CN101641695A - 资源接入过滤系统及供与资源接入过滤系统一起使用的数据库结构 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种数据库结构(400)，其存储表示计算系统中例如URL的多个资源识别符(200)的数据。所述URL(200)各自与相应类别代码(310)相关联。对每一资源识别符(200)进行散列以提供被划分为至少第一和第二散列部分(301、302)的散列值(300)。所述第一散列部分(301)给主散列阵列(410)加索引以选择主数据区段(420)中保持一组所述第二散列部分(302)及所述相应类别代码(310)的主数据块(421)。出于安全性及紧致性起见，任选地进一步划分所述散列值(300)以提供被丢弃且不被用来接入所述数据库(400)的第三散列部分(303)。本发明还描述一种数据库产生设备、一种数据库搜索设备及一种过滤设备、一种形成数据库结构的方法及一种从数据库结构中检索数据的方法及一种上面记录有数据库结构的计算机可读存储媒体中的每一者。

Description

资源接入过滤系统及供与资源接入过滤系统一起使用的数据库结构
技术领域
本发明大体来说涉及一种资源接入过滤系统，其参照存储表示例如URL的多个唯一资源识别符的数据的数据库结构来控制对计算网络的资源的接入。本发明还涉及一种用以形成此数据库结构的产生器设备，且涉及一种用以使用此数据库结构来控制对计算系统中的资源的接入的过滤器设备。此外，本发明还涉及一种形成数据库结构的方法及一种从数据库结构检索数据的方法，且涉及一种上面记录有数据库结构的计算机可读存储媒体。
背景技术
因特网的一个较大好处是，成千上万的用户可接入万维网的共享信息及通信。然而，公开接入所有形式的信息或通信并不总是适当的。例如，许多学校及企业为其学生及雇员提供因特网接入。学校或企业至少部分地负责散播所述组织内的信息且通常有义务防止种族歧视、性别歧视或其它攻击性材料的传播。这只是其中强烈需要一种对因特网接入进行控制的方法的一个实例性情形。另一实例为本地环境，在这种环境下父母可希望防止其子女接入面向成人的网页。其它实例包含例如图书馆、网吧或公共因特网亭等公共场所。
相关技术中可获得用以监视或控制对因特网的接入的数个系统。例如，US5,884,033(杜瓦尔(Duvall)等人)揭示一种基于客户端的过滤系统，其将传入及/或传出消息的若干部分与数据库中所存储的过滤信息进行比较并确定适当的行动，例如是允许还是屏蔽消息的传输。更新服务器可经由因特网被接入以便更新数据库。
US2003/0088577A1(塞恩胡佛(Thurnhofer)等人)使用有向图形式揭示一种产生具有相对较大数目的数据项的数据库的方法，所述数据项被分为相对较小数目的类别。此数据库经特定研发以用于紧致且高效地存储大量URL及相关联的类别代码。然而，必须在每次修改时完全重建数据库以添加新的URL或修订所述分类。
相关技术的过滤系统及数据库结构遇到各种不同的需求。例如，通常要求此类数据库结构相对紧致以使得数据库的大小最小化。然而，系统还需要以高速度接入数据库结构。此外，需要以频繁的间隔更新数据库。另外，需要保护数据库的安全。由本发明例示性实施例中的某些实施例来解决相关技术中的这些及其它问题且现在将对其加以更详细描述。
发明内容
根据本发明，提供一种资源接入过滤系统、一种产生器设备、一种过滤器设备、一种形成数据库结构的方法、一种从数据库结构检索数据的方法及一种上面记录有数据库结构的计算机可读存储媒体，如所附权利要求书中所述。根据所附权利要求书及随后的说明，本发明的优选特征将显而易见。
在本发明的一个方面中，提供一种资源接入过滤系统，其包括产生器单元、客户端单元及过滤器单元。所述产生器单元经布置以形成数据库结构且至少包括分类单元，所述分类单元经布置以提供：多个资源识别符，其各自与相应的类别代码相关联；散列单元，其经布置以对所述多个识别符中的每一者进行散列以提供散列值并将所述散列值划分为至少第一和第二散列部分；及存储单元，其经布置以输出至少包含散列阵列及主数据区段的数据库结构，其中所述主数据区段包括在多个主数据块之间划分的第二散列部分及相应类别代码，且所述散列阵列包括若干第一散列部分，其各自与主数据区段中的若干主数据块中的相应一者的指针相关联。所述客户端单元经布置以参照需求资源识别符请求对资源的接入。合适地，所述资源是计算网络内的资源，且方便地，所述资源由包含主机部分且任选地包含其它部分(例如页面部分)的URL识别。所述过滤器单元经布置以参照根据所需求的资源识别符从数据库结构获得的类别代码控制对资源的接入，其中所述过滤器单元包括：通信单元，其经布置以获得与客户端装置所做出的资源接入请求相关的所需求资源识别符；数据库接入单元，其经布置以通过以下操作从数据库结构返回适合于所需求资源识别符的类别代码：基于资源识别符产生搜索散列值并将所述搜索散列值划分为至少第一和第二散列部分、通过使用第一散列部分查阅散列阵列来识别数据库结构的主数据区段中的相应主数据块及根据第二散列部分从相应的主数据块中检索类别代码；及控制单元，其经布置以确定由客户端装置参照数据库接入单元所获得的类别代码而做出的资源接入请求相关的控制动作。
在一个实施例中，所述散列单元经布置以还将所述散列值中的每一者划分为第三散列部分，接着丢弃所述第三散列部分以改善数据库结构的安全性。所述数据库接入单元同样经布置以将所需求的资源识别符划分为对应的第一、第二及第三散列部分，其中仅采用第一和第二散列部分来接入数据库结构。
在一个实施例中，所述存储单元进一步经布置以提供页面数据区段及/或冲突数据区段以增强数据库结构的准确性及/或粒度。
在一个实施例中，所述过滤器单元至少包括较快接入的主要存储装置及较慢接入的辅助存储装置，其仅使用主要存储装置在第一基于存储器模式中操作以便较快速接入数据库结构，或在第二共享接入模式中操作，其中主要存储装置与辅助存储装置协作使用从而减少主要存储装置中的存储器使用同时维持对数据库结构的可接受实时接入速度。
在一个实施例中，所述系统进一步包括更新器单元，所述更新器单元经布置以产生用以更新数据库结构的更新结构。所述更新结构允许数据库结构的递增更新且例示性实施例经布置以在数据库结构仍在使用中的同时更新所述数据库结构。
