【YD通讯标准】 用于内容分发的元数据框架

ICS33.160.60
中华人民共和国通信行业标准
YD/T3140-2016
用于内容分发的元数据框架
Metadataframework forcontent distribution(ITU-TRec.F.750Metadataframework,NEQ)2016-07-11发布
2016-10-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
范围·
2规范性引用文件
3术语、定义和缩略语：
3.1术语和定义-
3.2缩略语
4元数据在内容分发中的作用-
内容分发的优化机制
4.2网络相关元数据
网络相关元数据的角色和应用
5元数据框架
5.1元数据框架
5.2元数据网关的主要功能·
5.3元数据框架中业务平台功能
6使用元数据的内容分发网络管理·目
6.1作为元数据检索基础设施的目录数据库6.2
用于优化CDN的元数据·
6.3CDN管理中的策略描述
6.4跨越不同域的元数据的互操作性服务平台API
YD/T3140-2016
YD/T3140-2016
本标准依据GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准对应于国际电信联盟电信标准化局（ITU-T）建议书F.750《元数据框架》，与ITU-T.建议书F.750的一致性程度为非等效。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：中国信息通信研究院、中国电信集团公司。本标准主要起草人：聂秀英、陈戈。Ⅱ
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1范围
用于内容分发的元数据框架
YD/T3140-2016
本标准规定了元数据在内容分发中的作用、元数据框架以及基于策略的CDN管理等技术要求，本标准适用于用于内容分发的元数据。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改）适用于本文件。ETSITS102822-3-1广播和在线业务：个人存储系统中的内容查找、选择和正确使用（“TV-Anytime阶段1”）：部分3：元数据；子部分l：元数据概要（BroadcastandOn-lineServices:Search，select，andrightfuluse of content on personal storage systems (\TV-Anytime Phase 1'); Part 3: Metadata; Sub-part l: Metadataschemas.)
IETFRFC2327SDP：会话描述协议（SDP：SessionDescriptionProtocol）IETFRFC2778呈现和即时消息模型（AModelforPresenceandInstantMessaging.）IETFRFC2779即时消息/呈现协议需求（InstantMessaging/PresenceProtocolRequirements.）ISO/IEC21000-7信息技术-多媒体框架(MPEG-21)-部分7：数字项适配（InformationtechnologyMultimedia framework(MPEG-21)-Part7:DigitalItemAdaptation.)IETFRFC1213用于基于TCP/IP的Internet网络管理的管理信息库：MIB-II（ManagementInformationBase for Network Management of TCP/IP-based internets: MIB-II.)IETFRFC3564支持差分业务感知的MPLS流量工程需求（RequirementsforSupportofDifferentiated Services-awareMPLSTrafficEngineering.IETFRFC3466内容互通模型（CDI）（AModelforContentInternetworking（CDI).）ETSITS102822-4广播和在线业务：个人存储系统中的内容查找、选择和正确使用（“TV-Anytime阶段1”）：部分4：内容参考（BroadcastandOn-lineServices:Search，select，and rightfuluseofcontentonpersonal storage systems (\TV-Anytime Phase 1\); Part 4:Content referencing.)ITU-T建议H.350用于多媒体会议的号码薄服务体系架构（Directoryservicesarchitectureformultimedia conferencing.)
