專利名稱：Ip網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)科學(xué)中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是涉及通過IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速來實現(xiàn) 廣域網(wǎng)中數(shù)據(jù)的快速準(zhǔn)確傳輸。
背景技術(shù)：
IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速是指在現(xiàn)有廣域網(wǎng)帶寬的基礎(chǔ)上，通過一定技術(shù)手段為通過廣域 網(wǎng)連接企業(yè)核心網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程客戶提供更高的信息資源訪問效率和應(yīng)用性能。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用的普及，由于大公司和機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)和 數(shù)據(jù)中心的集中化部署，以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的實時性的要求，對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能優(yōu)化技術(shù)和 產(chǎn)品出現(xiàn)了強(qiáng)烈需求。例如，為了節(jié)省成本，越來越多的公司和機(jī)構(gòu)將應(yīng)用系統(tǒng)集中部署、 集中管理，異地的分支機(jī)構(gòu)和辦公人員，則通過VPN和Web方式，實現(xiàn)信息系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作 和使用。但是這種應(yīng)用模式卻常常由于網(wǎng)絡(luò)延遲等問題，導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)使用速度較慢，甚至 無法使用。目前已有的加速方法主要有(1)數(shù)據(jù)流量壓縮。采用特定的壓縮方法，通過對要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行先壓縮后發(fā)送 的方式，在接收方對其進(jìn)行先解壓縮再提交，從而減少網(wǎng)絡(luò)中實際傳輸量，達(dá)到減少傳輸時 間、減少帶寬的目的。然而，這種方法增加了發(fā)送和接收兩端的數(shù)據(jù)處理時間，并且對于少 量的或者已經(jīng)壓縮過的數(shù)據(jù)，該方法不能有效提高整體傳輸效率。(2)增加服務(wù)器的專用性。以提高web應(yīng)用的響應(yīng)速度為目標(biāo)，將CPU密集型的重 復(fù)任務(wù)從服務(wù)器中卸載下來，使其執(zhí)行既定任務(wù)，包括內(nèi)容服務(wù)和請求服務(wù)，從而提高服務(wù) 器整體效率。這種方法將服務(wù)器分為前端和后端服務(wù)器，在增加硬件成本的同時，其任務(wù)調(diào) 度策略本身也影響服務(wù)器性能。(3)針對特定應(yīng)用的加速技術(shù)。該類技術(shù)旨在提高基于TCP的應(yīng)用軟件性能，通過 快速建立連接來消除TCP建立連接的往返時間，從而加快諸如HTTP應(yīng)用的那些只需要短暫 通信的連接建立過程。因此，該方法通用性較差，不能滿足廣域網(wǎng)中的各種應(yīng)用需求。這些加速方法均以硬件為基礎(chǔ)，較高的成本不適合小型分支機(jī)構(gòu)和家庭辦公人 員，通用性不強(qiáng)使其無法在廣域網(wǎng)中廣泛使用。本申請基于以上考慮，發(fā)明了一種新型的IP 網(wǎng)絡(luò)加速系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以提高廣域網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸速度為目標(biāo)，設(shè)計并實現(xiàn)一種從應(yīng)用協(xié)議加速、 冗余數(shù)據(jù)處理和傳輸優(yōu)化三個層次對HTTP、FTP、SMTP、P0P3等IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)行加速的系統(tǒng)。本發(fā)明的實現(xiàn)方案為，IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)分為應(yīng)用協(xié)議加速子系統(tǒng)、冗余數(shù)據(jù) 處理子系統(tǒng)和傳輸優(yōu)化子系統(tǒng)，其中1.應(yīng)用協(xié)議加速子系統(tǒng)的主要功能是對應(yīng)用協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化。該子系統(tǒng)所具備的功 能模塊有