本发明其它方面特定来说涉及作为本文中所描述的系统的单独元件的产生器单元、过滤器单元及更新器单元。
本发明的又一方面提供一种上面记录有数据库结构的计算机可读存储媒体，所述数据库结构存储表示各自与相应的类别代码相关联的多个资源识别符的数据，所述数据库结构包括：主数据区段，其具有多个主数据块，其中所述多个主数据块中的每一者包括多个第二散列部分且所述多个第二散列部分中的每一者均与相应的类别代码相关联；及主散列阵列，其包括多个第一散列部分，其中所述第一散列部分中的每一者均与所述主数据区段中的所述多个主数据块中的相应一者的参考指针相关联；其中所述第一散列部分及所述第二散列部分中的每一者从自所述多个资源识别符中的相应一者导出的散列值被划分。
本发明又一方面提供一种形成数据库结构的方法，其包括以下计算机实施的步骤：提供各自与相应的类别代码相关联的多个资源识别符；对所述多个资源识别符中的每一者进行散列以提供相应的散列值并将所述相应的散列值划分为至少第一散列部分及第二散列部分；及将至少主散列阵列及主数据区段存储在数据库结构中，其中所述主数据区段包括各自包括与相应的类别代码相关联的一组第二散列部分的多个主数据块，且所述主散列阵列包括各自与数据区段中的相应主数据块相关联的若干第一散列部分。
本发明又一方面提供一种从数据库结构检索数据的方法，其包括以下计算机实施的步骤：接收识别计算系统中的资源的所需求资源识别符；基于所述资源识别符提供散列值并将所述散列值划分为至少第一和第二散列部分；及通过使用所述第一散列部分查阅散列阵列来识别数据库结构的主数据区段中的主数据块；及根据所述第二散列部分从所识别的主数据块中检索类别代码。
本发明的至少某些实施例可仅使用专用硬件来构造，本文中所使用的例如“模块”或“单元”等术语可包含但不限于执行特定任务的例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)等硬件装置。或者，本发明的元件可经配置以驻留在可寻址存储媒体上且可经配置以在一个或一个以上处理器上执行。因此，在某些实施例中，本发明的功能性元件可包含(举例来说)例如软件组件、面向对象的软件组件、类别组件及任务组件等组件、过程、功能、属性、程序、子例程、程序代码的若干片段、驱动器、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表格、阵列及变量。此外，尽管已参照下文论述的组件、模块及单元描述了优选实施例，但在替代实施例中可将此类功能性元件组合为较少元件或分为若干额外元件。
附图说明
为了更好地了解本发明，并显示如何实现本发明的实施例，现在将以举例方式参照附图，附图中：
图1是如本发明第一实例性实施例中采用的系统及设备的示意性概要图；
图2是如根据本发明第二实例性实施例中采用的系统及设备的示意性概要图；
图3是如本发明实例性实施例中采用的过滤器单元的示意性概要图；
图4是如本发明实例性实施例中采用的产生器设备的示意性概要图；
图5显示由图4的产生器设备执行的一系列数据操作；
图6是如本发明实施例中采用的例示性数据库结构的示意性概要图；
图7更详细地显示关于主散列阵列及主数据区段的例示性数据库结构；
图8是产生所述数据库结构的方法的示意性概要图；
图9显示用于从适合于所需求RUL的数据库结构提取类别代码的优选机构；
图10更详细地显示关于冲突数据区段的例示性数据库结构；
图11更详细地显示关于页面数据区段的例示性数据库结构；
图12更详细地显示关于存储器接入模式及共享接入模式的过滤器单元；
图13是所采用以更新例示性数据库结构的系统及设备的示意性概要图；
图14是如本发明实施例中采用的例示性更新数据库结构的示意性概要图；
图15更详细地显示关于主更新区段的例示性更新数据库结构；
图16更详细地显示关于页面更新区段的例示性更新数据库结构；且
图17更详细地显示关于冲突更新区段的例示性更新数据库结构。
具体实施方式
参照图1，本发明第一实例性实施例中所采用的系统及设备可适用于(例如)小型公司网或家庭本地环境。在此第一实例性实施例中，一个或一个以上客户端机10通过客户端网关12及因特网服务提供商(ISP)21连接到因特网20。每一客户端机10均提供适合于人类用户的输入及输出接口功能，其合适地包含提供图形用户接口(GUI)的显示器屏幕及用户输入单元，例如控制键、鼠标及其它合适的装置。如图1中所示，在一个实施例中，客户端机10为计算平台，例如台式计算机、膝上型计算机或个人数字助理(PDA)。在另一实施例中，客户端机10为功能特定的因特网设备，例如web电视。在第三实例中，客户端机10为公共因特网信息亭。客户端机10的许多其它特定形式也可适用于本发明实施例。
客户端机10中的每一者均提供使用URL来获得资源的客户端应用程序。在此实例中，内容服务器30可经由因特网20来接入且提供例如网页32的资源。合适地，客户端机10提供web浏览器应用程序并做出从内容服务器30获得网页32的HTTP请求。在此实例中，网页32包括适当格式(例如HTML、SGML、PostScript或RTF，以及其它格式)的文本及/或图形数据。然而，应了解，本发明还可适用于使用URL的计算机系统或计算机网络中提供的许多其它资源，例如FTP下的文件传送、到远程登录服务器的连接或因特网中继交谈(IRC)，以及其它资源。
客户端网关12合适地包含调制解调器或路由器，例如模拟、ISDN、ADSL或SDSL调制解调器，其经由简易老式电话系统(POTS)或其它有线或光学网络连接到ISP 21以提供到因特网20的网络层连接。作为另一实例，客户端网关12通过无线网络或蜂窝式移动网络(例如GSM或GPRS)连接到因特网20。在又一些实施例中，客户端网关12通过例如LAN或WAN等中间网络或任选地经由虚拟私人网络(VPN)连接到因特网20。在一个实施例中，客户端机10及客户端网关12形成为物理地分开的装置且通过任何适当的有线或无线链路来通信。在其它实施例中，客户端网关12集成在客户端机10内。
如图1中所示，过滤器单元40经布置以保持存储URL及相关联类别代码的数据库结构400。方便地，过滤器单元40集成在客户端网关12内或集成在客户端机10的一个或一个以上客户端机内。图1还显示产生及更新数据库结构400的数据库产生器设备及数据库更新器设备50。数据库结构400从便携式数据存储媒体(例如光盘)或通过从通信网络(例如经由因特网20)下载而合适地提供到过滤器单元40。
