DE10048482A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung der Datenübertragungsrate bei einer Netzwerkanbindung - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Erhöhung der Datenübertragungsrate in einem Netzwerk zwischen einem Server (1) des Netzwerks und einem mit dem Netzwerk verbundenen Endgerät (2) komprimiert der Server (1) automatisch die zu übermittelnden Daten und versendet die komprimierten Daten über das Netzwerk. Das Endgerät (2) dekomprimiert automatisch die empfangenen Daten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimie­ rung der Datenübertragungsrate bei einer Netzwerkanbindung sowie ein mit dem Netzwerk verbundenes Endgerät und einen Server des Netzwerks, welche das Verfahren ausführen. Insbe­ sondere betrifft sie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur besseren Nutzung der physikalisch vorhandenen Anschlüsse und der dadurch vorgegebenen Bandbreite einer Datenübertragung eines Endgerätes mit einem Server im Netzwerk, sowie der Ver­ bindungen im Netzwerk.

Bei den Verbindungen zwischen einem Endgerät und einem als Server eingerichteten leistungsfähigen Computer in einem Netzwerk, der zukünftig verkürzend als Server bezeichnet wer­ den soll, besteht für einen Nutzer in zunehmendem Maße das Problem, daß die Zeit, bis Informationen aus dem Netzwerk "heruntergeladen" sind, immer mehr zunimmt. Beispiele für die hier betroffenen Netzwerke sind ein Intranet oder das Inter­ net. Beim Internet beruht dies auf den stark anwachsenden Da­ tenvolumen, die aufwendige, graphisch gestaltete Informatio­ nen enthalten, allgemein als "Websites" bezeichnet. Als Enge­ räte sind zumeist Computer mit einem Server des Internets ü­ ber eine Telefonverbindung oder bei größerem Datenaufkommen, etwa gewerblicher Nutzung, über eine Standleitung verbunden. Die genannten Probleme treten aber auch bei anderen Endgerä­ ten wie ganzen lokalen Netzwerken von Firmen (LAN) oder bei Mobiltelefonen auf.

Auch bei Verbindungen im "Inneren" des Netzwerks, bei Verbin­ dungen zwischen einzelnen Servern, kommt es zu Engpässen, da keine genügend große Bandbreite auf diesen Verbindungen zur Verfügung steht.

Der Datenverkehr wird auch in umgekehrter Richtung durch die zu geringe Bandbreite der Übertragungswege limitiert, wenn Endgeräte Informationen in dem Netzwerk anbieten und folglich aus dem Netzwerk über den Anschlußserver Daten abgerufen wer­ den.

Wenn sehr große Datenmengen, wie beispielsweise ein komplet­ tes Softwarepaket, aus dem Netzwerk zu einem Computer über­ tragen werden sollen, ist es bekannt, das Softwarepaket manu­ ell mit Hilfe spezieller Programme durch einen Anbieter des Softwareprogrammes zu komprimieren. Die dadurch deutlich re­ duzierte Datenmenge kann dann in kürzerer Zeit über die vor­ handenen Datenkanäle des Netzwerkes übertragen werden. Auf der Seite des Endgerätes erhält ein Empfänger die komprimier­ ten Daten und muß diese durch Aufruf eines entsprechenden Programmes dekomprimieren, um die ursprünglichen Daten zu er­ halten.

Auch bekannt ist, große Softwarepakete als bereits kompri­ mierte Daten zur Verfügung zu stellen.

Nachteilig an diesen bekannten Verfahren ist, daß die Kompri­ mierung nicht automatisch erfolgt und eine Reduzierung der Übertragungszeiten für Daten nur bei großen, "von Hand" abzu­ rufenden Programmpaketen möglich ist, nicht jedoch bei den üblichen Datenvolumen, wie beispielsweise Websites im Inter­ net, die nur durch anklicken aufgerufen werden und sodannn unkomprimiert übertragen werden.

