CN108429701B - 网络加速系统 - Google Patents

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CN108429701B CN201810215264.7A CN201810215264A CN108429701B CN 108429701 B CN108429701 B CN 108429701B CN 201810215264 A CN201810215264 A CN 201810215264A CN 108429701 B CN108429701 B CN 108429701B
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Abstract

本发明公开了一种网络加速系统，所述网络加速系统包括VPN服务器和加速服务器，通过VPN服务器提取移动端基于数据请求所产生的网络流量数据包，对提取的所述网络流量数据包进行解析；根据解析结果，VPN服务器识别提取的所述网络流量数据包的数据类别；VPN服务器按照识别出的数据类别，将所述网络流量数据包通过所述加速服务器进行加速传输，或者通过所述网络流量数据的原路径进行普通数据传输；达到了根据网络流量数据包的数据类别将对应的网络请求进行识别和分流的目的，实现了网络加速，节约了加速带宽成本，减少了不必要的资源损耗。

Description

网络加速系统
技术领域
本发明涉及互联网技术领域，特别涉及一种网络加速系统。
背景技术
随着网络技术的快速发展，生产、生活以及消费均朝着网络化的方向发展。网络用户越来越多，各种应用数据铺满整个网络，不仅应用服务器的负担增加，造成服务器服务质量下降；其中大量的冗余数据以及广告数据还占据了用户手机、电脑的大量存储和运行空间，造成网络数据传输速度低，不满足用户的使用需求，因此需要进行网络加速处理。
针对移动端(比如手机)的数据流量，通常情况下，使用Android VPN Service(安卓操作系统的虚拟专用网络服务)，可以代理手机中所有的网络请求；在利用VPN(VirtualPrivate Network，虚拟专用网络)对手机中的网络请求进行代理时，现有的做法并没有对上述网络请求进行识别和分流。而针对移动端，除了例如竞技类游戏的关键游戏数据等对数据流量要求较高的网络流量外，其它的很多网络流量对延迟和抖动并不太敏感(例如普通的网页浏览、大文件的下载等)，对上述这部分对延迟和抖动不太敏感的网络流量进行代理会造成资源浪费和性能损失。因此，亟需提供一种对不同的网络流量进行识别和分流的方法。
发明内容
本发明提供一种网络加速系统，用以根据网络流量数据包的数据类别将对应的网络请求进行识别和分流，达到网络加速的目的。
本发明提供了一种网络加速系统，所述网络加速系统包括：VPN服务器和加速服务器；
所述VPN服务器提取移动端基于数据请求所产生的网络流量数据包，对提取的所述网络流量数据包进行解析；
根据解析结果，所述VPN服务器识别提取的所述网络流量数据包的数据类别；
所述VPN服务器按照识别出的数据类别，将所述网络流量数据包通过所述加速服务器进行加速传输，或者通过所述网络流量数据的原路径进行普通数据传输。
优选地，所述网络流量数据包的数据类别包括：普通类数据和关键类数据。
优选地，所述普通类数据包括：网页浏览对应的网络流量数据包、文件下载对应的网络流量数据包以及其他携带禁止加速标识的网络流量数据包；
所述关键类数据包括：游戏类应用程序对应的网络流量数据包、办公类应用程序对应的网络流量数据包以及其他携带加速传输标识的网络流量数据包。
优选地，所述VPN服务器若识别出所述网络流量数据包的数据类别为关键类数据，则所述VPN服务器将所述网络流量数据包传输至所述加速服务器；
所述加速服务器利用加速线路传输所述网络流量数据包。
优选地，所述VPN服务器若识别出所述网络流量数据包的数据类别为普通类数据，检测并预测当前传输路径的传输速率，在预测的所述传输速率大于预设阈值时，所述VPN服务器按照所述网络流量数据包对应的原传输路径进行数据传输。
优选地，所述VPN服务器提取所述数据请求的上层协议报头，根据提取的所述上层协议报头，确定所述数据请求对应的网络流量数据包的数据类别。
优选地，所述加速服务器按照加速策略对所述网络流量数据包进行加速传输；
其中，所述加速策略包括：多线程加速策略、P2P传输加速策略以及网关缓存加速策略中的至少一个。
