CN105162720A - 一种减少数据传输的通信网络及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种减少数据传输的通信网络及方法，通过在通信网络中的某通信设备处添加本地存储设备，将通信网络中预设时间段内访问超过一定次数的数据请求及该数据请求所请求的数据存储至本地存储设备中，当客户端下次再发出相同的数据请求时，本地存储设备接收到该数据请求，通过与其连接的通信设备直接反馈客户端请求的数据，无需再将该数据请求发送给Web服务器，采用本技术方案，有效提高了客户端获得请求数据的时间，提高了访问速度，有效缓解了数据在网络传输中造成的拥堵问题。

Description

一种减少数据传输的通信网络及方法

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种减少数据传输的通信网络及方法。

背景技术

地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备通过计算机网络的通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。参见图1所示结构，为一个简单的计算机网络示意图，当某个终端通过通信线路连接到通信网络，再通过交换信息的通信设备(主要指路由器、交换机等)连接至其他终端用户或服务器，从而实现资源共享和信息传递。随着网络电视、流媒体服务以及更强大计算机的出现，网络上的数据量正在以指数级的速度增长，很快将达到现有网络基础设施所能承载能力的极限。互联网将陷入“能力危机”中，它将无法提供更快的数据以跟上人类的需求步伐，进而导致网络崩溃，目前采用铺设更多光缆的方法来缓解这一问题，但是，但这种方法是治标不治本，只不过推迟了到达极限的时间，不能解决根本问题。

另外一种缓解当前网络拥挤的方法就是通过采用代理缓存技术的方法来减少通信网络的数据传输。代理服务器(Proxy)介于客户端和Web服务器之间，为客户端和服务器的中介，当客户端向服务器发送请求时，该请求首先被送到代理服务器，代理服务器对接收到的请求进行分析，并在代理缓存中查看是否有该请求数据，若有，代理服务器直接将该数据传递给客户端；否则，以客户端相同的请求方式向服务器发出请求，并将从服务器获取的数据传递给客户端，同时在代理缓存中保留该数据的拷贝，以便客户端下次发送相同的请求时，可以直接从代理服务器的代理缓存中获取数据，而不必再向服务器发送请求。缓存服务器根据加速对象的不同，可分为正向代理服务器和反向代理服务器两种模式。参见图2所示结构，为正向代理服务器结构示意图，正向代理服务器处于网络中靠近用户边缘网关位置，能对所有的网络用户提供缓存服务，这是大多数用户使用的模式。参见图3所示结构，为反向代理服务器结构示意图，反向代理服务器处于服务器提供方(ISP)，靠近Web服务器，该服务一般也是由服务器提供商提供，用户的请求主要通过高速缓存服务器获得，此时的缓存服务器类似于一台Web服务器，通过这种反向加速，可以降低Web服务器的负载，从而提高Web服务的响应速度。但是，这种代理缓存技术的存在如下不足：正向代理服务器虽然能够有效的降低了网络拥挤，减少了用户访问Web服务器的次数，但是代理服务器的资源是有限的，而且一般用于商业目的，会向终端用户投放大量广告和垃圾信息，用户体验感不好；同时，终端用户数量的增加会使得用户获得数据和信息的速度大大降低，进而造成代理服务器系统稳定性也较差。而反向代理服务器一般由服务器提供方提供，增加了服务器提供方的硬件成本，因此并不是所有服务器提供商都提供这种加速服务，并且反向加速并不能缓解通信网络的数据拥堵问题。随着服务器提供商和终端用户数量不断增高，通信网络的拥挤现象将更加严重。

因此，如何有效解决数据在网络传输中的拥堵问题成为本领域技术人员面临的一大难题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种减少数据传输的通信网络及方法，通过在通信网络中的某通信设备处添加本地存储设备，将客户端在预设时间段内请求的超过一定次数的数据请求及Web服务器反馈的所述数据请求所请求的数据存储至该本地存储设备中，当客户端下次再发出相同的数据请求时，本地存储设备接收到该数据请求，通过与其连接的通信设备直接反馈客户端请求的数据，无需再将该数据请求发送给Web服务器，该技术方案具体为：