(1)協(xié)議管理模塊。該模塊主要負(fù)責(zé)對接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類。對于建立連接 的數(shù)據(jù)包，采用優(yōu)化的傳輸協(xié)議建立數(shù)據(jù)連接。對于拆除連接的數(shù)據(jù)包，則拆除相應(yīng)數(shù)據(jù)連 接。對于應(yīng)用層數(shù)據(jù)，則交由相應(yīng)協(xié)議應(yīng)用加速模塊。(2) HTTP應(yīng)用加速模塊。該模塊在對象緩存方面對HTTP應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。主要負(fù)責(zé) 對象緩沖區(qū)的維護(hù)和更新。對于在對象緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，該模塊檢查服務(wù)器相應(yīng)更新對象 的時間屬性，如果可用，用戶可直接讀取，無需服務(wù)器的重復(fù)發(fā)送。如果不可用，或者數(shù)據(jù)不 在對象緩沖區(qū)中，該模塊通過轉(zhuǎn)發(fā)請求到服務(wù)器以獲取該對象，在發(fā)送給用戶的同時，更新 對象緩沖區(qū)。(3) FTP應(yīng)用加速模塊。該模塊主要從目錄緩存和目錄預(yù)取兩個方面對FTP在應(yīng)用 層進(jìn)行加速。目錄緩存是指緩存每次控制連接訪問的所有目錄，這樣對同樣目錄進(jìn)行多次 訪問只需一次跨越廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)連接即可。目錄預(yù)取是指收到一個目錄的內(nèi)容后，對該目 錄的下一級子目錄進(jìn)行預(yù)取，進(jìn)而加快訪問速度。(4) SMTP和P0P3應(yīng)用加速模塊。該模塊主要根據(jù)SMTP和P0P3協(xié)議中的包含用戶 登錄信息的數(shù)據(jù)包獲得相應(yīng)服務(wù)器的域名，通過域名服務(wù)器的域名解析之后，建立數(shù)據(jù)通 信管道，并且對認(rèn)證數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，以減少協(xié)議跨越廣域網(wǎng)的交換次數(shù)。2.冗余數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對冗余數(shù)據(jù)的判定、標(biāo)識和恢復(fù)。為此，該系統(tǒng)維 護(hù)一個冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)，該緩存區(qū)中存放冗余數(shù)據(jù)和其對應(yīng)的標(biāo)識，冗余數(shù)據(jù)按照固定大 小的塊存放，與其對應(yīng)的標(biāo)識由32位的弱校驗和和128位的強(qiáng)校驗和組成。此外，該系統(tǒng) 所具備的功能模塊有(1)冗余數(shù)據(jù)判定模塊。該模塊將數(shù)據(jù)按照固定大小分塊，首先計算數(shù)據(jù)塊的弱校 驗和，并與冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)中的標(biāo)識進(jìn)行匹配，如果該弱校驗和不存在于標(biāo)識中，則判定該 數(shù)據(jù)為冗余數(shù)據(jù)。如果該弱校驗和存在于標(biāo)識中，則繼續(xù)計算該數(shù)據(jù)塊的強(qiáng)校驗和，如果該 校驗和不存在于標(biāo)識中，則判定該數(shù)據(jù)為冗余數(shù)據(jù)，反之判定為非冗余數(shù)據(jù)。對于判定為非 冗余的數(shù)據(jù)，下次匹配將從當(dāng)前數(shù)據(jù)塊的第二個字節(jié)，即向前滾動一個字節(jié)，開始重復(fù)上述 過程。(2)數(shù)據(jù)組合模塊。該模塊利用冗余數(shù)據(jù)判定模塊的判定結(jié)果，將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 實際要發(fā)送的數(shù)據(jù)。對于判定為冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊，用冗余數(shù)據(jù)標(biāo)志和在冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū) 中的偏移位置表示該數(shù)據(jù)。對于判定為非冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊，用非冗余數(shù)據(jù)標(biāo)志和該數(shù)據(jù) 的長度和內(nèi)容表示該數(shù)據(jù)。其中，冗余數(shù)據(jù)和非冗余數(shù)據(jù)的標(biāo)志只需1位表示即可。(3)數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊。該模塊負(fù)責(zé)將接收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成原始數(shù)據(jù)。首先檢驗第一 位，如果為冗余數(shù)據(jù)的標(biāo)識，則根據(jù)后面的位置字段，從冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)中獲得相應(yīng)的冗余 數(shù)據(jù)。