CN103401942B - 内容分发网络节点实现web应用加速的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内容分发网络节点实现web应用加速的方法和系统,保证了数据传输的稳定性和及时性。其技术方案为:优化后实时Web应用加速方案仍然保持对原有方案的支持,同时添加了基于WebSocket协议的高效实时Web应用加速方案,该方案将Web应用中的实时部分和非实时部分进行了分离,客户端呈现的非实时内容仍然采用HTTP协议来获取,而实时内容则采用WebSocket协议来获取。
Description
技术领域
本发明涉及实时Web应用加速的技术,尤其涉及基于WebSocket的高效实时Web应用加速的技术。
背景技术
当前存在很多实时Web应用,如:在线游戏、在线证券和邮件提示等,由于现行网络等各种因素导致用户体验变差,因此,内容分发网络(CDN)对实时Web应用的加速成为必然。
目前的实时Web应用加速方案仍然采用的是基于HTTP协议的传统技术方案,有以下三种方案:
(1)定时轮询:工作原理是客户端定时对服务端进行轮询请求,从而保证数据的实时性。这是一种低效的实现方案,将带来很多无谓的网络带宽消耗。
(2)长轮询:工作原理是当服务端没有数据更新时,连接会保持一段时间直到数据发生变化或时间过期。对比定时轮询,该种方法减少了无效的网络传输。但当服务端的数据变更频繁时,这种机制同定时轮询没有本质上的性能优势。
(3)流技术:工作原理是在客户端的页面里面使用一个隐藏窗口,该窗口负责向服务端发起长连接请求。相比长轮询技术,优势是可以一直维持连接发送任意数据,除非连接出现异常错误。由于该机制一直维持连接,这样在并发比较大的情况下,对服务端的资源是一个极大的考验。
因此,现有技术方案存在以下弊端:
针对定时轮询,消耗很多无谓的网络带宽。
针对长轮询,对于数据变更频繁的服务端,该技术性能相比定时轮询并没有得到提升。
针对流技术,在大并发的情况下,可能导致服务端无法承受。
CDN节点加速没有区分CDN加速客户的实时和非实时内容,因此,也就无法对实时内容的加速进行特殊优化。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题,提供了一种内容分发网络节点实现web应用加速的方法和系统,保证了数据传输的稳定性和及时性,并降低了网络负载,可较大幅度地提高实时服务的性能,降低了对源和CDN节点处理资源的浪费,减轻了处理压力。
本发明的技术方案为:本发明揭示了一种内容分发网络节点实现web应用加速的方法,包括:
步骤1:客户端向内容分发网络节点发送http请求;
步骤2:内容分发网络节点接收http请求数据,解析http请求头数据,并根据http请求头数据判断是WebSocket协议的握手请求或普通的http请求;
步骤3:若http请求是WebSocket协议的握手请求,则初始化WebSocket上下文,并检验握手请求的合法性,若请求不合法则直接发送400响应给客户端,同时关闭链路;
步骤4:处理并转发http请求数据给源或其他内容分发网络节点;
步骤5:接收来自源或其他内容分发网络节点的http响应数据,解析该http响应数据头,并根据http响应数据头判断响应是WebSocket握手响应或普通的http响应,若是普通的http响应则根据http协议处理,若是WebSocket握手响应且响应状态码是101,则WebSocket握手成功;
步骤6:在WebSocket握手成功之后,验证WebSocket握手响应的合法性,若不合法则直接关闭链路,若合法则转发响应数据给客户端,维持链路并进行WebSocket协议的实时双向通讯。
根据本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的方法的一实施例,在步骤2中,若请求头中同时包含Connection和Upgrade头,且Connection头的值中包含“Upgrade”,Upgrade头的值是“WebSocket”,则判断该http请求是WebSocket协议的握手请求,否则判断该http请求是普通的http请求。
根据本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的方法的一实施例,在步骤3中根据WebSocket协议的版本号进行握手请求的合法性检查,在步骤6中根据WebSocket协议的版本号进行握手响应的合法性检查。
根据本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的方法的一实施例,在步骤5中,根据http协议处理普通的http响应包括处理并转发响应数据给客户端,根据Connection头的配置方式决定是否关闭链路,若是不关闭链路则返回步骤1处理。
根据本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的方法的一实施例,在步骤6中,在WebSocket协议的实时双向通讯过程中若一方接收到WebSocket关闭帧则关闭链路。
本发明还揭示了一种内容分发网络节点实现web应用加速的系统,包括:
请求发送装置,客户端向内容分发网络节点发送http请求;
请求解析装置,内容分发网络节点接收http请求数据,解析http请求头数据,并根据http请求头数据判断是WebSocket协议的握手请求或普通的http请求;