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
内容分发网络（CDN）ContentDeliveryNetwork（CDN）为向用户代理更有效地交付内容在4至7层的网络单元进行互操作的网络基础设施。HiiKAoNiKAca
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元数据Metadata
不仅涉及内容，而且涉及网络的属性。3.1.3
资源描述框架（RDF）
ResourceDescriptionFramework（RDF）一个用于描述Web站点元数据或者有关该站点资讯信息的一般性框架。3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
OWLWeb
PBCDNM
WSDLWeb
3rd Generation Partnership ProjectApplication Programming InterfaceApplication Programming LanguageCall Control
CompositeCapabilities/PreferenceProfilesContent Delivery Network
Content Identification
Digital Subscriber Line
Hyper Text Transfer ProtocolManagement Information Base
Multi-Protocol Label SwitchingWeb Ontology Language
Presence and Availability ManagementPolicy-based CDN Management
Personal Computer
Personal Digital Assistant
Quality of Service
Relational Database
Resource Description FrameworkSession Description ProtocolSession Initiation Protocol
Service Level Agreement
Simple Object Access ProtocolStructured Query Language
Type of Service
User Interaction
User-Network Interface
World Wide Web Consortium
Web Services Description Language第三代合伙开发计划
应用编程接口
应用编程语言
呼叫控制
综合能力/偏好等级
内容分发网络
内容标识
数字用户线
超文本传输协议
管理信息库
多协议标签交换
实体论语言
呈现和可用性管理
基于策略的CDN管理
个人计算机
个人数字助理
服务质量
关系数据库
资源描述框架
会话描述协议
会话初始协议
服务等级协议
简单对象接入协议
结构化查询语言
服务类型
用户交互
用户一网络接口
万维网联盟
服务描述语言
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XOLXML
eXtensible Markup Language
XMLQueryLanguage
4元数据在内容分发中的作用
4.1内容分发的优化机制
4.1.1统一网络环境下的内容分发可扩展标记语言
查询语言
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随着接入网络以及终端技术的不断丰富和成熟，用户可以使用包括计算机终端、移动智能终端、电视机终端等通过无线网络、光纤网络以及数字用户线路（DSL）等接入网络使用数字广播、宽带服务以及互联网服务。统一网络环境下的内容分发示意图如图1所示。若对于使用不同的用户终端以及不同接入网络的用户采用相同的内容分发方式，势必会造成相同的服务内容，由于用户所采用的终端和接入网络的不同，而得到不同的服务质量。客观上导致了用户体验的差异。数字广播
公众区域
移动接入
固定/无线接入
办公场所
多种待接入的终端
宽带服务
互联网等
接入网
机场、车站等
游牧无线接入（NWA）
图1统一网络环境下的内容分发示意4.1.2内容分发的优化机制
互联网服务
居住地
固定/无线接入
多种接入方法
为保证业务对内容分发的需求，承担内容分发的网络需要自动检测用户的使用环境，对内容分发进行适配，以方便用户使用业务。同时网络还需要识别用户对内容分发方法和质量的偏好，使它们相匹配。为实现满足业务和用户需求的内容分发，承载内容分发的网络需要根据对接收用户使用终端的性能、用户接入网络特性、用户对内容的偏好以及内容格式等的了解制定相应的内容分发策略，以实现对内容分发的优化。而用户使用终端的性能、用户对内容的偏好、用户接入网络特性等需要由用户侧、网络侧以及内容侧相应的元数据来描述。内容分发的优化机制如图2所示。3
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按给定的情况进行最佳化
内容侧的情况
流属性
文档属性
4.2网络相关元数据
4.2.1概述
对上下文的理解和内容的适配
-致性
网络侧的情况
SLA（服务等级协议）
服务等级
可用带宽
内容分发的优化机制
用元数据描述情况
用户侧的情况
终端属性（类型、能力、状态）接入管理（方式、约定带宽）
用户偏好（分发方式、质量）
与最初用于有效地检索内容以及在不同的内容提供者和/或组织第二次使用内容构建规则而规定的为消费者描述内容的属性、使用规则以及目标用户轮廓的元数据不同，本标准规定用于网络使用的新一类元数据，称为“网络相关元数据”网络相关元数据主要规定用于通过网络进行内容分发的各种情况，如终端设备特征、接入网络特征以及用户偏好等。
