DE60121176T2 - Verfahren und System zur anforderungsorientierten Wiedererkennung von verbindungsorientierten Transaktionen - Google Patents

Verfahren und System zur anforderungsorientierten Wiedererkennung von verbindungsorientierten Transaktionen Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein lastverteilende Netzvermittlungseinrichtungen und insbesondere Netzvermittlungseinrichtungen, die in der Lage sind, eine intelligente Lastverteilung von Datenflüssen auszuführen, während zugleich die Transaktionskohärenz gewahrt bleibt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • In der Geschäftswelt ist eine schnelle Entwicklung hin zur Computer- und Netzabhängigkeit zu verzeichnen. Die Web-Technologie bietet Impulse für die E-Commerce-Entwicklung, indem ein benutzerfreundliches Vorfeld für Anwendungen bereitgestellt wird. Ein ständiger Zugriff auf die und sofortige Antworten von den rechnergestützten Diensten sind wesentlich für erfolgreiche Client/Server-Anwendungen. Ausfallzeiten sowie langsame und/oder fehlerhafte Antworten können zur Frustration des Kunden und zu Absatzeinbußen führen. Dementsprechend besteht eine erhöhte Nachfrage an Servern mit hoher Verfügbarkeit und Leistungsfähigkeit.
  • Um dieses Niveau an Verfügbarkeit, Leistungsfähigkeit und Skalierbarkeit von Servern (im Hinblick auf zeitabhängige drastische Spitzen bei der Nutzung von Websites) zu erreichen, kommt typischerweise eine Gruppe von Servern oder eine Serverfarm mit einer oder mehreren intelligenten Internetprotokoll- oder IP-Vermittlungseinrichtungen zur Anwendung. Die IP-Vermittlungseinrichtung, auch als IP-Switch bezeichnet, führt die Lastverteilung für Internetprotokoll- oder IP-Verkehr auf die mehreren Server auf Basis von Informationen aus, die in einer oder mehreren Schichten des OSI-Netzwerkmodells enthalten sind (d.h. der Schicht 7 oder Anwendungsschicht, der Schicht 6 oder Darstellungsschicht, der Schicht 5 oder Sitzungsschicht, der Schicht 4 oder Transportschicht, der Schicht 3 oder Netzschicht, der Schicht 2 oder Datenverbindungsschicht und schließlich der Schicht 1 oder physikalischen Schicht). Die Gruppe von Servern wird typischerweise durch eine einzige globale IP-Adresse identifiziert. Verkehr, der für die globale IP-Adresse bestimmt ist, wird in seiner Last auf die Server in dieser Gruppe aufgeteilt, und zwar basierend auf der Arbeitslast der Server, mit Quell-IP-Adresse und ausgewählter Serveradressen-Affinität. Alle Clients, die auf die Server zugreifen, sehen nur die globale IP-Adresse, und für sie sind die Anzahl replizierter Server in dem Serverpark und der spezifische Server, auf den ihr Verkehr weitergeleitet wird, gleichgültig.
  • Es sind eine Reihe unterschiedlicher Typen von IP-Vermittlungseinrichtungen in Gebrauch.
  • Ein Typ von Vermittlungseinrichtung, der Schicht-3- und/oder Schicht-4-Vermittlungseinrichtungen einschließt, lenkt eingehende Pakete basierend auf deren Ziel-IP-Adresse oder der Kombination aus IP-Adresse, Protokoll-ID und Transportport-Nummer. Dieses Vermittlungsverfahren kann in einer Web-Umgebung problematisch sein. Für einen Schicht-4-Lastverteiler scheinen alle Web-Anwendungen den TCP-Port 80 zu nutzen (typischer Port für HTTP), was diese ununterscheidbar voneinander macht. Dementsprechend sieht eine Common Gateway Interface- oder CGI-Anfrage nicht anders aus als eine Web-fähige Service Access Point- oder SAP-Anwendung oder eine Audiostream-Anfrage, obgleich alle diese Anfragen ganz unterschiedliche Dienstgüte(QoS-Quality of Services)-Anforderungen haben.
  • Ein anderer Typ von IP-Vermittlungseinrichtung wird als Web-Vermittlungseinrichtung oder Web-Switch bezeichnet, welcher eine neue Generation der Vernetzung darstellt, die speziell dafür ausgelegt ist, den spezifischen Anforderungen von Web-Verkehr zu begegnen. Web-Vermittlungseinrichtungen sind "intelligent" – sie sind mit hoch entwickelten Universal Resource Locator- oder URL-Lastverteilungsfähigkeiten, Netzadressenübersetzungs- oder NAT(Network Address Translation)- und eingebettete Domainnamenserver- oder DNS (Domaine Name Server)-Intelligenz ausgestattet und nutzen komplexe Verfahrensweisen, um Web-Verkehrsflüsse zu verwalten und zu beschleunigen. Web-Vermittlungseinrichtungen sind in der Lage, Web-Verkehr zu optimieren, weil sie in die HTTP-Nutzlast hineinschauen, bis hinunter zum URL und dem Cookie, um festzustellen, welcher Inhalt angefragt wird. Vorliegend wird die Bezeichnung "Cookie" für Informationen genutzt, die in einem Client oder einer gleichrangigen Einrichtung auf Anfrage eines Servers hin gespeichert werden. Cookies enthalten typischerweise eine Beschreibung des Pfadbereichs von URLs, für welche dieser Cookie gültig ist, und werden an eine Server-Antwort angekoppelt oder angehängt. Die Informationen in dem Cookie werden natürlich von dem Server definiert. Wie zu verstehen sein wird, identifizieren URLs nur den angefragten Inhalt und legen nicht fest, wo der Inhalt gefunden werden soll. Mit der Kenntnis des angefragten Inhalts wendet die Web-Vermittlungseinrichtung benutzerdefinierte und/oder voreingestellte Verfahrensweisen an, um festzulegen, welche Datenfluss-Sicherheitsregeln durchgesetzt werden, welcher Inhalt gestattet oder verweigert wird und welche QoS-Anforderungen für speziellen Inhalt oder spezielle Nutzer benötigt werden. Dies bietet Flexibilität bei der Definition von Verfahrensweisen für die Verkehrspriorisierung – was abgestufte Dienste und die Einhaltung von Dienstgütevereinbarungen (DGV), auch als Service Level Agreements, SLA, bezeichnet, ermöglicht – sowie die Fähigkeit, persistente (so genannte "sticky") Verbindungen sowie Nutzerauthentifizierung zu nutzen, welches wesentliche Anforderungen für E-Commerce sind.
  • Web-Vermittlungseinrichtungen nutzen eine hochgradig skalierbare Mehrprozessorstruktur, welche die Verfahrensweise nur beim Datenfluss- (Sitzungs-) Aufbau bewertet. Sobald ein Datenfluss eingerichtet ist, werden alle nachfolgenden Pakete in diesem Datenfluss mit Leitungsgeschwindigkeit über eine Hochgeschwindigkeits-Weiterleitungsschaltung auf portweiser Basis durchgeschickt. Dieser Ansatz mit "einmal Datenfluss einrichten, alle weiteren Pakete durchschalten" ermöglicht die komplexe Klassifizierung von Verkehr auf der URL-Ebene, während zugleich das Preis/Leistungs-Verhältnis von LAN-(lokales Netz)-Switches erreicht wird.
