CN1921438A

CN1921438A - 一种应用代理实现网间应用加速的方法

Info

Publication number: CN1921438A
Application number: CN 200610062645
Authority: CN
Inventors: 郑柏春
Original assignee: Shenzhen Shenxinfu Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Shenxinfu Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2007-02-28

Abstract

本发明涉及了一种应用代理实现网间应用加速的方法，采用客户端(2)、服务器(1)、VPN网关(5)、协议代理服务器(4)和协议客户端(3)，利用所述客户端和服务器通过代理服务器与代理客户端间接连接，所述代理服务器与代理客户端通过快速隧道(82)连接；该方法包括建立代理服务器和代理客户端的快速隧道连接；建立代理服务器和客户端间连接(81)；建立代理客户端和服务器间连接(81)；利用上述连接(81和82)和协议转换传送数据。这种方法，在广域网中用快速隧道替代非快速隧道，减少非快速协议在大时延或跨运营商的网络中传输文件数据的握手次数和时间，又不用修改协议，实现传输速度加快。

Description

一种应用代理实现网间应用加速的方法

技术领域

本发明涉及网络技术，具体涉及通过应用代理进行协议转换加速网间应用数据传输的方法。

背景技术

目前，大量企业、机构通过虚拟专用网VPN等方式连接跨区域的局域网。在跨区域的局域网网间，经常需要通过HTTP、FTP、网上邻居等基于TCP的应用层协议进行文件和数据传输，如图2所示，客户端2直接服务器1，连接通道8贯穿双方各自的网关5是始终唯一的。由于网络传输时延、丢包的大量存在，导致仅增加带宽无法提高传统TCP的传输速度。尤其是在大时延或跨运营商的网络中，基于TCP的应用速度非常缓慢。对于HTTP等通过短连接进行交互的应用来说，TCP在大时延或跨运营商的网络之间的三次握手也将消耗大量的传输时间。而且，很多应用协议(如网上邻居)是针对局域网而设计的，交互太多，在广域网环境中表现不够理想，存在诸多缺陷。所以，大多数基于TCP的应用协议都存在较大的优化空间。但是，修改协议进行优化是不现实的，这将直接导致大量现有应用软件无法使用。

另外，网络地址转换NAT是用于将一个地址域(如：专用Intranet)映射到另一个地址域(如：Internet)的标准方法和成熟技术；还有一种可选的代理技术，称为智能代理(smart proxy)，这种代理不利用现成的NAT技术，而是直接在网络协议栈层实现驱动来修改数据帧中的地址，这种技术与NAT相比，有无须下iptables规则，速度快等优点。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，如何提供一种应用代理实现网间应用加速的方法，有效减少非快速协议如TCP的三次握手消耗的传输时间，增加文件和数据传输的速度。

本发明这样解决上述技术问题，提供一种应用代理实现网间应用加速的方法，尤其应用在虚拟专用网中，采用应用代理进行局域网非快速协议与广域网快速协议之间转换，包括以下具体步骤：

1.1)在分布于不同局域网中的协议代理服务器和协议代理客户端(3)之间通过VPN网关建立快速隧道连接；

1.2)协议代理服务器根据需要建立与其所在局域网内客户端之间的非快速隧道连接，并转化成广域网内的该协议代理服务器与目标局域网的协议代理客户端之间的所述快速隧道连接；

1.3)目标局域网的协议代理客户端将所述快速隧道连接还原成所述目标局域网内对应非快速隧道并建立其与目标局域网的目的服务器之间的非快速隧道连接；

1.4)利用所述连接传送数据或文件。

按照本发明提供的方法，所述转化/转换是将一种协议数据按原有顺序转化为对应的另一种协议数据。

按照本发明提供的方法，所述非快速隧道可以是采用非快速协议TCP、HTTP或FTP的隧道，所述快速隧道可以是采用快速协议HSTCP、BICTCP、带校验UDP的隧道。

