CN101459619B - 一种在网络中对报文传输的处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在网络中对报文传输的处理方法和装置，网络设备接收来自第一用户的数据报文，将数据报文中封装的数据保存下来然后按照报文的目的地址转发出去，当发现第二用户发出获取上述数据的请求时，将已经保存的数据封装到数据报文中发送给第二用户。应用本发明方案，由于在网络设备中保存有上传的数据报文，可以直接提供给再次请求的用户，避免重复上传，从而减少网络中上传流量，减少流量对网络带宽的占有，进而提高网络的整体性能。

Description

一种在网络中对报文传输的处理方法和装置 

技术领域

本发明涉及网络通信技术，特别是涉及一种在网络中对报文传输的处理方法和装置。 

背景技术

目前，网络在人们的日常生活占据越来越重要的位置，网络性能的优劣直接影响着人们的应用感受。其中，网络速度是影响人们应用感受的一个重要的指标，然而，受限于有限的网络带宽，人们开始致力于发展各种各样的可以在有限的带宽内提高报文传输速度的技术。比如，P2P技术是目前流行的一种网络数据传输技术，主要通过分布式交换数据来提高其传输速度。位流(BT，BitTorrent)是P2P技术的一种典型应用，下面以BT为例来说明其工作原理：假设BT将一个文件分成A、B、C等若干数据片断，并提供给甲、乙等客户端下载这文件。如果甲连接到服务器时随机下载了软件的A片断，乙随机下载了B片断，此后，甲可以根据实际情况，选择到比连接服务器更快的乙客户端去下载B片断；同理，乙也可以实际情况，选择到比连接服务器更快的甲客户端去下载A片断。也就是说，BT可以将已下载有部分数据片断的客户端作为提供给其他客户端的下载基础，从而减轻服务器的下载负荷，加快用户各方的下载速度。 

但随着P2P技术的普及，以及人们对各种音乐、视频、开源软件包等数据需求的提高，网络上充斥着大量的P2P数据，其流量可达到总流量的70％以上，占据了大量的网络带宽，从而影响网络的整体性能。 

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个发明目的是提供一种在点对点(P2P)网络 中对数据下载的处理方法，可以减少网络中上传流量，减少P2P流量对网络带宽的占有，进而提高网络的整体性能。 

本发明的第二个发明目的是提供一种在点对点网络中对数据下载的处理装置，可以减少网络中上传流量，减少P2P流量对网络带宽的占有，进而提高网络的整体性能。 

本发明的第三个发明目的是提供一种网络设备的报文处理方法，可以减少网络中上传流量，减少对网络带宽的占用，进而提供网络的整体性能。 

本发明的第四个发明目的是提供一种网络设备，可以减少网络中上传流量，减少对网络带宽的占用，进而提供网络的整体性能。 

为了达到上述第一个发明目的，本发明提出的技术方案为： 

一种在点对点P2P网络中对数据下载的处理方法，在P2P网络中设置用于保存片断标识和对应的数据片断的片断表，该方法还包括： 

在接收到包括下载请求端、下载提供端和片断标识的下载请求消息时，查询片断表中是否保存有下载请求消息中片断标识对应的数据片断，如果有，则构造下载响应消息，将查询到的数据片断通过构造的下载响应消息返回给下载请求端，并丢弃接收到的下载请求消息；否则，将下载请求消息转发给下载提供端； 

在接收到包括下载请求端、下载提供端、片断标识和数据片断的下载响应消息时，查询片断表中是否保存有下载响应消息中片断标识对应的数据片断，如果有，则将接收到的下载响应消息转发给下载请求端；否则，将下载响应消息中的片断标识和数据片断添加到片断表中，再将下载响应消息转发给下载请求端。 

上述方案中，所述数据片断包括n个数据子块，所述n为大于1的正整数；所述下载请求消息和下载响应消息中还包括数据子块标识； 

所述将查询到的数据片断通过构造的下载响应消息返回给下载请求端的方法包括：每接收到一条包括数据子块标识的下载请求消息时，都通过构造的一条下载响应消息将下载请求消息中数据子块标识所对应的数据子块返回给下载 请求端； 

所述将下载响应消息中的片断标识和数据片断添加到片断表的方法包括：每接收到一条包括数据子块标识和数据子块的下载响应消息时，缓存数据子块，直到将n个数据子块组合成一个完整的数据片断时，再将组合的数据片断和片断标识添加到所述片断表中。 

上述方案中，所述片断表还包括数据片断的最近访问时间； 

在所述查询到片断表保存有下载请求消息中片断标识对应的数据片断时，该方法进一步包括：将当前时间作为被查询到的数据片断的最近访问时间记录在片断表中； 

在所述将下载响应消息中的数据片断添加到所述片断表中时，该方法进一步包括：将当前时间作为新添加的数据片断的最近访问时间记录在片断表中。 

上述方案中，事先设置数据片断的老化时间和片断表遍历周期；该方法还进一步包括： 

当到达设置的遍历周期时，查询片断表中每一个数据片断的最近访问时间，判断当前时间与每一个数据片断的最近访问时间的差值是否大于所述老化时间，如果大于，则删除相应数据片断所在的表项；否则，不作处理。 

