CN104426838A - 一种互联网缓存调度方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种互联网缓存调度方法及系统，所述方法包括：确定用户所访问网站的类型；获取不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数；根据所述网站类型和所述参数，使用相应的模式进行网络缓存。与现有技术相比，通过等效计算用户的访问速度、下载时间、下载内容大小、下载次数等参数，发现动态内容多、缓存效果不佳的网站，动态配置白名单，从而解决现有技术中等效计算用户的访问速度和提取各项指标存在的问题。

Description

一种互联网缓存调度方法及系统
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种互联网缓存调度方法及系统。
背景技术
互联网技术中，流量缓存系统的基本思想就是以“存储换带宽”。这一设计理念是指在网络“边缘”部署缓存服务器，用以缓存互联网内容，并利用海量存储实现流量的本地化。通过利用缓存内容服务的后续请求，过滤掉重复的网络流量，从而有效缓解互联网出口流量压力，并大幅提升用户体验，帮助运营商从容应对互联网流量的冲击。
现有的互联网缓存技术主要通过静态配置域名白名单方式，将用户请求引导至缓存系统。某域名中已经引导至缓存的请求，一部分可以通过缓存中事先存储的内容为用户提供优质的服务。而该域名内剩余的动态内容必须通过缓存服务器去代理用户访问网站。
具体来说，在实现本发明的过程中，发明人发现现有的方案存在如下缺点：
由缓存代理用户访问内容由于增加了中间处理环节，反而会比用户直接访问网站慢，会造成缓存系统为用户服务的质量降低，主要体现在以下几方面：
动态内容过多的网站，访问速度反而低于缓存前；
当缓存内容已经失效时，仍然会将用户请求引导至缓存，造成用户无法访问；
缓存服务器需要代理用户下载，消耗服务器资源；
缓存网站种类多样，无法同时满足不同网站的需求。
现有技术中，尚没有一种可以等效计算用户的访问速度、获提取各项指标的缓存调度方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种互联网缓存调度方法及系统。
一种互联网缓存调度方法，所述方法包括：
确定用户所访问网站的类型；
获取不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数；
根据所述网站类型和所述参数，使用相应的模式进行网络缓存。
所述确定用户所访问网站的类型，包括：
根据所述网站域名的关键字判断域名归属网站类型；和/或
根据识别缓存页面中内嵌的文件类型及大小，按照预先设定的识别规则，判断网站类型；和/或
根据泛域名分类，识别细域名归属；
建立域名类型列表，存储所述网站类型的信息。
所述不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数，通过如下方式计算：
分别记录x次经过网口M传送内容的大小Smi，并计算总大小Sm=SUM(Smi,i=1,2,...,x)；所述网口M为网络与用户接口；
记录x次传送时间Tmi，并计算总时间Tm=SUM(Tmi,i=1,2,...,x)；
计算速度Vm=Sm/Tm；
同理，计算出网络与网站接口N、网口M到网口N之间的处理过程P的传送内容大小Sn、Sp，时间Tn、Tp和速度Vn、Vp；
区别用户直接通过网口M和N访问网站、通过网口M、处理过程P、网口N访问网站两种情况，分别计算对应的不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数。
所述不同类型的网站访问耗费时间通过如下方式获取：
记录每次用户访问网站的统一资源定位符URL，以及文件保存路径；
将所述URL进行压缩，根据哈希值存储；
记录每次下载内容为动态内容还是静态内容，同时记录上下行标志；
服务器开始响应后记录时间t0；
开始建立TCP后记录时间t1；
TCP三次握手结束，开始传送内容后记录时间t2；
内容传送结束后记录时间t3和传送内容的大小，即S；
将所述URL、URL哈希值、文件保存路径、文件类型、动态内容或静态内容、上下行标志、t0、t1、t2、t3、S存入数据库表。
根据所述网站类型和所述参数，使用相应的模式进行网络缓存，包括：
所述模式分为速度优先模式、内容优先模式、下载次数优先模式和混合模式；
所述网站类型分为门户类、视频下载类、论坛交易搜索类和大型网站类。
所述方法还包括：
对所述门户类网站使用速度优先模式进行网络缓存；
对所述视频下载类网站使用内容优先模式进行网络缓存；
对所述论坛交易搜索类网站使用下载次数优先模式进行网络缓存；
对所述大型网站类网站使用混合模式进行网络缓存。
一种互联网缓存调度系统，所述系统包括网站类型确定单元、参数获取单元及缓存单元，其中，
所述网站类型确定单元，用于确定用户所访问网站的类型；
所述参数获取单元，用于获取不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数；
所述缓存单元，用于根据所述网站类型和所述参数，使用相应的模式进行网络缓存。
所述系统还包括参数计算单元，用于计算不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数并存储；