请求处理装置,若http请求是WebSocket协议的握手请求,则初始化WebSocket上下文,并检验握手请求的合法性,若请求不合法则直接发送400响应给客户端,同时关闭链路;
请求转发装置,处理并转发http请求数据给源或其他内容分发网络节点;
响应接收装置,接收来自源或其他内容分发网络节点的http响应数据,解析该http响应数据头,并根据http响应数据头判断响应是WebSocket握手响应或普通的http响应,若是普通的http响应则根据http协议处理,若是WebSocket握手响应且响应状态码是101,则WebSocket握手成功;
响应处理装置,在WebSocket握手成功之后,验证WebSocket握手响应的合法性,若不合法则直接关闭链路,若合法则转发响应数据给客户端,维持链路并进行WebSocket协议的实时双向通讯。
根据本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的系统的一实施例,在请求解析装置中,若请求头中同时包含Connection和Upgrade头,且Connection头的值中包含“Upgrade”,Upgrade头的值是“WebSocket”,则判断该http请求是WebSocket协议的握手请求,否则判断该http请求是普通的http请求。
根据本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的系统的一实施例,在请求处理装置中根据WebSocket协议的版本号进行握手请求的合法性检查,在响应处理装置中根据WebSocket协议的版本号进行握手响应的合法性检查。
根据本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的系统的一实施例,在响应接收装置中,根据http协议处理普通的http响应包括处理并转发响应数据给客户端,根据Connection头的配置方式决定是否关闭链路,若是不关闭链路则返回请求发送装置处理。
根据本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的系统的一实施例,在响应处理装置中,在WebSocket协议的实时双向通讯过程中若一方接收到WebSocket关闭帧则关闭链路。
本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明针对现有技术方案存在的弊端,优化后实时Web应用加速方案仍然保持对原有方案的支持,同时添加了基于WebSocket协议的高效实时Web应用加速方案,该方案将Web应用中的实时部分和非实时部分进行了分离,客户端呈现的非实时内容仍然采用HTTP协议来获取,而实时内容则采用WebSocket协议来获取。相较于现有技术,在本发明中,CDN节点就可以将CDN加速客户的非实时内容交予原有的HTTP处理流程,而实时性要求较高的内容则采用稳定性、实时性更好的WebSocket处理流程,决不是像旧有的方案将两部分内容混成一块。
优化后的加速方案除了解决了现有加速方案的弊端,同时还存在以下几点优势:
(1)由于WebSocket协议的握手过程遵循HTTP协议规范,因此,WebSocket可以部分复用普通HTTP协议的已有功能。
(2)由于采用了建立稳定TCP连接的WebSocket协议来实现实时服务,可以保证数据传输的稳定性和及时性,并降低网络负载,可以较大幅度地提高实时服务的性能。
(3)相对于旧有方案,降低了对源和CDN节点处理资源的浪费,减轻了其处理压力。
附图说明
图1示出了本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的方法的较佳实施例的流程图。
图2示出了本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的系统的较佳实施例的原理图。
图3示出了本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的方法的一个示例的细化流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1示出了本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的方法的较佳实施例的流程。请参见图1,本实施例的内容分发网络节点实现web应用加速的方法的各个实施步骤如下。
步骤1:客户端向内容分发网络节点发送http请求。
步骤2:内容分发网络节点接收http请求数据,解析http请求头数据,并根据http请求头数据判断是WebSocket协议的握手请求或普通的http请求。
若请求头中同时包含Connection和Upgrade头,且Connection头的值中包含“Upgrade”,Upgrade头的值是“WebSocket”,则判断该http请求是WebSocket协议的握手请求,否则判断该http请求是普通的http请求。
步骤3:若http请求是WebSocket协议的握手请求,则初始化WebSocket上下文,并检验握手请求的合法性,若请求不合法则直接发送400响应给客户端,同时关闭链路。
根据WebSocket协议的版本号进行握手请求的合法性检查。
步骤4:处理并转发http请求数据给源或其他内容分发网络节点。