上述方案中，事先设置片断表存储总量门限值；在所述将下载响应消息中的片断标识和数据片断添加到片断表之前，该方法还进一步包括： 

判断片断表当前存储总量是否大于设置的片断表存储总量门限值，如果大于，则根据最近访问时间确定一个当前最久未被访问的数据片断，并删除确定出的数据片断所在的表项。 

针对上述第二个发明目的，本发明提出的技术方案为： 

一种在点对点P2P网络中对数据下载的处理装置，该装置包括： 

存储单元，保存有片断标识和对应的数据片断的片断表； 

控制处理单元，在接收到包括下载请求端、下载提供端和片断标识的下载请求消息时，查询存储单元的片断表是否保存有下载请求消息中片断标识对应的数据片断，如果有，则构造下载响应消息，将查询到的数据片断通过构造的 下载响应消息返回给下载请求端，并丢弃接收到的下载请求消息；否则，将下载请求消息转发给下载提供端；还用于在接收到包括下载请求端、下载提供端、片断标识和数据片断的下载响应消息时，查询存储单元的片断表是否保存有下载响应消息中片断标识对应的数据片断，如果有，则将接收到的下载响应消息转发给下载请求端；否则，将下载响应消息中的片断标识和数据片断添加到片断表中，再将下载响应消息转发给下载请求端。 

上述方案中，所述控制处理单元包括： 

消息跟踪单元，在接收到包括下载请求端、下载提供端和片断标识的下载请求消息时，向片断表维护单元发送携带有片断标识的查询请求，如果接收到片断表维护单元返回的包含有数据片断的查询成功信息，则将返回的数据片断发送给片断发送单元，并丢弃接收到的下载请求消息；如果接收到片断表维护单元返回的查询失败信息，则将下载请求消息转发给下载提供端；还用于在接收到包括下载请求端、下载提供端、片断标识和数据片断的下载响应消息时，向片断表维护单元发送携带有片断标识的查询请求，如果接收到片断表维护单元返回的查询成功信息，则将接收到的下载响应消息转发给下载请求端；如果接收到片断表维护单元返回的查询失败信息，则向片断表维护单元发送携带有下载响应消息中的片断标识和数据片断的添加请求，并将接收到的下载响应消息转发给下载请求端； 

片断表维护单元，接收来自消息跟踪单元的携带有片断标识的查询请求，查询存储单元的片断表是否保存有查询请求中片断标识对应的数据片断，如果有，则向消息跟踪单元返回包含有数据片断的查询成功信息，否则，向消息跟踪单元返回查询失败信息；接收来自消息跟踪单元的携带有片断标识和数据片断的添加请求，将添加请求中的片断标识和数据片断添加到片断表中； 

片断发送单元，接收到消息跟踪单元发送的数据片断时，构造下载响应消息，将消息跟踪单元发送的数据片断通过构造的下载响应消息返回给下载请求端。 

上述方案中，所述数据片断包括n个数据子块，所述n为大于1的正整数； 所述下载请求消息和下载响应消息中还包括数据子块标识； 

所述消息跟踪单元中所述将返回的数据片断发送给片断发送单元为：每接收到一条包括数据子块标识的下载请求消息时，都向片断发送单元发送携带有数据子块标识的发送请求； 

所述消息跟踪单元中所述向片断表维护单元发送携带有下载响应消息中的片断标识和数据片断的添加请求为：每接收到一条包括数据子块标识和数据子块的下载响应消息时，缓存数据子块，直到将n个数据子块组合成一个完整的数据片断时，再向片断表维护单元发送携带有片断标识和数据片断的添加请求； 

所述片断发送单元进一步用于：每接收到消息跟踪单元的携带有数据子块标识的发送请求时，都通过构造的一条下载响应消息将所述数据子块标识对应的数据子块返回给下载请求端，直到返回数据片断的n个数据子块。 

上述方案中，所述片断表还包括记录数据片断的最近访问时间； 

所述片断表维护单元进一步用于：在查询到片断表保存有下载请求消息中片断标识对应的数据片断时，将当前时间作为被查询到的数据片断的最近访问时间记录在片断表中；在将添加请求中的片断标识和数据片断添加到片断表中时，将当前时间作为新添加的数据片断的最近访问时间记录在片断表中。 

上述方案中，该装置进一步包括： 

第一片断表老化单元，设置有数据片断的老化时间和片断表遍历周期，当到达设置的遍历周期时，向片断表维护单元发送时间查询请求，并接收返回的每一个数据片断的最近访问时间，判断当前时间与每一个数据片断的最近访问时间的差值是否大于所述老化时间，如果大于，则向片断表维护单元发送删除请求；否则，不作处理； 

所述片断表维护单元进一步用于：接收第一片断表老化单元发送的时间查询请求，查询存储单元中的片断表，并将查询到的每一个数据片断的最近访问时间返回给第一片断表老化单元；接收第一片断表老化单元发送的删除请求，并根据删除请求删除片断表中相应数据片断所在的表项。 

