CN1589560A - 检查内容传送网络的功能性的方法、相关系统和计算机产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检查内容传送网络的功能，其中，由至少一个内容供应商启用的内容可用于多个代理站点(POP1、POP2、POP3、…)，所述内容包括虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)，所述虚拟内容可有选择地被识别而不能被用户和内容供应商访问。通过在代理站点(POP1、POP2、POP3、…)校验所述虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)的可用性，检查该网络的功能性。所述虚拟内容被标记上与时间(TTL)有关的信息并被本地化。从而可能校验在不同代理站点(POP1、POP2、POP3、…)启用的内容的更新，和从地理角度校验网络的正确操作，以及校验在最小服务时间条件下的内容传送。

Description

检查内容传送网络的功能性的方法、 相关系统和计算机产品

技术领域

本发明涉及检查内容传送网络CDN的功能性。

在CDN中，不同的内容供应商(CP)启用的内容被分布到多个用户可访问的站点，其通常被称作″代理(surrogate)″站点。这个方法的目的是使所述内容尽可能的接近最终用户以减少访问时间。

背景技术

US-A-6 144 996公开了一个针对在网络上传送内容中确保最小执行级别的解决方案。相关系统提供连接服务和被称作加速服务的附属服务，其针对于在保证最小级别的服务的前提下提供内容的加速分布。用这种方法，相关元件能够管理和监控处理资源的使用以防止性能降低到最小级别以下。这种解决方案基本上需要中级计算机，其通过第一网络与本地用户计算机通信并通过第二网络与用于提供所需信息的远程计算机通信。中级计算机的目的基本上将在可能的范围内在局域级别满足要求。

用于在不同特性的网络级别上管理业务的不同解决方案已被知晓，例如WO-A-01/39000、WO-A-01/65402、WO-A-01/61966、WO-A-01/59647、WO-A-01/55879、WO-A-01/52483。

然而，目前并没有提供管理CDN的完全的解决方案，特别是关于下列方面和/或功能的检查/校验：

-内容的实际可用性和它们在代理站点的高速缓存存储器级别(内容高速缓存)中的更新，

-对在高速缓存设备(内容分布器)上分布的内容的出现进行测试，

-重新路由的内容向代理站点请求最好性能的算法测试(内容路由)。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决方案，它能够满足在CDN上执行有效的监控/测试功能的需求。

根据本发明，所述目的通过一个具有特别阐述的特征的方法而被实现。本发明还涉及相关系统和相应的计算机产品，例如，当使产品在数字计算机上运行时，它能够被直接载入数字计算机的存储器并且包含能够实现根据本发明的方法的软件代码部分。

总之，根据本发明的解决方案提供用于基于虚拟内容(伪内容)的使用的特定测试程序，即，由网络操作员创建并被插入网络自身以执行网络功能上的标记任务的控制元件。

通过诸如US-A-6 038 623或US-A-6 222 752之类的文件，虚拟内容在远程通信系统领域中可能的使用本质上已被知晓。然而，无论是它们的申请内容还是它们的具体实施例，这些先前的解决方案都本质上不同于本发明的解决方案。

特别地，当在CDN上分布所述内容时，根据本发明的解决方案保证了将会执行所述标记任务的虚拟内容将经受任何内容供应商提供的任何内容通常经历的所有操作。虚拟内容的存在因此不会被请求内容的最终用户和提供它们的内容供应商察觉；因此，所述虚拟内容的存在不影响网络和其设备的性能。所述存在也不会被打扰，因为虚拟内容的大小能够被保持得非常小。

附图说明

本发明现在将完全通过非限制性的举例的方法并参照附图被说明，其中：

-图1以框图的形式示出根据本发明的系统的通用操作标准，

-图2到图6也以框图的形式示出在这类系统中执行的不同功能，和

-图7再次以框图的形式示出根据本发明的系统的可能的结构方案。

具体实施方式

在图1的框图中，参考POP1，POP2、POP3等等指出插入CDN类型的网络的多个代理站点。

选择POP简称是考虑到当前采用来指示这类站点的名字″存在点(Point Of Presence)″。

当然，图1示出三个站点的事实仅仅对应一个指示，因为实际上多个代理站点可能包括在所说明的网络类型中。

根据本发明的解决方案基于它包含一个测量系统MS的事实，该MS能够操作构成CDN的每个代理站点中分布的虚拟内容。在这点上应当理解，测量系统MS能够位于任何地理位置。至少理论上，它也可能物理地位于与网络中任何节点不一样的位置。即使这样，网络节点中的位置当然也可以被视作一个优先选择，因为它更容易给测量系统MS提供由它控制的代理站点的良好″可见度″。

虚拟内容能够被配置为HTML或文本页面。此后将容易地变得更加明显的是，根据针对允许测试诸如新内容通过高速缓存传送和内容的地理分布之类的CDN的确定功能的特定标准，所述页面被优选地创建。