Es ist bereits bekannt, in einem Protokollstandard der unte­ ren Übertragungsebene, der der Übertragung der Daten zwischen einem Server und einem Endgerät dient, eine Komprimierung vorzusehen. Beispielsweise bei einem Modem, das die Verbin­ dung zwischen dem Netzwerk und einem Computer über eine Tele­ phonleitung ermöglicht, kann der Protokollstandard des Modems eine Komprimierung der Bitfolgen enthalten, um eine höhere Übertragungsrate an Daten zu erreichen. Diese Komprimierung erfolgt jedoch auf sehr niederiger Ebene des Protokolls und hat keinerlei Auswirkung auf das Übertragungsprotokoll zwi­ schen Server und Computer, vor allem erfolgt die Komprimie­ rung unabhängig davon, ob ein kurzer Befehl oder ein großes Softwarepaket zwischen Server und Computer übertragen wird. Diese Komprimierung kommt auch nur auf dem letzten Leitungs­ abschnitt, der Telefonleitung zum tragen, nicht jedoch auf der ganzen Übertragungsstrecke zwischen Computer und Server.

Bisher wurde versucht, die Bandbreite der Datenübertragung und damit das pro Zeit übertragbare Datenvolumen zu erhöhen, indem die physikalischen Bandbreite vergrößert wurde. Dies ist jedoch nur über einen Ausbau und zumeist ein Auswechseln der entsprechenden Hardware möglich und daher sehr teuer.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der die Bandbreite eines Datenkanals ohne Anpassung der Hardware kostengünstig erhöht werden kann. Dem Benutzer sollen dabei möglichst viele Schritte durch eine entsprechende Automati­ sierung abgenommen werden.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren und der Vorrichtung der Patentansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach dem Anspruch 1 komprimiert erfindungsgemäß der Server automatisch zu übermittelnden Daten, wenn er feststellt, daß von dem Endgerät die Daten angefordert werden. Anschließend werden die komprimierten Daten über das Netzwerk durch den Server versandt. Das Endgerät dekomprimiert automatisch die empfangenen Daten und übergibt die dekomprimierten Daten an die Software des Endgerätes.

Vorteilhaft wird so die Übertragungszeit für das Versenden der Daten verringert, da die Rechenleistung eines Servers und Endgerätes so groß ist, daß die Zeit für die Komprimierung nicht relevant ist.

Vorteilhaft prüft der Server, ob die Daten bereits kompri­ miert sind und komprimiert nur, wenn die Daten nicht bereits komprimiert sind.

Günstig prüft der Server, ob die Daten in einem Datenformat vorliegen, bei dem eine erhebliche Verringerung der Datenmen­ ge durch eine Komprimierung erreicht werden kann und kompri­ miert nur dann, wenn eine erhebliche Verringerung erreicht werden kann.

Wenn bereits komprimierte Daten erneut komprimiert werden, kommt es zu keiner nutzbaren weiteren Verringerung der Daten­ menge. Unter Umständen vergrößert sich die Datenmenge wieder. Bestimmte Daten sind stärker als andere komprimierbar. Dies ist bei Daten mit sich wiederholenden Strukturen der Fall, beispielsweise Graphiken. Wenn das Verfahren nur bei diesen angewandt wird, kommt es zu einer maximalen Verbesserung der Übertragungsgeschwindigkeit, da ansonsten, bei nur geringem Nutzen, keine Zeit für die Komprimierung benötigt wird.

Nach Anspruch 4 ist es günstig, wenn der Server Daten bereits vor einer Anforderung der Daten komprimiert, diese speichert und dann versendet, wenn er feststellt, daß diese Daten von dem Endgerät angefordert werden (Proxy Funktion). Bei häufig abgerufenen Daten wird damit der Zeitaufwand für die Kompri­ mierung eingespart und eine weitere Optimierung erreicht.

Vorteilhaft läßt sich das Verfahren mit einer Verschlüsselung verbinden. Komprimierte Daten sind bereits schwerer zugäng­ lich für Dritte, da sie dekomprimiert werden müssen, um les­ bar zu sein.