优选地，所述加速服务器根据所述VPN服务器提取出的所述数据请求的上层协议报头，从所述加速策略中查找与所述上层协议报头相匹配的加速策略；
若所述加速服务器能够找到与所述上层协议报头相匹配的加速策略，则按照相匹配的加速策略对所述网络流量数据包进行网络加速。
优选地，所述VPN服务器根据所述网络流量数据包中的特征数据，确定所述网络流量数据包所使用的数据协议；
根据所述数据协议的形式，从所述网络流量数据包中提取特定位置的数据；
根据提取出的所述特定位置的数据，确定所述网络流量数据包对应的数据类别为普通类数据还是关键类数据。
优选地，所述加速服务器检测到移动端对应的移动网络数据的数据流量剩余值小于或者等于预设阈值时，停止加速操作。
本发明一种网络加速系统可以达到如下有益效果：
通过VPN服务器提取移动端基于数据请求所产生的网络流量数据包，对提取的所述网络流量数据包进行解析；根据解析结果，VPN服务器识别提取的所述网络流量数据包的数据类别；VPN服务器按照识别出的数据类别，将所述网络流量数据包通过所述加速服务器进行加速传输，或者通过所述网络流量数据的原路径进行普通数据传输；达到了根据网络流量数据包的数据类别将对应的网络请求进行识别和分流的目的，实现了网络加速，节约了加速带宽成本，减少了不必要的资源损耗。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所指出的内容来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明网络加速系统的一种实施方式的功能模块示意图；
图2是本发明网络加速系统的一种实施方式的工作流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种网络加速系统，用以根据网络流量数据包的数据类别将对应的网络请求进行识别和分流，达到网络加速的目的。
图1是本发明网络加速系统的一种实施方式的功能模块示意图；如图1所示，本发明网络加速系统包括VPN服务器100和加速服务器200；其中，VPN服务器100通过提取移动端的数据请求来识别对应的数据类别，从而判断哪些数据类别需要通过加速服务器200进行加速传输，哪些数据类别可以按照原路径进行普通数据传输；加速服务器200用于将VPN服务器100发送的需要进行加速传输的网络流量数据包，进行加速传输。
本发明实施例中，所述VPN服务器100可以理解为：虚拟专用网络服务器，虚拟专用网络的功能是：在公用网络上建立专用网络，进行加密通讯，在企业网络中有广泛应用；VPN网关通过对数据包的加密和数据包目标地址的转换实现远程访问，VPN有多种分类方式，目前主要是按协议进行分类，且VPN可通过服务器、硬件、软件等多种方式实现。
基于图1所示例的网络加速系统，图2是本发明网络加速系统的一种实施方式的工作流程示意图，如图2所示，本发明一种网络加速系统的工作流程可以实施为如下描述的步骤S10-S30：
步骤S10、所述VPN服务器100提取移动端基于数据请求所产生的网络流量数据包，对提取的所述网络流量数据包进行解析；
步骤S20、根据解析结果，所述VPN服务器100识别提取的所述网络流量数据包的数据类别；
本发明实施例中，VPN服务器100提取移动端基于数据请求所产生的网络流量数据包，并解析所提取的上述网络流量数据包，从而识别出上述网络流量数据包对应的数据类别；进而，根据识别出的数据类别，判断上述网络流量数据包是否需要通过加速服务器200来进行加速传输。
其中，所述网络流量数据包的数据类别包括：普通类数据和关键类数据。所述普通类数据对应的网络流量数据包，按照原路径进行普通数据传输；所述关键类数据对应的数据流量数据包，通过加速服务器200进行加速后进行传输。
在本发明一优选的实施例中，所述普通类数据包括但不限于：网页浏览对应的网络流量数据包、文件下载对应的网络流量数据包以及其他携带禁止加速标识的网络流量数据包；所述关键类数据包括但不限于：游戏类应用程序对应的网络流量数据包、办公类应用程序对应的网络流量数据包以及其他携带加速传输标识的网络流量数据包。在具体的应用场景中，相同场景下，不同的应用程序所产生的网络流量数据包所对应的数据类别不同；或者，在不同场景下，相同应用程序所产生的网络流量数据包所对应的数据类别不同；因此，上述普通类数据包和关键类数据包可根据具体应用场景和具体使用需求，进行自定义。本发明实施例对上述普通类数据包和关键类数据包对应的具体网络流量数据包不进行限定，对上述普通类数据包和关键类数据包所具体包含的应用程序的类别不进行限定。