所述参数获取单元从所述参数计算单元获取所述参数。
所述网站类型确定单元进一步包括关键字判断子单元、页面缓冲判断子单元、泛域名判断子单元及域名存储子单元，其中，
所述关键字判断子单元，用于根据所述网站域名的关键字判断域名归属网站类型；
所述页面缓冲判断子单元，用于根据识别缓存页面中内嵌的文件类型及大小，按照预先设定的识别规则，判断网站类型；
所述泛域名判断子单元，用于根据泛域名分类，识别细域名归属；
所述域名存储子单元，用于建立域名类型列表，存储所述网站类型的信息。
所述缓存单元进一步包括模式确定子单元、对应子单元及缓存计算子单元，其中，
所述模式确定子单元，用于确定所述模式的分类；
所述对应子单元，用于将根据所述网站类型对应不同的模式；
所述缓存计算子单元，用于计算不同所述模式下的缓存。
本发明通过确定用户所访问网站的类型，根据计算的不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数，结合网站类型和参数，使用相应的模式进行网络缓存。与现有技术相比，本发明通过等效计算用户的访问速度、下载时间、下载内容大小、下载次数等参数，发现动态内容多、缓存效果不佳的网站，动态配置白名单，从而解决现有技术中等效计算用户的访问速度和提取各项指标存在的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用户访问网站方式示意图；
图2为本发明实施例1提供的互联网缓存调度方法原理流程图，
图3为本发明实施例2提供的互联网缓存调度系统结构示意图；
图4为本发明实施例2提供的网站类型确定单元100结构示意图；
图5为本发明实施例2提供的缓存单元300结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。但本发明的实施方式不限于此。
本发明实施例中，由于缓存调度的最小颗粒度是域名，那么要么对该域名缓存，要么不缓存。用户访问某域名，分别有两种情况：
情况A，用户不通过缓存服务器访问某域名，域名内全部内容大小为S；
情况B，用户通过缓存服务器访问某域名。对于域名下的静态内容，用户直接从缓存服务器下载，静态内容大小为S静；对于某域名下的动态内容，用户通过缓存服务器代理用户下载，动态内容大小为S动。S=S静+S动（全静态内容可看成动态内容大小为0的特殊情况，全动态内容同理）。
假设对于某个域名，既存在动态内容又存在静态内容。缓存服务器分别代理用户下载某网站的动态内容，并将自身存储的静态内容提供用户。分别记录动态内容的下载时间T动，总大小S动，和下载次数C动，并计算出平均下载速度V动；记录静态内容的下载时间T静，总大小S静，和下载次数C静，并计算出平均下载速度V静。
如图1所示，为用户访问网站方式示意图，其中，缓存系统通过网口M为用户提供服务，通过网口N从源网站下载内容，通过处理过程P将内容从N转发至M。分别记录x次经过网口M传送内容的大小Smi，并计算总大小Sm=SUM(Smi,i=1,2,...,x)。记录x次传送时间Tmi，并计算总时间Tm=SUM(Tmi,i=1,2,...,x)。计算速度Vm=Sm/Tm。同理，可计算出N、P的传送数据大小Sn、Sp，时间Tn、Tp，速度Vn、Vp。
本发明实施例通过分别记录情况A、B的速度、下载时间、总大小、下载次数，并通过上述参数对比，选择最佳的方式缓存。同时自动区分不同的使用场景，如门户网站、视频网站、论坛等。然后通过对比上述三个情景的速度、时间、大小、次数四个不同的参数值，选择用户感知最佳的方式进行缓存。
如图2所示，为本发明实施例1提供的互联网缓存调度方法原理流程图，具体如下：
步骤10，确定用户所访问网站的类型。
通过自动判断网站类别，将网站划分为门户网站、视频下载类网站、论坛、交易和搜索5类。另外还有大型网站，是混合各种网站信息的网站。
通过关键字判断域名归属。例如带有bbs字样的域名可以判断为论坛类型，带有news字样的域名可以判断为门户网站类型。关键字表结构如下：
ID 网站类型 关键字
通过识别缓存页面中内嵌的文件类型及大小，按照预先设定的规则，判断网站类型。文件类型及大小匹配表结构如下：
ID 网站类型 文件格式 大小下限 大小上限
按照泛域名分类，识别细域名归属。例如，a.com识别为门户类网站，则x.a.com也为门户类网站；
通过前三步的自动识别，生成域名类型列表；
通过人工对列表进行复核。
步骤20，获取不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数。
为了计算用户最终速度，需要去除与用户访问无关的服务器性能对时间的损耗。因此需要对网站访问时间连接拆分，可化分为：服务器响应时间、建立TCP连接时间、数据传送时间3段时间。由服务器分别记录每条下载过程的分段时间，开始传送数据的时间到数据传送结束的时间即为传送时间。同时由于互联网域名数量巨大，通过域名检索效率过低，因此采用哈希函数进行检索。并将检索结果记录到数据库表中。具体如下：
记录每次访问的URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位符），以及文件保存路径；
为了便于检索，将URL进行压缩，由哈希值存储；