上述方案中，该装置进一步包括： 

第二片断表老化单元，设置有片断表存储总量门限值，在将下载响应消息中的数据片断添加到所述片断表中之前，判断片断表当前存储总量是否大于设 置的片断表存储总量门限值，如果大于，则根据片断表中记录的最近访问时间确定一个当前最久未被访问的数据片断，并向片断表维护单元发送删除请求； 

所述片断表维护单元进一步用于：接收第二片断表老化单元发送的删除请求，并根据删除请求删除片断表中相应的表项。 

针对上述第三个发明目的，本发明提出的技术方案为： 

一种网络设备的报文处理方法，所述网络设备用于在网络中对报文进行二层或三层转发，当接收来自第一用户的数据报文，将所述数据报文中封装的数据保存下来然后按照所述报文的目的地址将所述报文转发出去， 

当发现第二用户发出获取上述数据的请求时，将已经保存的数据封装到数据报文中发送给所述第二用户。 

针对上述第四个发明目的，本发明提出的技术方案为： 

一种网络设备，用于在网络中对报文进行二层或三层转发，包括： 

数据处理模块，用于将预定类型报文中的数据提取出来并存储，然后将所述报文按照所述报文的目的地址转发； 

监测响应模块，监测用户发出的数据请求报文，将已存储的符合要求的数据封装后转发给所述用户。 

综上所述，本发明提出一种在点对点网络中对数据下载的处理方法和装置，由于在网络中设置了片断表，用于保存上传的数据片断，可以直接从片断表中将数据片断提供给下载请求端，避免下载提供端重复上传，从而减少网络中上传流量，减少P2P流量对网络带宽的占有，进而提高网络的整体性能。本发明还提出一种网络设备的报文处理方法和网络设备，由于可以将第一用户上传的数据保存下来，当发明第二用户发出获取上述数据的请求时，就将已经保存的数据封装到数据报文中发送给所述第二用户，不必再次由第一用户提供，从减少网络中上传流量，减少流量对网络带宽的占有，进而提高网络的整体性能。 

附图说明

图1是现有技术中一个简单的P2P应用所在网络的结构示意图。 

图2是本发明实施例中用户B从用户A请求数据片断1的流程示意图。 

图3是本发明实施例中用户B从用户A请求数据片断3的流程示意图。 

图4是本发明实施例网络中各个路径出现数据片断的情况示意图。 

图5是本发明提供的在点对点网络中对数据下载的处理装置结构图。 

图6是本发明装置中控制处理单元502内部结构的一种实施例。 

图7是应用本发明方案的装置实施例的示意图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。 

本发明中网络设备的报文处理方法的基本思想是：当网络设备接收到第一用户的数据报文时，可以将数据报文中封装的数据保存下来，然后按照所述报文的目的地址将报文转发出去。这样，当网络设备发现第二用户发出需要获取上述数据的请求时，就可以直接将已经保存的数据封装到数据报文中发送给第二用户，而不必再次由第一用户提供。这里，网络设备可以用于在网络对报文进行二层或三层转发，如交换机、路由器等，第一用户可以看作数据的提供者，第二用户可以看作数据的下载者。 

作为一个实施例，下面首先对现有的P2P技术进行数据下载的情况进行简单分析。 

图1是一个简单的P2P应用所在网络的结构示意图，如图1所示，假设用户A拥有某个文件，并且该文件分为4个数据片断，而用户B～E需要下载该文件。另外，用户B和用户C通过交换机S相连，用户D和用户E通过交换机X相连，用户A、S、X通过互联网中的路由器R相连。假设用户B～E从用户A处获取文件的4个数据片断分为4个阶段： 

第一阶段，用户B～用户E从用户A处分别请求4个数据片断中的一 个，路径AR上将出现数据片断1～4，数据片断1和2经过路由器R分别转发给用户B和C，数据片断3和4经过路由器R分别转发给用户D和E。也就是说，路径SR上会出现1和2两个数据片断，路径XR上会出现3和4两个数据片断，在第一阶段结束时，用户B获得数据片断1，用户C获得数据片断2，用户D获得数据片断4，用户E获得数据片断3。 

第二阶段，用户B和用户C通过交换机S相互交换数据片断1和2，用户D和用户E通过交换机X相互交换数据片断3和4。此阶段中，路径AR、SR、XR上都没有流量增加。 

第三阶段，用户B向用户A请求数据片断3，用户C向用户E请求数据片断4，用户D向用户B请求数据片断1，用户E向用户C请求数据片断2。那么，路径AR会出现数据片断3，路径SR上会出现数据片断1～4，路径XR上会出现数据片断1、2、4。 

第四阶段，用户B向用户D请求数据片断4，用户C向用户E请求数据片断3，用户D向用户B请求数据片断2，用户E向用户C请求数据片断1。那么，路径SR会出现数据片断1～4，路径XR也会出现数据片断1～4。 