  • Der Web-Switch bestimmt, welcher Web-Server oder Cache am besten in der Lage ist, die spezifische Anfrage in diesem Moment abzuwickeln, und zwar auf Basis solcher Kriterien wie Nähe des Nutzers zu einem Server, Zustand des Servers, Zustand des Netzpfades sowie welcher Inhalt angefragt worden ist. Web-Vermittlungseinrichtungen fangen den gesamten Verkehr ab, der für eine Website bestimmt ist. Dies gestattet es den Vermittlungseinrichtungen, die Anfragen nach Inhalten zu verfolgen und sehr begehrten, so genannten "heißen" Inhalt vorherzusagen, bevor ein Server überflutet wird. Web-Vermittlungseinrichtungen replizieren heißen Inhalt dynamisch in einen Web-Cache und bringen den Cache in die Lastverteilungsrotation ein, wodurch eine kontinuierlich positive Erfahrung für den Nutzer sichergestellt wird, trotz breiter Fluktuationen im Verkehr für die Website. Web-Vermittlungseinrichtungen verfolgen auch, welche Server spezifischen Inhalt ausgeliefert haben, und senden neue Anfragen bezüglich dieses Inhalts direkt an den entsprechenden Server, was zu einer verbesserten Server-Cache-Kohärenz und einem besseren Leistungsverhalten führt.
  • Web-Vermittlungseinrichtungen haben jedoch Probleme. Beispielsweise erfordern Web-Vermittlungseinrichtungen exzessive Mengen an Rechenressourcen und kranken ansonsten an Rechenineffizienzen.
  • Ein White Paper, Alteon Websystems: "Virtual Matrix Architecture: Scaling Web services for perfomance and capacity", April 2000, Seiten 0–12, veröffentlicht unter www.nortelnetworks.com/products/library/collateral/intel_int/vma_white_paper.pdf, offenbart einen Web-Switch in einer Serverfarm. Es ist eine Etikettierung – mit einem Cookie – durch einzelne Informationsserver in der Serverfarm offenbart. Der Cookie wird genutzt, um spätere Anfragen zu dem richtigen Server zu lenken. Die Vermittlungseinrichtung führt kein Hash-Verfahren an der URL aus. Wenn die IP-Adresse eines Clients durch einen Proxy geändert worden ist, ist es möglich, dass eine spätere Anfrage an einem anderen designierten Prozessor ankommt, der den Cookie noch nicht gesehen hat. In dieser Situation wird die Zuordnung des Hash-Wertes des Cookies zu dem entsprechenden Server, der den Cookie generiert, genutzt, um solche Anfragen von dem gleichen Client dem entsprechenden Server zuzuordnen.
  • Apostopolus: "Design, implementation and performance of a content-based switch" Infocom 2000, 19. jährliche Gesamtkonferenz der IEEE Computer and Communications Societies; Tagungsberichte; IEEE, Tel Aviv, Israel, 26.–30. März 2000, Piscataway, NJ, USA, 26. März 2000, Seiten 1117–1126, ISBN 0-7803-5880-5 rät vom Hash-Verfahren an der URL, um URLs einem Cache/Server zuzuordnen, ab. Es ist angegeben, dass ein Nachteil dieses Ansatzes darin besteht, dass die Hash-Funktion eine beliebige gegebene URL einem einzigen Web-Cache zuordnet. Wenn es einige "heiße" Seiten gibt, auf die sehr häufig zugegriffen wird, ist es möglich, dass dieses Schema zu einer ziemlich schlechten Lastverteilung führt, da die meisten Anfragen an einen einzigen Cache in dem Cluster geleitet werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Diesen und anderen Anforderungen wenden sich die Architektur und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu.
  • Erfindungsgemäß werden ein Verfahren entsprechend Anspruch 1 und ein System entsprechend Anspruch 10 zur Verfügung gestellt.
  • Bei einer Ausführungsform stellt die Erfindung eine Netzdatenfluss-Vermittlungseinrichtung zur Verfügung, die zwischen ein Kommunikationsnetz und eine Datenserverfarm gekoppelt werden kann. Bei einer Konfiguration ist die Netzdatenfluss-Vermittlungseinrichtung als eine Schicht-2-, 3- und 4-Web-Vermittlungseinrichtung konfiguriert und nimmt die globalen IP-Adressen einer Serverfarm an und empfängt alle Transaktionsanfragen von Clients stellvertretend für die Serverfarm. Mit "Transaktionsanfrage" wird jedes Signal bezeichnet, egal ob in Form eines Pakets oder nicht, welches Arbeit bei einem oder mehreren Servern anfordert oder anderweitig auslöst, beispielsweise bewirkt, dass der/die Server angefragte Informationen bereitstellt/beireitstellen, die in dem Speicher des/der Server gespeichert sind, oder Informationen berechnet, und zwar auf Basis von Informationen, auf die das Signal Bezug nimmt oder die von diesem bereitgestellt werden. Die Netzdatenfluss-Vermittlungseinrichtung umfasst eine Routing-Komponente, die ein empfangenes Datenpaket bearbeitet, um die quell- und zielbezogenen Invarianten in dem IP-Datenpaket festzustellen. Diese Invarianten werden dann als Grundlage für die Bestimmung einer Ziel-Einrichtung für das IP-Paket genutzt.
  • Bei einer Konfiguration untersucht die Vermittlungseinrichtung jede Kombination aus URL und Inhaltstyp, um Anfragen zu routen und eine Zugriffspriorität festzulegen, sie führt ein Parse-Verfahren aus, um die angefragte URL zu bestimmen, wählt den am besten geeigneten Server aus, um den Inhalt abzurufen, und baut dadurch eine URL-Datenbank für Quellenserver mit Referenzzählwert (oder Trefferzähler) und Ablaufzeitgeber (oder Zeitstempel) auf. Wiederholte Anfragen werden zu dem gleichen Server gelenkt, welches ein Cache-fähiger Server sein kann. Unter Nutzung des Referenzzählwerts für den Inhalt und des Ablaufzeitgebers kann die Vermittlungseinrichtung die Kombination aus Zugriffshäufigkeit und Aktualität des Zugriffs berechnen und dadurch den "heißen" Inhalt erkennen. Häufig angefragter Inhalt wird dadurch effizient abgesondert und gleichmäßig in einer Cluster-Konfiguration von Netzdatenfluss-Vermittlungseinrichtungen zwischengespeichert. Es kann auch ein optionaler, serverseitiger Cache-Prozessor mit der Vermittlungskomponente gekoppelt sein. Dieser Cache-Prozessor umfasst einen lokalen Objekt-Cache zum Speichern häufig angefragter Datenobjekte sowie einen Digest-Speicher, der Digests enthält, die den URLs der von dem lokalen Objekt-Cache gespeicherten Objekte entsprechen. Wenn mehrere Netzdatenfluss-Vermittlungseinrichtungen als Cluster vorgesehen sind, wird der Inhalt der verteilten Digest-Speicher in dem Cluster gemeinsam genutzt. Objektsuchläufe sind somit umfassend und identifizieren außerdem den wahrscheinlichen lokalen Objekt-Cache, der das bezeichnete Objekt enthält.