一种减少数据传输的通信网络，其中，所述网络包括：

客户端，发出数据请求；

通信设备，设置于所述客户端与Web服务器之间，为所述客户端与所述Web服务器的通信提供通路；

本地存储设备，与所述通信设备连接，存储有所述数据请求及所述数据请求所请求的数据；

Web服务器，通过所述通信设备构成的通信网络与所述客户端连接，当所述客户端所请求的数据于所述本地存储设备中不存在时，所述Web服务器接收所述客户端发出的数据请求，将所述客户端请求的所述数据反馈给所述客户端；

其中，当所述客户端在预设时间段内发送同一数据请求的次数超过设定值时，所述通信设备向一所述Web服务器发出所述数据请求，并将所述Web服务器反馈的数据保存至本地存储设备。

上述的减少数据传输的通信网络，其中，所述通信设备包括路由器和交换机。

上述的减少数据传输的通信网络，其中，所述通信网络包括若干所述通信设备，所述本地存储设备与任一通信设备连接。

一种减少数据传输的方法，其中，所述方法包括：

客户端发出数据请求；

通信设备接收所述数据请求，并检测所述与所述通信设备连接的本地存储设备中是否包括所述客户端请求的数据；

若存在，则直接将所述客户端请求的数据反馈给所述客户端，若不存在，则继续，所述数据请求被发送至Web服务器，

所述Web服务器接受所述数据请求，并将所述客户端请求的数据反馈给所述客户端。

上述的减少数据传输的方法，其中，通信设备根据所述客户端的数据请求将所述客户端请求的数据保存至所述本地存储设备。

上述的减少数据传输的方法，其中，将所述数据保存至所述本地存储设备的方法还包括：

通信设备检测所有客户端经所述通信设备访问Web服务器的数据请求，并作统计分析；

第一预定时间段后，所述通信设备根据统计结果确定访问最频繁的若干数据请求；

于空闲时，所述通信设备向一所述Web服务器发出所述数据请求，并将所述Web服务器反馈的数据保存至本地存储设备。

上述的减少数据传输的方法，其中，通信设备根据所述Web服务器反馈的数据将所述客户端发送的数据请求保存至所述本地存储设备。

上述的减少数据传输的方法，其中，将所述数据保存至所述本地存储设备中的方法还包括：

通信设备检测所有Web服务器经所述通信设备返回给所述客户端的数据包，并进行统计分析；

第二预定时间段后，所述通信设备根据统计结果确定访问最频繁的数据内容；

于网络空闲时，所述通信设备向特定的Web服务器发送所述数据请求，并将Web服务器反馈的数据保存至本地存储设备。

上述的减少数据传输的方法，其中，所述第一预定时间段与所述第二预定时间段相同。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

采用本技术方案，有效提高了客户端获得请求数据的时间，提高了访问速度，有效缓解了数据在网络传输中的造成拥堵问题。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

附图1传统的计算机网络示意图；

附图2正向代理服务器示意图；

附图3反向代理服务器示意图；

附图4本发明一个实施例中减少网络数据传输的方法示意图；

附图5上海地区通信网络示意图；

附图6在通信网络中统计用户热数据的方法一流程图；

附图7在通信网络中统计用户热数据的方法二流程图。

具体实施方式

为了让具备本项发明所属领域常规知识的人员轻松实施本项发明，参照下面所示的附图，对本项发明的实例进行详细说明。但，本项发明可按照不同的形态实施，不仅仅局限于在此说明的实例。为了更加明确地说明本项发明，省略了图纸中与说明无关的部分；而且，在整个说明书中，向类似部分赋予类似的图纸符号。

在本项发明的整个说明书中，某一个部分与另一个部分的“连接”，不仅包括“直接连接”，还包括通过其他元器件相连的“电气性连接”，以及通过通信网络连接。

在本项发明的整个说明书中，某一个部件位于另一个部件的“上方”，不仅包括某一个部件与另一个部件相接处的状态，还包括两个部件之间还设有另一个部件的状态。

在本项发明的整个说明书中，某个部分“包括”某个构成要素是指，在没有特别禁止器材的前提下，并不是排除其他构成要素，而是还能包括其他构成要素。

在本项发明的整个说明书中采用的程度用语“约”、“实质上”等，如果提示有制造及物质容许误差，就表示相应数值或接近该数值；其目的是，防止不良人员将涉及准确数值或绝对数值的公开内容用于不当用途。在本项发明的整个说明书中使用的程度用语“～(中的)阶段”或“～的阶段”，并不是“为了～的阶段”。