优选地，根据此后更详细地说明的程序，所有内容的大小是相同的以提供响应时间的正确评定，而且它也是最小的以反映实际上在网络操作中未被发觉的所述附加内容的存在。

在本发明的当前优选实施例中，在不同的代理站点POP1，POP2、POP3，...被启用的虚拟内容被至少安排为两组。

第一组包含以一些方式关联某些位置信息的虚拟内容，比如地理类型。通过操作所谓的URL(全球资源定位符)和页面内容，能够实现这个结果(参照如HTML页面的虚拟内容的可能结构)。

例如，所述第一组虚拟内容可能包含页面φ(a)、φ(b)、φ(c)、...，其通常被相同的URL识别但具有不同内容，和关联到不同的URL内容φ₁，φ₂，φ₃...(即，通常φ_n)。

而用Φ指示的第二组虚拟内容一律对所有代理站点启用，这种一致性甚至扩展到存在单个URL的情况下，从而不用区分相对于所述第二组内容被寻址到的不同站点的任何类别。

实际上，根据CDN采用到″普通″位置的内容的相同程序，虚拟内容φ，φ(i)，φn的使用提供用于它们在代理站点的不同高速缓存设备中的位置和测量系统MS对所述内容的后续定期请求以校验CDN的操作。

虚拟内容之间可能存在区别，因此它们可能被定义为含有区分彼此的标志的内容。在分析操作中，一些测试需要识别被返回的内容所属的站点或它们的起源区域。

在本发明的当前优选实施例中，虚拟内容被用来测试当前被称作内容路由的功能、内容高速缓存功能，以及更通常是测试涉及CDN的地理特征的所有功能。

大体上，根据本发明解决方案的执行过程有三个基本的功能步骤，例如：

-在不同的代理站点中启用虚拟内容，

-请求虚拟内容，和

-分析被返回的内容。

上面提到的三个步骤通常用适合于网络操作和它的特征进展所需的典型时间的周期性步调信号(cadence)来执行。

应当理解，执行所述步骤不一定需要同步的进展类型。

在本发明的当前优选实施例中，对应下列CDN的功能区域的三个测试操作被主要执行：

-内容高速缓存，测试致力于站点中的内容临时存储的功能；

-内容分布，测试致力于代理站点中并特别是这类站点的高速缓存上的内容分布的功能，和

-内容路由，测试致力于确定内容请求将被寻址到哪个所考虑的″最好″站点(根据给出的偏爱规律)的功能。

关于内容高速缓存区域，每个站点的高速缓存的特定功能是：

-内容存储和从中按照请求的传送，和

-如果更新内容被内容供应商启用，更新内容的传送。

通过定期实现由测量系统MS以循环方式作用的内容请求，内容的可用性能够被校验。

特别地，在不同的高速缓存中启用虚拟内容(例如Φ_n类型)之后，使关于内容本身的请求起作用并且校验先前启用的内容由高速缓存正确地返回。

请注意，为了检验所传送的内容的更新程度，检查程序提供用于校验返回的内容实际上是被更新的内容。假定一个代理站点的高速缓存包含某个响应确定的URL的虚拟内容而它的TTL使用期限已满，则高速缓存在转发它的内容之前不得不从中提取一个更新的复制内容。

为了这个目的，使用标记的虚拟内容，即具有可能识别成功的操作结果的特性的内容。

为此，优选地使用Φ_n类型的虚拟内容以检查内容的更新程度，其机理在于本地http的级别或特定作用在内容级别上的时间标记。

进行方法大略地在图2中被示出并实质上转化为下列步骤：

-周期性地创建标记更新内容，

-启用该内容从而将其创建在设备相关的服务器上以检索将被更新的内容，

-用超过页面使用期限(TTL)的采样周期τ周期性地作用一个内容请求，和

-最终检查，检查返回的页面，以搜索识别它的内容被更新还是已期满的标记元件。

在图2的框图中，参考符SC用更新的方法识别虚拟内容的站点，从新的内容被启用的那个站点开始到一般被示为POP的任何一个代理站点。测量系统MS作用的内容请求因此能够校验新的内容是否已经正确地被载入POP站点。

图3的框图示出测试内容分布功能的标准。

这个功能的主要目的将被重新调用，其把内容分布到代理站点，特别是分布到所述站点的高速缓存中。

在这种情况下，测试程序提供用于先前提到的标记虚拟内容Φ_n。特别地，通过CDN的内容分布元件，定义将被分布的内容、分布的时间和日期以及接收高速缓存设备这些工作被创建。