图2是如本发明第二实例性实施例中采用的系统及设备的示意性概要图。图2的实例是如商业写字楼及其它大的组织中所使用的计算网络的典型。此第二实例提供通过局域网(LAN)11而耦合的一个或一个以上客户端机10。通常，LAN 11包含(例如)通过ISP(未显示)耦合到因特网20的一个或一个以上代理服务器14。使用位于LAN内或来自LAN外部(例如经由因特网20)的URL来接入资源。耦合到LAN 11的服务器16提供过滤器单元40且保持数据库结构400。对于上文图1，数据库结构400由数据库产生器设备50产生且(例如)经由因特网20被提供给过滤器单元40。所述产生器设备还充当数据库更新器设备50，其准备好发送给过滤器单元以更新数据库结构400的更新包。图2中所示的实例性网络排印存在所属领域的技术人员将熟悉的许多特定变型。例如，在又一实施例中，过滤器单元40、数据库更新器设备及数据库结构400位于LAN 11上游的因特网云20中且作为远离LAN 11的按需管理的服务而被接入。
在图1及2的实例性实施例中，过滤器单元40经布置以执行各种过滤功能中的一种，其可包含被动地监视并记录URL以供后来进行检查、分析或报告，或执行主动控制功能，例如确定是否将允许客户端机10接入所请求的资源。过滤器单元40经布置以通过将URL置于若干类别中、通过查阅数据库结构400来执行此类过滤功能。
图3是过滤器单元40的更详细图式。过滤器单元40包括通信单元41、数据库接入单元42及控制单元43。通信单元41(例如)通过截获由客户端机10做出的HTTP请求获得与资源接入请求相关的URL来接入资源服务器30上的网页32。或者，在系统的别处截获资源接入请求且对过滤器单元40做出为所需求RUL提供类别代码的请求。数据库接入单元42询问数据库结构400以确定所述URL的类别。任选地，控制单元43参考URL及所确定的类别代码来执行过滤操作，例如主动控制功能或被动记录功能。通信单元41提供适当的输出，例如向客户端机10发送拒绝接入所请求URL的HTTP回复，或向资源服务器30转发可允许资源接入请求，或向所需求的URL返回相关的类别代码。
在简单的实例中，过滤器单元40将URL置于两个类别中的一者中，例如“允许”或“拒绝”。在更为复杂的实施例中，以较大的粒度将URL分类。在本实例中，数据库结构400将每一URL置于约40个类别中的一者中。所述实例性实施例提供8个核心类别，例如“成人/性爱”、“犯罪”、“毒品、酒精、烟草”、“暴力”或“武器”，以及32个与生产力相关的类别，例如“广告”、“游戏”、“爱好及娱乐”或“儿童网站”。提供此预定组类别允许执行更为复杂的基于规则的控制或记录功能。例如，当对所述核心类别中的任何核心类别做出请求或做出在特定时间屏蔽选定的生产力类别且仅允许在(例如)午餐时间或工作之外的时间接入的请求时，使用规则来警告管理员。为迎合所有可发生的事件，优选类别还可包含“未知”或“未找到”选项。用于过滤资源接入请求(例如被动监视功能或主动屏蔽功能)的特定下游过滤动作可采取任何合适的形式。
图4是产生数据库结构400的产生器设备50的示意性概要图。分类单元51提供URL及相关联类别代码的列表。散列单元52对既定的URL进行散列以提供URL散列。存储单元53将所述URL的至少一部分连同所述URL的类别代码一起存储到数据库400中。
图5显示由产生器设备50在产生数据库结构400时执行的一系列数据操作。
首先，图5显示资源识别符200，例如如RFC3986中所定义的统一资源识别符(URI)。概括地说，URI 200是数字串，或更通常地，RUI 200是用以识别网络内的资源的文数串。本发明可适用于许多特定的环境且可适用于许多不同特定形式的资源识别符。为了解释及了解本发明的基本原理，本文中描述的实例性实施例与接入计算机网络上的资源有关。大多数当前可用的计算机网络为采用统一资源定位符(URL)来识别资源的基于因特网协议(IP)的网络。URL是众所周知的且将为所属领域的技术人员所熟知，例如根据RFC1738。在图5中，实例性URL 200包含主机部分202及页面部分204。主机部分202识别特定的主机(例如“www.host.com”)，同时页面部分204识别与特定页面(例如“/directory/page.html”)相关的路径。作为另一特定实例，可将主机部分202表达为通常采用四个八位字节点的十进制格式的IPv4地址。作为另一实例，主机部分202为IPv6地址。
其次，图5显示通过借助于散列算法对资源识别符(在此情况下为URL 200)进行散列而产生的URL散列值300。实例性实施例采用通常可用的散列方案(也定义为消息摘要算法)，例如MD4或MD5。本文中论述的实例性实施例使用MD4，其通常比MD5快约12％。尽管不如MD5安全，但本文中所论述的数据库结构仍允许安全地使用较快的MD4。在图4中所图解说明的实例中，使用MD4散列算法对任意长度的表示URL主机部分202的文数串进行散列以提供固定长度的16字节URL散列值300。根据数据库结构400中的记录数目合适地选择散列值300的长度。在较大数据库中，散列长度扩展到(例如)24或32字节以使得散列300具有为两个不同URL串200产生相同的散列值300(散列冲突)的最小可能性。
再次，图5显示被划分为至少第一和第二部分301、302且任选地还划分为第三部分303的URL散列300。第一部分301方便地是最低有效字节或散列300的若干字节，例如如图5中所示的最低两个字节0及1。第二部分302方便地为一群组次高有效字节，其在此情况下为标记为2到7的六个字节。第三部分303方便地为一群组最高有效字节，其在此情况下为字节8到15。对URL散列的许多其它划分也是可能的。保留URL散列300的第一和第二部分301、302以施加到下文将更详细描述的数据库结构400，同时丢弃URL散列300的第三部分303。
图6是根据本发明实例性实施例的数据库结构400的示意性结构概要。数据库结构400包含主散列阵列410及主数据区段420、冲突数据区段430、页面数据区段440、类别数据区段450及文件标头460。
