数据分发服务是一种基于发布/订阅模式的消息中间件,主要用于提供一对多的主动数据推送功能。由于其部署的灵活性和传输的实时性,数据分发服务被广泛应用于工业和军事领域中。此外,数据分发服务主要采用单播方式推送数据,即发布者节点需要向每个订阅者节点依次发送相同的内容,从而造成了带宽资源的浪费。另一方面,当网络中的订阅者节点数目增多时,排在后面的订阅者节点收到数据的时延会越来越长,从而导致整体的数据发布时延无法得到保障。因此,需要研究一种带宽节省的、时延有保障的、高效的数据分发服务,以确保消息的及时性和网络的有效性。本文基于内容分发网络(Content Delivery Network,CDN)的基本思想,设计了一种高效的数据分发服务方法。论文首先分析了数据分发服务的架构特点和传输特性,然后参照现有互联网中的数据加速方法,设计了一种在数据分发服务的基础上,通过构建重叠的内容分发网络来降低数据分发的带宽占用和总体传输时延的方法。论文主要完成的工作包括:1)将高效数据分发服务分为基础层和应用层两个层面进行设计。其中,基础层主要通过软件定义网络(Software Defined Network,SDN)以和Open Flow协议,实现网络拓扑发现、链路时延获取和链路带宽获取等功能,以感知网络的状态从而为优化传输路径提供依据;应用层主要在数据分发服务的基础上构建重叠的CDN加速网络,包括CDN缓存节点和CDN重定向节点,以减少冗余的数据包和总体传输时延。2)通过感知网络拓扑和网络资源状态,依据实际的通信场景和多播树构造算法,构造出基于主题的数据转发树,并以转发树中的所有中间节点作为CDN网络的缓存节点,从而实现数据加速;3)通过构建两层数据分发服务的方法,实现发布/订阅的重定向过程,以实现多播树的自动更新。其中第一层数据分发服务主要用于传递重定向控制命令,以管理和控制多播树的拓扑结构;第二层数据分发服务则主要按照多播树的优化传输路径,完成数据的存储和转发。最后,本文使用mininet对网络环境进行仿真,验证了基础层网络拓扑和网络资源获取方法的可行性,并且在不同的网络拓扑条件下,对不同业务类型的数据分发进行仿真。通过实验结果的对比分析,验证了本文提出的高效数据分发服务在降低多播时延以及均衡带宽方面的有效性。