通过上述四个阶段，用户B～用户E虽然可以获得全部的4个数据片断，但路径AR、SR、XR都存在重复上传或下载的数据片断。如果在网络中设置用于保存数据片断的片断表，当其它用户需要下载该数据片断，就可以直接从片断表中获得该数据片断，而不再需要拥有该数据片断的用户再次上传，从而有效地减少网络中的P2P总流量，达到提高P2P网络性能的目的。 

为此，本发明具体的技术方案如下： 

在P2P网络中设置用于保存片断标识和对应的数据片断的片断表，在接收到包括下载请求端、下载提供端和片断标识的下载请求消息时，查询片断表中是否保存有下载请求消息中片断标识对应的数据片断，如果有，则构造下载响应消息，将查询到的数据片断通过构造的下载响应消息返回给下载请求端，并丢弃接收到的下载请求消息；否则，将下载请求消息转发给下载提供端；在接收到包括下载请求端、下载提供端、片断标识和数据片断的下载 响应消息时，查询片断表中是否保存有下载响应消息中片断标识对应的数据片断，如果有，则将接收到的下载响应消息转发给下载请求端；否则，将下载响应消息中的片断标识和数据片断添加到片断表中，再将下载响应消息转发给下载请求端。 

本发明的上述方案可以应用中P2P网络中的任何网络设备中，比如路由器、交换机等设备，也可以设置为单独的设备或装置，即：可以与现有的网络设备的功能集成在一起，也可以独立设置。 

实际应用中，一个数据片断还可以分为n个数据子块，其中，n为大于1的正整数，下载请求消息和下载响应消息中还包括数据子块标识。在这种情况下，本发明所述将查询到的数据片断通过构造的下载响应消息返回给下载请求端的方法可以具体为：每接收到一条包括数据子块标识的下载请求消息时，都通过构造的一条下载响应消息将下载请求消息中数据子块标识所对应的数据子块返回给下载请求端。 

相应地，本发明所述将下载响应消息中的片断标识和数据片断添加到片断表的方法可以具体为：每接收到一条包括数据子块标识和数据子块的下载响应消息时，缓存数据子块，直到将n个数据子块组合成一个完整的数据片断时，再将组合的数据片断和片断标识添加到所述片断表中。 

实际应用中，为了限制片断表对网络设备存储空间的占用，还可以为片断表中数据片断设置最近访问时间、老化时间、片断表遍历周期等参数。 

如果为数据片断设置最近访问时间，那么可以在片断表中记录下每一个数据片断的最近访问时间，即：在查询到片断表保存有下载请求消息中片断标识对应的数据片断时，可以将当前时间作为被查询到的数据片断的最近访问时间记录在片断表中。另外，在将下载响应消息中的数据片断添加到片断表中时，也可以将当前时间作为新添加的数据片断的最近访问时间记录在片断表中。 

如果同时还设置了数据片断的老化时间和片断表遍历周期，那么，当到达设置的遍历周期时，可以查询片断表中每一个数据片断的最近访问时间， 判断当前时间与每一个数据片断的最近访问时间的差值是否大于所述老化时间，如果大于，则删除相应数据片断所在的表项；否则，不作处理。 

当然，片断表的老化还可以采用其它方式实现，比如：事先设置片断表存储总量门限值，在将下载响应消息中的片断标识和数据片断添加到片断表之前，判断片断表当前存储总量是否大于设置的片断表存储总量门限值，如果大于，则根据最近访问时间确定一个当前最久未被访问的数据片断，并删除确定出的数据片断所在的表项。实际应用中，也可以不删除当前最久未被访问的数据片断所在的表项，而是随机删除某个表项，也可以同样达到限制片断表对网络设备存储空间的占用。 

为了更好地说明本发明方案，下面用较佳实施例进行详细描述。 

本实施例中，假设P2P应用所在网络的结构仍然与图1相同。其中，用户A拥有某个文件，并且该文件分为4个数据片断，而用户B～E需要下载该文件。另外，用户B和用户C通过交换机S相连，用户D和用户E通过交换机X相连，用户A、S、X通过互联网中的路由器R相连。 

本实施例中，还可以假设P2P技术的具体应用为BT，下载请求消息为request消息，其中包括下载请求端、下载提供端和片断标识等信息，下载响应消息为piece消息，其中包括下载请求端、下载提供端、片断标识和数据片断等信息。当然，实际应用中，BT应用中的下载请求端和下载提供端之间的交互还包括其它的消息，比如：shakehand消息、bitfield消息、interested消息、unchoke消息等，但与本实施例方案无关，此处不再详细描述。另外，本实施例所述request消息和piece消息中的下载请求端、下载提供端可以为设备的IP地址、端口号等信息，片断标识可以为key值，该key值可以包括数据片断经过如SHA-1等算法获得的散列值，还可以包括拥有该数据片断的用户标识peer id。本实施例设置的片断表可以如表一所示： 

片断标识(key)，40 个字节	数据片断长度，  4个字节	最近访问时间，  4个字节	数据片断，128k  字节
				...	...	...	...