图7更详细地显示关于主散列阵列410及主数据区段420的例示性数据库结构400。后面将描述数据库的其它组成部分。
主散列阵列410是用以给数据库结构加索引的散列表，其具有与URL散列值300的第一散列部分301一致的条目0到n。对于2字节索引来说，n为65,536个条目。散列表410中的每一条目411合适地借助于指针412来识别主数据区段420中的数据块。长度值413给出数据块的长度。在实例性实施例中，所述数据块并非都是相同大小。指针412表示从主数据区段420的开始处的偏移值(以字节计)。偏移412与长度值413一起从主数据区段420选择数据块421。
主数据区段420中的每一数据块421存储多个记录422。每一记录422包括URL散列值300的对应于URL 200的特定主机部分202的第二散列部分302。同样，每一记录422包括相关URL的对应类别代码310。在此情况下，类别代码310是适用于相关URL 200的根或主机部分202的根类别代码。
图8是产生数据库结构400的方法的示意性概要图。
在步骤801处对URL 200进行散列。在步骤802处，将URL散列划分为至少两个组成部分。将所述散列的第一组成部分存储在数据库结构中。如上文论述，在步骤803及804处，第一部分301与主散列阵列410相关，且第二部分存储在主数据区段420的相关数据块421中。在步骤805处丢弃所述散列的第二组成部分，也就是第三部分303。
图9显示用于从适合于所需求URL的数据库结构提取类别代码的优选机构。
在步骤901处对所需求的URL 200进行散列以提供URL散列值300。特定来说，对URL 200的主机部分202进行散列以提供固定长度的16字节散列值300。在步骤902处，将URL散列值划分为第一、第二及第三部分301、302、303。在步骤903处，使用第一URL散列部分301(在此情况下为最低有效两个字节)给主散列阵列410加索引，从而合适地检索适当的偏移412及长度值413。在步骤904中，使用偏移412及长度413值从主数据阵列420中选择数据块421。在步骤905处使用第二散列部分802搜索选定的数据块421。方便地，所述数据块以数字方式排序，且所述搜索为二进制速查或类似技术。二进制速查是一种用于搜索数字次序列表的快速及简单机制。每一所存储的第二散列部分302均为已知大小的数字值，在此情况下为6字节。使用简单的整数比较来搜索所述散列值，这比用以比较完整URL 200或URL主机部分200的文数串更快。
在步骤906处，第二散列部分302在所搜索的数据块421中的成功匹配选择特定的记录422且允许检索对应的类别代码310。所检索的类别代码310是适合于所需求的URL 200的类别代码。否则，返回“未找到”条件。
图10显示与冲突数据区段430相关的数据库结构400的进一步细节。
即便使用优选的16字节MD4散列算法，两个不同URL 200将散列到相同值的可能性也是小的。同样，由于丢弃了第三散列部分303，存在两个不同URL 200将散列到相同部分值301、302(即具有相同的较低8字节)的可能性。在实践中，此类巧合是极为罕见的。然而，在存储散列到与先前存储的第一URL相同的值的第二URL时检测到巧合的情况下，则采用冲突数据区段430。
如图10中所示，使用标记425将主数据区段420中的适当条目422标记为无效，例如通过写入预定值来代替通常的类别代码310。标记425显示冲突数据区段430将要被查阅。
冲突数据区段430存储第一和第二URL的全散列值300。在此实例性实施例中，在较好的散列方案(在此情况下为MD5)下确定全散列值中的每一者以进一步减小全散列值中的冲突的可能性。所述冲突数据区段还存储这些URL中的每一者的类别代码310。
在本方案中，先前未遇到的第二URL有可能将与所存储的第一URL冲突，从而导致针对第二URL返回不准确的类别310。当此发生时，通过将第一URL及第二URL两者移动到冲突列表430来更新数据库结构400以继而包含第二URL。
图11显示关于页面数据区段440的实例性数据库结构400的进一步细节。
页面数据区段440含有从主机202分配到相关的个别页面204的类别代码。为每一主机202提供根类别代码，且任选地为与特定主机202相关联的页面204中的某些或所有页面提供页面类别代码。例如，为主机域“www.bbc.co.uk”分配类别，例如“37”，同时为“www.bbc.co.uk/sport.html”处的域的特定页面分配另一代码，例如“38”。
参照图11，主数据区段420中的每一条目422进一步包含给页面数据区段404中的页面数据块444加索引的页面索引426。使用默认值(例如“0”)来显示用于特定记录422的页面数据区段中没有页面。
在页面数据区段404中，通过索引将所述页面分组且每一页面均作为页面串441(例如“/体育”、“/天气”等等)而被保持。在此实例中，每一页面串411均具有相关联的页面类别代码311。以文数方式将所述页面串排序以启用对页面数据块444的依序搜索。每一页面块均可为任何长度且以定界结束字符(例如零)合适地结束。
再次参照图6，类别数据区段450含有类别代码及相关文本类别名称的列表。类别数据区段450可用于解译数据库结构中所存储的类别代码。合适地，类别数据区段450以各种不同语言提供类别名称，从而根据本地优先级来显示类别名称。文件标头区段460含有数据库结构文件的全局信息，例如文件名称。合适地，文件标头460识别所述文件中的其它数据区段410-450的位置。此外，所述文件标头含有有效数据，例如校验和。
图12结合如上文论述的实例性数据库结构400显示图3的过滤单元40的进一步细节。如图12中所示，过滤单元40经布置以接入至少第一数据存储单元44及第二数据存储单元45，所述第一数据存储单元及所述第二数据存储单元能够保持数据库结构400并向数据库接入单元42提供数据。此时，数据存储单元44、45包含至少一种形式的快速接入主要存储装置44(例如随机接入固态存储器)，及至少一种形式的慢速接入大容量长期辅助存储装置45(例如磁盘驱动器或光盘存储装置)。