  • Bei einer Konfiguration stellt der Cache-Digest einen Zeiger dar, der auf eine Speicherstelle der häufig angefragten Datenobjekte in dem Cache zeigt. Typischerweise basiert der Digest zumindest teilweise auf einem URL und stellt einen Bitvektor mit dünn besetzten Einsen dar. Die Dimension des Vektors stellt die Kapazität der Sammlung von Cache-Digests dar, welche als Anzahl von Objekten in dem Cache multipliziert mit der Dimension des Cache-Digests festgelegt ist. Die Cache-Digest-Dimension entspricht der Anzahl von Hash-Funktionen oder Hash-Komponenten, die einem URL-Digest zugeordnet ist. Der Wert von Hash-Komponenten für diesen Schlüssel stellt Indizes in den Vektor hinein dar, wobei nur die entsprechenden Bits auf Eins gesetzt sind. Die Sammlung aller Cache-Digests entspricht dem Bitvektor mal logischem ODER der Digest-Vektoren aller im Cache abgelegten Objekte.
  • Die Architektur und die Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung können eine Reihe von Vorteilen im Vergleich zum Stand der Technik aufweisen.
  • Als erstes kann die Vermittlungseinrichtung beträchtliche rechentechnische und Speichereinsparungen in Bezug auf andere Typen von Netz-Vermittlungseinrichtungen bieten. Herkömmliche Datenfluss-Vermittlungseinrichtungen, die einen Cache nutzen, unterhalten typischerweise eine Tabelle mit Objekten, die den durch die Vermittlungseinrichtung verarbeiteten Signalen entsprechen. Die Vermittlungseinrichtung durchsucht die Tabelle von oben nach unten oder von unten nach oben jedes Mal, wenn eine Vermittlungsentscheidung getroffen werden muss, um einen Zeiger, der mit dem Objekt verknüpft ist, zu positionieren. In Abhängigkeit davon, welches Ende der Tabelle zuerst durchsucht wird, haben die Objekte am Beginn oder am Ende der Tabelle kurze Suchzeiten, während die Objekte am anderen Ende der Tabelle relativ lange Suchzeiten haben. Für jede Vermittlungsentscheidung werden beträchtliche Rechenressourcen in Anspruch genommen, wodurch die Kapazität der Vermittlungseinrichtung begrenzt wird. Zusätzlich ist beträchtlicher Speicherplatz erforderlich, um die Tabelle unterzubringen, was bewirkt, dass die Tabelle periodisch von Objekten freigemacht wird, bevor die nützliche Lebenszeit des Objekts abgelaufen ist. Bei der Methode gemäß der vorliegenden Erfindung braucht nicht jedes Mal, wenn eine Vermittlungsentscheidung getroffen wird, eine Tabelle durchsucht zu werden, da der Digest-Wert dem Prozessor direkt die Stelle des Objekts anzeigt, nach dem gesucht wird.
  • Zweitens kann die Vermittlungseinrichtung im Vergleich zu Port 80-Verkehrsumleitungsvermittlungseinrichtungen Speicher- und Rechenressourcen reduzieren, die für den Cache-Server-Cluster (d.h. ein untereinander verbundenes Netz aus Cache-Servern, das als ein einziger Verwahrungsort für zwischengespeicherte Seiten wirkt) erforderlich sind, während der gleiche Grad von Bandbreiteeinsparungen beibehalten bleibt. Ein "Cache-Server" unterbricht die Transaktionsanfragen, die für Ursprungsserver gedacht sind, und bedient diese aus seinem Speicher, während ein "Ursprungsserver" derjenige Server ist, für welchen eine ausgewählte Transaktionsanfrage ursprünglich gedacht war oder von welchem diese ausgeht (z.B. der durch den Paket-Cookie identifizierte Server). Port 80-Vermittlungseinrichtungen müssen alle Verbindungen an den Cache-Servern abschließen, unabhängig davon, ob es einen Cache-Treffer oder -Fehltreffer gibt, und speichern alle Seiten zwischen, einschließlich derjenigen von Ursprungsservern, auf die über lange Zeitspannen nicht wieder zugegriffen wird. Die Vermittlungseinrichtung kann diese beiden Probleme angehen, indem eine Vermittlung mit Leitungsgeschwindigkeit für Cache-Treffer bereitgestellt wird, eine Vermittlung mit Leitungsgeschwindigkeit für den Großteil von Cache-Fehltreffern sowie eine Identifizierung von heißen URLs und HTTP-Ursprungsservern, um die Cache-Trefferraten für die Cache-Server zu erhöhen.
  • Drittens kann die Vermittlungseinrichtung als ein Reverse Proxy für die Serverfarm dienen, indem sie alle Verbindungsanfragen von Clients stellvertretend für die Serverfarm abfängt und annimmt.
  • Viertens kann die Vermittlungseinrichtung, wenn die HTTP- und HTTPS-Anfragen und -antworten durch den Reverse Proxy laufen, Server-generierte Cookies einem Parse-Verfahren unterziehen, um eine nahtlose Abwicklung für Nutzeranfragen zu liefern.
  • Fünftens kann die Vermittlungseinrichtung an eingehenden Verkehrsflüssen eine Datenflussfilterung, -klassifizierung, einen Verkehrsmuster-Lernvorgang sowie eine Prioritätsformung ausführen.
  • Sechstens kann die Vermittlungseinrichtung strategisch platziert werden, um den gesamten HTTP-Verkehr von Browsern abzufangen, diesen zu HTTP-Cache-Servern zu leiten und somit schnellere Antworten auszuliefern und für Kunden bessere Web-Surf-Erfahrungen zu bieten.