如果為非冗余數(shù)據(jù)的標(biāo)識，則根據(jù)后面的新數(shù)據(jù)長度字段，從后面獲取相應(yīng)長度的數(shù) 據(jù)。重復(fù)上述過程，直到處理完所有數(shù)據(jù)。(4)數(shù)據(jù)存儲模塊。該模塊負(fù)責(zé)維護(hù)冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)存儲的同步操作。對于要發(fā) 送的數(shù)據(jù)，通過冗余數(shù)據(jù)的判定，將判定為非冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊及其強(qiáng)弱校驗和存儲到冗 余數(shù)據(jù)緩存區(qū)中。對于接收到的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)的恢復(fù)，將以非冗余數(shù)據(jù)形式發(fā)送過來的數(shù) 據(jù)及其對應(yīng)的強(qiáng)弱校驗和存儲到冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)中。3.傳輸優(yōu)化子系統(tǒng)主要對傳輸協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化。該子系統(tǒng)所具備的功能模塊有(1)動態(tài)帶寬測量模塊。該模塊負(fù)責(zé)動態(tài)測量IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)之間的可用帶寬。每隔一定時間向?qū)Χ税l(fā)送兩個連續(xù)的數(shù)據(jù)包，對端接收到之后，根據(jù)數(shù)據(jù)包大小和數(shù)據(jù) 包之間的時間間隔計算可用帶寬。(2)發(fā)送速率調(diào)整模塊。該模塊根據(jù)動態(tài)帶寬測量模塊提供的可用帶寬數(shù)據(jù)，對發(fā) 送速率進(jìn)行調(diào)整。如果一定時間間隔內(nèi)沒有數(shù)據(jù)包丟失，則根據(jù)可用帶寬，相應(yīng)增加發(fā)送速 率。如果有數(shù)據(jù)包丟失，則按照一定比例減少發(fā)送速率。(3)數(shù)據(jù)傳輸模塊。該模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收。此模塊對于待發(fā)送的 數(shù)據(jù)按包進(jìn)行編號，并根據(jù)發(fā)送速率調(diào)整模塊的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。如果接收數(shù)據(jù)包時，檢 測到數(shù)據(jù)包的丟失，則將相應(yīng)丟失數(shù)據(jù)包信息反饋給發(fā)送端，從而實現(xiàn)有選擇性的數(shù)據(jù)包重傳。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于根據(jù)廣域網(wǎng)中的各種應(yīng)用，設(shè)計全面的 IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速方案，更好的適用于用戶的各種需求。另外，通過對應(yīng)用層和傳輸層的優(yōu)化 以及冗余數(shù)據(jù)的特殊處理，充分考慮IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)的功耗，達(dá)到數(shù)據(jù)的高效快速傳 輸?shù)哪康?。具體體現(xiàn)在1.本發(fā)明廣泛適用于各種主流應(yīng)用協(xié)議。根據(jù)各種協(xié)議的特點，采用對象緩存、目 錄緩存、目錄預(yù)取和認(rèn)證數(shù)據(jù)存儲等優(yōu)化方式，在確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的前提下，加快數(shù)據(jù)傳輸 速度，減少響應(yīng)時間。2.本發(fā)明實現(xiàn)了新的冗余數(shù)據(jù)處理方法。對于冗余數(shù)據(jù)的發(fā)送，只需用少量的標(biāo) 識表示即可，從而減少了廣域網(wǎng)中實際傳輸量，并且本發(fā)明中的冗余處理與數(shù)據(jù)接收和發(fā) 送同時進(jìn)行，從而極大的降低了冗余數(shù)據(jù)處理本身對系統(tǒng)性能的影響，從整體上減少了傳 輸時間，增加了對可用帶寬的有效利用率。3.本發(fā)明在數(shù)據(jù)傳輸時，可動態(tài)的調(diào)整發(fā)送速率，使得在減少數(shù)據(jù)包丟失的前提 下，調(diào)整發(fā)送速率，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速可靠傳輸。


圖IIP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)場景2IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)模塊3局域網(wǎng)控制信息解析流程4廣域網(wǎng)控制信息解析流程5數(shù)據(jù)發(fā)送流程6數(shù)據(jù)接收流程圖