表一 

其中，“片断标识”与上述request消息和piece消息中“片断标识”的含义相同；“数据片断长度”表示一个数据片断的字节数，如128k字节等；“最近访问时间”表示对应表项中数据片断最近一次被访问的时间。实际应用中，如果数据片断包括n个数据子块，所述n为大于1的正整数，request消息和piece消息中还包括数据子块标识，那么，片断表中还可以包括表示数据子块的信息，比如：数据子块长度block字段。片断表如何设置是与实际的应用相关的，只要便于数据片断的保存和查询即可，此处不再赘述。 

图2是本实施例中用户B从用户A请求数据片断1的流程示意图。本实施例假设实施方案的是路由器R，片断表保存在路由器R中。如果用户A是第一次向其它用户提供需下载的某个文件，该片断表中还没有保存任何的数据片断。如图2所示，用户B从用户A处请求数据片断1包括以下步骤： 

步骤201：用户B经过交换机S和路由器R向用户A发送request消息，该request消息包括用户B的IP地址和端口号、用户A的IP地址和端口号、表示数据片断1的key值等信息。 

这里，数据片断1的key值就是表示数据片断1的片断标识。另外，实际应用中，如果数据片断被分为多个数据子块，request消息中还可以包括某个数据子块标识。 

步骤202：当路由器R接收到request消息时，查询片断表，并在确定片断表中没保存request消息中key值对应的数据片断时，将request消息直接转发给用户A。 

实际应用中，路由器R不但会接收到request消息，还可能会接收到其它消息，比如：shakehand消息、bitfield消息、interested消息、unchoke消息等。这种情况下，路由器R还需要从众多的消息中准确识别出request消息。识别request消息可以采用现有技术，此处不再赘述。 

步骤203：用户A经过路由器R和交换机S向用户B返回piece消息，该piece消息中包括用户A的IP地址和端口号、用户B的IP地址和端口号、 数据片断1、表示数据片断1的key值等信息。 

实际应用中，如果request消息中还包括数据子块标识，则用户A在一条piece消息只包括数据子块标识对应的一个数据子块，即：整个数据片断需要通过多条piece消息返回给用户B。 

步骤204：当路由器R接收到piece消息时，查询片断表，并在确定片断表中没保存piece消息中key值对应的数据片断时，将piece消息中的key值和对应的数据片断1添加到片断表中。 

实际应用中，如果一个数据片断被分为多个数据子块，则路由器R接收到piece消息中包括数据片断中的一个数据子块。这种情况下，路由器R可以先将接收到的一个数据子块缓存下来，在接收到其它piece消息，将所有的数据子块组合成一个完整的数据片断时，再将组合的数据片断和片断标识key值添加到片断表中。 

步骤205：路由器R将当前时间作为数据片断1的最近访问时间记录在片断表中。 

步骤206：路由器R将接收到piece消息转发给用户B。 

实施本实施例的步骤201～206，片断表中就可以保存用户A上传的数据片断1。这样，如果有其它用户需要从用户A处下载数据片断1，用户A就可以不再上传数据片断1，而直接由路由器R提供。 

图2是片断表没有保存下载请求端所需要的数据片断的情况。假设某个时刻片断表中已经保存有数据片断1、3等，此时用户B向用户A请求数据片断3，该方法的流程则可以如图3所示，包括： 

步骤301：用户B经过交换机S和路由器R向用户A发送request消息，该request消息包括用户B的IP地址和端口号、用户A的IP地址和端口号、表示数据片断3的key值等信息。 

本步骤与步骤201相似，此处不再赘述。 

步骤302：当路由器R接收到request消息时，查询片断表，并在确定片断表保存有request消息中key值对应的数据片断3时，则直接构造piece 消息，将查询到的数据片断3通过构造的piece消息返回给用户B，并丢弃接收到的request消息。 

也就是说，本步骤中的路由器R虽然接收到了发送给用户A的request消息，但由于查询到片断表已经保存有用户B所需要的数据片断3，就无需再将request消息转发给用户A。这样，对于用户A来说，并没有接收到来自用户B的request消息，将不会上传数据片断3；而对于用户B来说，可以接收到包括数据片断3的piece消息，满足了下载数据片断3的需求。 

当然，如果步骤301中的request消息还包括数据子块标识，路由器R将构造多个piece消息，每条piece消息仅向用户B返回一个数据子块，并通过多个piece消息返回整个数据片断3。 

图2和图3是本实施例中用户B向用户A请求数据片断1和数据片断3的流程图。如果按照图1所述的四个阶段进行数据下载，则还需要对其它数据片断的下载进行处理，按照本实施例的方案处理后，网络中各个路径出现数据片断的情况可以如图4所示。其中，在第三阶段，路径AR不再出现重复上传的数据片断3，路径SR上不再出现重复上传的数据片断1和2，路径XR上不再出现重复的数据片断4；在第四阶段，路径SR上不再出现重复的数据片断1和2，路径XR上不再出现重复上传的数据片断3和4。 

