CN101217508A - 一种基于即时通信平台的网络代理系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

一种基于即时通信平台的网络代理系统，所述网络代理系统为在即时通信系统的用户端增设代理模块，相应地，在即时通信系统的服务器端也增设代理模块。相比普通的即时通信系统，该系统的主要变化是在用户端增加代理模块，其提供代理的创建和发现功能。相应地，即时通信服务器也扩展代理的相关操作功能，不仅负责与用户的代理消息交互，还处理与代理相关的决策与统计信息，如内容流量、网络速率等。一种基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，包括两个基本流程，分别为用户创建与提供代理服务的基本流程和用户成功发现与使用代理服务的基本流程。

Description

一种基于即时通信平台的网络代理系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别是一种利用网络用户底层连通特性的即时通信平台网络代理方法。

背景技术

作为最大的开放式网络，因特网连通了全球数以亿计的各种计算机设备，为它们之间的信息共享和交换提供了支撑平台，其中负责寻路的路由协议具有至关重要的作用。虽然大多骨干网路由协议具有自适应的调整特性，但实际运营过程中，由于运营商利益等原因，自治域间的路由相对灵活性较差。因此用户在使用网络的实际过程中，由于底层路由的相对固定，会遇到影响网络连接的若干问题。具体表现有以下情况：

1、地震、海啸等自然灾害对网络基础设施的破坏，使得用户短期内无法访问到某些区域的网站。例如2006年12月份下旬，台湾海域发生的海啸震断了14条海底光缆，使得中国大陆到北美等区域的互联网通信受到持续几个月的严重影响[1]。

2、由于负责网络设施建设的各个实体之间存在利益等因素，不同自治域网络之间的静态路由常造成通信带宽不足，导致互通效果不好，例如现在中国大陆的南北互通，电信与网通的大部分用户互连，以及教育网与公众网的互连都存在这个现象。

当前，网络代理技术能够有效解决以上问题。使用网络代理的时候，用户首先向代理服务器发出请求，然后由代理服务器实际访问目标服务器，最后代理服务器将返回的结果返回给用户。这个过程中代理服务器担任中间人的角色，且需要与用户及目标服务器的网络连接质量都较好。但是代理的使用比较繁琐：首先，需要有一些具备全局IP地址的计算机设备安装运行代理服务器软件，其次用户需要通过各种途径搜索测试可用的代理。因此，代理的使用情况既依赖于客观的网络条件，又需要用户主观上的繁琐操作。

目前，当用户因为路由原因无法直接访问目标服务器或连接速度较慢时，往往可以使用代理服务器解决。例如2006年12月份台湾南部海域的海底光缆中断时，中国大陆用户使用日韩或欧洲的代理服务器，依然可以访问到美国网络。此外，代理技术也广泛应用于企业接入网，局域网中具有内部IP地址的机器可以通过代理服务器实现共享上网，这不是本发明所关注的领域。

代理服务器位于用户与目标服务器之间，其工作原理如下：用户首先向代理服务器发出请求，然后由代理服务器实际访问目标服务器，最后代理服务器将返回的结果返回给用户。代理服务器在中间分别维护用户和目标服务器的两个通信会话，使用户操作可以如同直接连接到目标服务器一样方便。

影响代理服务器效果的因素有以下两个方面：

代理服务器的网络连接情况。包括两个部分：用户与代理服务器的网络连接状况；代理服务器与目标服务器的网络连接情况。

代理服务器的性能。如果代理服务器本身的配置不高，那一旦多人同时使用，就是直接影响代理服务器的速度。

根据代理服务器工作的网络层次，一般可分为应用层代理、传输层代理和SOCKS代理。应用层代理工作在TCP/IP模型的应用层之上，它只能用于支持HTTP、FTP等特定的应用层协议。这类代理应用广泛，往往还具有内容缓存功能。它提供的控制最多，但是不灵活，必须需要相应的协议支持。如果协议不支持代理(如SMTP和POP)，那就只能在应用层以下代理，也即传输层代理。传输层代理直接与TCP层交互，更加灵活。要求代理服务器具有部分真正服务器的功能：监听特定TCP或UDP端口，接收客户端的请求同时向客户端发出相应的响应。另一种代理需要改变客户端的IP栈，即SOCKS代理。它是可用的最强大、最灵活的代理标准协议。SOCK V4允许代理服务器内部的客户端完全地连接到外部的服务器，但只适用于UDP协议；SOCK V5增加了对客户端的授权和认证，是一种安全性较高的代理，且同事支持TCP与UDP协议。