该程序包括：

-在不同代理站点POP1、POP2、POP3等等的高速缓存上分布不同的内容Φ₁、Φ₂、Φ₃、...Φ_n，从内容分布器CD开始，

-一旦分布完成，就通过测量系统MS周期地执行采样请求、在每个涉及分布事件的高速缓存上校验所述内容的可用性。

图4的框图说明了用于测试内容路由功能的标准。

众所周知，内容路由的目的是确定最佳站点，内容请求将根据一个确定规则被再路由到该站点。确定所述的代理站点有几个标准：比如，根据它们的工作量或地理距离，它们可能分别基于代理站点的响应时间。

CDN确定″最佳站点″凭借几个规则。

举例来说(在此提供的列表不包括所有可能的解决方案)，用于确定最佳站点的标准或规则可能是下列几个：

-用最短响应时间来选择站点，

-根据内容的存在与否来选择站点，和

-选择地理上最接近最终客户的站点。

如果站点选择将根据响应请求的所需时间来确定，则在图5中大略说明的方法能够被采用。

为了再路由请求，内容路由选择平均响应时间最短的站点。在这个功能中，响应时间受网络参数的影响，并且因此内容必须经过的每个单独的设备的响应时间是决定因素。

在这种情况下，参考图5，虚拟内容被分布到构成CDN的每个代理站点，提供用于把分别对应每个站点的不同URL的内容Φ₁、Φ₂、Φ₃、...Φ_n分布到代理站点。

在所有代理站点中被分布的内容也是Φ，或可能是有单个识别URL的Φ(i)类型。

一旦分布完成，则测量系统MS首先请求Φ_n类型的内容，存储它们每一个的响应时间t_n(n＝1、2、3...)。

测量系统MS请求Φ类型的内容，然后根据它的选择算法，CDN的内容路由选择所考虑的最佳站点并向那里转送请求。测量系统存储返回所请求的任何一个内容的站点的响应时间T。

在此，系统MS处理被收集的时间t_n并确定每个单独站点的期满时间T_n ^-的平均数。

这根据以下的关系式被实现

${T_n}^{-}={{\mathrm{\Σ}}^M}_{k=1}{t}_{n,k}/M,\∀n=1,...,N$

其中，t_n，k是第n个代理站点在采样瞬时k中的响应时间，

M是被收集的数据的数目，

N是存在的代理站点的数目。

最后，系统校验条件

|T-min_nT_n ^-|＝＞0

因此，T越接近min_nT_n ^-，分布式算法就越好工作。

而如果站点选择是根据内容可用性来进行的，则根据用于校验内容可用性(比如参见图3的框图)的所述相同标准，执行测试。

如果内容路由元件确定最佳站点是在网络组织级别上离用户最近的那个站点且从该站点可获得所请求的内容，则能够参考两个可能的途径。

第一途径为提供用于参考用户的本地DNS(域名服务器)。而第二途径提供用于直接参考用户的IP地址。

在两种情况中，内容路由功能都用接近表或″代理表″来确定最近的代理站点(在网络组织级别中)，其中，只要给出一个IP地址，最近的代理站点就能被立即确定。

用于测试所述功能的方法所基于的原理大体上类似于迄今被说明的那些内容，并特别地涉及被标记Φ(i)类型虚拟内容的使用：地理区域用URL总是相同的虚拟内容来标记，而当校验返回的内容时，就用这样一种方法来标记每个内容以能确定它所属的区域。

在这种情况下，如图6中大略所示，测量系统MS能够在受到来自不同地理位置的领域的不同请求影响的领域上操作定位自身。附图示出，用于管理根据本发明的系统的中心MC操作从不同的地理位置作出的仿效请求，从而再现对应用户从该领域的不同点访问网络的行为。

系统然后校验被传送的内容是否属于接近内容请求起源的区域。由信息的可用性，检验变得可能并能通过分析内容中存在的标记而被得出，该标记用明确的方式来识别起源区域。

图7的框图甚至更详细地示出了一个可能的解决方案结构，能够采用该解决方案结构来执行根据本发明的系统。

根据本发明的系统能够用一个或多个分布元件来执行，所述元件通常对应代理节点存在和/或位于互联网点中。所述具有″代理″功能的分布元件实质上用于测量算法的正确操作和收集数据。

充当管理中心(或″管理器″)MC的集中式元件通常位于CDN管理中心，该集中式元件致力于处理和分析通过用作代理的不同的元件收集来的数据。

所述功能能够和CDN管理中心结合在一起。

本网络的目的是把内容分布到不同代理节点的高速缓存中和让最终用户能够使用它们；用于测试功能和检查通过用作代理的元件执行的分布的原理实际上基于内容，即CDN的基本元件。

根据本发明的解决方案因此能被视为产生一种附加内容供应商CPI，CDN实际上用对待使用CDN本身服务的所有内容供应商的方法来对待它，通过这种方法来提供该附加内容供应商。″附加″内容供应商CPI因此充当这样的元件，其通过内容分布器来执行分布CDN站点中的虚拟内容的任务。