4.2.2内容分发元数据
内容分发元数据主要包括：
a）IETFRFC2327规定的会话描述协议（SDP）：b）ETSITS102822-3-1规定的实例描述元数据（TV-AnytimeForum）：c）ISO/IECJTC1/SC29/WG11，N4980规定的多媒体描述（MPEG-7）：4.2.3用户元数据
用户描述元数据主要包括：
a）W3C建议，综合能力/偏好等级（CC/PP），结构和词汇规定的综合能力和偏好等级（CC/PP）(W3C)：
b）ETSITS102822-3-1规定的客户元数据（TV-AnytimeForum）：c）ISO/IECJTC1/SC29/WG11，N4980规定的用户交互（MPEG-7）：d）IETFRFC2778和IETFRFC2779规定的呈现信息（IETF）：e）ISO/IEC21000-7规定的使用环境（MPEG-21）。4
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4.2.4终端元数据
终端描述元数据主要包括：
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a）W3C建议，组合能力/偏好等级（CC/PP），结构和词汇规定的综合能力和偏好等级（CC/PP）(W3C）;
b）ISO/IEC21000-7规定的使用环境（MPEG-21）。4.2.5网络元数据
网络元数据主要包括：
a）W3C建议，组合能力/偏好等级（CC/PP），结构和词汇规定的服务等级协议（SLA）；b）IETFRFC1213规定的管理信息库（MIB-II）（IETF）等。4.2.6元数据的描述及使用
除了SLA和MIB-II外，所有这些信息类型都用XML（或者RDF）来描述，其中的一些可互操作。利用这种信息，3GPP为蜂窝电话规范了基于CC/PP的内容适配服务，IETF则规范了SIP（会话初始协议），它可以利用呈现信息将会话动态地建立到目标用户。由于这些元数据类型是由不同的机构定义，并用于不同的应用领域，为了共享特定服务的元数据，需要进行元数据的转换和/或匹配。本标准定义元数据框架的目的不在于发明新的元数据，而是要抽出与通信相关的现有元数据，并使它们可互操作同与内容相关的元数据类似，网络相关元数据在同一个提供商之内和/或在跨越不同提供商时应该是可互用的。对元数据的要求是对其总体结构在语言、方案、元素以及词汇等方面加以清楚的定义，使元数据在图3所示的元数据结构的某些层次上可互用。功能
（查找、正确表示）
4.3网络相关元数据的角色和应用构件
语言（XML，列表）
图3元数据结构
元数据
网络相关元数据可以应用于范围很广的终端之间进行节目的切换，不论其观看场地、终端能力，也不论终端的归属，用户即便在更换终端时仍可以继续观看节目。图4所示为无缝内容切换的应用场景。用户能继续观看他在家中观看的同一个电视节目，即便他是在街上采用PDA观看，或者在网吧使用那里任一台可用的PC进行观看。
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在家里
场景1：当用户离开家时，他继续在其PDA上观看在家在TV上观看的内容进入网吧后，用户在PC
勿景2：
续观看他通过PDA所观看的内容
在路上
图4潜在的应用场景示例
在网吧
为了提供这种服务，网络必须能自动检测用户的使用环境，并对内容的分发进行适配，以便于继续观看。在内容分发切换到的新终端上，用户不需要对内容项目或中断点进行标识。为了满足这些要求，与网络上内容分发相关的各种情况应该清楚地用元数据加以描述。网络元数据提供这种描述，使网络能理解有关的上下文。在给定情况下，内容分发的最优化属于策略控制的范围。当存在着相互矛盾的情况时，或者在条件不能同时满足时，网络有必要提供处理的策略和使网络装置执行策略的安排。采用元数据进行基于策略的控制能够优化内容分发服务。除了无缝的内容切换外，基于元数据的网络服务还能够提供多种需要识别上下文的内容分发服务。5元数据框架
5.1元数据框架
图5所示为用于优化网络内容分发的元数据框架。该框架分为两层，即元数据网关层和服务平台层元数据网关用于跨越不同的域综合的元数据检索功能，而基于策略的服务平台提供内容分发共有的特定功能，例如能识别上下文的地址解析、QoS控制、认证以及计费。当一个用户请求内容时，元数据框架将收集与网络相关的相应元数据来了解情况。然后，针对这些情况，运用预先规定的策略，使内容分发最优化。具体地，元数据网关收集相关的元数据，并在需要时在不同的元数据描述之间实行转换。在元数据网关顶端，服务平台功能执行基于策略的控制功能来支持内容分发应用，如QoS控制、会话控制、认证控制和计费控制。为了上述自的，服务平台API和元数据网关API都被定义为开放接口。
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平台API
元数据GW-API
服务平合
骨干网
5.2元数据网关的主要功能Www.bzxZ.net
服务平台
元数据网关
ISP网络
ISP网络
图5元数据框架
服务平台
：元数据DB
固定接入
无线接入
固定接入
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服务器
终端装置
服务器
元数据网关主要由包含有各种元数据的数据库所组成的平台以及管理和使用元数据的应用部分组成。元数据网关具有如下4种功能：a）元数据发现控制功能。当给定的元数据不能满足应用用户的需求时，该功能请求元数据提供者发现新的元数据。同时给出其他可供选择的元数据。b）元数据存储和搜集功能。该功能存储静态和动态的元数据信息，根据给定的条件管理和获得元数据信息。