作为客户/服务器(Client/Server)模式的重要补充，近年来P2P技术在互联网上的应用日益广泛。P2P网络是一种分布式网络，用户共享他们计算机所拥有的部分资源(处理能力、存储能力、网络连接能力、打印机、文件等)，这些共享资源借助于网络，能被其它用户直接访问而无需经过中间实体。在此网络中用户既可以是资源提供者(Server)，又可以是资源获取者(Client)，因此用户间是一种对等的关系。P2P技术充分利用了网络边缘的大量计算机资源，包括分散的存储空间、CPU时间、网络带宽、信息内容等多种资源，从而有效降低集中服务器的负载，提高服务的可用性。

将每个用户抽象为网络中的一个节点，P2P网络中的各个节点是逻辑对等的，即系统中不再明显区分服务器以及客户端，系统中的各个节点之间可以直接进行数据传输而不需要通过中间服务器。P2P模式的对等性弱化甚至去除了分布节点对集中服务器的依赖，突破了服务器瓶颈，增强了网络的可扩展性。

作为P2P技术的重要应用，即时通信应用，例如QQ、MSN、Skype等得到非常广泛的普及。综合比较，这类系统的具体实现协议各有不同，但它们的逻辑网络一般是集中式或半分布式结构，管理服务器担任集中设备。用户之间能够发送即时消息、音视频聊天与传输文件等，这些过程中管理服务器只扮演较弱的角色，主要负责协调维护通信会话。

为了搜索测试可用的代理，用户需要繁琐的操作。当前主要有两种方案：

一、网站搜索法：网上有相关网站会周期公布代理服务器，用户搜索到此类网站即可获得较新的代理服务器列表。网络搜索的优点是操作简单，能够快速得到结果，但各个网站上发布的代理服务器信息可能不准确，例如某代理服务器过期，或用户本身无法连接代理服务器等。此时，需要用户手工或使用专门软件验证其有效性。该方法的缺点在于：不仅需要用户繁琐的操作，而且具有一定的局限性，即只能搜索网络中已有的代理服务器，数量有限。如果网络中固有的代理服务器很少，则无论采用什么搜索方法都只能获得很少的结果。

二、软件搜索法：使用很多专用的代理搜索软件可以搜索到网络中的代理服务器，实际上网站发布的代理服务器也多是通过软件搜索获得。其技术原理是根据常见的默认代理端口进行大量的连接测试，例如通常HTTP代理的端口是80、3128、8080、8888；SOCKS代理的端口是1080、1813；FTP代理的端口是21、2121。搜索软件根据指定的IP段和端口执行扫描。软件搜索的优点是能够实时找到切实可用的代理服务器，但往往需要产生大量探测的网络分组，造成较多的网络和时间开销。

另外，某些用户具有较好的网络和处理性能，它们可以被用作分布式系统的超级节点，分担集中服务器的部分任务负载，而且能提高用户间的内容传输速率。如今QQ、Skype等即时通信系统已具有超级节点的分组中转功能，但只限于即时消息、文件与音视频传输等即时通信软件内部的应用。该技术发挥了P2P的优势，利用部分用户协同维护管理整个即时通信系统。该技术的主要不足之处是：分组的转发只限于即时通信系统内，即需要通信双方与中转方都是该即时通信平台的用户，从而应用范围受限。

发明内容

本发明借鉴P2P网络的思想，基于即时通信平台实现一种用户间的网络代理技术：即时通信平台允许用户提供代理服务，也可以享用代理服务，它们借助即时通信平台创建发布或寻找发现合适的代理。本发明充分利用了用户间底层网络的连通特性，不仅有效缓解以上涵盖的网络连接问题，而且还能简化用户架设和发现代理的过程。

本发明的发明目的在于，提供一种基于即时通信平台的网络代理系统及其实现方法使用该方法的即时通信平台支持用户创建与发现网络代理，同时为代理使用提供了灵活的访问控制策略。一方面，网络条件较好且相对空闲的登录用户，可以向即时通信平台注册代理服务，为此，系统可通过虚拟积分等方式对担任代理的用户设立激励机制。另一方面，对于因为路由原因无法直接访问目标服务器或连接速度较慢的用户，则可以通过该平台在众多提供代理的用户中发现合适的一个做代理服务器，以此提高其访问目标服务器的效果。总体而言，该平台在安全框架内增强了用户之间的互动，不仅为用户主动开展网络转发的增值服务提供基础平台，还能够提高用户的网络访问质量。