在第一基于存储器模式中，将整个数据库结构400加载到存储器44的较快接入的存储装置中。合适地，通过将主散列阵列410中的偏移412中的每一者转换为直接或间接地参照主数据区段420的数据块421现在被保持的存储器地址位置的若干存储器位置指针来在存储器44中初始化数据库结构400。将数据库结构整个地保持在工作中的存储器44中使得数据库结构400的查找速度最大化。然而，即使数据库结构400相对紧致，仍存在所需存储器的量的减少。在许多实践情形下，例如对于具有有限的存储容量的装置，需要使得存储面积最小化，同时维持用以从数据库结构检索数据的足够接入时间。例如，例如公共因特网信息亭或手持便携式装置(例如PDA或移动电话)的设备通常具有相对小的空闲存储器。
如图12中另外所示，在第二共享接入模式中仅将数据库结构400的若干选定组成部分加载到存储器44中。在此共享接入模式中，将主散列阵列410加载到存储器44中，同时将主数据区段420、页面数据区段440及冲突数据区段430全部保留在辅助存储装置45上。
在初始化数据库结构时，主散列阵列410中的偏移412作为从数据库结构文件400的开始处的偏移被而转换并存储在存储器44中。数据块421最初并没有加载到存储器44中。而是，当执行查找时，从存储器44中的主散列阵列410获得经转换偏移412并使用所述偏移仅从主数据区段420加载所需的数据块421。一旦完成查找，所载入的数据即被释放。类似地，当采用页面数据区段430时，对页面索引表432的页面级接入在需要时加载所需的页面数据块444。在优选实施例中，还将页面数据区段430的页面索引432加载到存储器44中。
此共享接入模式显著地减小了存储器占地面积。此外，数据库结构经布置以最优化基于磁盘的检索。偏移412方便地与文件的开始相关且将主数据区段420置于所述文件的早先组成部分有助于减少磁盘寻找时间。此外，主数据区段420及页面数据区段440紧密地定位以减少磁头移动。
用以存储URL及相关联的类别代码的所描述的数据库结构在本质上是相对大的数据组。例如，可需要数据库结构保持数以百万计的URL。作为实践实例，数据库结构含有约550万个主主机202或IP地址。同样，页面数据区段440列出约500,000个页面。然而，数据库结构的实例性实施例仅需要约65Mb的存储装置。因此，所描述的数据库结构400跨越计算机网络传输时较不昂贵，且存储起来也较不昂贵。
所述优选数据库结构是紧致的，同时维持迅速的接入。在上文论述的实例性存储器模式中，所述数据库结构可以域级分类以每秒约70,000次接入来被接入。在所述共享模式中，将约为仅2Mb的数据保持在存储器中，其中剩余部分(即，63Mb左右)保持在辅助存储装置(例如硬盘)上。每一分类仅需要三次磁盘读取操作以返回类别代码。大多数分类仅花费一次或两次磁盘读取。根级分类(域级)仅花费一次磁盘读取。实例性实施例中的共享模式每秒钟处置25,000以上分类。
在许多情况下，需要频繁地更新数据库结构以(例如)添加新的URL及类别代码，或修订现有的数据。通常每天需要更新至少一次。
图13显示用以传输数据库更新结构500的实例性系统，所述数据库更新结构用于递增地更新数据库结构400。
产生器单元50包含将数据库结构400a的当前版本与所需的新版本400b进行比较以产生更新结构500的更新器单元54。接着经由例如因特网20的通信网络将更新结构500传输到过滤器单元40。仅发送递增更新500显著地减少了通信网络20中的带宽消耗。任选地，压缩更新结构500以在传输期间进一步压紧其大小。
过滤器单元40将更新结构500施加到数据库结构400a的当前拷贝以产生并入有所需的更新的所需的新数据库结构400b，如现在将更详细解释。
图14显示更新结构500的概略图，其包含文件标头510、标头更新区段560、主更新区段520、页面更新区段540、冲突更新区段530及类别更新区段550。
文件标头510含有与更新文件500相关的标头信息，例如日期、版本、文件大小及文件校验和。
标头更新区段560含有用以完全取代当前数据库结构400a的标头区段460的数据。标头460含有所述结构中的其它区段的偏移及大小(例如主数据区段420的偏移及大小)。发送整个新标头460由于避免了在完成更新之后重新计算区段偏移及大小而减小了过滤器单元40处的工作负载。
类别更新区段550含有类别数据区段460的完全替换。此数据相对频繁地改变，且被整体地重新传输。
图15更详细地显示主更新区段520。主更新区段520含有各自后面有一个或一个以上参数522的更新命令521的列表。所述命令合适地表达为预定代码(例如0x01、0x02及0x03)且用于在主数据区段420中插入、修改或删除记录422。所述命令经排序以使得命令521的次序对应于记录422的次序，即根据散列部分301、302。
插入命令指令过滤器单元40在数据库结构的主数据区段420中由位置参数522识别的位置处插入新记录422。位置参数522给出相对于将要执行所指令命令的先前命令位置(或默认开始位置)的偏移位置。因此，对命令521的依序排序允许过滤器单元40步进通过数据库结构且做出适当的次序上的改变。插入命令还提供第二散列部分302、类别代码(CC)310及(如果需要)页面级索引(PLI)315的参数522以完成新记录422。还提供第一散列部分301，且由过滤器单元40重新计算主散列阵列410以计及新记录422。
修改命令指令过滤器单元40修改主数据区段420中的现有记录422。在此情况下，参数522提供将要被写入到数据库结构中的新数据以取代相关记录422的当前数据。在此实例中，参数522提供新类别代码(CC)310及新页面级索引(PLI)315。
删除命令指令过滤器单元40从数据库结构的如位置参数522所识别的主数据区段420中删除记录422。还给出第一散列部分301，以使得过滤器单元40重新计算主散列阵列410以虑及现在删除的记录422。
图16显示支持具有适当参数542的插入、修改及删除命令541的页面更新区段540的更多细节，所述页面更新区段类似于上文论述的主更新区段520。页面命令541由第一散列部分301且接着由页面串441排序。
页面插入命令指令过滤器单元40在数据库结构的页面数据区段440中插入新页面块444，或在已经存在的页面块444中插入新页面串441及页面类别代码331。当添加整个新页面块444或“0”以添加页面条目时，第一参数522给出页面级索引(PLI)426。第二LGTH参数给出随后的第三参数的长度(例如以字节计)。第三参数为新页面块434提供一组页面串441及页面类别代码311，或者为所插入页给出页面串441及页面类别代码311。位置参数522给出相对于将要执行所指令命令的先前命令位置(或默认开始位置)的偏移位置。