记录该次下载为动态内容还是静态内容，同时记录上下行标志即标识M、N或P过程；
服务器开始响应后记录时间t0；
开始建立TCP后记录时间t1；
TCP三次握手结束，开始传送数据后记录时间t2；
数据传送结束后记录时间t3和传送数据的大小，即S；
将上述数据存入数据库表，结构如下：
步骤30，根据网站类型和参数，使用相应的模式进行网络缓存。
通过收集到的数据，针对每个域名生成参数表：
根据参数表，在不同模式下根据不同判断标准决定是否缓存。
模式一：速度优先模式。
该模式下，根据用户下载内容，分别计算情况A、B的时间。选取下载速度最大的方式进行下载。确保用户的访问速度。其计算公式为Vb*k1>Va，则进行缓存；反之不进行缓存（k1为调整系数，可按照缓存方式所处优先级进行调整）。
模式二：内容优先模式。
该模式下，根据网站中动、静态内容的大小，确定是否进行缓存。最大限度保证网站质量。其计算公式为S动*k2<S静则进行缓存；反之不进行缓存（k2为调整系数，可按照缓存方式所处优先级进行调整）。
模式三：下载次数优先模式。
该模式下，根据网站中动、静态内容的下载次数，确定是否进行缓存。最大限度保证缓存服务器性能。其计算公式为C动*k3<C静则进行缓存；反之不进行缓存（k3为调整系数，可按照缓存方式所处优先级进行调整）。
模式四：混合模式。
该模式下，根据网站中动、静态内容的各项参数，确定是否进行缓存。最大限度选取性价比最优的策略。其计算公式为S动*k4+C动*k5+V动*k6<S静+C静+V静则进行缓存；反之不进行缓存（k1、k2、k3为调整系数，可按照缓存方式所处优先级进行调整）。
根据网站不同类型，选取不同的模式。策略如下：
门户类。为最大限度保证用户感知，使用模式一作为调度策略。在服务器性能存在瓶颈时，使用模式三作为调度策略。
视频下载类。由于此类网站动态内容较少，可直接使用模式二作为调度策略。
论坛、交易和搜索类。使用模式三作为调度策略。
对于大型网站，包含的类型比较复杂，则使用模式四混合模式作为调度策略。
特别的，由于用户是最终的访问发起者，系统无法直接从用户侧获取访问速度，而需要通过缓存系统自身收集到的数据进行计算。对于某个域名，本模块通过由缓存系统服务器提取的下载文件大小、链接时间等数据，计算出情况A、B的平均速度。
情况A：用户不通过缓存访问网站。此访问需要经过过程M、N。由于此过程不经过服务器，为透明传送。M、N过程为并行。本情景的用户下载速度为Va=MIN（Vm，Vn）；
情况B：用户通过缓存访问网站。该网站中存在动态内容S动和静态内容S静，
对于静态内容的下载。此访问需要经过过程M、P。由于此过程经过服务器进行处理，M、P需串行进行。本情景的用户下载时间为S静/Vm+S静/Vp；
用户访问缓存中没有的动态内容。此访问需要经过过程M、N、P。由于此过程经过服务器进行处理，M、N、P需串行进行。本情景的用户下载时间为S动/Vm+S动/Vp+S动/Vn；
则Vb下载速度为S/(S静/Vm+S静/Vp+S动/Vm+S动/Vp+S动/Vn)。
现有技术中，缓存系统采用静态白名单配置方案，需要预先确定缓存的URL列表，无法自动调整，通过人工干预操作繁琐、响应速度慢。本实施例实现了白名单的自动化调整，简化人工操作。同时可最大化的贴近用户感知，实时依照用户感知对缓存白名单进行调整。
如图3所示，本发明实施例2还提供一种互联网缓存调度系统，该系统包括网站类型确定单元100、参数获取单元200及缓存单元300，具体如下：
网站类型确定单元100，用于确定用户所访问网站的类型；
参数获取单元200，用于获取不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数；
缓存单元300，用于根据网站类型和参数，使用相应的模式进行网络缓存。
特别的，上述系统还包括参数计算单元400，用于计算不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数并存储；
参数获取单元200从参数计算单元400获取参数。
如图4所示，上述系统中网站类型确定单元100进一步包括关键字判断子单元101、页面缓冲判断子单元102、泛域名判断子单元103及域名存储子单元104，具体如下：
关键字判断子单元101，用于根据网站域名的关键字判断域名归属网站类型；
页面缓冲判断子单元102，用于根据识别缓存页面中内嵌的文件类型及大小，按照预先设定的识别规则，判断网站类型；
泛域名判断子单元103，用于根据泛域名分类，识别细域名归属；
域名存储子单元104，用于建立域名类型列表，存储网站类型的信息。
如图5所示，上述系统的缓存单元300进一步包括模式确定子单元301、对应子单元302及缓存计算子单元303，具体如下：
模式确定子单元301，用于确定模式的分类；
对应子单元302，用于将根据网站类型对应不同的模式；
缓存计算子单元303，用于计算不同模式下的缓存。
需要说明的是：上述实施例提供的互联网缓存调度系统在互联网缓存调度时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的互联网缓存调度系统与互联网缓存调度方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