Vorteilhaft kann das Verfahren, soweit die Schritte von dem Server durchgeführt werden, von einem abgeschlossenen Teil eines Computerprogramms des Servers durchgeführt werden. Ein solches als Plug-In bezeichnete Programm kann günstig in ver­ schiedene Programme integriert werden, die auf dem Server laufen und Dienste im Zusammenhang mit dem Netzwerk anbieten.

Ebenso können die Verfahrensschritte, soweit die Schritte von dem Endgerät durchgeführt werden, in einem Plug-In zusammen­ gefaßt werden.

Vorteilhaft wird das Verfahren bei einem Intranet oder dem Internet angewandt.

Anhand der Figur wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel ei­ ner erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Optimierung der Daten­ übertragungsrate bei einer Netzwerkanbindung und das erfin­ dungsgemäße Verfahren näher erläutert.

Die Figur zeigt in einer Schemaskizze einen Aussschnitt des Internets mit einem Server 1 und einem Endgerät 2, das im vorliegenden Beispiel ein Computer 3 ist. Das erfindunggemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft anzuwenden bei einem End­ gerät 2, daß mit dem Internet als Netzwerk verbunden ist. Es kann jedoch auch bei jedem anderen Netzwerk angewandt werden. Es können auch andere Endgeräte 2 als Computer 3 eingesetzt werden, wie etwa ein netzwerkfähiges WAP-Handy.

Der Computer 3 ist über ein Modem 4, das hier zur Verdeutli­ chung als externes Modem eingezeichnet ist, und über eine Te­ lefonleitung 5 mit einem Zugangsserver 6 verbunden. Über die­ sen Zugangsserver 6 gewährt ein sogenannter Provider dem Nut­ zer des Computers 3 Zugang zum Internet. Der Zugangsserver 6 ist über feste Standleitungen und sonstige Verbindungen 7 mit weiteren Servern verbunden, die hier nicht eingezeichnet sind, bis auf den beispielhaft eingezeichneten Server 1, auf dem die von dem Nutzer gewünschten und von ihm abgerufenen Daten liegen. Die Gesamtheit der Server 1,6 mit ihren Verbin­ dungen 7 bildet das Internet. Die gestrichelte Linie 8 verdeutlicht den Übergang zu einem Endnutzer mit seinem Computer 3, der über die Telefonleitung 5 Zugang zum Internet hat.

Wenn nun Daten von dem Computer 3 bei dem Server 1 angefor­ dert werden, so überprüft der Server 1 automatisch, ob sich eine Komprimierung der Daten lohnt. Wenn sie bereits kompri­ miert sind, oder eine Art von Daten vorliegt, die sich nur mit geringem Erfolg komprimieren läßt, so versendet der Ser­ ver 1 die Daten direkt, um die Rechenzeit der Komprimierung einzusparen. Gemäß einer Alternative kann also das Programm auf dem Server 1 selbst intelligent prüfen, ob sich eine Komprimierung der Daten lohnt. Dazu kann beispielsweise eine Probe-Komprimierung eines Teils der Daten ausgeführt werden, um zu sehen, welcher Komprimierungsgrad zu erzielen ist. Die­ ser potentiell zu erzielende Komprimierungsgrad kann dann mit dem Rechenaufwand verglichen werden, der für die Komprimie­ rung selbst notwendig ist. Beispielsweise kann die Komprimie­ rung nur dann ausgeführt werden, wenn der Komprimierungsgrad eine vorbestimmte Schranke überschreitet.

Als einfachere Alternative kann auch vorgesehen sein, daß der Server 1 automatisch Daten eines bestimmten Formats, wie bei­ spielsweise HTML-Dateien, Text der Java-Script, etc. selbst­ ständig erkennt und sie immer komprimiert. Wenn der Server dagegen erkennt, daß es sich beispielsweise um komprimierte Dateien oder Dateien anderen Formats handelt, bei denen eine Komprimierung ebenfalls keinen Sinn macht, wird die Kompri­ mierungsfunktion automatisch unterdrückt. Häufig angeforderte Daten speichert der Server 1 bereits komprimiert ab. In allen Fällen, in denen ein Zeitgewinn zu erwarten ist, komprimiert der Server 1 die Daten. Über den Zugangsserver 6, die Tele­ fonleitung 5 und das Modem 4 werden die Daten zu dem Computer 3 gesandt. Dabei werden die komprimierten Daten in bekannter Weise gemäß den Übertragungsprotokollen umgesetzt. Der Compu­ ter 3 dekomprimiert die Daten wiederum.