具體實施例方式如圖1所示，IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)分別部署在應(yīng)用服務(wù)器端和客戶端，分別稱為 服務(wù)器端加速系統(tǒng)和客戶端加速系統(tǒng)。應(yīng)用服務(wù)器與服務(wù)器端加速系統(tǒng)處于同一局域網(wǎng) 中，采用TCP連接；用戶計算機(jī)與客戶端加速系統(tǒng)處于同一個局域網(wǎng)中，采用TCP連接；服 務(wù)器端加速系統(tǒng)與客戶端加速系統(tǒng)之間跨越廣域網(wǎng)，采用優(yōu)化后的傳輸連接。當(dāng)用戶向應(yīng) 用服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)時，首先發(fā)送到客戶端加速系統(tǒng)，客戶端加速系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā) 送至服務(wù)器端加速系統(tǒng)，服務(wù)器端加速系統(tǒng)將接收并處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用服務(wù)器。當(dāng) 用戶從應(yīng)用服務(wù)器下載數(shù)據(jù)時，在應(yīng)用服務(wù)器獲得請求之后，將數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器端加速系統(tǒng)，服務(wù)器端加速系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理之后發(fā)送至客戶端加速系統(tǒng)，客戶端加速系統(tǒng)在接 收數(shù)據(jù)并處理完畢之后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶應(yīng)用程序。因此，服務(wù)器端加速系統(tǒng)與客戶端加 速系統(tǒng)均需要IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)的全部子系統(tǒng)及其模塊，以保證滿足用戶的數(shù)據(jù)上傳 和下載需求。IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)模塊劃分如圖2所示，對于接收到的數(shù)據(jù)，首先由應(yīng)用協(xié)議 加速子系統(tǒng)處理，之后將數(shù)據(jù)提交給冗余數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，最后由傳輸優(yōu)化子系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù) 據(jù)發(fā)送。其中，應(yīng)用協(xié)議加速子系統(tǒng)包括協(xié)議管理模塊、HTTP應(yīng)用加速模塊、FTP應(yīng)用加速 模塊以及SMTP和P0P3應(yīng)用加速模塊。協(xié)議管理模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包分類，將數(shù)據(jù)包分為控制 包和應(yīng)用層數(shù)據(jù)包。對于控制包，通過分析包內(nèi)字段含義，進(jìn)行數(shù)據(jù)連接或拆除；對于應(yīng)用 層數(shù)據(jù)包，通過對包頭字段的分析，識別具體應(yīng)用層協(xié)議，從而提交給相應(yīng)協(xié)議加速模塊。 對于提交給HTTP應(yīng)用加速模塊的數(shù)據(jù)包，首先判定要獲取的數(shù)據(jù)是否在緩存中有效，只有 在無效情況下，數(shù)據(jù)才轉(zhuǎn)發(fā)給遠(yuǎn)端服務(wù)器，否則直接返回相應(yīng)緩存數(shù)據(jù)。對于提交給FTP應(yīng) 用加速模塊的數(shù)據(jù)包，對于包含目錄信息的數(shù)據(jù)，更新目錄緩存區(qū)；對于獲取目錄信息的數(shù) 據(jù)，直接從目錄緩存中提取，對于緩存無效或不在緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，否 則如果緩存數(shù)據(jù)有效直接返回目錄緩存子模塊中的目錄信息。對于提交給SMTP和P0P3應(yīng) 用加速模塊的數(shù)據(jù)包，首先判斷是否為包含用戶登錄信息的數(shù)據(jù)包，如果是，獲得相應(yīng)服務(wù) 器的域名，通過域名服務(wù)器的域名解析之后，建立數(shù)據(jù)通信管道，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，否則，直接 轉(zhuǎn)發(fā)。冗余數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)分為冗余數(shù)據(jù)判定模塊、數(shù)據(jù)組合模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)恢 復(fù)模塊，并且該子系統(tǒng)還維護(hù)一個冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)。冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)中存儲了冗余數(shù)據(jù)和 冗余數(shù)據(jù)對應(yīng)的唯一標(biāo)識。冗余數(shù)據(jù)判定模塊負(fù)責(zé)將應(yīng)用協(xié)議加速子系統(tǒng)提交的數(shù)據(jù)，通 過計算其標(biāo)識，并與冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)中的標(biāo)識進(jìn)行匹配，將匹配成功的數(shù)據(jù)判定為冗余數(shù) 據(jù)，否則為非冗余數(shù)據(jù)。冗余數(shù)據(jù)組合模塊負(fù)責(zé)將原始數(shù)據(jù)按照冗余數(shù)據(jù)和非冗余數(shù)據(jù)的 分類重新組合，對于冗余數(shù)據(jù)，只需要用對應(yīng)的標(biāo)識表示即可。冗余數(shù)據(jù)存儲模塊根據(jù)冗余 數(shù)據(jù)判定結(jié)果，將判定為非冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的標(biāo)識按照一一對應(yīng)的順序存儲到冗 余數(shù)據(jù)緩存區(qū)中。數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊負(fù)責(zé)將經(jīng)過組合的數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分，對于組合數(shù)據(jù)中的冗余 數(shù)據(jù)標(biāo)識，從冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)中讀取對應(yīng)的數(shù)據(jù)，同時刪除組合數(shù)據(jù)內(nèi)的標(biāo)識，從而實現(xiàn)原 始數(shù)據(jù)的恢復(fù)。傳輸優(yōu)化子系統(tǒng)包括動態(tài)帶寬測量模塊、發(fā)送速率模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。動 態(tài)測量模塊負(fù)責(zé)定期的發(fā)送連續(xù)數(shù)據(jù)包，通過對該對數(shù)據(jù)包的時間間隔和數(shù)據(jù)包大小來計 算可用帶寬。發(fā)送速率調(diào)整模塊根據(jù)帶寬測量結(jié)果，不斷調(diào)整發(fā)送速率，在未發(fā)生丟包的情 況下增加發(fā)送速率，一旦發(fā)生丟包，則按照丟包比例降低發(fā)送速率。數(shù)據(jù)傳輸模塊負(fù)責(zé)按照 發(fā)送速率調(diào)整模塊提供的速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并檢測數(shù)據(jù)包是否丟失，對于丟失的數(shù)據(jù)包 直接選擇該包進(jìn)行重傳。下面，結(jié)合圖2中的相應(yīng)模塊，分別從控制連接和數(shù)據(jù)連接介紹IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速 系統(tǒng)的實施方式。首先介紹圖3的加速系統(tǒng)對來自局域網(wǎng)的控制信息的解析，然后介紹圖 4的加速系統(tǒng)對來自廣域網(wǎng)的控制信息的解析，接著再介紹圖5的數(shù)據(jù)發(fā)送流程，最后介紹 圖6的數(shù)據(jù)接收流程。局域網(wǎng)控制信息解析流程如圖3所示，由于連接的發(fā)起方總是用戶，因此該控制 信息的解析存在于客戶端加速系統(tǒng)中。首先，當(dāng)有控制信息的到來時，客戶端加速系統(tǒng)首先 判斷信息類型，如果是拆除連接，則拆除與服務(wù)器端加速系統(tǒng)的相應(yīng)連接。如果是建立連
7接，則利用圖2的應(yīng)用協(xié)議子系統(tǒng)中的協(xié)議管理模塊，對協(xié)議進(jìn)行分析。如果是HTTP協(xié)議， 首先判斷該連接所需獲取對象是否在本地緩存中，如果在，直接將相應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶端。 如果不在，則利用如圖2所示的傳輸優(yōu)化子系統(tǒng)，與遠(yuǎn)端加速系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)連接。如果是 SMTP或P0P3協(xié)議，則存儲并且發(fā)送認(rèn)證信息。如果是FTP協(xié)議，則通過向遠(yuǎn)端發(fā)送控制信 息來判斷本地緩存目錄是否有效，如果無效，則利用如圖2所示的傳輸優(yōu)化子系統(tǒng)，與遠(yuǎn)端 建立數(shù)據(jù)連接，如果有效，直接從緩存中讀取目錄數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶端，并且對于不在緩存目 錄中的所讀取目錄的子目錄進(jìn)行預(yù)取操作。