页面修改命令521指令过滤器单元40修改具有SZE参数522的页面块大小，或者修改页面数据区段440中的现有页面的页面类别代码(PCC)311。
页面删除命令指令过滤器单元40从通过位置参数522识别的页面数据区段440中删除特定页面串441及相关页面类别代码311。或者，在第一参数522中给出页面级索引426且删除命令删除整个页面块444。
图17显示支持具有适当参数532的冲突的插入、修改及删除命令531的冲突更新区段530的更多细节，所述冲突更新区段类似于上文论述的主更新区段520及页面更新区段540。冲突命令531由全散列值300排序。
冲突插入命令指令过滤器单元40在具有类别代码300的冲突数据区段430中插入新的全散列值300。在相关根URL链接到页面级数据处提供页面级索引426。位置参数522给出相对于在其处将要执行所指令命令的先前命令位置(或默认开始位置)的偏移位置。冲突修改命令521指令过滤器单元40在所识别的位置处修改类别代码310或页面级索引426。冲突删除命令指令过滤器单元40删除冲突数据区段430中的特定条目并给出第一散列值301以更新主散列阵列410。
再次参照图13，更新结构500施加到现有的数据库400a以产生经更新数据库400b。为在更新数据库结构400时使停机时间最小化，更新结构500允许以小组块更新数据库，所述小组块各自从现有结构400a复制到经修改结构400b，此特定来说是因为对命令的排序。在更新期间重新计算主散列阵列410以参照所述结构内的新位置。方便地，将新文件400b的校验和值与更新标头510中给出的校验和进行比较确认已正确地执行更新。一旦更新完成，即合适地以新文件400b复写旧文件400a。
在大多数情况下，使用数据库结构对URL的分类甚至可在更新期间继续进行。然而，在具有有限存储器的装置中，使用数据库结构的分类被合适地完全暂停一小段时间，以允许所述存储器用于依次更新所述结构的所述组块中的每一者。
所描述的数据库结构具有许多优点，如上文所论述或如所属领域的技术人员通过实施本发明的实例性实施例将了解。
在某些例示性实施例中，由于难以反转引擎，数据库结构的安全得以改善。将数据编译到数据库中会花费高度的技术及努力，且期望所述数据库反转引擎应相对困难，同时仍易于合理使用。由于仅将URL散列301、302的一部分进行排序，因此不可能从所存储数据获得原始URL 200。
本文中论述的数据库结构400是相对紧致的，其使得临时存储器(例如RAM)中或永久存储媒体(例如硬盘)上的存储空间最小化。此外，数据库结构提供快速查找，以便可从所述数据库中快速地检索与特定记录相关的数据。另外，通过(例如)提供递增的日常更新来容易地更新本文中所论述的数据库结构的实施例以保持数据库最新。此外，可容易地更新所述实例性结构且同时仍实时在线。
尽管已显示及描述了数个优选实施例，但所属领域的技术人员应了解，可在不背离本发明范围的情况下做出各种改变及修改，本发明范围由所附权利要求书界定。
应注意与本说明书连同本申请案同时或在其之前提出申请并与本说明书一起供大众检阅的所有论文及文件，及所有此类论文及文件的内容以引用方式并入本文中。
本说明书(其中包含任何所附权利要求书、摘要及附图)中所揭示的所有特征及/或如此揭示的任何方法或过程的所有步骤可以任何组合相组合，但其中此类特征及/或步骤中的至少某些相互排斥的组合除外。
除非另有明确说明，否则本说明书(其中包含任何所附权利要求书、摘要及附图)中所揭示的每一特征可由用于相同的、等效的或类似目的的替代特征替代。因此，除非另有明确说明，否则每一所揭示特征仅为一类等效或类似特征的一个实例。
本发明并不限于前述实施例的细节。本发明可扩展到本说明书(其中包含任何所附权利要求书、摘要及图式)中所揭示特征的任何新颖特征或任何新颖组合，或扩展到如此揭示的任何方法或过程的步骤中的任何新颖步骤或任何新颖组合。

Claims (24)

1、一种资源接入过滤系统，其包括：
产生器单元(50)，其经布置以形成数据库结构(400)，其中所述产生器单元(50)包括：
分类单元(51)，其经布置以提供各自与相应类别代码(310)相关联的多个资源识别符(200)；
散列单元(52)，其经布置以对所述多个资源识别符(200)中的每一者进行散列以提供散列值(300)，并将所述散列值(300)划分为至少第一和第二散列部分(301、302)；及
存储单元(53)，其经布置以输出包含至少散列阵列(410)及主数据区段(420)的所述数据库结构(400)，其中所述主数据区段(420)包括在多个主数据块(421)之间划分的所述第二散列部分(302)及所述相应类别代码(310)，且所述散列阵列(410)包括各自与所述主数据区段(420)中的所述主数据块(421)中的相应一者的指针(412)相关联的所述第一散列部分(301)；
客户端单元(10)，其经布置以参照需求资源识别符(200)请求对资源(32)的接入；及
过滤器单元(40)，其经布置以参照根据所述需求资源识别符(200)从所述数据库结构(400)获得的类别代码(310)控制对所述资源(32)的接入，其中所述过滤单元(40)包括：
通信单元(41)，其经布置以获得与所述客户端装置(10)做出的资源接入请求相关的所述需求资源识别符(200)；
数据库接入单元(42)，其经布置以通过以下操作从所述数据库结构(400)返回适合于所述需求资源识别符(200)的类别代码(310)：基于所述资源识别符(200)产生搜索散列值(300)并将所述搜索散列值(300)划分为至少第一和第二散列部分(301、302)；通过使用所述第一散列部分(301)查阅所述散列阵列(410)来识别所述数据库结构(400)的所述主数据区段(420)中的相应主数据块(421)；及根据所述第二散列部分(302)从所述相应主数据块(421)中检索所述类别代码(310)；及
控制单元(43)，其经布置以参照通过所述数据库接入单元(42)获得的所述类别代码(310)确定与所述客户端装置(10)做出的所述资源接入请求相关的控制动作。