本说明书中的‘部件’是指，由硬件构成的单元(unit)、由软件构成的单元、由软件和硬件构成的单元。

另外，一个单元可由两个以上的硬件构成或者两个以上的单元由一个硬件构成。本说明书中，通过终端、装置或设备实施的操作或功能，其中的一部分可利用与相应终端、装置或设备相连的服务器代替实施。同样，通过服务器实施的操作或功能，其中的一部分也可以利用与该服务器相连的终端、装置或设备代替实施。接下来，参照附图，对本项发明的实例进行详细说明。

参见图4所示结构，为本发明一实施例中一种减少数据传输的通信网络，该通信网络可包括：n个客户端(命名为客户端0，客户端1…客户端n-1)，m个Web服务器(命名为Web服务器0，Web服务器1…Web服务器m-1)，一个本地存储设备，及由多干通信设备组成的通信网络，其中：

客户端发出数据请求；本地存储设备存储有客户端在预设时间段内发出的超过一定次数的数据请求及该数据请求所请求的数据，当与通信设备连接的本地存储设备接收客户端发出的数据请求，将客户端请求的数据反馈给该客户端；Web服务器通过由通信设备构成的通信网络与客户端连接，当客户端请求的数据在本地存储设备中不存在时，Web服务器接收客户端发出的数据请求，将客户端请求的数据反馈给客户端；若干通信设备设置于客户端与Web服务器之间，为客户端与Web服务器的通信提供通路。

图中每个黑色实心圆点代表通信网络中的通信设备，该通信设备主要指路由器、交换机等。不失一般性，对于客户端x(0≤x≤n-1)来说，若要访问Web服务器y(0≤y≤m-1)，必须通过通信网络中的通信设备，在通信设备中经过若干次跳转才能到达目的服务器y。在不同的时间，网络的通信状况和数据传输量都是大不相同的，因此每一次客户端x成功访问Web服务器y所经过的跳转数和通信链路都可能是不同的。假设客户端x和Web服务器y之间的任意一条通信链路如图4中粗线条所示，之间经过了s级跳转。本发明这种减少网络数据传输的方法就是在通信网络中的任意通信设备D_t(D_t为D₀至D_S-1之中的某个节点)处添加大容量的本地存储设备，用以缓存一段时间内Web服务器0至Web服务器m-1中最经常被客户端0至客户端n-1访问的热数据。当下一次再有用户访问Web服务器中这些数据的请求经过通信设备D_t时，通信设备D_t就可以直接将其本地存储设备中的数据反馈给用户，而无需再访问Web服务器，用户所需数据也无需再从Web服务器处返回给用户，因此可以节省了通信设备D_S-1至通信设备D_t之间的网络数据传输，因而降低了通信网络的数据传输量，缓解了网络拥挤现象。其中，在通信网络中添加的大容量的本地存储设备可以位于任意客户端与任意Web服务器间任意通信链路上的任意通信设备处。