步骤5:接收来自源或其他内容分发网络节点的http响应数据,解析该http响应数据头,并根据http响应数据头判断响应是WebSocket握手响应或普通的http响应,若是普通的http响应则根据http协议处理,若是WebSocket握手响应且响应状态码是101,则WebSocket握手成功。
根据http协议处理普通的http响应包括处理并转发响应数据给客户端,根据Connection头的配置方式决定是否关闭链路,若是不关闭链路则返回步骤1处理。
步骤6:在WebSocket握手成功之后,验证WebSocket握手响应的合法性,若不合法则直接关闭链路,若合法则转发响应数据给客户端,维持链路并进行WebSocket协议的实时双向通讯。
在本步骤中,根据WebSocket协议的版本号进行握手响应的合法性检查。在WebSocket协议的实时双向通讯过程中若一方接收到WebSocket关闭帧则关闭链路。
图2示出了本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的系统的较佳实施例的结构。请参见图2,本实施例的系统包括:请求发送装置1、请求解析装置2、请求处理装置3、请求转发装置4、响应接收装置5、以及响应处理装置6。
请求发送装置1中,客户端向内容分发网络节点发送http请求。
请求解析装置2中,内容分发网络节点接收http请求数据,解析http请求头数据,并根据http请求头数据判断是WebSocket协议的握手请求或普通的http请求。
在请求解析装置2中,若请求头中同时包含Connection和Upgrade头,且Connection头的值中包含“Upgrade”,Upgrade头的值是“WebSocket”,则判断该http请求是WebSocket协议的握手请求,否则判断该http请求是普通的http请求。
请求处理装置3中,若http请求是WebSocket协议的握手请求,则初始化WebSocket上下文,并检验握手请求的合法性,若请求不合法则直接发送400响应给客户端,同时关闭链路。在请求处理装置4中根据WebSocket协议的版本号进行握手请求的合法性检查
请求转发装置4中,处理并转发http请求数据给源或其他内容分发网络节点。
响应接收装置5中,接收来自源或其他内容分发网络节点的http响应数据,解析该http响应数据头,并根据http响应数据头判断响应是WebSocket握手响应或普通的http响应,若是普通的http响应则根据http协议处理,若是WebSocket握手响应且响应状态码是101,则WebSocket握手成功。响应接收装置5根据http协议处理普通的http响应包括处理并转发响应数据给客户端,根据Connection头的配置方式决定是否关闭链路,若是不关闭链路则返回请求发送装置1处理。
响应处理装置6中,在WebSocket握手成功之后,验证WebSocket握手响应的合法性,若不合法则直接关闭链路,若合法则转发响应数据给客户端,维持链路并进行WebSocket协议的实时双向通讯。在响应处理装置6中根据WebSocket协议的版本号进行握手响应的合法性检查,并在WebSocket协议的实时双向通讯过程中若一方接收到WebSocket关闭帧则关闭链路。
图3示出了本发明的内容分发网络节点实现web应用加速的方法的一个示例的细化流程。请参见图3,本实施例的方法的实施步骤如下。
步骤S100:客户端向CDN节点发送HTTP请求数据。
步骤S101:CDN节点接收步骤S100中的请求数据。
步骤S102:解析HTTP请求头数据。
步骤S103:如果请求头中同时包含Connection和Upgrade头,并且Connection头的值中包含“Upgrade”,Upgrade头的值是“websocket”,则认为该请求是WebSocket协议的握手请求;否则,认为该请求是普通的HTTP请求,直接进入步骤S106。
步骤S104:如果是WebSocket握手请求,则初始化WebSocket上下文。
步骤S105:检验WebSocket握手请求的合法性。若请求合法,则进入步骤S106,否则进入步骤S107。由于WebSocket目前存在两个较大的版本改动,为了保证实时Web应用加速的可用性,CDN节点同时支持两个版本,请求的合法性检查需要依赖于WebSocket协议的版本号。
步骤S106:处理并转发HTTP请求数据给源或其他CDN节点。
步骤S107:直接发送400响应给客户端,同时关闭链路。
步骤S108:接收来自源或其他CDN节点的HTTP响应数据。
步骤S109:解析该响应头数据。
步骤S110:如果是WebSocket握手响应,并且响应状态码是101,则进入步骤S111;否则进入步骤S112。
步骤S111:验证WebSocket握手响应的合法性,如果响应合法,则进入步骤S113,否则直接关闭链路。握手响应的合法性检查也需要依赖于WebSocket协议的版本号。
步骤S112:处理并转发响应数据给客户端,然后进入步骤S116。
步骤S113:处理并转发响应数据给客户端。
步骤S114:进入WebSocket双向实时通讯流程。该通讯流程类似于本地的套接字通讯方式,通讯的两端可以实时地双向地发送任何数据,从而保证数据传输的实时性。
步骤S115:在WebSocket双向实时通讯流程中,如果一方接收到WebSocket关闭帧,则关闭持久链路。
步骤S116:根据Connection头等其他配置决定是否关闭链路,如果是持久链路,进入返回步骤S100。
