整体功能:节点之间采用动态路由实时感知动态变化；MSC逻辑均质化且可替代性强，MSC数据部分采用分布式动态多备份；兼容MSC外部所有接口。n IMS核心网交换机升级替换CSCF利用通用IT硬件组成的交换矩阵来替换升级的CSCF整体功能: 节点之间采用动态路由实时感知动态变化；逻辑整合P/I/S-CSCF功能; CSCF数据部分采用分布式动态多备份；兼容CSCF外部所有接口。六、专利检索情况分布式业务网络（DSN）目前拥有与内容交换（交换协议与路由规划、多对多连接传输管理等）相

33、关专利21个，本节一方面对两个重点专利归属方向的进行检索分析针对试点系统的合作方北京原力创新科技有限公司和东信北邮信息技术有限公司进行了项目合作时间之外的专利检索分析。1. 本课题相关专利检索情况本课题相关的两个重点专利归属方向的专利检索分析如下:1) 交换协议和路由规划专利检索结果基于交换协议和路由规划中文检索策略，检索出已公开的专利及专利申请801件。通过阅读专利摘要，对与交换协议和路由规划技术点的相关性进行分析，得出相关专利225件。基于交换协议和路由规划英文检索策略，检索出已公开的专利及专利申请268件。通过阅读专利摘要，对与交换协议和路由规划技术点的相关性进行分析，相关专利44件。根

34、据检索专利与DSN项目的相关性类型，在交换协议和路由规划技术点的269件相关专利中，具有参考价值的为237件，DSN采用相同或相似方案的为25件，DSN采用其他可替代方案的为7件。根据DSN项目对检索专利的关注程度，将相关专利分为重点关注和一般关注两类，其中，95件重点关注专利中，具有参考价值的为69件，DSN采用相同或相似方案的为21件， DSN采用其他可替代方案的为5件。 对于相关专利，都可为DSN项目研发提供参考，对于DSN采用其他替代方案的专利，对于DSN项目中的技术方案，应考虑及时进行专利申请，尤其是多对多连接传输管理采用其他替代方案的重点专利均为其他运营商，应将替代方案作为专利规划

35、的重要潜在布局点考虑。2) 多对多连接传输管理专利检索结果基于多对多连接传输管理中文检索策略，检索出已公开的专利及专利申请232件。通过阅读专利摘要，对与多对多连接传输管理技术点的相关性进行分析，得出相关专利10件。基于多对多连接传输管理英文检索策略，检索出已公开的专利及专利申请63件。通过阅读专利摘要，对与多对多连接传输管理技术点的相关性进行分析后，无相关专利。根据检索专利与DSN项目的相关性类型，在多对多连接传输管理技术点的10件相关专利中，具有参考价值的为7件，DSN采用相同或相似方案的为1件，DSN采用其他可替代方案的为2件。根据DSN项目对检索专利的关注程度，将相关专利分为重点关注和

36、一般关注两类，其中，5件重点关注专利中，具有参考价值的为2件，DSN采用相同或相似方案的为1件，DSN采用其它可替代方案的为2件。 从以上检索结果，筛选出以下几个重点相关专利如下：序号专利编号专利名称专利申请人1CN200810242222.9 一种P2P网络中获取媒体内容的方法、装置及系统 华为技术有限公司 2CN200610146672.9 一种分布式内容分发方法、边缘服务器和内容分发网 华为技术有限公司 3CN200710053429.7 一种基于超级节点的P2P直播方法 华中科技大学 4CN200810216313.5 一种基于内容分片的多媒体分发系统和方法 中兴通讯股份有限公司 5C

37、N200910107304.7 一种基于移动P2P的区域管理服务器系统及其调度方法 中兴通讯股份有限公司 6CN200710090516.X 一种内容分发网络系统及其内容和服务调度方法 中兴通讯股份有限公司 7CN200710065042.3 一种实现网络资源定位的系统及方法及服务器 华为技术有限公司;北京交通大学 8CN200610019526.X 一种用于对等网络视频点播系统的磁盘缓存方法 华中科技大学 9CN200710122008.5 用于结构化覆盖网络的资源广播交互机制的方法及装置 北京邮电大学 10CN200710151407.4 在基于分布式哈希表的对等网络中查找数据的方法和系统