  • Schließlich kann ein Cluster von Vermittlungseinrichtungen angewendet werden, da die Vermittlungseinrichtungen hochgradig skalierbar sind. Digest-Informationen und/oder Tag-Bildungs-Informationen werden von den verschiedenen Vermittlungseinrichtungen in dem Cluster gemeinsam genutzt. Diese gemeinsame Nutzung bietet nicht nur Redundanz, sondern ermöglicht auch eine Skalierbarkeit.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und Konfigurationen sind weder vollständig noch erschöpfend. Wie zu erkennen sein wird, sind andere Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei denen, allein oder in Kombination, eines oder mehrere der vorstehend angeführten oder nachstehend detailliert beschriebenen Merkmale genutzt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 stellt ein Blockdiagramm einer Serverfarm dar, bei der die Datenfluss-Vermittlungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genutzt wird;
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das die Bestandteile eines Content-Directors entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 stellt die Datenstrukturen von Datenobjekten in dem Datenspeicher entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
  • 4 stellt ein Ablaufdiagramm der Funktionsweise des SSL-Prozessors entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
  • 5 stellt ein Ablaufdiagramm der Funktionsweise des IFS entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
  • 6 stellt ein Ablaufdiagramm der Funktionsweise des Cache-Prozessors entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
  • 7 stellt ein Ablaufdiagramm der Funktionsweise des Digest-Generators entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
  • 8 ist ein Ablaufdiagramm der Funktionsweise des Cache-Servers bei Empfang einer Transaktionsanfrage von der Netz-Vermittlungseinrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 9 stellt ein Ablaufdiagramm der Funktionsweise der intelligenten Datenfluss-Vermittlungseinrichtung (IFS) entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei Empfang einer Antwort dar.
  • Detaillierte Beschreibung
  • BESTANDTEILE DER NETZ-VERMITTLUNGSEINRICHTUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist vorzugsweise als ein Server-Rechnersystem verkörpert, das in 1 als Content-Director-Server bezeichnet ist. Mehrere Content-Director-Server (Inhalte-Lenkungsserver) 100a–n sind als Cluster zusammengruppiert, um in einer bevorzugten Ausführungsform, E-Commerce-HTTP-Transaktionen zu unterstützen. Eine Serverfarm 104 umfasst einen/mehrere Ursprungsserver 108, einen/mehrere Server für dynamischen Inhalt 112 und/oder einen/mehrere Cache-Server 116. Verkehrs-Manager 120a–n führen mit Hilfe bekannter Verfahren eine Lastverteilung in dem Cluster aus Content-Directors aus. Ein Router-Pool 124, welcher Router 128a–n umfasst, lenkt Pakete aus dem Kommunikationsnetz 132 zu den Verkehrs-Managern 120a–n.
  • Jeder Content-Director-Server, wie er allgemein in 2 gezeigt ist, umfasst eine intelligente Datenfluss-Vermittlungseinrichtung 200, die auch als intelligenter Datenfluss-Switch (IFS – Intelligent Flow Switch) bezeichnet wird, zum effizienten Lenken von HTTP-Transaktionen, basierend auf Invarianten, die in IP-Datenpaketen vorhanden sind oder diesen zugeordnet sind. Ein Entschlüsselungs- oder SSL-Prozessor 204 ist optional vorgesehen, um Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsvorgänge zu entlasten, die sowohl an der Verhandlung einer sicheren Sitzung als auch an eigentlichen Berechnungen beteiligt sind. Ein Cache-Prozessor 208 ist ebenfalls optional vorgesehen, um in dem Cache 212 häufig angefragten oder "heißen" Inhalt zwischenzuspeichern. URL-Digests werden von dem Digest-Generator 216 generiert und werden in einem lokalen Digest-Speicher 220 gespeichert wie auch, direkt oder indirekt, für andere Netzdatenfluss-Vermittlungseinrichtungen in dem gemeinsamen Cluster repliziert.
  • Der Content-Director 100 lernt während des Prozesses der Umleitung von HTTP-Verkehr das Verkehrsmuster von HTTP-Anfragen, indem er die URL-Kennungen überwacht, die von den Client-Browsern (nicht gezeigt) angefragt werden. Wenn ein abstimmbarer Schwellwert überschritten wird (der Schwellwert für heiße URLs), werden alle Verkehrsflüsse mit HTTP-Anfragen, die für den neu festgestellten heißen (Ursprungs-) Server bestimmt sind, zu den Cache-Servern 116 umgeleitet. Mit "Datenfluss" werden alle Transaktionen zwischen einem Client und einem Server oder zwischen zwei Gleichrangigen (Peers) in einer Verbindungssitzung bezeichnet. Gleichzeitig werden Anfragen für URLs, auf die selten zugegriffen wird, ohne Intervention des Cache-Servers 116 direkt zu den Ursprungsservern 108 vermittelt. Bei einem Betriebsmodus fängt der Content-Director den gesamten HTTP-Verkehr transparent ab und leitet ihn ohne spezielle Protokolle oder Paket-Tags an die Cache-Server 116 weiter. Die Cache-Server 116 stellen gespoofte Verbindungen mit (nicht gezeigten) Clients her. Die Content-Directors verteilen außerdem die Last des HTTP-Verkehrs auf die Elemente des Cache-Server-Clusters unter Anwendung bekannter Verfahren, beispielsweise auf zyklischer (Round Robin) Basis oder auf Basis der Anzahl der bedienten Verbindungen.
  • Der Content-Director 100 vermittelt Nicht-HTTP-Verkehr zu dessen ursprünglichem Bestimmungsort, und anfänglich fließt der gesamte HTTP-Verkehr zu seinem jeweiligen Ursprungsserver 108. Die angefragten URLs werden auf der Leitung von dem Content-Director "erschnüffelt", um eine Datenbank für heiße URLs für das Verkehrsmuster aufzubauen. Message-Digests von URL-Kennungen werden in der Datenbank für heiße URLs oder in einer Tabelle in dem Cache 212 gespeichert. Wenn Datenflüsse zu einigen Servern heiß werden (d.h. die Anzahl der Anfragen eines Objekts in einem Server, die in einer vorgegebenen Zeitspanne empfangen werden, dem Schwellwert für heiße URL entspricht oder diesen übersteigt), wird die IP-Adresse dieses Servers in die Datenbank für heiße IP eingetragen, und neue Verbindungen zu diesem heißen Web-Server werden danach von dem Content-Director zu den HTTP-Cache-Servern 116 umgeleitet. Der umgeleitete oder umgeschaltete Datenfluss wird als vermittelter Datenfluss bezeichnet, während ein nicht umgeschalteter Datenfluss zu einem Ursprungsserver als ein weitergeleiteter Datenfluss bezeichnet wird.
  • Der Content-Director 100 erhält vor einer Umleitung unerledigte Datenflüsse zu dem gleichen Ursprungsserver 108 aufrecht und ermöglicht, dass die Datenflüsse ohne Unterbrechung beendet werden. Alle virtuellen Leitungen von HTTP-Verbindungen werden zwischen dem Browser (oder seinem Proxy) (nicht gezeigt) und dem Ursprungsserver (oder seinem Proxy 108), zwischen dem (nicht gezeigten) Browser und dem transparenten HTTP-Cache-Server 112 sowie zwischen dem HTTP-Cache-Server 112 und dem Ursprungsserver 108 aufrechterhalten. So wie vorliegend verwendet, stellt eine "virtuelle Leitung" eine aufgebaute TCP/IP-Verbindung zwischen zwei Endpunkten dar.