上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的,本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下,对上述实施例做出种种修改或变化,因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限,而应该是符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。
Claims (10)
1.一种内容分发网络节点实现web应用加速的方法,包括:
步骤1:客户端向内容分发网络节点发送http请求;
步骤2:内容分发网络节点接收http请求数据,解析http请求头数据,并根据http请求头数据判断是WebSocket协议的握手请求或普通的http请求;
步骤3:若http请求是WebSocket协议的握手请求,则初始化WebSocket上下文,并检验握手请求的合法性,若请求不合法则直接发送400响应给客户端,同时关闭链路;
步骤4:处理并转发http请求数据给源或其他内容分发网络节点;
步骤5:接收来自源或其他内容分发网络节点的http响应数据,解析http响应数据头,并根据http响应数据头判断响应是WebSocket握手响应或普通的http响应,若是普通的http响应则根据http协议处理,若是WebSocket握手响应且响应状态码是101,则WebSocket握手成功;
步骤6:在WebSocket握手成功之后,验证WebSocket握手响应的合法性,若不合法则直接关闭链路,若合法则转发响应数据给客户端,维持链路并进行WebSocket协议的实时双向通讯。
2.根据权利要求1所述的内容分发网络节点实现web应用加速的方法,其特征在于,在步骤2中,若请求头中同时包含Connection头和Upgrade头,且Connection头的值中包含“Upgrade”,Upgrade头的值是“WebSocket”,则判断该http请求是WebSocket协议的握手请求,否则判断该http请求是普通的http请求。
3.根据权利要求1所述的内容分发网络节点实现web应用加速的方法,其特征在于,在步骤3中根据WebSocket协议的版本号进行握手请求的合法性检查,在步骤6中根据WebSocket协议的版本号进行握手响应的合法性检查。
4.根据权利要求1所述的内容分发网络节点实现web应用加速的方法,其特征在于,在步骤5中,根据http协议处理普通的http响应包括处理并转发响应数据给客户端,根据Connection头的配置方式决定是否关闭链路,若是不关闭链路则返回步骤1处理。
5.根据权利要求1所述的内容分发网络节点实现web应用加速的方法,其特征在于,在步骤6中,在WebSocket协议的实时双向通讯过程中若一方接收到WebSocket关闭帧则关闭链路。
6.一种内容分发网络节点实现web应用加速的系统,包括:
请求发送装置,客户端向内容分发网络节点发送http请求;
请求解析装置,内容分发网络节点接收http请求数据,解析http请求头数据,并根据http请求头数据判断是WebSocket协议的握手请求或普通的http请求;
请求处理装置,若http请求是WebSocket协议的握手请求,则初始化WebSocket上下文,并检验握手请求的合法性,若请求不合法则直接发送400响应给客户端,同时关闭链路;
请求转发装置,处理并转发http请求数据给源或其他内容分发网络节点;
响应接收装置,接收来自源或其他内容分发网络节点的http响应数据,解析http响应数据头,并根据http响应数据头判断响应是WebSocket握手响应或普通的http响应,若是普通的http响应则根据http协议处理,若是WebSocket握手响应且响应状态码是101,则WebSocket握手成功;
响应处理装置,在WebSocket握手成功之后,验证WebSocket握手响应的合法性,若不合法则直接关闭链路,若合法则转发响应数据给客户端,维持链路并进行WebSocket协议的实时双向通讯。
7.根据权利要求6所述的内容分发网络节点实现web应用加速的系统,其特征在于,在请求解析装置中,若请求头中同时包含Connection头和Upgrade头,且Connection头的值中包含“Upgrade”,Upgrade头的值是“WebSocket”,则判断该http请求是WebSocket协议的握手请求,否则判断该http请求是普通的http请求。
8.根据权利要求6所述的内容分发网络节点实现web应用加速的系统,其特征在于,在请求处理装置中根据WebSocket协议的版本号进行握手请求的合法性检查,在响应处理装置中根据WebSocket协议的版本号进行握手响应的合法性检查。
9.根据权利要求6所述的内容分发网络节点实现web应用加速的系统,其特征在于,在响应接收装置中,根据http协议处理普通的http响应包括处理并转发响应数据给客户端,根据Connection头的配置方式决定是否关闭链路,若是不关闭链路则返回请求发送装置处理。
10.根据权利要求6所述的内容分发网络节点实现web应用加速的系统,其特征在于,在响应处理装置中,在WebSocket协议的实时双向通讯过程中若一方接收到WebSocket关闭帧则关闭链路。
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