38、 华为技术有限公司 11CN200810115067.4 一种基于对等存储网络提供内容的方法、系统和设备 华为技术有限公司 由于我们与主要专利权人存在良好的合作关系，可通过在技术合作中获取免费专利许可。 2. 试点系统的合作方北京原力创新科技有限公司和东信北邮信息技术有限公司的专利检索情况以“北京原力创新科技有限公司” or “卫国” or“卫小刚”or（“东信北邮信息技术有限公司” or “廖建新” and （“计费” or “SIP” or “网络管理”为检索词，检索并筛选出以下几个相关专利：序号专利编号专利名称专利申请人1CN200910091537.2云模式流媒体服务平台（审中）北京原

39、力创新科技有限公司2CN200920173166.8支持多终端的网络视频系统（有权）北京原力创新科技有限公司3CN200810239427.1用于IMS多业务在线计费中的帐户资源预留和分配方法（有权）杭州东信北邮信息技术有限公司我们在与北京原力创新科技有限公司和东信北邮信息技术有限公司的项目合同中保证了中国移动能够免费使用试点系统，并规避了知识产权风险，合同细节摘要如下：1) “11.1 乙方提交的开发成果如涉及乙方的背景知识产权，为确保甲方和/或甲方的关联方和/或甲方指定或委托的第三方有权商业利用依据本合同所完成的开发成果，乙方应就所涉背景知识产权给予甲方和/或甲方的关联方和/或甲方指定或委

40、托的第三方非排他的、不可转让的、永久的、不可撤销的、世界范围内的、免费的、拥有分许可权的许可，但所述许可仅限于甲方和/或甲方的关联方和/或甲方指定或委托的第三方为商业利用本项目所产生的开发成果所必须。2) “乙方保证，乙方向甲方提交的开发成果，为乙方自行研究开发并合法利用了他人或公有领域的信息和知识，不侵犯他人的版权、专利权和商业秘密等知识产权，也不违反乙方与第三方的保密义务或有关知识产权协议，甲方及甲方的关联公司不会因为商业利用本合同开发成果导致侵犯第三方的知识产权，否则，由乙方承担相应的责任。”3) “知识产权保证：乙方保证，乙方向甲方提交的开发成果，为乙方自行研究开发和/或合法利用了他人

41、或公有领域的信息和知识，不侵犯他人的版权、专利权和商业秘密等知识产权，也不违反乙方与第三方的保密义务或有关知识产权协议，甲方及甲方的关联方、甲方指定或委托的第三方不会因为商业利用本合同开发成果导致侵犯第三方的知识产权，否则，由乙方承担相应的责任。乙方同意，若本合同下工作中乙方交付的开发成果侵犯了第三方专利权，乙方应当决定采取以下补救措施之一：（一）为甲方和/或甲方的关联方和/或甲方指定或委托的第三方获得第三方的许可；或（二）修改或更换前述开发成果使其不侵权。”七、已有的研究工作积累和取得的研究成果1基于CM-IMS的分布式流媒体系统技术基于CM-IMS的分布式流媒体技术架构方案如图7所示，采用

42、业务平台（Tracker-AS）集中部署的方式，便于业务控制、管理和全国用户资源的共享，位于CM-IMS域内的网元实体包括：CSCF等；位于CMNet域内的网元实体包括：CIPP、SS、CS、Portal、UE；而Tracker-AS与SBC则部署于CMNet与CM-IMS两域。图7 CM-IMS分布式流媒体系统试点部署图各个网元的功能为：1) 源服务器（SS）SS提供流媒体内容，并实现内容编码、媒体格式转换等功能。它由第三方内容提供商（CP）提供。2) 内容信息发布平台（CIPP）CIPP为SS发布的内容分配频道ID和制定费率，并向Tracker-AS通告频道信息。3) 目录索引应用服务器（