按照本发明提供的方法，所述协议代理服务器是独立设备或集成设备，可集成在所述VPN网关中。

按照本发明提供的方法，所述代理客户端是独立设备或集成设备，可集成在所述VPN网关中。

按照本发明提供的方法，所述协议代理服务器是可进行协议转换的NAT代理服务器，采用NAT技术代理其所在局域网内客户端的网间数据或文件传输应用。

按照本发明提供的方法，所述步骤1.2)中的需要是所述NAT代理服务器监听到其所在局域网内客户端、向所述目标局域网内目的服务器发出的非快速隧道连接请求。

按照本发明提供的方法，所述协议代理服务器是可进行协议转换的智能代理服务器，采用智能代理技术代理其所在局域网内客户端的网间数据或文件传输应用。

按照本发明提供的方法，所述步骤1.4)中所述协议代理客户端或协议代理服务器缓冲处理所述数据或文件。

按照本发明提供的方法，所述步骤1.4)中所述协议代理客户端压缩/解压缩处理所述数据或文件，所述协议代理服务器进行对应的解压缩/压缩处理。

按照本发明提供的方法，所述协议代理服务器(4)是一台或多台，其中任一台与一个或若干个所述协议代理客户端(3)对应连接。

本发明提供的一种应用代理实现网间应用加速的系统及其方法，采用代理实现广域网非快速/快速协议转换，无须对协议本身进行优化，降低非快速协议在广域网之间多次握手的传输消耗，增加文件和数据传输速度，具有如下特点：1.由于通过代理进行协议转换，在代理服务器和代理客户端之间使用快速传输协议通讯，能克服高时延、高丢包引起的“长肥管道”问题；2.使用了代理技术和协议转换技术进行组合，不直接修改协议，不直接修改连接配置，因此不影响通过所代理的协议进行通讯的应用；3.能对网间数据传输加速，减少网络拥塞、节省带宽；4.由于可对代理间隧道复用，能大幅缩短跨局域网网间连接的建立过程；5.方便用户对连接的管理。因此可广泛使用于各种网间互联系统中。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。

图1是本发明系统整体网络部署示意图。

图2是传统局域网网间数据传输示意图。

图3是本发明局域网网间数据传输示意图。

图4是连接建立时序图。

图5是客户端与服务器的交互时序图。

具体实施方式

本发明的目的在于通过应用协议代理技术，在不改变现有应用软件的情况下对应用协议进行优化。

如图1，位于客户端2局域网内的，与客户端2建立TCP连接的设备称为代理服务器4；位于服务器1端局域网内的，与服务器建立TCP连接的设备称为代理客户端3。一个网络部署可以有多个代理服务器4和代理客户端3。代理服务器4和代理客户端3之间的通信通过VPN网关5完成，在广域网6内建立了快速隧道11和12。代理可部署于VPN网关5上，也可以是VPN网关之后的一台独立设备。

代理服务器4与代理客户端3之间的数据传输可通过快速传输协议(包括但不限于HSTCP、BICTCP等高速TCP，带校验的UDP)完成。代理服务器和代理客户端通过将普通TCP协议转换成快速传输协议来达到克服“长肥管道”等问题。同时代理服务器4与代理客户端3之间的数据传输还可应用各种压缩、缓存技术，从而减少在广域网上传输的数据量。

如图3，本发明建立的连接隧道包括客户端2与代理服务器4之间的非快速隧道(普通TCP连接81)、代理服务器4与代理客户端3之间的快速隧道82以及代理客户端3和服务器1之间的非快速隧道(普通TCP连接81)。

本发明的包含以下步骤：

第一步，在各局域网代理节点之间分别建立一个或多个使用快速传输协议11和12的隧道，用于代理服务器4和代理客户端3之间的数据传输；

第二步，在代理服务器4上建立NAT代理，后续所有客户端对目的服务器的访问都将被重定向到代理服务器4上的某个代理；

第三步，代理服务器4接受来自客户端2的连接，在代理客户端3创建一个与之对应的TCP Socket，连接用户真正需要访问的服务器1；

第四步，代理服务器4将接受到的数据使用可选的流压缩、缓存等技术进行压缩处理，然后通过已经建立的快速传输隧道发送给代理客户端2；

第五步，代理客户端3接受到来自代理服务器4的数据之后，进行解压处理，然后发送给用户真正需要访问的服务器1；

第六步，代理客户端3接收到服务器1的回复数据，发送给代理服务器4，再由代理服务器转给对应的客户端2。

代理客户端3和代理服务器4均为软件实现，既可以集成到现有的网关5产品中，也可以单独成为独立的模块运行，具体的实施步骤如下：

1.根据网络结构和应用要求，配置各代理节点的配置，如本端代理IP地址和端口号、连接用户权限、连接超时时间、最大客户端连接数目等；

2.启动后，代理根据配置建立代理间的快速传输隧道，用于代理服务器与代理客户端之间的数据传输。

3.代理服务器建立NAT代理，启动监听端口，监听客户端连接；

4.若代理服务器收到客户端的连接请求，则将此会话(代理服务器与客户端的一个连接通道)添加到一个会话列表中，并提供一个会话号以标识此连接请求，然后根据请求的服务器IP地址，通过隧道发送一个创建会话消息到相应代理客户端，创建会话消息包括会话号，以保证数据能发送到相应的会话中去；