  • Wenn sich das Verkehrsmuster zu dem heißen Server beruhigt, wird dessen IP-Adresse aus der Datenbank für heiße IP oder URL in dem Cache 212 herausaltern, und der Verkehr zu diesem Server kehrt zu seinem normalen Datenfluss zurück. Die verschiedenen Bestandteile des Content-Directors werden nachstehend detaillierter diskutiert.
  • DER SSL-PROZESSOR
  • Der SSL-Prozessor 204 führt eine Authentifizierung und Sicherheits-Zuordnung aus, ist beteiligt an der Verhandlung des Chiffre-Algorithmus und der Einrichtung des auch als Master Secret bezeichneten Hauptgeheimnisses, berechnet Sitzungsschlüssel und weist die Sitzungs-IDs zu, behandelt die HTTPS-Nachrichten in Chiffretext und leitet diese an HTTP-Server weiter, bedient Transaktionsanfragen in Klartext und speichert den Sitzungs-Kontext mit der Sitzungs-ID für erneute Verbindungen zwischen. Wie zu erkennen sein wird, erfolgt beim anfänglichen SSL-Handshake die Auswahl einer Chiffre, der Austausch eines Hauptschlüssels sowie die Authentifizierung des Servers. Nachdem die Handshake-Stufe abgeschlossen ist, einigen sich der Client und der Server auf den Chiffre-Algorithmus, auf das Hauptgeheimnis zum Ableiten von Sitzungsschlüsseln zur Nachrichtenverschlüsselung sowie auf eine Sitzungs-ID, die von dem Server zugeordnet wird, um den vereinbarten Kontext zu identifizieren. Wie zu erkennen sein wird, beendet der SSL-Prozessor typischerweise eine unsichere Sitzung mit einem Client als Voraussetzung dafür, eine sichere Sitzung mit dem Client einzuleiten.
  • Die SSL-Sitzungs-ID ist der gemeinsame Faden (Thread) mehrerer SSL-Sitzungen. Bei SSLv3 wird die Sitzungs-ID in der zweiten und den nachfolgenden Verbindungen über eine TCP-Verbindung in unverschlüsseltem oder Klartext transportiert. Bei SSLv2 ist die Sitzungs-ID das erste Mal, wenn der SSL-Server die Sitzungs-ID beim anfänglichen Handshake zurücksendet, verschlüsselt. Um die Sitzungs-ID festzustellen, muss der Prozessor beim Einrichten des sicheren Kontexts beteiligt sein. Durch Entlasten der Server von den Verschlüsselungs prozessen können die Ressourcen für die Beschleunigung der Verschlüsselung besser von allen Servern in der Farm 104 genutzt werden.
  • Wie bereits erwähnt, speichert der SSL-Prozessor 204 die Sitzungs-ID für den Sitzungs-Kontext, die Sicherheitszuordnung sowie virtuelle Host-Informationen für erneute Verbindungen. Einträge in dem (nicht gezeigten) Cache des SSL-Prozessors werden typischerweise mit der Sitzungs-ID indiziert.
  • Der SSL-Prozessor kann jede herkömmliche Hardware/Software zur Ausführung einer Authentifizierung und/oder Verschlüsselung/Entschlüsselung darstellen. Wie zu erkennen sein wird, können in Abhängigkeit von der Anwendung andere Sicherheitsprotokolle als SSL zwischen dem Client und dem Server genutzt werden, z.B. Virtual Privacy Networks (VPNs) (oder IPsec).
  • DER INTELLIGENTE DATENFLUSS-Switch
  • Der intelligente Datenfluss-Switch oder IFS 200 (auch als die Vermittlungskomponente bezeichnet) wählt einen der Server in der Serverfarm 104 basierend auf der Nutzlast eines Pakets, beispielsweise einer eingebetteten Invariante, aus, leitet Anfragen an den ausgewählten Server weiter, empfängt die Antworten von dem Server und sendet diese zurück an den Client. Wenn die Anfrage- und Antwortnachrichten durch der IFS laufen, unterzieht der IFS die vom Server generierte Invariante oder Invariante der sicheren Sitzung einem Parse-Verfahren, um eine nahtlose Abarbeitung von Client-Anfragen an dem ausgewählten Server in der Farm in persistenter Weise zu bieten. Der IFS unterzieht alle HTTP-Antworten im Hinblick auf einen Server-generierten Cookie sowie HTTP-Anfragen im Hinblick auf vom Nutzer zurückgesendete Cookies einem Parse-Verfahren. Der IFS bindet alle Transaktionen, die durch den gleichen Cookie verkettet sind, an den Server, der die Cookie-Invariante generiert hat. Durch gemeinsames Nutzen des Wissens zu den Zuordnungen der Invarianten zwischen den mehreren Content-Directors 100 und Entlasten der CPU-intensiven Verschlüsselungsberechnungen durch verteilte Verarbeitung kann der IFS außerdem die Gesamtfehlertoleranz und das Gesamtfunktionsverhalten der Serverfarm verbessern und bedarfsentsprechend ein schrittweises Wachstum für die E-Commerce-Infrastruktur bereitstellen.
  • Der IFS-Speicher hält eine Anzahl von Datenobjekten gespeichert, um den IFS-Betrieb zu ermöglichen. Beispielsweise hält der IFS optional einen Datensatz mit Regeln und/oder Verfahrensweisen aufrecht, die von dem Netz-Manager in Bezug auf die Serverauswahl hinsichtlich unterschiedlicher Typen von Paketen ausgewählt worden sind (z.B. "heiße" Pakete, "kalte" Pakete, usw.), eine Tabelle von IP-Adressnachschlage-Elementen, eine Tabelle der momentanen Verbindungen (zum Aufrechterhalten eines Datensatzes für alle momentanen virtuellen Leitungen zur Paketvermittlung mit Leitungsgeschwindigkeit), die Quell-Invarianten enthält (z.B. URL, Port-Adresse und andere bestimmte Felder), sowie Ziel-Invarianten (z.B. URL, Quell-Socket-3-Tupel und andere bestimmte Felder), Sitzungs-ID, Persistenz-Zeitstempel, wenn das letzte Paket von einem Client für die betreffende URL empfangen worden ist (um Einträge aus der Tabelle herauszualtern, die einem vorbestimmten Alter entsprechen oder dieses überschreiten, wobei das Alter auf einer statistischen Abschätzung der Wahrscheinlichkeit basiert, dass der Client als Teil der gleichen Transaktion oder Sitzung zurückkehren wird, und zwar basierend auf dem Zeitpunkt des Empfangs des letzten Pakets), Cookie-Name und Wert und/oder andere ausgewählte Invarianten sowie optional eine Tagging- oder Tag-Bildungstabelle, welche Tags enthält, die von dem Content-Director generiert werden, sowie Quell- und Ziel-Invarianten. Jeder Eintrag in der Tabelle für momentane Verbindungen und/oder der Tag-Bildungstabelle kann durch eine Quell-Invariante, Ziel-Invariante und/oder den Cookie-Namen und -Wert oder mehrere dieser Elemente indiziert werden.