2、如权利要求1所述的资源接入过滤系统，其中：
所述散列单元(52)经布置以将所述散列值(300)中的每一者划分为至少所述第一和第二散列部分(301、302)及第三散列部分(303)，且所述存储单元(53)经布置以丢弃所述第三散列部分(303)中的每一者；且
所述数据库接入单元(42)经布置以将从所述需求资源识别符(200)导出的所述搜索散列值(300)划分为对应的至少所述第一和第二散列部分(301、302)及第三散列部分(303)。
3、如权利要求1所述的资源接入过滤系统，其中所述存储单元(53)经布置以基于所述第一散列部分(301)提供所述散列阵列(410)作为包括一组散列索引条目(411)的索引，其中所述散列索引条目(411)中的每一者包括识别所述主数据区段(420)中的所述主数据块(421)中的相应一者的所述指针(412)。
4、如权利要求3所述的资源接入过滤系统，其中所述散列索引条目(411)中的每一者进一步包括所述主数据区段(420)中的所述相应主数据块(421)的长度值(413)，由此所述指针(412)与所述长度值(413)一起从所述主数据区段(420)中选择所述相应主数据块(421)。
5、如权利要求1所述的资源接入过滤系统，其中所述主数据区段(420)包括多个记录(422)，其中每一记录(422)包括所述第二散列部分(302)中的相应一者及针对所述多个资源识别符(200)中的给定一者的所述相关联类别代码(310)。
6、如权利要求5所述的资源接入过滤系统，其中：
所述存储单元(53)进一步经布置以提供页面数据区段(440)，且其中所述主数据区段(420)中的每一记录(422)进一步包括页面索引(426)，所述页面索引给所述页面数据区段(440)中包括一个或一个以上页面数据串(441)及一个或一个以上相关联页面类别代码(311)的页面数据块(444)加索引；
所述通信单元(41)经布置以获得包含需求页面(204)的所述需求资源识别符(200)；且
所述数据库接入单元(42)经布置以接收所述需求页面(204)且将所述需求页面(204)与所述相应页面数据块(444)中的所述页面数据串(441)进行比较并返回所述相关联页面类别代码(311)。
7、如权利要求6所述的资源接入过滤系统，其中所述页面索引(426)中的至少一个条目包括指示所述页面数据区段(440)中不存在针对所述记录(422)中的特定一者的页面数据串(441)的默认值。
8、如权利要求1所述的资源接入过滤系统，其中：
所述存储单元(53)进一步经布置以提供冲突数据区段(430)，所述冲突数据区段(430)包括所述类别代码(310)及第一资源识别符(200)和第二资源识别符(200)中的至少一者的未划分的散列值(300)，对于所述未划分的散列值(300)其所述第一和第二散列部分(301、302)冲突，且其中所述主数据区段(420)中针对所述第一和第二资源识别符(200)的所述记录(422)中的至少一者指示所述冲突数据区段(430)含有所述未划分的散列值(300)；且
当所述主数据区段(420)中针对所述需求资源识别符(200)的所述相应记录(422)如此指示时，所述数据库接入单元(42)查阅所述冲突数据区段(430)。
9、如权利要求1所述的资源接入过滤系统，其中：
所述过滤器单元(40)包括至少较快接入的主要存储装置(44)及较慢接入的辅助存储装置(45)；且
在第一基于存储器模式中，所述整个数据库结构(400)加载到所述较快接入的主要存储装置(44)中且通过将所述主散列阵列(410)中的所述指针(412)中的每一者转换为直接或间接地参考其中加载所述主数据区段(420)的所述主数据块(421)的存储器地址位置的存储器位置参考而初始化，并在所述较快接入的主要存储装置(44)中接入；且
在第二共享接入模式中，所述主散列阵列(410)加载到所述较快接入的主要存储装置(44)中，而至少所述主数据区段(420)保留在所述辅助存储装置(45)上且通过将所述主散列阵列(410)中的所述指针(412)中的每一者转换为从存储在所述辅助存储装置(45)上的所述数据库结构(400)的文件的开始的偏移而初始化，并通过从所述主要存储装置(44)中的所述主散列阵列(410)获得所述转换的偏移(412)并仅将所述需要的数据块(421)从所述主数据区段(420)加载到所述主要存储装置(44)中接入。
10、如权利要求9所述的资源接入过滤系统，其中所述过滤器单元(40)选择性地以所述第一基于存储器模式或以所述第二共享接入模式操作。
11、如权利要求1所述的资源接入过滤系统，其中：
所述产生器单元(50)进一步包括经布置以产生更新结构(500)的更新器单元(54)；且
所述过滤器单元(40)经布置以将所述更新结构(500)施加到所述数据库结构(400a)的当前拷贝以产生并入有多个所需更新的经更新的新数据库结构(400b)；
其中所述更新结构(500)包括至少主更新区段(520)，所述主更新区段(520)包括更新命令(521)列表，每一更新命令(521)后面有一个或一个以上参数(522)以在所述主数据区段(420)中插入、修改或删除相应记录(422)，且所述更新命令(521)经排序使得所述命令(521)的次序对应于所述主数据区段(420)中的所述记录(422)的次序。
12、如权利要求11所述的资源接入过滤系统，其中所述更新结构(500)包含至少以下命令：
插入命令，其指令所述过滤器单元(40)在通过给出其中将要执行所述指令的命令的偏移位置的位置参数(522)识别的位置处于所述主数据区段(420)中插入新记录(422)，且还提供用于所述第二散列部分(302)及所述新记录(422)的所述类别代码(310)以及所述第一散列部分(301)的参数(522)以便由所述过滤器单元(40)重新计算所述主散列阵列(410)以计及所述新记录(422)；
修改命令，其指令所述过滤器单元(40)在所述主数据区段(420)中修改现有记录(422)，其中所述参数(522)提供将要写入到所述数据库结构(400)中的新数据以替代所述相关记录(422)的当前数据；及
删除命令，其指令所述过滤器单元(40)在通过给出其中将要执行所述指令的命令的偏移位置的位置参数(522)及包括所述相应第一散列部分(301)的参数(522)识别的位置处从数据库结构(400)的所述主数据区段(420)中删除记录(422)，以使得所述过滤器单元(40)重新计算所述主散列阵列(410)以虑及所述现已删除的记录(422)。