廣域網(wǎng)控制信息解析流程如圖4所示，由于連接的拆除可以是用戶應(yīng)用程序也可 以是應(yīng)用服務(wù)器，因此該控制信息的解析均存在于服務(wù)器端和客戶端加速系統(tǒng)中。接收到 控制信息后，如果是拆除連接，則拆除與遠(yuǎn)端加速系統(tǒng)的相應(yīng)連接。如果是建立連接，則利 用圖2的協(xié)議管理模塊對協(xié)議進(jìn)行分析。如果是HTTP協(xié)議，則將遠(yuǎn)端緩存對象的判定結(jié)果 返回，如果是SMTP或P0P3協(xié)議，則進(jìn)行認(rèn)證信息驗證，如果驗證不通過，則發(fā)送拆除連接信 息并與遠(yuǎn)端加速系統(tǒng)斷開連接。如果驗證通過，則利用如圖5所示的傳輸優(yōu)化子系統(tǒng)，主動 與遠(yuǎn)端加速系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)連接。如果是FTP協(xié)議，則將目錄緩存是否有效的結(jié)果返回。IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)送流程如圖5所示，客戶端或服務(wù)器端加速系統(tǒng)啟動 之后，為保證數(shù)據(jù)的及時發(fā)送，將處于偵聽連接局域網(wǎng)數(shù)據(jù)端口狀態(tài)，當(dāng)偵聽到有數(shù)據(jù)發(fā)送 請求時，開始接收數(shù)據(jù)，對于每次接收的數(shù)據(jù)，首先利用圖2中應(yīng)用協(xié)議加速子系統(tǒng)中的協(xié) 議管理模塊，對其數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，根據(jù)包頭信息以及所偵聽的端口號，判斷所采用的應(yīng)用 協(xié)議(HTTP、FTP、SMTP或者P0P3)，從而提交給相應(yīng)應(yīng)用協(xié)議加速模塊進(jìn)行分析和處理，然 后將數(shù)據(jù)提交給圖2中的冗余數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，利用其中的冗余數(shù)據(jù)判定模塊，通過讀取 冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)，完成對冗余數(shù)據(jù)的判定，隨后根據(jù)判定結(jié)果，利用圖2的數(shù)據(jù)組合模塊， 完成數(shù)據(jù)組合，然后提交給傳輸優(yōu)化子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)的傳輸通過圖2的數(shù)據(jù)傳輸模塊來完成， 在傳輸過程中，通過發(fā)送速率調(diào)整模塊的動態(tài)速率調(diào)整，實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的低丟包率和快速傳 輸。在接收數(shù)據(jù)完畢之后，通過數(shù)據(jù)存儲模塊，將判定為非冗余數(shù)據(jù)的相應(yīng)數(shù)據(jù)及其標(biāo)識存 儲到冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)中，以保證下次相同數(shù)據(jù)發(fā)送時的數(shù)據(jù)冗余判定成功。IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收流程如圖6所示，客戶端或服務(wù)器端加速系統(tǒng)啟動 之后，處于偵聽廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)端口狀態(tài)，當(dāng)偵聽到有數(shù)據(jù)發(fā)送請求時，開始接收數(shù)據(jù)，對于每 次接收的數(shù)據(jù)，首先利用圖2中的應(yīng)用協(xié)議加速子系統(tǒng)中的協(xié)議管理模塊，對數(shù)據(jù)包進(jìn)行 分析，從而提交給相應(yīng)協(xié)議加速模塊，然后將數(shù)據(jù)提交給圖2中的冗余數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，利 用數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，通過讀取冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)，完成對接收數(shù)據(jù)的恢復(fù)，然后提交給圖2的傳 輸優(yōu)化子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)的傳輸模塊負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)發(fā)送方式轉(zhuǎn)換成TCP方式，發(fā)送給數(shù)據(jù)接 收方。在一次連接結(jié)束之后，將數(shù)據(jù)恢復(fù)過程中標(biāo)記為非冗余數(shù)據(jù)的相應(yīng)數(shù)據(jù)及其標(biāo)識存 儲到冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)，從而保證了兩端加速系統(tǒng)的冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)的一致性。