步骤S30、所述VPN服务器100按照识别出的数据类别，将所述网络流量数据包通过所述加速服务器200进行加速传输，或者通过所述网络流量数据的原路径进行普通数据传输。
本发明实施例中，所述VPN服务器100针对识别出的不同数据类别，作不同的路由。例如，所述VPN服务器100若识别出所述网络流量数据包的数据类别为关键类数据，则所述VPN服务器100将所述网络流量数据包传输至所述加速服务器200；所述加速服务器200利用加速线路传输所述网络流量数据包。所述VPN服务100若识别出所述网络流量数据包的数据类别为普通类数据，则所述VPN服务器100按照所述网络流量数据包对应的原传输路径进行数据传输。
可选的，所述VPN服务器若识别出所述网络流量数据包的数据类别为普通类数据，同时检测并预测当前传输路径的传输速率，在预测的所述传输速率大于预设阈值时，所述VPN服务器按照所述网络流量数据包对应的原传输路径进行数据传输。若预测的所述传输速率不大于预设阈值时，则仍然采用加速服务器传输该普通类数据；具体的，所述VPN服务器将所述网络流量数据包传输至所述加速服务器；所述加速服务器利用加速线路传输所述网络流量数据包。
其中，检测并预测当前传输路径的传输速率的过程包括步骤A1-A5：
步骤A1：获取当前传输路径在当前时刻之前的预设时间段内的传输速率，并对预设时间段内的传输速率进行离散采样，生成传输速率数组X，传输速率数组X中的元素xa表示在预设时间段内第a个采样点的传输速率，a＝1,2,…,m，m为采样总数，且xm为当前时刻采样的传输速率。
本发明实施例中获取最新的预设时间段内的传输速率，即该预设时间段的结束点为当前时刻。在该预设时间段内采样m个传输速率，进而生成包含m个元素的传输速率数组X，且X中最后一个元素xm表示当前时刻采样的传输速率。
步骤A2：对传输速率数组X中的元素依次进行扩展，确定扩展后的传输速率数组X，且扩展后的传输速率数组X第m+i个元素为：
Figure BDA0001598419480000071
其中，i＝1,2,…,k；k为约束系数，且k为奇数；wj为第j个权重值，且
Figure BDA0001598419480000072
本发明实施例中根据当前采集的传输速率初步扩展传输速率数组X，即对传输速率进行初步预测。具体的，首先确定约束系数k，即首先确定根据之前多长时间段内的传输速率进行初步预测，或者确定需要根据之前的多少个元素xa来确定扩展后的元素。
同时，本发明实施例中“依次进行扩展”指的是先扩展得到xm+1，之后扩展得到xm+2，再扩展得到xm+3，……，直至扩展得到所有所需的元素。具体的，在确定约束系数k后，首先根据数组X中在前的k个元素(即xm-k+1、xm-k+2、……、xm)确定第一个扩展元素xm+1，即：
Figure BDA0001598419480000073
其中，wj对应k个元素的权重值。以计算xm+1为例，w1为xm-k+1的权重值，w2为xm-k+2的权重值，……，wj为xm的权重值。
本发明实施例中，权重值
Figure BDA0001598419480000074
根据该式确定的权重值，j越大，权重值wj越大，则在计算扩展元素xm+i时传输速率数组X(或扩展后的传输速率数组X)中靠后的元素权重值越大；同时所有权重值之和为1，可以使得计算后的扩展元素xm+i尽可能保持之前元素的特性。此外，当j＝0时，wj>0；此时当利用更新后的扩展元素计算下一个扩展元素时，虽然没有引入j＝1对应的元素前一个元素的传输速率，但是由于此时wj>0，即权重值wj的变化趋势仍然会引入j＝1对应的元素前一个元素，从而使得当利用更新后的扩展元素计算下一个扩展元素时，不仅使得扩展元素xm+i尽可能保持之前元素的特性，还能保持之前元素的变化趋势，使得扩展结果更加符合实际情况。
步骤A3：确定基准序列H，且基准序列H的第j个元素hj为：
Figure BDA0001598419480000081
其中，j＝1,2,…,k。
本发明实施例中，在确定扩展后的传输速率数组X后，由于该扩展后的传输速率数组X中的扩展元素并不是真实的采样值，在计算过程中会引入误差；故本发明实施例中基于该基准序列H去除数组X中的误差。同时，基准序列H的元素个数k与之前计算扩展元素时所参考的元素个数(即k)相同，以保证前后处理的一致性。
步骤A4：根据基准序列H和扩展后的传输速率数组X进行预测处理，生成预测数组Y，预测数组Y的第i个元素yi为：