13、如权利要求12所述的资源接入过滤系统，其中所述位置参数(522)给出相对于先前命令的位置或如果尚未给出先前命令则相对于默认开始位置的相对位置。
14、如权利要求11所述的资源接入过滤系统，其中所述存储单元(53)进一步经布置以提供页面数据区段(440)，且所述更新器单元(54)经布置以提供包含页面更新区段(540)的所述更新结构(500)，所述页面更新区段(540)具有页面更新命令(541)列表，每一页面更新命令(541)后面有一个或一个以上页面更新参数(542)以插入、修改或删除相应的页面串(441)，且所述页面更新命令(541)是通过所述第一散列部分(301)且接着通过所述页面串(441)排序的。
15、如权利要求11所述的资源接入过滤系统，其中所述存储单元(53)进一步经布置以提供冲突数据区段(430)，且所述更新器单元(54)经布置以提供包含冲突更新区段(530)的所述更新结构(500)，所述冲突更新区段(530)具有冲突更新命令(531)列表，每一冲突更新命令(531)后面有一个或一个以上冲突更新参数(532)以插入、修改或删除相应的未划分散列值(300)，且所述冲突更新命令(531)是通过所述未划分散列值(300)排序的。
16、如权利要求11所述的资源接入过滤系统，其中所述过滤器单元(40)经布置以通过以多个组块的形式复制所述数据库结构(400a)的当前活拷贝同时将所述更新命令(521)单独地依次施加到所述复制的组块中的每一者来更新所述数据库结构(400)以产生所述更新的新数据库结构(400b)。
17、如权利要求1所述的资源接入过滤系统，其中所述资源识别符(200)识别计算网络中的资源。
18、如权利要求1所述的资源接入过滤系统，其中所述资源识别符(200)包括统一资源定位符。
19、如权利要求1所述的资源接入过滤系统，其中所述资源识别符(200)包括至少主机部分(202)且所述散列单元(52)对所述主机部分(202)进行散列以提供所述散列值(300)。
20、一种用以形成数据库结构(400)的产生器设备(50)，其包括：
分类单元(51)，其经布置以提供各自与相应类别代码(310)相关联的多个资源识别符(200)；
散列单元(52)，其经布置以对所述多个资源识别符(200)中的每一者进行散列以提供散列值(300)，并将所述散列值(300)划分为至少第一和第二散列部分(301、302)；及
存储单元(53)，其经布置以输出包含至少散列阵列(410)及主数据区段(420)的所述数据库结构(400)，其中所述主数据区段(420)包括在多个主数据块(421)之间划分的所述第二散列部分(302)及所述相应类别代码(310)，且所述散列阵列(410)包括各自与所述主数据区段(420)中的所述主数据块(421)的相应一者的指针(412)相关联的所述第一散列部分(301)。
21、一种用以控制对计算系统中的资源(32)的接入的过滤器设备(40)，其包括：
过滤器单元(40)，其经布置以参照根据需求资源识别符(200)从数据库结构(400)获得的类别代码(310)控制由客户端装置(10)对资源(32)的接入；及
数据库接入单元(42)，其经布置以通过以下操作从所述数据库结构(400)获得适合于所述需求资源识别符(200)的所述类别代码(310)：基于所述需求资源识别符(200)产生搜索散列值(300)并将所述搜索散列值(300)划分为至少第一和第二散列部分(301、302)；通过使用所述第一散列部分(301)查阅所述散列阵列(410)来识别所述数据库结构(400)的主数据区段(420)中的相应主数据块(421)；及根据所述第二散列部分(302)从所述相应主数据块(421)中检索所述类别代码(310)。
22、一种上面记录有存储数据的数据库结构(400)的计算机可读存储媒体，所述数据表示各自与相应类别代码(310)相关联的多个资源识别符(200)，所述数据库结构(400)包括：
主数据区段(420)，其具有多个主数据块(421)，其中所述多个主数据块(421)中的每一者包括多个第二散列部分(302)且所述多个第二散列部分(302)中的每一者与相应类别代码(310)相关联；及
主散列阵列(410)，其包括多个第一散列部分(301)，其中所述第一散列部分(301)中的每一者与所述主数据区段(420)中的所述多个主数据块(421)中的相应一者的参考指针(412)相关联；
其中所述第一散列部分(301)及所述第二散列部分(302)中的每一者是从散列值(300)划分的，所述散列值(300)从所述多个资源识别符(200)中的相应一者导出。
23、一种形成数据库结构(400)的方法，其包括以下计算机实施的步骤：
提供各自与相应类别代码(310)相关联的多个资源识别符(200)；
对所述多个资源识别符(200)中的每一者进行散列以提供相应散列值(300)并将所述相应散列值(300)划分为至少第一散列部分(301)及第二散列部分(302)；及
将至少主散列阵列(410)及主数据区段(420)存储于所述数据库结构(400)中，其中所述主数据区段(420)包括各自包括与所述相应类别代码(310)相关联的一组所述第二散列部分(302)的多个主数据块(421)，且所述主散列阵列(410)包括各自与所述主数据区段(420)中的所述多个主数据块(421)中的相应一者的参考(412)相关联的所述第一散列部分(301)。
24、一种从数据库结构(400)中检索数据的方法，其包括以下计算机实施的步骤：
接收识别计算系统中的资源(32)的需求资源识别符(200)；
基于所述资源识别符(200)形成散列值(300)并将所述散列值(300)划分为至少第一和第二散列部分(301、302)；
通过使用所述第一散列部分(301)查阅散列阵列(410)来识别所述数据库结构(400)的主数据区段(420)中的主数据块(421)；
及根据所述第二散列部分(302)从所述识别的主数据块(421)中检索类别代码(310)。
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