c）元数据转换和共享功能。该功能自动将给定主体的元数据项转换到给定的格式。d）元数据分布式管理功能。根据元数据提供者的意愿，根据服务器和/或终端设备中的特征，使用和目标分布式地管理元数据信息，同时可以动态地改变存储元数据的位置。5.3元数据框架中业务平台功能
元数据框架中业务平台主要提供如下一些功能a）地址解析功能。当用户逻辑上检索并选择了内容，该功能解析满足由元数据描述的用户需求和使用环境的物理内容实例的位置。b）服务质量（QoS）控制功能。该功能实现根据由元数据描述的内容投递配置和用户偏好控制网络QoS。
c）会话控制功能。该功能建立服务器到给定用户的连接。它允许同时使用多终端和/或在终端间的无缝切换。
d）安全投递功能。该功能通过使用用户认证、终端认证和内容认证来阻止恶意接入内容投递业务。这与使用单一的签约认证的上层业务相关联。e）计费功能。该功能收集为对特定业务计费及大量计费需要的相关的计费信息，也可以实现相关的多业务计费。
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6使用元数据的内容分发网络管理6.1作为元数据检索基础设施的目录数据库为了协调跨越不同域的元数据，首先有必要使用实体论的语言，如OWL来对相互参考的元数据元素间的关系进行描述，然后将这些元素映射到目录数据库中的同一个属性类型。一个采用这种目录方法的基于策略的CDN管理模型（PBCDNM）如图6所示。内容分配政策
元数据目录
服务平台
(PBCNM)）
内容信息查询
元数据网关
政策实施
CDN边缘节点
装置元数据
用户元数据
6.2用于优化CDN的元数据
CDN边缘节点
装置元数据
用户元数据
地址解析API
内容元数据
CDN边缘节点
装置元数据
用户元数据
图6基于策略的CDN管理
装置元数据
用户元数据
CDN技术的要点是对服务器预先高速缓存的控制，它使内容实例在代理之间的分配最优化：其次是转发控制，它找出属性与使用环境相匹配的所请求内容的内容实例：再者是选择最佳的代理，它依据地址解析存储这种实例。
在预先高速缓存的控制中，投资效率是一个目标。代理服务器的开支将决定于它的能力以及到目标用户和目标装置可用的分发能力。可望使用如下元数据：内容分发属性：
代理分发能力属性和用于流媒与下载的存储能力属性；代理与客户之间接入网分发的环境属性：客户装置存储和演示的能力属性（终端的特性简表）：用户简表：
用户偏好属性（对代理与客户之间内容存取的统计）：关于内容分发属性，可以采用TV-Anytime论坛（TVA）的内容实例描述元数据（编程位置：声音/电视编码参数（文档格式、比特率等））。至于终端的特性简表，由于它包含终端硬件、软件和浏览器平台的属性，可以采用CC/PP（综合能力和偏好简表）。而用户简表，可以用TVA对象（即有意的观众）的元数据。
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对于用户的偏好属性，需要有统计信息，它可以从内容观看历史的分析以及代理与客户间接入请求的分析中得到；在此可以用TVA的内容描述元数据，（Programme（Group）Information:Title，Genre，CreditList，Keyword,ParentalGuideline，Language）和TVA的实例描述元数据。这些属性组也用于实现转送控制时地址解析的上下文信息。地址解析是为了识别内容实例的位置，在进行这种识别时要检查装置的能力，检查代理和客户间接入网载送内容实例数据可用的带宽。上面所列的元数据中，内容分发属性（TVA实例描述元数据）、接入网传递的环境属性和终端的特性简表（CC/PP）都可以用于上述目的。
6.3CDN管理中的策略描述
6.3.1概述
基于前面描述的元数据，本条款提供CDN管理中实现预先高速缓存控制最优化和转发控制最优化所需的策略描述。
广播和/或多媒体内容将各分配一个惟一的名称或识别码，这与它们在网络中的位置无关。这些识别码和内容实例实际的位置信息之间的联系由地址解析系统来提供。基于策略的CDN管理（PBCDNM的作用即是对所请求内容进行位置解析，使它能匹配元数据所描述的客户装置的能力、接入网特性和用户偏好。结果，一个来自用户的内容请求将被转发到一个存储着与使用环境相适配的内容实例的代理处。6.3.2预先高速缓存的最优化
为了使预先高速缓存最优化，代理需要存储频繁存取的内容类目，以改善检索效率。预先的最佳高速缓存策略可以通过分析所代理用户的偏好和内容接入频率的统计来决定。为此目的，存储于客户装置的元数据接入频率的统计需要按照元数据的属性进行分类。而代理则将接入频率统计存储到一个具体的元数据属性，例如它的目录条目中的“类型”之中。图7显示了一个例子，在此两个客户装置在它们使用环境元数据条目中存储了用户偏好元数据，而代理存储频繁存取该代理的客户装置的用户偏好元数据的统计。用户-1的装置将类型为A的内容和类型为B的内容之比定为4：3。代理-1则将类型-A作为一个类型的偏好加以存储。代理1
偏好的类型=A
用户2
客户装置2
类型=A，加权-6
类型-=B，加权=1
图7预先高速缓存的策略
用户1
客户装置1
类型-A，加权-4
类型=B，加权=3
判断在一个给定的代理中是否应该存储某内容实例的准则将作为一个预先高速缓存的策略存储在目录数据库的代理条目中。这一策略体现了CDN提供商向内容提供商提供的CDN服务的性能。下面描述预先高速缓存策略的一个例子：IF(ContentInstancel.genre=Surrogatel.preferredGenre)THEN
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