Figure BDA0001598419480000082
其中
Figure BDA0001598419480000083
本发明实施例中，预测数组Y中的元素实际上是对扩展元素xm+i的进一步处理。如上所述，由于计算xm+i容易引入误差，在利用基准序列H去除误差后，即可得到预测数组的元素yi，即扩展元素xm+i去除误差后即为yi。同时，由于基准序列H的长度为k，基准序列只能对前半部分的扩展元素进行处理，故生成的预测数组Y的长度为
Figure BDA0001598419480000084
即对于yi，
Figure BDA0001598419480000085
步骤A5：将预测数组Y中所有元素的平均值作为主链路最终预测的传输速率。
本发明实施例中，以数组Y中
Figure BDA0001598419480000086
个元素的平均值作为最终预测的传输速率，使得预测的传输速率更加准确；同时，确定该最终的传输速率时利用了k个扩展的传输速率(即k个xm+i)，即参考了足够多的扩展元素；同时直接生成该最终预测的传输速率时的
Figure BDA0001598419480000091
个元素为距离当前时刻对应的元素(即xm)最近的元素，且均去除了其中的误差，使得该最终预测的传输速率具有足够的准确度，且精度高。当该最终预测的传输速率大于预设阈值时，则说明该传输路径之后的传输速率很可能可以满足用户的普通需求，即通过原传输路径进行数据传输即可。
在本发明一优选的实施例中，所述VPN服务器100确定所述数据请求对应的网络流量数据包的数据类别，可以通过该数据请求的上层协议报头进行识别；所述VPN服务器100提取所述数据请求的上层协议报头，根据提取的所述上层协议报头，确定该数据请求对应的网络流量数据包的数据类别是普通类数据还是关键类数据。
在本发明一优选的实施例中，所述VPN服务器100确定所述数据请求对应的网络流量数据包的数据类别，可以通过所述网络流量数据包中的特征来进行识别。所述VPN服务器100根据所述网络流量数据包中的特征数据，确定所述网络流量数据包所使用的数据协议；根据所述数据协议的形式，从所述网络流量数据包中提取特定位置的数据；根据提取出的所述特定位置的数据，确定所述网络流量数据包对应的数据类别为普通类数据还是关键类数据。例如，VPN服务器100基于特征字识别技术，分析出所述网络流量数据包所使用的数据协议，再按照上述数据协议的格式，提取该网络流量数据包中特定位置的数据，即可根据提取出的上述特定位置的数据，来确定该网络流量数据包对应的数据类别是普通类数据还是关键类数据；比如，在上述特定位置上可能保存了对应的应用名称，根据上述应用名称即可判断出该网络流量数据包的数据类别。
在本发明一优选的实施例中，所述加速服务器200按照预先设定的加速策略对所述网络流量数据包进行加速传输；其中，所述加速策略包括但不限于：多线程加速策略、P2P(Peer-to-Peer，点对点)传输加速策略以及网关缓存加速策略中的至少一个。
在本发明一优选的实施例中，所述加速服务器200根据所述VPN服务器100提取出的所述数据请求的上层协议报头，从所述加速策略中查找与所述上层协议报头相匹配的加速策略；若所述加速服务200器能够找到与所述上层协议报头相匹配的加速策略，则按照相匹配的加速策略对所述网络流量数据包进行网络加速。若所述加速服务器200不能够找到与所述上层协议报头相匹配的加速策略，则按照默认的加速策略对所述网络流量数据包进行网络加速。所述默认的加速策略可以根据具体的应用场景进行设定，例如设置默认的加速策略为P2P传输加速策略等。
在本发明一优选的实施例中，所述加速服务器200将对应的网络流量数据包进行加速传输时，按照对应的加速档位进行加速。例如，根据所述VPN服务器100提取出的所述数据请求的上层协议报头，确定加速档位对应的加速策略；根据预设的加速策略与网络数据消耗量的映射关系，获取确定的加速策略对应的网络数据消耗量；根据获取的所述网络数据消耗量对所述网络流量数据进行加速传输。
在本发明一优选的实施例中，所述加速服务器200检测到移动端对应的移动网络数据的数据流量剩余值小于或者等于预设阈值时，停止加速操作。