另外，本实施例中，还可以对片断表进行老化处理，老化的方式如前所述，此处不再赘述。 

利用本实施例方案，由于片断表已经保存有上传的数据片断，可以直接从片断表中将数据片断提供给下载请求端，无需将下载请求消息传输给下载提供端，避免下载提供端重复上传，从而减少网络中上传流量，减少P2P流量对网络带宽的占有，进而提高网络的整体性能。 

针对本发明的方法，还可以提供一种网络设备，可以用于在网络中对报文进行二层或三层转发。该网络设备可以包括数据处理模块、监测响应模块等，其中， 

所述数据处理模块，用于将预定类型报文中的数据提取出来并存储，然 后将所述报文按照所述报文的目的地址转发。 

所述监测响应模块，监测用户发出的数据请求报文，将已存储的符合要求的数据封装后转发给所述用户。 

也就是说，如果网络设备接收到第一用户的数据报文，可以将数据报文中封装的数据保存下来，当发现第二用户发出获取上述数据的请求时，就可以将已经保存的数据封装到数据报文中发送给第二用户，而不必再次由第一用户提供。这里所述的网络设备可以用于在网络对报文进行二层或三层转发，如交换机、路由器等，第一用户可以看作数据的提供者，第二用户可以看作数据的下载者。 

作为一个实施例，假设该网络设备用于点对点(P2P)网络中，那么，本发明提供一种在点对点(P2P)网络中对数据下载的处理装置，该装置的结构如图5所示。本发明的在P2P网络中对数据下载的处理装置可以包括： 

存储单元501，保存有片断标识和对应的数据片断的片断表。 

控制处理单元502，在接收到包括下载请求端、下载提供端和片断标识的下载请求消息时，查询存储单元501的片断表是否保存有下载请求消息中片断标识对应的数据片断，如果有，则构造下载响应消息，将查询到的数据片断通过构造的下载响应消息返回给下载请求端，并丢弃接收到的下载请求消息；否则，将下载请求消息转发给下载提供端；还用于在接收到包括下载请求端、下载提供端、片断标识和数据片断的下载响应消息时，查询存储单元501的片断表是否保存有下载响应消息中片断标识对应的数据片断，如果有，则将接收到的下载响应消息转发给下载请求端；否则，将下载响应消息中的片断标识和数据片断添加到片断表中，再将下载响应消息转发给下载请求端。 

其中，控制处理单元502的内部结构可以用图6表示，包括： 

消息跟踪单元5021，在接收到包括下载请求端、下载提供端和片断标识的下载请求消息时，向片断表维护单元5022发送携带有片断标识的查询请求，如果接收到片断表维护单元5022返回的包含有数据片断的查询成功信息，则将返 回的数据片断发送给片断发送单元5023，并丢弃接收到的下载请求消息；如果接收到片断表维护单元5022返回的查询失败信息，则将下载请求消息转发给下载提供端；还用于在接收到包括下载请求端、下载提供端、片断标识和数据片断的下载响应消息时，向片断表维护单元5022发送携带有片断标识的查询请求，如果接收到片断表维护单元5022返回的查询成功信息，则将接收到的下载响应消息转发给下载请求端；如果接收到片断表维护单元5022返回的查询失败信息，则向片断表维护单元5023发送携带有下载响应消息中的片断标识和数据片断的添加请求，并将接收到的下载响应消息转发给下载请求端； 

片断表维护单元5022，接收来自消息跟踪单元5021的携带有片断标识的查询请求，查询存储单元501的片断表是否保存有查询请求中片断标识对应的数据片断，如果有，则向消息跟踪单元5021返回包含有数据片断的查询成功信息，否则，向消息跟踪单元5021返回查询失败信息；接收来自消息跟踪单元5021的携带有片断标识和数据片断的添加请求，将添加请求中的片断标识和数据片断添加到片断表中； 

片断发送单元5023，接收到消息跟踪单元5021发送的数据片断时，构造下载响应消息，将消息跟踪单元5021发送的数据片断通过构造的下载响应消息返回给下载请求端。 

实际应用中，如果数据片断包括n个数据子块，n为大于1的正整数，而且下载请求消息和下载响应消息中还包括数据子块标识，在这种情况下，所述消息跟踪单元5021还可以进一步用于： 

每接收到一条包括数据子块标识的下载请求消息时，都向片断发送单元5023发送携带有数据子块标识的发送请求；每接收到一条包括数据子块标识和数据子块的下载响应消息时，缓存数据子块，直到将n个数据子块组合成一个完整的数据片断时，再向片断表维护单元5022发送携带有片断标识和数据片断的添加请求。 

相应地，片断发送单元5023可以进一步用于：每接收到消息跟踪单元5021的携带有数据子块标识的发送请求时，都通过构造的一条下载响应消 息将所述数据子块标识对应的数据子块返回给下载请求端，直到返回数据片断的n个数据子块。 