本发明的技术方案为：一种基于即时通信平台的网络代理系统，所述网络代理系统为在即时通信系统的用户端增设代理模块，相应地，在即时通信系统的服务器端也增设代理模块。相比普通的即时通信系统，该系统的主要变化是在用户端增加代理模块，其提供代理的创建和发现功能。相应地，即时通信服务器也扩展代理的相关操作功能，不仅负责与用户的代理消息交互，还处理与代理相关的决策与统计信息，如内容流量、网络速率等。

一种基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，包括两个基本流程，分别为用户创建与提供代理服务的基本流程和用户成功发现与使用代理服务的基本流程。

所述用户创建与提供代理服务的基本流程包括如下步骤：首先，用户向即时通信服务器注册代理服务，若是注册失败，则直接结束；否则，用户在本地启动代理服务，开始监听使用请求；在收到其他用户的请求时，该用户会根据访问控制策略验证其请求的合法性，若是策略不允许接纳，则重新返回到监听状态；否则，响应其请求，代替其向目标服务器发出连接请求及建立维护通信会话；无论代理服务成功或失败，此用户都在时间或事件触发下，向即时通信服务器报告结果；如果服务成功，则报告内容流量、网络速率、使用时间等相关统计信息；如果用户想停止代理服务，则直接向代理服务器发出停止服务的请求。

所述用户成功发现与使用代理服务的基本流程包括如下步骤：首先，用户向即时通信服务器发起代理查询请求，该查询可以基于用户范围、目标网络及代理性质等特性；即时通信服务器根据提交的查询请求，结合服务用户预设的网络访问控制等属性，向查询用户返回合适的列表；用户按照列表上的顺序，逐一自动尝试可用性；若是列表中的代理全部不可用，根据用户需求，可以继续向服务器请求后续列表，也可以直接向即时通信服务器报告结果，并结束；若是存在合适的可用代理，则向其发起常规的代理请求并执行相关操作；在代理服务使用结束之后，向即时通信服务器报告结果。这里使用代理服务也由用户自愿申请，使用的原因是因为广域网上的路由问题而无法访问目标服务器或访问速率很不理想。其过程包括代理发现与使用两步，用户首先向即时通信服务器请求获得当前可用的代理，此后即可直接使用。

所述用户创建与提供代理服务的基本流程包括允许用户在本地或网络上设置访问控制列表的步骤，即只对某些用户或访问某些网络开放某些代理服务。与目前现有技术相比，本方法增强用户对服务的控制，从而可以按照特定需求定制所提供的代理服务，增强了服务用户的透明度和安全性。

所述发起代理查询请求由用户手工触发，不采取程序自动触发，因为对目标服务器访问失败的可能原因有很多，不一定因为中间路由问题。

所述服务器返回的代理列表为基于规则按照推荐程度排序，或是随机乱序。

所述基于规则按照推荐程度排序设有某些策略，如基于两者的IP地址(如果用户是采用NAT共享上网，则采用其转换后的全局IP地址)范围相差不大，或者根据预先收集好的网络地址互联质量信息计算迭代。

所述即时通信服务器报告结果的同时，即时通信服务器返回代理结果时，只需要提供小部分子集，因为所述客户本地代理模块只需要获得使用情况的统计结果。一方面减小排序等开销，另一方面防止恶意用户群体利用大量的在线用户代理发起拒绝服务攻击。

当用户不再使用代理的时候，用户通过特定控制消息告知代理，同时在代理端设置相关时限，以避免在动态拨号IP环境下的代理非授权使用。

所述服务器端和客户端的代理模块允许用户验证得到多个有效代理，此时可以进一步支持借助多个逻辑代理的并行内容传输，将代理功能应用到相关应用程序(如网页浏览器)，并能够与其通信，得到代理的使用情况。这里用户设置代理的过程是自动化的，具体方法不做限制，效果是将代理应用到相关应用程序(如网页浏览器)，并能够与其通信，得到代理的使用情况。在即时通信系统中用户上下线较为频繁，存在不稳定的现象，所以长期持续使用代理传输内容，则服务请求用户应当获得多个有效代理，以保证容错及会话的平滑切换。

代理的实际使用过程发生在相关应用程序(如网页浏览器)，本地代理模块只需要获得使用情况的统计结果。

所述网络代理系统不允许多重代理，即如果用户B是用户A的代理，则用户B与目标服务器应当保持逻辑上的直连，而非嵌套借助另外用户代理。这样做的好处是减少多次代理跳转引起的时延和网络开销，也为了避免回环，系统不允许多重代理，即如果用户B是用户A的代理，则用户B与目标服务器应当保持逻辑上的直连，而非嵌套借助另外用户代理。