本发明网络加速系统包括VPN服务器和加速服务器，通过VPN服务器提取移动端基于数据请求所产生的网络流量数据包，对提取的所述网络流量数据包进行解析；根据解析结果，VPN服务器识别提取的所述网络流量数据包的数据类别；VPN服务器按照识别出的数据类别，将所述网络流量数据包通过所述加速服务器进行加速传输，或者通过所述网络流量数据的原路径进行普通数据传输；达到了根据网络流量数据包的数据类别将对应的网络请求进行识别和分流的目的，实现了网络加速，节约了加速带宽成本，减少了不必要的资源损耗。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种网络加速系统，其特征在于，所述网络加速系统包括：VPN服务器和加速服务器；
所述VPN服务器提取移动端基于数据请求所产生的网络流量数据包，对提取的所述网络流量数据包进行解析；
根据解析结果，所述VPN服务器识别提取的所述网络流量数据包的数据类别；
所述VPN服务器按照识别出的数据类别，将所述网络流量数据包通过所述加速服务器进行加速传输，或者通过所述网络流量数据的原路径进行普通数据传输；
所述VPN服务器若识别出所述网络流量数据包的数据类别为普通类数据，检测并预测当前传输路径的传输速率，在预测的所述传输速率大于预设阈值时，所述VPN服务器按照所述网络流量数据包对应的原传输路径进行数据传输；
所述检测并预测当前传输路径的传输速率包括：
获取当前传输路径在当前时刻之前的预设时间段内的传输速率，并对所述预设时间段内的传输速率进行离散采样，生成传输速率数组X，所述传输速率数组X中的元素xa表示在所述预设时间段内第a个采样点的传输速率，a＝1,2,…,m，m为采样总数，且xm为当前时刻采样的传输速率；
对所述传输速率数组X中的元素依次进行扩展，确定扩展后的传输速率数组X，且扩展后的传输速率数组X第m+i个元素为：
Figure FDA0003032659610000011
其中，k为约束系数，且k为奇数；wj为第j个权重值，且
Figure FDA0003032659610000012
Figure FDA0003032659610000013
确定基准序列H，且所述基准序列H的第j个元素hj为：
Figure FDA0003032659610000021
其中，j＝1,2,…,k；
根据所述基准序列H和扩展后的传输速率数组X进行预测处理，生成预测数组Y，所述预测数组Y的第i个元素yi为：
Figure FDA0003032659610000022
其中
Figure FDA0003032659610000023
将所述预测数组Y中所有元素的平均值作为当前传输路径在当前时刻所预测的传输速率。
2.如权利要求1所述的网络加速系统，其特征在于，所述网络流量数据包的数据类别包括：普通类数据和关键类数据。
3.如权利要求2所述的网络加速系统，其特征在于，所述普通类数据包括：网页浏览对应的网络流量数据包、文件下载对应的网络流量数据包以及其他携带禁止加速标识的网络流量数据包；
所述关键类数据包括：游戏类应用程序对应的网络流量数据包、办公类应用程序对应的网络流量数据包以及其他携带加速传输标识的网络流量数据包。
4.如权利要求1或2或3所述的网络加速系统，其特征在于，所述VPN服务器若识别出所述网络流量数据包的数据类别为关键类数据，则所述VPN服务器将所述网络流量数据包传输至所述加速服务器；
所述加速服务器利用加速线路传输所述网络流量数据包。
5.如权利要求1或2或3所述的网络加速系统，其特征在于，所述VPN服务器提取所述数据请求的上层协议报头，根据提取的所述上层协议报头，确定所述数据请求对应的网络流量数据包的数据类别。
6.如权利要求1或2或3所述的网络加速系统，其特征在于，所述加速服务器按照加速策略对所述网络流量数据包进行加速传输；
其中，所述加速策略包括：多线程加速策略、P2P传输加速策略以及网关缓存加速策略中的至少一个。
7.如权利要求6所述的网络加速系统，其特征在于，所述加速服务器根据所述VPN服务器提取出的所述数据请求的上层协议报头，从所述加速策略中查找与所述上层协议报头相匹配的加速策略；
若所述加速服务器能够找到与所述上层协议报头相匹配的加速策略，则按照相匹配的加速策略对所述网络流量数据包进行网络加速。
8.如权利要求1或2或3所述的网络加速系统，其特征在于，所述VPN服务器根据所述网络流量数据包中的特征数据，确定所述网络流量数据包所使用的数据协议；
根据所述数据协议的形式，从所述网络流量数据包中提取特定位置的数据；
根据提取出的所述特定位置的数据，确定所述网络流量数据包对应的数据类别为普通类数据还是关键类数据。
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