实际应用中，如上述方法相同，片断表还包括记录数据片断的最近访问时间。这种情况下，片断表维护单元5022还可以进一步用于：在查询到片断表保存有下载请求消息中片断标识对应的数据片断时，将当前时间作为被查询到的数据片断的最近访问时间记录在片断表中；在将添加请求中的片断标识和数据片断添加到片断表中时，将当前时间作为新添加的数据片断的最近访问时间记录在片断表中。 

图7是应用本发明方案的装置实施例的示意图。如图7所示，该装置包括：存储单元501、消息跟踪单元5021、片断表维护单元5022、片断发送单元5023，第一片断表老化单元503。其中，存储单元501、消息跟踪单元5021、片断发送单元5023各个单元的功能和结构与图5和图6相同，此处不再赘述。不同的是，本实施例中还包括： 

第一片断表老化单元503，设置有数据片断的老化时间和片断表遍历周期，当到达设置的遍历周期时，向片断表维护单元5022发送时间查询请求，并接收返回的每一个数据片断的最近访问时间，判断当前时间与每一个数据片断的最近访问时间的差值是否大于所述老化时间，如果大于，则向片断表维护单元5022发送删除请求；否则，不作处理。 

另外，片断表维护单元5022除具备图6所述的功能，还进一步用于：接收第一片断表老化单元503发送的时间查询请求，查询存储单元501中的片断表，并将查询到的每一个数据片断的最近访问时间返回给第一片断表老化单元503；接收第一片断表老化单元503发送的删除请求，并根据删除请求删除片断表中相应数据片断所在的表项。 

当然，实际应用中，对片断表的老化策略还可以采用其它方式，比如用第二片断表老化单元替代第一片断表老化单元503。这里所述的第一片断表老化单元503设置有片断表存储总量门限值，在将下载响应消息中的数据片断添加到片断表中之前，判断片断表当前存储总量是否大于设置的片断表存储总量门 限值，如果大于，则根据片断表中记录的最近访问时间确定一个当前最久未被访问的数据片断，并向片断表维护单元5022发送删除请求。 

相应地，片断表维护单元5022进一步用于：接收第二片断表老化单元发送的删除请求，并根据删除请求删除片断表中相应的表项。 

实际应用中，本实施例中的装置可以设置在P2P网络的某个或某些网络设备中，也可以单独设置。应用本实施例方案后，由于存储单元501中的片断表保存有上传的数据片断，可以直接从片断表中将数据片断提供给下载请求端，避免下载提供端重复上传，减少网络中上传流量，从而减少P2P流量对网络带宽的占有，进而提高网络的整体性能。 

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (11)

1.一种在点对点P2P网络中对数据下载的处理方法，其特征在于，在P2P网络中设置用于保存片断标识和对应的数据片断的片断表，该方法还包括：

在接收到包括下载请求端、下载提供端和片断标识的下载请求消息时，查询片断表中是否保存有下载请求消息中片断标识对应的数据片断，如果有，则构造下载响应消息，将查询到的数据片断通过构造的下载响应消息返回给下载请求端，并丢弃接收到的下载请求消息；否则，将下载请求消息转发给下载提供端；

在接收到包括下载请求端、下载提供端、片断标识和数据片断的下载响应消息时，查询片断表中是否保存有下载响应消息中片断标识对应的数据片断，如果有，则将接收到的下载响应消息转发给下载请求端；否则，将下载响应消息中的片断标识和数据片断添加到片断表中，再将下载响应消息转发给下载请求端。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据片断包括n个数据子块，所述n为大于1的正整数；所述下载请求消息和下载响应消息中还包括数据子块标识；

所述将查询到的数据片断通过构造的下载响应消息返回给下载请求端的方法包括：每接收到一条包括数据子块标识的下载请求消息时，都通过构造的一条下载响应消息将下载请求消息中数据子块标识所对应的数据子块返回给下载请求端；

所述将下载响应消息中的片断标识和数据片断添加到片断表的方法包括：每接收到一条包括数据子块标识和数据子块的下载响应消息时，缓存数据子块，直到将n个数据子块组合成一个完整的数据片断时，再将组合的数据片断和片断标识添加到所述片断表中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述片断表还包括数据片断的最近访问时间；

在所述查询到片断表保存有下载请求消息中片断标识对应的数据片断时，该方法进一步包括：将当前时间作为被查询到的数据片断的最近访问时间记录在片断表中；

在所述将下载响应消息中的数据片断添加到所述片断表中时，该方法进一步包括：将当前时间作为新添加的数据片断的最近访问时间记录在片断表中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，事先设置数据片断的老化时间和片断表遍历周期；该方法还进一步包括：

当到达设置的遍历周期时，查询片断表中每一个数据片断的最近访问时间，判断当前时间与每一个数据片断的最近访问时间的差值是否大于所述老化时间，如果大于，则删除相应数据片断所在的表项；否则，不作处理。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，事先设置片断表存储总量门限值；在所述将下载响应消息中的片断标识和数据片断添加到片断表之前，该方法还进一步包括：