  • CACHE-PROZESSOR UND CACHE
  • Der Cache-Prozessor 208 arbeitet als Prozessor-Schnittstelle zwischen dem IFS 200 auf der einen Seite und dem Cache 212, dem Digest-Generator 216 und dem Digest-Speicher 220 auf der anderen. Der Cache-Prozessor ruft also Daten ab, die von dem IFS 200 angefragt werden, welche in dem Cache 212 und/oder dem Digest-Speicher 220 gespeichert sind, welche Nutzlast-Invarianten entsprechen, die in einem Paket durch der IFS 200 einem Parse-Verfahren unterzogen werden und an den Cache-Prozessor 208 weitergeleitet werden.
  • Der Cache 212 umfasst die Tabelle für heiße URLs, die sowohl häufig angefragten oder "heißen" Inhalt (z.B. URLs) als auch weniger häufig angefragten Inhalt (z.B. URLs) umfasst. Die Tabelle für heiße URLs weist typischerweise die folgenden Felder auf: Quell-Invarianten (z.B. URL, Port-Adresse und andere zugeordnete Felder wie etwa heißer Inhalt oder eine sekundäre URL, die der primären URL entspricht oder mit dieser verknüpft ist, oder eine andere Art von Qualifikator), Ziel-Invarianten (z.B. URL, Quell-Socket-3-Tupel und andere bestimmte Felder), Cookie-Name und -Wert, einen Zeitstempel, der angibt, wann ein Eintrag zuletzt aktualisiert worden ist (zum Herausaltern von Einträgen aus der Tabelle, die ein vorgegebenes Alter erreicht oder überschritten haben), einen Trefferzähler, optional ein Tag (generiert von der Vermittlungseinrichtung, wenn sich diese im Tag-Bildungsmodus befindet) und/oder andere ausgewählte Invarianten. Jeder Eintrag in der Tabelle für heiße URL ist typischerweise durch eine/mehrere Ziel-Invarianten und/oder Cookie-Namen und -Wert indiziert.
  • Überlassungsbestimmungen sind typischerweise Regeln oder Verfahrensweisen, die vom Netzverwalter bestimmt werden. Überlassungsbestimmungen können beispielsweise die maximale Lebenszeit des Datensatzes, Begrenzungen oder Einschränkungen bezüglich des Zugriffs durch einen Client auf einen Server oder ein Server-Cluster, Routing-Richtungen für ein Paket, falls dieses heiß ist, wie heiß der Inhalt ist, Priorität, Beschränkungen des Zugriffs auf ausgewählten Inhalt sowie Verfahrensweisen zur Rücksetzung des Trefferzählers beinhalten.
  • DIGEST-GENERATOR UND DIGEST-SPEICHER
  • Der Digest-Generator 216 empfängt Ziel-Invarianten (z.B. URL und Cookie-Wert) von dem Cache-Prozessor 208 und wandelt die Invarianten in einen Digest-Wert um. Obgleich ein beliebiges Digest-Bildungs-Verfahren verwendet werden kann, wird das Hash-Verfahren bevorzugt. Der bevorzugte Hash-Algorithmus lautet folgendermaßen: L = h(K),mit 0 = L = M, für alle Schlüssel K,
    wobei K ein Teil eines ausgewählten URL oder einer URL-Kennung oder der/die gesamte ist, h die Hash-Funktion ist, die den Message-Digest-Wert- oder MD-"Fingerabdruck" K als Eingabeargument nutzt, L die Stelle von K in der Tabelle für heiße URL ist und M die Größe der Tabelle für heiße URL ist.
  • Die Auswahl von h sollte hinsichtlich der Berechnung schnell sein und Kollisionen minimieren. Eine Kollision tritt auf, wenn ein anderer Schlüssel K' das gleiche L berechnet. Wenn eine Kollision auftritt, wird eine alternative Stelle vom Ende der Tabelle für heiße URL aus festgestellt und von der Home Location aus verknüpft. Eine zirkulär verknüpfte Liste wird benutzt, um alle MD-"Fingerabdrücke" mit dem gleichen Hash-Wert zu verketten. Ein Kopf-Tag an der Home Location gibt den Kopf der zirkulären Liste an. Wenn ein neuer Datensatz gefunden wird, wobei ein Datensatz an einer alternativen Speicherstelle dessen Home Location einnimmt, muss der Datensatz der alternativen Speicherstelle verschoben werden. Das Löschen eines Datensatzes an der Home Location wird eine Umordnung eines weiteren Datensatzes in der Kollisionskette bewirken. Wie man erkennen wird, können in Abhängigkeit von der Anwendung auch andere Hash-Funktionen verwendet werden.
  • Die Digest-Datensätze, wie sie von dem Digest-Speicher unterhalten werden, weisen im Allgemeinen die in 3 gezeigte Form auf. Wie wiedergegeben ist, wird eine Cache-Kennung 300 (welche das gleiche wie ein Hash-Wert ist und als MD5-Wert gezeigt ist) zu den Digest-Datensätzen hinzugefügt, sodass nachfolgende Digest-Suchläufe auch eine Identifizierung des bestimmten lokalen Objekt-Caches ergeben, der möglicherweise ein angefragtes Objekt enthält. Der Datensatz umfasst ferner eine Ziel-IP 304, welche sich auf die Ziel-IP-Adresse des Servers bezieht, Überlassungsbestimmungen 308, einen Treffer- oder Zugriffszähler, einen (nicht gezeigten) Zeitstempel, der angibt, wann ein Eintrag zuletzt aktualisiert worden ist (zum Herausaltern von Einträgen aus der Tabelle, die ein vorgegebenes Alter aufweisen oder dieses übersteigen), und/oder andere ausgewählte Invarianten.
  • Wenn eine Anfrage für ein URL-Objekt empfangen wird, nutzt der Content-Director 100 die Cache-Digests 300 von den ihm gleichrangigen Einrichtungen, um herauszufinden, welche der ihm gleichrangigen Einrichtungen das gewünschte Objekt aufweisen und um das Objekt aus dem Content-Director der gleichrangigen Einrichtung abzurufen, ohne Erkundigungen an alle Nachbarn zu senden. Basierend auf dem Vorstehenden ist offensichtlich, dass ein Cache-Digest 300 eine Zusammenfassung der zwischengespeicherten Inhalte in einem kompakten Format darstellt, oder eine Angabe dazu, ob eine bestimmte URL in dem Cache vorhanden ist oder nicht. Anders ausgedrückt stellt der Cache-Digest 300 einen Zeiger zu einem spezifischen Speicherplatz in dem Speicher des Cache 212 dar, an welchem sich ein oder mehrere Objekte, die dem Hash-Wert entsprechen, befinden.
  • FUNKTIONSWEISE DES CONTENT-DIRECTORS FÜR EINGEHENDE PAKETE
  • Die Funktionsweise des Content-Directors wird mit Bezug auf die 1 bis 7 diskutiert.