综上，本发明通过确定用户所访问网站的类型，根据计算的不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数，结合网站类型和参数，使用相应的模式进行网络缓存。与现有技术相比，本发明通过等效计算用户的访问速度、下载时间、下载内容大小、下载次数等参数，发现动态内容多、缓存效果不佳的网站，动态配置白名单，从而解决现有技术中等效计算用户的访问速度和提取各项指标存在的问题。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种互联网缓存调度方法，其特征在于，所述方法包括：
确定用户所访问网站的类型；
获取不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数；
根据所述网站类型和所述参数，使用相应的模式进行网络缓存。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定用户所访问网站的类型，包括：
根据所述网站域名的关键字判断域名归属网站类型；和/或
根据识别缓存页面中内嵌的文件类型及大小，按照预先设定的识别规则，判断网站类型；和/或
根据泛域名分类，识别细域名归属；
建立域名类型列表，存储所述网站类型的信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数，通过如下方式计算：
分别记录x次经过网口M传送内容的大小Smi，并计算总大小Sm=SUM(Smi,i=1,2,...,x)；所述网口M为网络与用户接口；
记录x次传送时间Tmi，并计算总时间Tm=SUM(Tmi,i=1,2,...,x)；
计算速度Vm=Sm/Tm；
同理，计算出网络与网站接口N、网口M到网口N之间的处理过程P的传送内容大小Sn、Sp，时间Tn、Tp和速度Vn、Vp；
区别用户直接通过网口M和N访问网站、通过网口M、处理过程P、网口N访问网站两种情况，分别计算对应的不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数。
4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述不同类型的网站访问耗费时间通过如下方式获取：
记录每次用户访问网站的统一资源定位符URL，以及文件保存路径；
将所述URL进行压缩，根据哈希值存储；
记录每次下载内容为动态内容还是静态内容，同时记录上下行标志；
服务器开始响应后记录时间t0；
开始建立TCP后记录时间t1；
TCP三次握手结束，开始传送内容后记录时间t2；
内容传送结束后记录时间t3和传送内容的大小，即S；
将所述URL、URL哈希值、文件保存路径、文件类型、动态内容或静态内容、上下行标志、t0、t1、t2、t3、S存入数据库表。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述网站类型和所述参数，使用相应的模式进行网络缓存，包括：
所述模式分为速度优先模式、内容优先模式、下载次数优先模式和混合模式；
所述网站类型分为门户类、视频下载类、论坛交易搜索类和大型网站类。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述门户类网站使用速度优先模式进行网络缓存；
对所述视频下载类网站使用内容优先模式进行网络缓存；
对所述论坛交易搜索类网站使用下载次数优先模式进行网络缓存；
对所述大型网站类网站使用混合模式进行网络缓存。
7.一种互联网缓存调度系统，其特征在于，所述系统包括网站类型确定单元、参数获取单元及缓存单元，其中，
所述网站类型确定单元，用于确定用户所访问网站的类型；
所述参数获取单元，用于获取不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数；
所述缓存单元，用于根据所述网站类型和所述参数，使用相应的模式进行网络缓存。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括参数计算单元，用于计算不同类型的网站访问的速度、耗费时间、内容大小和访问次数参数并存储；
所述参数获取单元从所述参数计算单元获取所述参数。
9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述网站类型确定单元进一步包括关键字判断子单元、页面缓冲判断子单元、泛域名判断子单元及域名存储子单元，其中，
所述关键字判断子单元，用于根据所述网站域名的关键字判断域名归属网站类型；
所述页面缓冲判断子单元，用于根据识别缓存页面中内嵌的文件类型及大小，按照预先设定的识别规则，判断网站类型；
所述泛域名判断子单元，用于根据泛域名分类，识别细域名归属；
所述域名存储子单元，用于建立域名类型列表，存储所述网站类型的信息。
10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述缓存单元进一步包括模式确定子单元、对应子单元及缓存计算子单元，其中，
所述模式确定子单元，用于确定所述模式的分类；
所述对应子单元，用于将根据所述网站类型对应不同的模式；
所述缓存计算子单元，用于计算不同所述模式下的缓存。
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