本发明的有益效果在于：

第一、选择即时通信作为代理的控制平台，具有以下优点：

首先，即时通信是互联网上的重要应用，成熟的即时通信平台具有广大的用户群体，用户同时在线数目可以达到千万数量级，且用户地理范围分布广泛，能基本覆盖较大区域的互联网。因此，在此平台上开展用户间的代理技术，服务可用性较高。其次，即时通信服务具有良好的用户身份认证机制，便于安全地绑定、管理代理服务的双方用户实体，而且能够可靠地审计用户之间的业务关系

第二、本发明向即时通信用户提供了代理的创建和使用功能，优化网络流量，从而一方面允许用户在此平台上灵活开展免费或付费的个人网络中转服务，另一方面使用户在广域网路由出错或效率不高的时候，通过即时通信平台以较高的概率在广大用户中轻松地发现到合适的可用代理。代理模块可以以软件模块的形式集成在即时通信客户端程序中，按照用户的需求自定义安装。

第三、在即时通信系统本身正常工作的前提下，本发明尤其适用于部分骨干网络出错的场景，从而减轻静态路由故障或动态路由收敛迟钝对用户访问网络的影响，充分利用了底层网络设施，对于突发灾害造成的路由问题具有较好的容错特性。

第四、通信系统一般提供良好的NAT穿越能力，能够在多数情况下实现两端内网用户的消息直接传递。所以基于即时通信平台的代理技术继承了这一优势，能够发挥出广大内网用户(具有内部IP地址)的代理作用，而传统的代理服务器则必须依赖于一个全局的IP地址。

附图说明

图1为本发明用户创建与提供代理服务的基本流程示意图；

图2为本发明用户成功发现与使用代理服务的基本流程示意图；

图3为本发明用户成功发现与使用代理服务的网络流程示意图。

具体实施例

下面结合附图和实施例进一步说明本发明：

一种基于即时通信平台的网络代理系统，所述网络代理系统为在即时通信系统的用户端增设代理模块，相应地，在即时通信系统的服务器端也增设代理模块。相比普通的即时通信系统，该系统的主要变化是在用户端增加代理模块，其提供代理的创建和发现功能。相应地，即时通信服务器也扩展代理的相关操作功能，不仅负责与用户的代理消息交互，还处理与代理相关的决策与统计信息，如内容流量、网络速率等。

一种基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，包括两个基本流程，分别为用户创建与提供代理服务的基本流程和用户成功发现与使用代理服务的基本流程。