作为本发明一个优选实施例，通信设备包括路由器和交换机。

作为本发明一个优选实施例，本地存储设备设置于通信设备处。

作为本发明一个优选实施例，客户端为电脑、智能手机或pad。

参见图5所示结构，本发明提供一种减少数据传输的方法，其中该方法主要包括：

客户端发出数据请求；

通信设备接收客户端发出的数据请求，并检测与通信设备连接的本地存储设备中是否包括客户端请求的数据；

若存在，则直接将客户端请求的数据反馈给客户端，若不存在，则继续；

该数据请求被发送至Web服务器；

Web服务器接受数据请求，并将客户端请求的数据反馈给客户端。

作为本发明一个优选实施例，第一预定时间段与第二预定时间段相同。

关于本地存储设备应该设置在靠近Web服务器处的通信设备处还是应该设置在靠近客户端处的通信设备处，在此以一具体实施例进行阐述：

参见图6所示结构，为上海地区的网络结构示意图，如果将所述的大容量存储设备添加于所述通信设备B、C或者D处，显然其更接近客户端，但是能够享受该服务并实现数据加速的仅仅是某一个区的用户，例如图6中的大容量存储设备2，能够缓存一段时间内静安区所有用户访问最频繁的数据。相对的，如果通信设备D_t处的大容量本地存储设备离Web服务器越近，即通信设备D_t更靠近通信设备D_S-1，那么一旦在本地存储设备中命中了用户所需的数据，数据在通信网络中的传输量相比传统方式也会有所缓解，虽程度不及前一种方式，但所能够受益的用户群范围将会增加。例如图6中在通信设备A处添加所述大容量存储设备1，虽然更远离了终端用户，但是其能够缓存一段时间内整个上海区所有用户最频繁访问的热数据，因此服务范围也更广。

本地存储设备可以按照客户端发出的数据请求来统计访问最频繁的数据，也可以根据Web服务器反馈的数据来统计访问最频繁的数据，其中，按照客户端发出的数据请求来统计访问最频繁的数据的方法为：

通信设备检测所有客户端经通信设备访问Web服务器的数据请求，并作统计分析；

第一预定时间段后，通信设备根据统计结果确定访问最频繁的若干数据请求；

于空闲时，通信设备向一Web服务器发出数据请求，并将Web服务器反馈的数据保存至本地存储设备。

作为本发明一个优选实施例，通信设备根据Web服务器反馈的数据将所述客户端发送的数据请求保存至本地存储设备。

以一具体实施例阐述：

假设在一部分时间段内，某一区域的用户对某个视频资源的请求特别频繁，那么通过通信网络中的通信设备对用户请求的检测和统计，就能够分析出该视频资源属于热数据。那么该通信设备就可以在网络空闲时(比如夜里)向指定的服务器申请该视频资源，并存储于本地存储设备中。当再有用户对该视频资源的请求经过该通信设备时，该通信设备就可以直接将该视频资源数据通过特定的传输协议传送给该用户，无需再访问Web服务器资源，减少了网络数据传输量。进一步的，如果该视频资源仅对特权用户开放，而一般用户没有访问权限时，此时就需要通信设备与所述Web服务器之间相互授权。例如，Web服务器可以将用户数据库信息授权给所述通信设备访问，以供其进行用户身份验证，或者Web服务器将用户数据库信息同步保存于所述通信设备的本地存储设备中。所述通信设备就可以在本地进行用户身份验证。当再有用户对该视频资源发出访问请求并经过所述通信设备时，所述通讯设备就可以对该用户进行身份验证：如果为授权用户，那么所述通信设备将本地存储设备中的所述视频资源通过特定的传输协议传送给该用户；如果不是，那么所述通信设备将该用户无权访问的类似信息返回给该用户。为了实现商业价值，本发明中本地存储设备提供商可以通过向终端用户投放广告的方式来获得经济利润：该广告可以是特定的服务器供应商投放的定向广告，仅当用户需要访问该特定服务器供应商所提供的数据时才向该用户投放一定广告；也可以是本地存储设备提供商向终端用户投放的不定向广告，只要用户从本地存储设备中索取数据，本地存储设备供应商就可以向该用户投放一定广告。此外，本地存储设备提供商还可以向特定的Web服务器供应商收取费用的方式来获取报酬。

本地存储设备根据Web服务器反馈的数据统计访问最频繁的数据并将其保存至本地存储设备中的方法还包括：

通信设备检测所有Web服务器经通信设备返回给客户端的数据包，并进行统计分析；

第二预定时间段后，通信设备根据统计结果确定访问最频繁的数据内容；

于网络空闲时，通信设备向特定的Web服务器发送数据请求，并将Web服务器反馈的数据保存至本地存储设备。

其中，第一预定时间段与第二预定时间段相同。

当该数据被保存至靠近Web服务器的本地存储设备后，客户端0，客户端1…客户端n-1发出数据请求所请求该数据时，该数据请求无需再发送给Web服务器，本地存储设备接收到该数据请求后直接从该存储设备的存储缓存中调取该客户端请求的数据并将该数据反馈给客户端。