權(quán)利要求
IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由應(yīng)用協(xié)議加速子系統(tǒng)、冗余數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和傳輸優(yōu)化子系統(tǒng)組成；所述的應(yīng)用協(xié)議加速子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對應(yīng)用協(xié)議的優(yōu)化，其包括以下模塊(1)協(xié)議管理模塊，負(fù)責(zé)對接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類，并提交至相應(yīng)協(xié)議加速模塊；(2)HTTP應(yīng)用加速模塊，負(fù)責(zé)對象緩沖區(qū)的維護(hù)和更新，對于在對象緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，該模塊檢查服務(wù)器相應(yīng)更新對象的時間屬性，對于可用數(shù)據(jù)，用戶直接讀取，對于不可用或者數(shù)據(jù)不在對象緩沖區(qū)中，該模塊通過轉(zhuǎn)發(fā)請求到服務(wù)器以獲取該對象，并在發(fā)送給用戶的同時，更新對象緩沖區(qū)；(3)FTP應(yīng)用加速模塊，從目錄緩存和目錄預(yù)取兩個方面實現(xiàn)對FTP的應(yīng)用優(yōu)化，目錄緩存是指緩存每次控制連接訪問的所有目錄，對同樣目錄進(jìn)行多次訪問只需一次跨越廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)連接即可，目錄預(yù)取是指收到一個目錄的內(nèi)容后，對該目錄的下一級子目錄進(jìn)行預(yù)取操作，提前存儲到目錄緩存區(qū)中；(4)SMTP和POP3應(yīng)用加速模塊，通過對認(rèn)證數(shù)據(jù)的存儲，實現(xiàn)對EMAIL在數(shù)據(jù)傳輸方面的優(yōu)化，針對包含用戶登錄信息的數(shù)據(jù)包獲取相應(yīng)服務(wù)器的域名，通過域名服務(wù)器的域名解析之后，建立數(shù)據(jù)通信管道，同時對認(rèn)證數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；所述的冗余數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對冗余數(shù)據(jù)的判定、標(biāo)識和恢復(fù)，同時還具有一個數(shù)據(jù)冗余緩存區(qū)，將判定為冗余的數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的標(biāo)識按照一一對應(yīng)的方式存儲到該緩存區(qū)中，冗余數(shù)據(jù)按固定大小的塊存儲，并且冗余數(shù)據(jù)標(biāo)識的長度固定，具體包括以下模塊(1)冗余數(shù)據(jù)判定模塊，將數(shù)據(jù)分塊，分別計算相應(yīng)的標(biāo)識，與數(shù)據(jù)冗余緩存區(qū)中的標(biāo)識進(jìn)行比較以判定當(dāng)前數(shù)據(jù)是否在緩存區(qū)中；(2)數(shù)據(jù)組合模塊，將要發(fā)送的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實際要發(fā)送的數(shù)據(jù)，用冗余數(shù)據(jù)標(biāo)識和在冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)中的偏移量表示冗余數(shù)據(jù)，用非冗余數(shù)據(jù)標(biāo)識和數(shù)據(jù)長度以及內(nèi)容表示非冗余數(shù)據(jù)；(3)數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，將接收到的組合數(shù)據(jù)恢復(fù)成原始數(shù)據(jù)；(4)數(shù)據(jù)存儲模塊，維護(hù)冗余數(shù)據(jù)緩存區(qū)，保持發(fā)送和接收兩端的緩存區(qū)的一致性；所述的傳輸優(yōu)化子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對傳輸協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化，具體有以下模塊(1)動態(tài)帶寬測量模塊，負(fù)責(zé)動態(tài)測量IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)之間的可用帶寬；(2)發(fā)送速率調(diào)整模塊，負(fù)責(zé)在保證數(shù)據(jù)發(fā)送成功率的前提下，動態(tài)調(diào)整發(fā)送速率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸；(3)數(shù)據(jù)傳輸模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，并對丟失的數(shù)據(jù)包實現(xiàn)有選擇的重傳。