5.代理客户端从隧道中收到消息后，向服务器发送连接请求，若连接请求成功，则创建新会话，并将其添加至会话列表中，设定此会话号为代理服务器传来的会话号，此时客户端和服务器便可进行数据传输；

6.若代理客户端收到服务器数据(当然也可以是代理服务器收到客户端数据。为说明方便，这里以代理客户端收到服务器数据为例)，则根据一定的压缩、缓存算法将收到的数据压缩或保存，这些算法包括但不限于：文件缓存、流缓存、流压缩等。并且将处理后的数据根据会话号选择合适的隧道发送至代理服务器；

7.代理服务器从隧道接收到压缩数据后，按照相反的算法将数据解压缩。根据会话号将处理后的数据发送至相应的客户端；

8.若客户端或服务器正常或异常关闭连接，则在代理服务器和代理客户端同步清除相应的会话和会话号；

最后，以数据传输实例具体说明本发明，包括连接过程和交互过程，其中：

(一)连接过程，具体如图4，包括步骤：

401)客户端2向代理服务器4发送连接请求；

402)代理服务器4回送连接成功响应；

403)代理服务器4创建会话，标志会话状态为连接中；

404)代理服务器4向代理客户端3发送连接请求；

405)代理客户端3创建一个socket；

406)代理客户端3向服务器1发送连接请求；

407)服务器1回送连接成功响应；

408)代理客户端3创建会话；

409)代理客户端3向代理服务器4发送服务器1连接结果；

410)更改代理服务器4创建的会话状态为已连接。

(二)交互过程，具体如图5，包括步骤：

501)客户端2向代理服务器4提交请求；

502)代理服务器4进行通讯协议的加速变换；

503)代理服务器4向代理客户端3传送该请求；

504)代理客户端3进行通讯协议的加速逆变换；

505)代理客户端3向服务器1发送该请求；

506)服务器1处理该请求；

507)服务器1向代理客户端3返回处理结果；

508)代理客户端3进行通讯协议的加速变换；

509)代理客户端3向代理服务器4传送结果；

510)代理服务器4进行通讯协议的加速逆变换；

511)代理服务器4向客户端2发送结果。

Claims

1、一种应用代理实现网间应用加速的方法，其特征在于，采用应用代理进行局域网非快速协议与广域网(6)快速协议之间转换，包括以下具体步骤：

1.1)在分布于不同局域网中的协议代理服务器(4)和协议代理客户端(3)之间在广域网(6)内建立快速隧道连接(82)；

1.2)协议代理服务器(4)根据需要建立与其所在局域网内客户端(2)之间的非快速隧道(81)连接，并转化成广域网内的该协议代理服务器(4)与目标局域网的协议代理客户端(3)之间的所述快速隧道(82)连接；

1.3)目标局域网的协议代理客户端(3)将所述快速隧道(82)连接还原成所述目标局域网内对应非快速隧道并建立其与目标局域网的目的服务器之间的非快速隧道(81)连接；

1.4)利用所述连接(81和82)传送数据或文件。

2、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述非快速隧道(81)可以是TCP、HTTP或FTP隧道，所述快速隧道(82)可以是HSTCP、BICTCP、带校验的UDP隧道。

3、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述协议代理服务器(4)是独立设备或集成设备。

4、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述代理客户端(3)是独立设备或集成设备。

5、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述协议代理服务器(4)是可进行协议转换的NAT代理服务器，采用NAT技术代理其所在局域网内客户端(2)的网间数据或文件传输应用。

6、根据权利要求1或5所述方法，其特征在于，所述步骤1.2)中的需要是所述NAT代理服务器(4)监听到其所在局域网内客户端(2)、向所述目标局域网内目的服务器(1)发出的非快速隧道连接请求。

7、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述协议代理服务器是可进行协议转换的智能代理服务器，采用智能代理技术代理其所在局域网内客户端(2)的网间数据或文件传输应用。

8、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤1.4)中所述协议代理客户端(3)或协议代理服务器(4)缓冲处理所述数据或文件。

9、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤1.4)中所述协议代理客户端(3)压缩/解压缩处理所述数据或文件，所述协议代理服务器(4)进行对应的解压缩/压缩处理。

10、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述协议代理服务器(4)是与每个所述局域网对应的一台或多台，其中任一台与一个或若干个所述协议代理客户端(3)对应连接。