本发明基于即时通信平台的网络代理系统实现方法的用户创建与提供代理服务流程，如图1所示：

步骤S1，用户向即时通信服务器注册代理服务。假如注册失败，则直接转向步骤S7；如果注册成功，则转向步骤S2；

步骤S2，用户在本地启动代理服务，开始监听使用请求；

步骤S3，在收到其他用户的请求时，转向步骤S4；

步骤S4，该用户会根据访问控制策略验证其请求的合法性，假如策略不允许接纳，转向步骤S2；否则，转向步骤S5；

步骤S5，响应其他用户请求，代替其向目标服务器发出连接请求及建立维护通信会话；无论代理服务成功或失败，转向步骤S6；

步骤S6，向即时通信服务器报告结果。如果服务成功，应当报告内容流量、网络速率、使用时间等相关统计信息，以便于用户审计。

如果用户想停止代理服务，则直接向代理服务器发出停止服务的请求。

本发明的用户成功发现与使用代理服务的基本流程，如图2所示：

步骤S1，用户向即时通信服务器发起代理查询请求，该查询可以基于用户范围、目标网络及代理性质等特性；

步骤S2，即时通信服务器根据用户提交的查询请求，结合服务用户预设的网络访问控制等属性，向查询用户返回合适的列表；

步骤S3，用户按照列表上的代理顺序，逐一自动尝试每个代理的可用性。假如列表中的代理全部不可用，转向步骤S5；如果存在合适的可用代理，转向步骤S4；

步骤S4，用户向测试可用的代理发起常规的代理请求并执行相关操作；

步骤S5，根据用户需求，如果用户继续向服务器请求后续列表，转向步骤S2；如果用户选择结束，则转向步骤S6；

步骤S6，向即时通信服务器报告结果。如果服务成功，应当报告内容流量、网络速率、使用时间等相关统计信息，以便于用户审计；

步骤S7，结束。

本发明用户成功发现与使用代理服务的网络流程示意图，如图3所示：

步骤1，用户A向即时通信服务器查询；

步骤2，即时通信服务器向用户A返回结果；

步骤3，用户A根据即时通信服务器的返回结果，向返回结果中的的代理用户B发起请求；

步骤4，代理用户B在收到请求后向目标网络发起请求；

步骤5，目标网络回应代理用户B的请求；

步骤6，代理用户B将请求结果返回给用户A。

用户A与用户B分别独立向即时通信服务器返回服务结果。

需要说明的是，即时通信平台是本发明发挥优势的代表应用，但本发明不仅适用于即时通信平台，而且适用于基于集中服务器且存在大量用户的其他P2P系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种基于即时通信平台的网络代理系统，其特征在于：所述网络代理系统为在即时通信系统的用户端增设代理模块，相应地，在即时通信系统的服务器端也增设代理模块。

2.一种基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，其特征在于：所述网络代理系统实现方法包括两个基本流程，分别为用户创建与提供代理服务的基本流程和用户成功发现与使用代理服务的基本流程。

3.根据权利要求2所述的基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，其特征在于：所述用户创建与提供代理服务的基本流程包括如下步骤：首先，用户向即时通信服务器注册代理服务，若是注册失败，则直接结束；否则，用户在本地启动代理服务，开始监听使用请求；在收到其他用户的请求时，该用户会根据访问控制策略验证其请求的合法性，若是策略不允许接纳，则重新返回到监听状态；否则，响应其请求，代替其向目标服务器发出连接请求及建立维护通信会话；无论代理服务成功或失败，此用户都在时间或事件触发下，向即时通信服务器报告结果；如果服务成功，则报告内容流量、网络速率、使用时间等相关统计信息；如果用户想停止代理服务，则直接向代理服务器发出停止服务的请求。

4.根据权利要求2所述的基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，其特征在于：所述用户成功发现与使用代理服务的基本流程包括如下步骤：首先，用户向即时通信服务器发起代理查询请求，该查询可以基于用户范围、目标网络及代理性质等特性；即时通信服务器根据提交的查询请求，结合服务用户预设的网络访问控制等属性，向查询用户返回合适的列表；用户按照列表上的顺序，逐一自动尝试可用性；若是列表中的代理全部不可用，可以继续向服务器请求后续列表，也可以直接向即时通信服务器报告结果，并结束；若是存在合适的可用代理，则向其发起常规的代理请求并执行相关操作；在代理服务使用结束之后，向即时通信服务器报告结果。

5.根据权利要求4所述的基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，其特征在于：所述用户创建与提供代理服务的基本流程包括允许用户在本地或网络上设置访问控制列表的步骤，即只对某些用户或访问某些网络开放某些代理服务。

6.根据权利要求3所述的基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，其特征在于：所述发起代理查询请求由用户手工触发。

7.根据权利要求4所述的基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，其特征在于：所述服务器返回的代理列表为基于规则按照推荐程度排序。

8.根据权利要求4所述的基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，其特征在于：所述服务器返回的代理列表为随机乱序。

9.根据权利要求7或8所述的基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，其特征在于：所述基于规则按照推荐程度排序设有某些策略，如基于两者的IP地址范围相差不大，或者根据预先收集好的网络地址互联质量信息计算迭代。

10.根据权利要求4所述的基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，其特征在于：所述即时通信服务器报告结果的同时，即时通信服务器返回代理结果时，只需要提供小部分子集，即所述客户本地代理模块只需要获得使用情况的统计结果。

11.根据权利要求4所述的基于即时通信平台的网络代理系统实现方法，其特征在于：当用户不再使用代理的时候，用户通过特定控制消息告知代理，同时在代理端设置相关时限，以避免在动态拨号IP环境下的代理非授权使用。

12.根据权利要求1所述的基于即时通信平台的网络代理系统，其特征在于：所述服务器端和客户端的代理模块允许用户验证得到多个有效代理，此时可以进一步支持借助多个逻辑代理的并行内容传输，将代理功能应用到相关应用程序(如网页浏览器)，并能够与其通信，得到代理的使用情况。

13.根据权利要求1或12所述的基于即时通信平台的网络代理系统，其特征在于：所述网络代理系统不允许多重代理，即如果用户B是用户A的代理，则用户B与目标服务器应当保持逻辑上的直连，而非嵌套借助另外用户代理。

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