而所述的管理器-代理测量系统被分配了周期地校验由附加内容供应商CPI分布的内容的状态的任务。

特别地，每个代理充当一个讯问和测量设备，其执行校验程序并管理向构成CDN的设备提出的虚拟内容请求。取决于将被执行的校验程序，对虚拟内容的请求能够被编程并周期地作用。分布在不同网点中的、充当代理的元件的物理位置识别将会在分析步骤中加以考虑的测量的产生点。

而充当管理器的MC模块的功能将处理所收集的虚拟内容数据。它分析所收集的数据，比如搜索特定标记，该标记的存在与否能够指出程序的成功结果或告知被测试的功能出现故障。

当然，在不改变本发明的原理的前提下，执行过程的细节和实施例可以相对于在此描述和说明的内容广泛地进行改变，从而不会背离本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于检查内容传送网络(CDN)的功能性的方法，其中由至少一个内容供应商启用的内容被启用到多个用户可访问的代理站点(POP1、POP2、POP3、…)，其特征在于，所述方法包含下列步骤：

-在所述内容中有选择地包括可识别的虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)，和

-通过校验所述代理站点(POP1、POP2、POP3、…)中的所述虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)的可用性来检查网络的功能性。

2.权利要求1的方法，其特征在于，包含使所述用户和/或所述至少一个内容供应商不可访问所述虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)的步骤。

3.权利要求1或权利要求2的方法，其特征在于，包含下列步骤：

-在所述虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)中包括时间信息数据(TTL)，和

-结合校验所述代理站点(POP1、POP2、POP3、…)中的所述虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)的可用性的操作，校验所述时间信息数据(TTL)。

4.任何一个前述权利要求的方法，其特征在于，包含下列步骤：

-定义识别所述代理站点(POP1、POP2、POP3、…)位置的位置信息，

-在所述虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)中包括所述位置信息(Φ(i)、Φ_n)，和

-结合校验所述虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)可用性的操作，用校验操作所涉及的代理站点(POP1、POP2、POP3、…)的位置来校验所述位置信息的一致性。

5.权利要求4的方法，其特征在于，校验所述位置信息的一致性的所述步骤以分布式方式来执行，分布式方式完成来自相应地理位置的相应内容请求。

6.任何一个前述权利要求的方法，其特征在于，包含下列步骤：

-在所述代理站点(POP1、POP2、POP3、…)启用的所述虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)中包括至少部分地不同于每个代理站点的第一组虚拟内容(Φ(i)、Φ_n)，和

-在所述校验步骤中，请求CDN传送所述第一组虚拟内容(Φ(i)、Φ_n)。

7.权利要求6的方法，其特征在于，包含请求CDN传送所述第一组内容(Φ_n)的步骤，第一组内容用于测量网络的相应响应时间(t₁、t₂、t₃、…、t_n)。

8.权利要求7的方法，其特征在于，所述相应响应时间被测量为每个单独站点的期满时间的平均值(T^- _n)。

9.  权利要求7或权利要求8的方法，其特征在于，包含下列步骤：

-在所述虚拟内容中包括第二组虚拟内容(Φ)，其对于所述代理站点(POP1、POP2、POP3、…)具有相同的内容，

-请求CDN传送所述第二组内容(Φ)，用于测量CDN的相对响应时间(T)，

-在所述相应响应时间中确定最小值(min_nT^- _n)，和

-比较所述相对响应时间(T)和所述相应响应时间的最小值(min_nT^- _n)。

10.权利要求9方法，其特征在于，提供用于确定所述CDN的功能性的索引，该功能索引从所述相对响应时间(T)和所述相应响应时间的所述最小值(min_nT_n ^-)之间的偏差开始。

11.用于执行权利要求1到10任何一个中的方法的系统，其特征在于，所述系统包括：

-用于向所述代理站点(POP1、POP2、POP3)启用所述虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)的元件(CPI)，和

-至少一个位于CDN内偏置位置中的代理元件，用于将在所述代理站点(POP1、POP2、POP3)的级别上校验所述虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)的可用性。

12.权利要求11的系统，其特征在于，启用所述虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)的所述元件(CPI)被配置为所述CDN的内容供应商，由此所述虚拟内容(Φ、Φ(i)、Φ_n)由所述CDN相对于CDN的操作以透明的方式来传送。

13.权利要求11或权利要求12的系统，其特征在于，还包含一个用于处理数据的集中式管理元件(MC)，其中所述数据由所述至少一个位于偏置位置中的代理元件传送，所述至少一个位于偏置位置中的代理元件和所述集中式元件(MC)根据代理-管理器结构被配置。

14.一种计算机产品，所述计算机产品能够被直接载入数字计算机的内部存储器中，并且包含用于当使所述产品在计算机上运行时执行权利要求1到10的任何一个中的方法的软件代码部分。

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