Dadurch kann sehr kostengünstig eine Verbesserung der Lade­ zeiten für Daten aus dem Internet erreicht werden, ohne die Hardware, insbesondere Zugangsserver 6, Telefonleitung 5 und Modem 4 teuer und aufwendig auszutauschen. Das beschriebene Verfahren ist auf dem Zielserver 1 anwendbar, aber es kann auch erst bei dem Zugangsserver 6 angewandt werden. Das er­ findungsgemäße Verfahren kann natürlich auch in der Gegen­ richtung angewandt werden, wenn Daten von dem Computer 3 zu dem Server 1 übertragen werden.

Auch die Datenverbindungen innerhalb des Internets oder eines sontigen Netzwerks können mit dem beschriebenen Verfahren op­ timiert werden.

Claims (14)

1. Verfahren zur Erhöhung der Datenübertragungsrate in einem Netzwerk zwischen einem Server (1) des Netzwerks und ei­ nem mit dem Netzwerk verbundenen Endgerät (2), mit den Schritten:

• a) Feststellen durch den Server (1), daß von dem Endge­ rät (2) Daten angefordert werden,
• b) automatisches Komprimieren der zu übermittelnden Da­ ten durch den Server (1),
• c) Versenden der komprimierten Daten über das Netzwerk durch den Server (1),
• d) automatisches Dekomprimieren der empfangenen Daten durch das Endgerät (2), und
• e) Übergeben der dekomprimierten Daten an die Software des Endgerätes (2).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Server (1) prüft, ob die Daten bereits kompri­ miert sind und nur eine Komprimierung durchführt, wenn die Daten nicht bereits komprimiert sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Server (1) prüft, ob die Daten in einem Datenfor­ mat vorliegen, bei dem eine erhebliche Verringerung der Datenmenge durch eine Komprimierung erreicht werden kann und nur dann, wenn eine erhebliche Verringerung erreicht werden kann, eine Komprimierung durchführt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Server (1) Daten bereits vor einer Anforderung der Daten komprimiert, diese speichert und dann versen­ det, wenn er feststellt, daß diese Daten von dem Endgerät (2) angefordert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Server (1) die komprimierten Daten zusätzlich verschlüsselt und das Endgerät (2) die Daten vor der De­ komprimierung wieder entschlüsselt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren, soweit die Schritte von dem Server (1) durchgeführt werden, von einem abgeschlossenen Teil eines Computerprogramms des Servers (1) durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren, soweit die Schritte von dem Endgerät (2) durchgeführt werden, von einem abgeschlossenen Teil eines Steuerprogramms des Endgerätes (2) durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten auch von dem Endgerät (2) zu dem Server (1) übertragen werden und Endgerät (2) sowie Server (2) je­ weils die Funktion des anderen übernehmen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Endgerät (2) ein Computer (3) verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk das Internet ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk ein Intranet ist.

12. Vorrichtung zur Erhöhung der Datenübertragungsrate in ei­ nem Netzwerk zwischen einem mit dem Netzwerk verbundenen Endgerät (2) und einem Server (1), wobei Endgerät (2) und Server (1) so programmiert sind, daß ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit den jeweils dem Endgerät (2) und dem Server (1) zugeordneten Verfahrensschritten auf diesen ablaufen kann.

13. Computerprogrammprodukt, das auf einem computergeeigneten Medium gespeichert ist, und das, wenn es auf einem Compu­ ter gestartet wird, die von dem Server (1) durchzuführen­ den Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchführt.

14. Computerprogrammprodukt, das auf einem computergeeigneten Medium gespeichert ist, und das, wenn es auf einem Compu­ ter (3) gestartet wird, die von dem Computer (3) durchzu­ führenden Schritte eines Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 11 durchführt.