2.如權(quán)利要求1所述的IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)，其特征在于該加速系統(tǒng)分別部署在服 務(wù)器端和客戶端。
3.如權(quán)利要求1所述的IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)，其特征在于協(xié)議管理模塊中的數(shù)據(jù)包 分類將數(shù)據(jù)包分為(1)連接建立數(shù)據(jù)包，對于該類型數(shù)據(jù)包，利用傳輸優(yōu)化子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸模塊，建 立數(shù)據(jù)連接；(2)連接拆除數(shù)據(jù)包，對于該類型數(shù)據(jù)包，利用傳輸優(yōu)化子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸模塊，拆 除數(shù)據(jù)連接；(3)應(yīng)用層數(shù)據(jù)包，對于該類數(shù)據(jù)包，直接提交相應(yīng)應(yīng)用協(xié)議加速模塊進(jìn)行處理。
4.如權(quán)利要求2所述的IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)冗余緩存區(qū)為 本地的一塊磁盤空間，服務(wù)器端和客戶端加速系統(tǒng)兩端必須保持?jǐn)?shù)據(jù)冗余緩存區(qū)的同步更 新，在每次連接之前，兩端的數(shù)據(jù)冗余緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)完全一致，數(shù)據(jù)冗余緩存區(qū)的更新在 每次連接結(jié)束之后。
5.如權(quán)利要求1和2所述的IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)，其特征在于所述的冗余數(shù)據(jù)處理 子系統(tǒng)對于控制信息，不需要冗余數(shù)據(jù)處理，只有在建立數(shù)據(jù)連接以后時，冗余數(shù)據(jù)處理子 系統(tǒng)才會調(diào)用相應(yīng)模塊進(jìn)行處理。
6.如權(quán)利要求1和2所述的IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)，其特征在于所述的冗余數(shù)據(jù)處理 子系統(tǒng)的冗余數(shù)據(jù)處理過程與數(shù)據(jù)接收和發(fā)送保持同步，在數(shù)據(jù)不斷接收的同時，將已經(jīng) 接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)組合后立即發(fā)送出去。
7.如權(quán)利要求2所述的IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)，其特征在于客戶端加速系統(tǒng)可與多臺 用戶計算機(jī)在局域網(wǎng)內(nèi)相連。
8.如權(quán)利要求2所述的IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)，其特征在于服務(wù)器端加速系統(tǒng)和客戶 端加速系統(tǒng)之間相連接的網(wǎng)絡(luò)為廣域網(wǎng)。
全文摘要
一種實現(xiàn)廣域網(wǎng)中數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)腎P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速系統(tǒng)，通過對HTTP、FTP、SMTP和POP3四種主流應(yīng)用協(xié)議在對象緩存、目錄預(yù)取以及數(shù)據(jù)認(rèn)證等方面上的優(yōu)化，減少廣域網(wǎng)之間的交互次數(shù)，提高了應(yīng)用服務(wù)器對用戶的響應(yīng)時間；通過冗余數(shù)據(jù)判定、數(shù)據(jù)組合和數(shù)據(jù)恢復(fù)，避免了相同數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的重復(fù)傳輸，從而提高了可用帶寬的有效利用率，同時，通過對數(shù)據(jù)冗余緩存區(qū)的存儲管理保證冗余數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性；通過動態(tài)測量網(wǎng)絡(luò)帶寬和調(diào)整發(fā)送速率，來提高數(shù)據(jù)在廣域網(wǎng)中的實際傳輸速率。
文檔編號H04L29/06GK101945103SQ20101024804
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者吳巍, 吳渭 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所