43、Tracker-AS）Tracker-AS实现业务注册与认证、向Portal与CS通告频道信息、频道与Peer List管理与查询、保存UE/CS的状态信息、生成并保存提供IMS业务计费话单文件（CDR）与网管数据收集与上报。4) 内容服务器（CS）CS缓存SS发布的内容，并向UE提供流媒体数据。5) 频道选择服务器（Portal）Portal向UE提供频道列表，它包括用户访问Web界面和后台管理数据库服务器，是整个系统的入口。为不同用户呈现定制的个性化内容；并且允许进行业务定退、变更等操作。6) 计费服务器（CCF）CCF对其它网元提供离线计费功能，由其生成话单文件，并将话单传递给BOSS进

44、行计费，最终向用户生成账单，完成业务计费功能。7) 网管服务器（NMS）NMS为分布式流媒体业务提供网元管理能力，主要是提供各网元的拓扑信息、告警、日志、维测、配置、统计等功能，并能向移动综合网管上报数据。8) 边界会话控制器（SBC）SBC是CM-IMS网络边缘用于IP接入、互通和安全保护的网元，存在于接入网络与CM-IMS网络及不同IMS网络之间，是用户接入IMS的入口点。SBC作为B2BUA将用户和IMS Core进行隔离。2、互联网视频加速及内容分发技术研究1) 文件预存取技术用户通过与最近的CDN节点交互，CDN节点响应用户请求的同时，会去主节点预取用户将要请求的其它内容，待用户浏览

45、器请求时可立即响应。相当于缓存加速，从而有效降低网站交互页面响应时间。2) 动态应用加速技术（DAA）对传统CDN来说，通常的看法是“动态业务无法加速”，从而只针对静态内容进行加速而对动态内容束手无策，而通常的情况是，客户网站存在动静混合导致无法全部加速。动态应用加速技术，创新性的对客户网站动态内容进行加速，通过多种创新技术对需要回源站的动态访问进行优化针对性加速，可显著提高互联网站的动态服务质量。 动态应用加速技术对全网进行智能控制，给最终用户提供最佳动态服务节点，保证“最后一公里”连接质量；同时，它还通过多种针对性动态加速技术对访问进行实时优化和加速，保证了网站动态业务的关键加速。 n 通

46、过智能路由技术避开网络拥塞，自动选择最快网络路径； n 通过高速协议传输，提升访问速度与安全性； n 对部分动态内容进行预存取，有效提高传输效率； n 通过冗余编码技术，避免因网络抖动造成的数据重传； n 通过文件对比，合理减少传输文件大小，仅传送变化部分。 3. DSN新型交换机2010年我们已经在移动研究院实验室搭建了DSN新型交换机的雏形，并对此系统进行了功能和性能测试。我们使用了14台商用PC服务器（HP D320，CPU: 42GHz、8G内存），搭建了交换容量为600万左右的“分布式交换”系统。每个节点上运行4个虚拟机，每个虚拟机上运行一个独立的超级交换节点，共计48个超级交换节点

47、。测试组网图如图8所示： 图8分布式交换组网图主要针对分布式“分布式交换”系统进行了功能和性能上的测试，验证“分布式交换”系统的自组织能力、基本业务能力、负载均衡和容灾能力、系统的扩展性和性能、系统节点抖动对分布式系统的影响等。对系统进行评估，验证大规模分布式交换系统的组网的可行性，主要的测试进展情况如下：n 2010年1月4月，完成测试规范，初步完成了分布式“分布式交换”（小规模）的功能和性能测试；n 2010年5月9月，完成了系统性能测试在实验室内完成了2600caps规模的测试，由于机器数量和仪表数量原因，未能完成4000caps规模的测试；n 2010年8月9月，完成了分布式“分布式交换”系统的抖动（churn）测试，宕机规模为5%、10%和20%，用户数目为10万、30万、50万和100万；n 2010年9月现在，正在进行北京、武汉、深圳三地分布式交换的联调测试；八、本课题的创新点和专利点本课题的创新点和专利点为：1) 通过研究CDN、Cache和P2P结合，实现在现有中国移动网络环境下，有效利用网络资源，保证内容类业务的用户体验。2)