  • Nehmen wir auf 4 Bezug, so wird in Schritt 400 ein eingehendes Paket (das lastmäßig von einem Verkehrs-Manager 120 (1) verteilt worden ist) von dem SSL-Prozessor 204 (2) empfangen. Der SSL-Prozessor 204 führt zuerst in Schritt 404 eine Sicherheitszuordnung und Authentifizierung mittels bekannter Verfahren aus, um die Identität des Client und/oder die Anspruchsberechtigung des Client zum Zugriff auf die Website zu verifizieren. Dies erfolgt typischerweise durch Authentifizierung eines digitalen Zertifikats.
  • In Schritt 408 stellt der SSL-Prozessor 204 fest, ob das Paket verschlüsselt ist. Ist dies der Fall, so entschlüsselt der Prozessor 204 das Paket in Schritt 412 mittels bekannter Verfahren, um den Chiffretext in Klartext umzuwandeln. In Schritt 416 wird das Klartext-Paket zur weiteren Verarbeitung an den IFS 200 (2) gesendet. Der SSL-Prozessor 204 kehrt dann zu Schritt 400 zurück, um das nächste Paket zu verarbeiten.
  • Nehmen wir auf 5 Bezug, so wird das Paket in Schritt 500 von dem IFS 200 empfangen. In Schritt 516 stellt der IFS fest, ob das Paket in HTTP vorliegt. Falls nicht, sendet der IFS das Paket in Schritt 520 an den Ursprungsserver und kehrt zu Schritt 500 zurück.
  • Wenn das Paket in HTTP vorliegt, unterzieht der IFS das Paket in Schritt 524 einem Parse-Verfahren im Hinblick auf ausgewählte Felder, z.B. Ziel-Invarianten wie etwa dem URL und dem Cookie (falls einer vorhanden ist), Quell-Invarianten und/oder andere Nutzlast-Invarianten. Bei einer persistenten HTTP-Verbindung ist es möglich, dass der Client in einer einzigen Verbindung mehrere Anfragen sendet und die gleiche Anzahl von Antworten von dem Server in der Reihenfolge der Anfragen zurückgesendet wird. Der IFS sucht jede Anfrage auf deren Cookie hin ab und führt die Server-Zuordnung basierend auf Persistenz des Cookies aus. Der IFS muss daher die einzelne Mehrfachanfrage in mehrere einzelne Anfragen aufteilen und diese jeweils zu richtig ausgewählten Servern senden, und zwar basierend auf dem in der jeweiligen Anfrage eingebetteten Cookie. Der IFS muss außerdem die Antworten von den Servern verfolgen und diese in der gleichen Reihenfolge der Anfragen an den Client zurücksenden.
  • In Schritt 504, wenn sich der Content-Director 100 im Tagging- oder Tag-Bildungs-Modus befindet, geht der Content-Director 100 zu Schritt 508 über, um ein Tag zu generieren (falls nicht bereits ein Tag in dem Paket vorhanden ist). Basierend auf den Ziel-Invarianten generiert der Content-Director 100 das Tag und kettet das Tag an den Cookie an. Wenn die Antwort für den Client bereitgestellt wird, wird der Cookie und das angehängte Tag von dem Browser in dem Speicher des Client gesichert. Wenn eine weitere Anfrage von dem Client bereitgestellt wird, werden der Cookie und das angehängte Tag in die Nutzlast der Paket-Anfrage eingeschlossen. Der Content-Director 100 führt im Hinblick auf den Cookie ein Parse-Verfahren aus, identifiziert das Tag und leitet das Paket direkt an den Server, der mit dem Tag verknüpft ist. Wenn das Paket keinen Cookie aufweist, weil der Client die Serverfarm noch nicht besucht hat, wird das Tag generiert und mit dem Cookie verkettet, wenn die Antwort von der Serverfarm durch den Content-Director 100 empfangen wird. Wenn mehrere Cookies, die die Auswahlkriterien der Domäne, des Pfads und des maximalen Alters erfüllen, in einer Anfrage zurückgesendet werden, wird der Cookie mit den restriktivsten Pfad-Attributen genutzt, um die Persistenz des Servers zu bestimmen. Das Paket wird dann in Schritt 512 an den Ursprungsserver weitergeleitet und der IFS kehrt zu Schritt 500 zurück, um das nächste Paket zu erwarten.
  • Bei einer Konfiguration wird das Tag basierend auf dem Cache- oder Ursprungsserver, welcher die URL in der Transaktionsanfrage bedient, generiert. Jedem Server wird eine eindeutige Server-Kennung zugeordnet (welche alphabetisch, numerisch oder alphanumerisch sein kann). Der IFS bestimmt die eindeutige Server-Kennung, die dem betreffenden Server entspricht, und hängt die Kennung an ein anderes Tag in dem Paket, beispielsweise den von dem Server generierten Cookie, an. Die Bitgröße des Tag ist im Allgemeinen viel kleiner als diejenige des Cookie. Bei einer Konfiguration wird das Tag nur generiert und an den Cookie angehängt, wenn eine vorhergehende Antwort zum Weiterleiten durch den Server an den Client vorliegt (oder wenn der abgehende Datenfluss von den Servern durch den Switch läuft).
  • Der Content-Director kann in einem oder mehreren Betriebsmodi arbeiten. Bei einer Konfiguration arbeitet der Content-Director nur im Tag-Bildungs-Modus. Bei einer anderen Konfiguration arbeitet der Content-Director nur in einem Digest-Bildungs-Modus. Im Digest-Bildungs-Modus werden Digests generiert, der "Hitze-" oder Nachfragegrad des Inhalts wird überwacht und Transaktionsanfragen werden auf Basis des Nachfragegrades und/oder des Cookies an die Server geleitet. Bei einer anderen Konfiguration arbeitet der Content-Director in beiden Modi gleichzeitig. Anders ausgedrückt basiert die anfängliche Paarung Client/Server für eine Transaktion auf dem Nachfragegrad des angefragten Inhalts. Spätere Transaktionsanfragen von dem gleichen Client enthalten ein Server-Tag, das mit dem jeweiligen Server verknüpft ist, der ursprünglich dem Client zugeordnet worden ist, und werden direkt zu dem entsprechenden Server gelenkt.
  • In einem Switch-Cluster werden die von einem Switch generierten Tags für die anderen Switches in dem Cluster zur Verfügung gestellt, um einen effizienteren Betrieb des Switch-Clusters zu ermöglichen, da ein anderer Switch in dem Cluster die nachfolgende Transaktionsanfrage, die das eingebettete Tag enthält, empfangen kann.
  • Wenn sich der Content-Director nicht in dem Tag-Bildungs-Modus befindet, leitet der IFS in Schritt 528 die Felder an den Cache-Prozessor 208 weiter.