判断片断表当前存储总量是否大于设置的片断表存储总量门限值，如果大于，则根据最近访问时间确定一个当前最久未被访问的数据片断，并删除确定出的数据片断所在的表项。

6.一种在点对点P2P网络中对数据下载的处理装置，其特征在于，该装置包括：

存储单元，保存有片断标识和对应的数据片断的片断表；

控制处理单元，在接收到包括下载请求端、下载提供端和片断标识的下载请求消息时，查询存储单元的片断表是否保存有下载请求消息中片断标识对应的数据片断，如果有，则构造下载响应消息，将查询到的数据片断通过构造的下载响应消息返回给下载请求端，并丢弃接收到的下载请求消息；否则，将下载请求消息转发给下载提供端；还用于在接收到包括下载请求端、下载提供端、片断标识和数据片断的下载响应消息时，查询存储单元的片断表是否保存有下载响应消息中片断标识对应的数据片断，如果有，则将接收到的下载响应消息转发给下载请求端；否则，将下载响应消息中的片断标识和数据片断添加到片断表中，再将下载响应消息转发给下载请求端。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制处理单元包括：

消息跟踪单元，在接收到包括下载请求端、下载提供端和片断标识的下载请求消息时，向片断表维护单元发送携带有片断标识的查询请求，如果接收到片断表维护单元返回的包含有数据片断的查询成功信息，则将返回的数据片断发送给片断发送单元，并丢弃接收到的下载请求消息；如果接收到片断表维护单元返回的查询失败信息，则将下载请求消息转发给下载提供端；还用于在接收到包括下载请求端、下载提供端、片断标识和数据片断的下载响应消息时，向片断表维护单元发送携带有片断标识的查询请求，如果接收到片断表维护单元返回的查询成功信息，则将接收到的下载响应消息转发给下载请求端；如果接收到片断表维护单元返回的查询失败信息，则向片断表维护单元发送携带有下载响应消息中的片断标识和数据片断的添加请求，并将接收到的下载响应消息转发给下载请求端；

片断表维护单元，接收来自消息跟踪单元的携带有片断标识的查询请求，查询存储单元的片断表是否保存有查询请求中片断标识对应的数据片断，如果有，则向消息跟踪单元返回包含有数据片断的查询成功信息，否则，向消息跟踪单元返回查询失败信息；接收来自消息跟踪单元的携带有片断标识和数据片断的添加请求，将添加请求中的片断标识和数据片断添加到片断表中；

片断发送单元，接收到消息跟踪单元发送的数据片断时，构造下载响应消息，将消息跟踪单元发送的数据片断通过构造的下载响应消息返回给下载请求端。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数据片断包括n个数据子块，所述n为大于1的正整数；所述下载请求消息和下载响应消息中还包括数据子块标识；

所述消息跟踪单元中所述将返回的数据片断发送给片断发送单元为：每接收到一条包括数据子块标识的下载请求消息时，都向片断发送单元发送携带有数据子块标识的发送请求；

所述消息跟踪单元中所述向片断表维护单元发送携带有下载响应消息中的片断标识和数据片断的添加请求为：每接收到一条包括数据子块标识和数据子块的下载响应消息时，缓存数据子块，直到将n个数据子块组合成一个完整的数据片断时，再向片断表维护单元发送携带有片断标识和数据片断的添加请求；

所述片断发送单元进一步用于：每接收到消息跟踪单元的携带有数据子块标识的发送请求时，都通过构造的一条下载响应消息将所述数据子块标识对应的数据子块返回给下载请求端，直到返回数据片断的n个数据子块。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述片断表还包括记录数据片断的最近访问时间；

所述片断表维护单元进一步用于：在查询到片断表保存有下载请求消息中片断标识对应的数据片断时，将当前时间作为被查询到的数据片断的最近访问时间记录在片断表中；在将添加请求中的片断标识和数据片断添加到片断表中时，将当前时间作为新添加的数据片断的最近访问时间记录在片断表中。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：

第一片断表老化单元，设置有数据片断的老化时间和片断表遍历周期，当到达设置的遍历周期时，向片断表维护单元发送时间查询请求，并接收返回的每一个数据片断的最近访问时间，判断当前时间与每一个数据片断的最近访问时间的差值是否大于所述老化时间，如果大于，则向片断表维护单元发送删除请求；否则，不作处理；

所述片断表维护单元进一步用于：接收第一片断表老化单元发送的时间查询请求，查询存储单元中的片断表，并将查询到的每一个数据片断的最近访问时间返回给第一片断表老化单元；接收第一片断表老化单元发送的删除请求，并根据删除请求删除片断表中相应数据片断所在的表项。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：

第二片断表老化单元，设置有片断表存储总量门限值，在将下载响应消息中的数据片断添加到所述片断表中之前，判断片断表当前存储总量是否大于设置的片断表存储总量门限值，如果大于，则根据片断表中记录的最近访问时间确定一个当前最久未被访问的数据片断，并向片断表维护单元发送删除请求；

所述片断表维护单元进一步用于：接收第二片断表老化单元发送的删除请求，并根据删除请求删除片断表中相应的表项。

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