综上所述，通过在通信网络中的某通信设备处添加本地存储设备，将通信网络中访问的较频繁的数据存储至本地存储设备中，当客户端下次再发出相同的数据请求时，本地存储设备接收到该数据请求，直接反馈客户端请求的数据，无需再将该数据请求发送给Web服务器，采用本技术方案，有效提高了客户端获得请求数据的时间，提高了访问速度，有效缓解了数据在网络传输中造成的拥堵问题。

前面所述的本项发明相关说明只限于某一个实例；只要是具备本项发明所属技术领域的常规知识，在无需变更本项发明技术性思想或者必要特点，就能将本项发明变更为其他形态。因此，前面所述的实例涵盖本项发明的任何一种实施形态，并不仅仅局限于本说明书中的形态。例如，定义为单一型的各构成要素可分散实施；同样，定义为分散的构成要素，也能以结合形态实施。

本项发明的范畴并不局限于上述详细说明，可涵盖后面所述的专利申请范围；从专利申请范围的定义、范围以及同等概念中导出的所有变更或者变更形态均包括在本项发明的范畴内。

Claims (8)

1.一种减少数据传输的通信网络，其特征在于，所述网络包括：

客户端，发出数据请求；

通信设备，设置于所述客户端与Web服务器之间，为所述客户端与所述Web服务器的通信提供通路；

本地存储设备，与所述通信设备连接，存储有所述数据请求及所述数据请求所请求的数据；

Web服务器，通过由所述通信设备构成的通信网络与所述客户端连接，当所述客户端所请求的数据于所述本地存储设备中不存在时，所述Web服务器接收所述客户端发出的所述数据请求，将所述客户端请求的所述数据反馈给所述客户端；

其中，当所述客户端在预设时间段内发送同一数据请求的次数超过设定值时，所述通信设备向一所述Web服务器发出所述数据请求，并将所述Web服务器反馈的数据保存至本地存储设备。

2.如权利要求1所述的减少数据传输的通信网络，其特征在于，所述通信设备包括路由器和交换机。

3.如权利要求1所述的减少数据传输的通信网络，其特征在于，所述通信网络包括若干所述通信设备，所述本地存储设备与任一通信设备连接。

4.一种减少数据传输的方法，其特征在于，所述方法包括：

客户端发出数据请求；

通信设备接收所述数据请求，并检测与所述通信设备连接的所述本地存储设备中是否包括所述客户端请求的数据；

若存在，则直接将所述客户端请求的数据反馈给所述客户端，若不存在，则继续，所述数据请求被发送至Web服务器，所述Web服务器接受所述数据请求，并将所述客户端请求的数据反馈给所述客户端。

5.如权利要求4所述的减少数据传输的方法，其特征在于，通信设备根据所述客户端的数据请求将所述客户端请求的数据保存至所述本地存储设备。

6.如权利要求5所述的减少数据传输的方法，其特征在于，将所述数据保存至所述本地存储设备的方法还包括：

通信设备检测所有客户端经所述通信设备访问Web服务器的数据请求，并作统计分析；

第一预定时间段后，所述通信设备根据统计结果确定访问最频繁的若干数据请求；

于空闲时，所述通信设备向一所述Web服务器发出所述数据请求，并将所述Web服务器反馈的数据保存至本地存储设备。

7.如权利要求6所述的减少数据传输的方法，其特征在于，通信设备根据所述Web服务器反馈的数据将所述客户端发送的数据请求保存至所述本地存储设备。

8.如权利要求7所述的减少数据传输的方法，其特征在于，将所述数据保存至所述本地存储设备中的方法还包括：

通信设备检测所有Web服务器经所述通信设备返回给所述客户端的数据包，并进行统计分析；

第二预定时间段后，所述通信设备根据统计结果确定访问最频繁的数据内容；

于网络空闲时，所述通信设备向特定的Web服务器发送所述数据请求，并将Web服务器反馈的数据保存至所述本地存储设备。