  • Nehmen wir nun auf 6 Bezug, so empfängt der Cache-Prozessor in Schritt 600 die Ziel-, Quell- und/oder andere Nutzlast-Invarianten von dem IFS. Der Cache-Prozessor 208 vergleicht in Schritt 604 die Invarianten mit der Tabelle für heiße URL in dem Cache 212, um in Schritt 608 festzustellen, ob der Inhalt bereits zuvor innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne (der Persistenzdauer) angefragt worden ist, und falls dies der Fall ist, in Schritt 612, ob der Inhalt heiß ist. Bei einer Konfiguration vergleicht der Cache-Prozessor den Namen des Cookie und dessen Wert mit den in der Tabelle gelisteten, und, wenn eine Übereinstimmung festgestellt wird, wird der Pfad mit dem URL im Hinblick auf eine Kopf-Übereinstimmung verglichen. Ein Ziel-Server wird durch den übereinstimmenden Eintrag festgestellt.
  • Wenn der Inhalt noch nicht innerhalb der Persistenzdauer angefragt worden ist, stellt der Cache-Prozessor 208 in Schritt 616 fest, ob das Paket eine "HTTP GET"-Anfrage ist. Falls nicht, geht der Cache-Prozessor 208 zu Schritt 620 über (später diskutiert). Falls ja, sendet der Cache-Prozessor 208 die Invariante(n) an den Digest-Generator 216, und zwar in Schritt 624.
  • Nehmen wir auf 7 Bezug, so empfängt der Digest-Generator 216 in Schritt 700 die Digest-Anfrage von dem Cache-Prozessor. Der Digest-Generator generiert in Schritt 704 den Digest für die zielbezogene(n) Invariante(n), kopiert in Schritt 708 den Digest, den Zeitstempel, die zielbezogene Invariante und die Überlassungsbestimmungen (der Digest-Generator bestimmt die Überlassungsbestimmungen, basierend auf Regeln/Verfahrensweisen in dem Digest-Speicher) in den Digest-Speicher 220 und sendet in Schritt 712 den Digest, den Zeitstempel und die Überlassungsbestimmungen an den Cache-Prozessor 208. Der Digest-Generator kehrt dann zu Schritt 700 zurück.
  • Kehren wir wieder zu 6 zurück, so empfängt der Cache-Prozessor in Schritt 628 den Digest, den Zeitstempel und die Überlassungsbestimmungen von dem Digest-Generator 216 und initialisiert in Schritt 632 einen Referenzzähler. Der Cache-Prozessor 208 aktualisiert in Schritt 634 die Tabelle für heiße URL und geht zu Schritt 620 über (später diskutiert).
  • Wenn sich die Paketinformationen bei Schritt 608 in der Tabelle für heiße URL befinden, bestimmt der Cache-Prozessor als nächstes in Schritt 612, ob der von dem Paket angefragte Inhalt heiß ist. Die URL des Pakets ist heiß, wenn der Trefferzähler bei einem vorgegebenen Wert oder oberhalb steht, nämlich dem Schwellwert für heiße URL. Wenn die URL heiß ist, wird der Trefferzähler heraufgesetzt und der Zeitstempel wird aktualisiert, und zwar in Schritt 636, und die Tabelle für heiße URL wird dementsprechend aktualisiert, und zwar in Schritt 638. Der Cache-Prozessor 208 sendet dann in Schritt 620 (später diskutiert) die relevante Antwort an dem IFS. Wenn die URL nicht heiß ist, wird der Trefferzähler inkrementiert und der Zeitstempel aktualisiert, und zwar in Schritt 642, und in Schritt 646 wird die Tabelle für heiße URL aktualisiert. In Schritt 650 stellt der Cache-Prozessor erneut fest, ob die URL mit dem Schwellwert für heiße URL übereinstimmt oder diesen übersteigt (angesichts des heraufgesetzten Zählers). Falls nicht, geht der Cache-Prozessor zu Schritt 620 über (später diskutiert). Falls ja, führt der Cache-Prozessor in Schritt 654 einen umgekehrten Domain Name Service- oder DNS-Suchlauf aus, um alle IP-Adressen zu entdecken, welche die bestimmte Domaine bedienen, welche die heiße URL-Seite bedient hat. In Schritt 658 werden diese Adressen in die Tabelle für heiße URL geschrieben. Der Cache-Prozessor geht dann zu Schritt 620 über.
  • In Schritt 620 sendet der Cache-Prozessor 208 die relevante Antwort an den IFS. Wenn der von dem Paket angefragte Inhalt heiß ist, sendet der Cache-Prozessor eine Nachricht an dem IFS, welche angibt, dass der Inhalt heiß ist, und welche eine Liste von IP-Adressen bereitstellt, welche den bestimmten URL in dem Paket bedienen, sowie etwaig relevante Überlassungsbestimmungen bereitstellt. Bei einer Konfiguration informiert der Cache-Prozessor außerdem den IFS bezüglich des Nachfragegrades, z.B. über den Wert des Trefferzählers. Falls der von dem Paket angefragte Inhalt nicht heiß ist, sendet der Cache-Prozessor eine Nachricht an den IFS zurück, welche angibt, dass der Inhalt nicht heiß ist, und welche etwaige relevante Überlassungsbestimmungen bereitstellt.
  • Nehmen wir erneut auf 5 Bezug, so empfängt der IFS 200 die Antwort von dem Cache-Prozessor 208 in Schritt 530. Als nächstes, in Schritt 532, vergleicht der IFS 200 die dem Parse-Verfahren unterzogenen Felder in der Nutzlast (z.B. Quell-IP, Ziel-IP und Quell-Socket-3-Tupel) mit demjenigen, die in der Tabelle für momentane Verbindungen gelistet sind. Wenn es in Schritt 534 keine Übereinstimmung gibt, muss der IFS 200 feststellen, ob eine neue Verbindung vorhanden ist, und zwar in Schritt 536 (oder ob das Paket Teil einer bestehenden virtuellen Leitung ist). Dies erfolgt durch Feststellen, und zwar durch Untersuchen der Header-Merker (SYN) in dem ersten Paket, das der IFS für die Verbindung empfangen hat. Wenn der SYN-Merker nicht gesetzt ist, wird angenommen, dass das Paket nicht zu einer existierenden virtuellen Leitung gehört, und wenn der SYN-Merker gesetzt ist, wird angenommen, dass das Paket zu einer virtuellen Leitung gehört, die zwischen dem Client und einem Ursprungsserver aufgebaut worden ist, bevor der Server "heiß" wurde. Wenn die Verbindung neu ist, wird die Tabelle für momentane Verbindungen in Schritt 540 aktualisiert, indem ein neuer Eintrag hinzugefügt wird, der zumindest die Quell-IP, Ziel-IP und das Quell-Socket-3-Tupel der Paket-Nutzlast enthält.
  • Egal ob die Verbindung neu oder alt ist, stellt der IFS als nächstes fest, ob der URL in der Paket-Nutzlast heiß ist, und zwar in Schritt 544. Wenn der URL nicht heiß ist, geht der IFS zu Schritt 548 über. In Schritt 548 setzt der IFS das Paket wieder zusammen, und in Schritt 552 sendet er das Paket an den Ursprungsserver. Der IFS kehrt dann zu Schritt 500 zurück, um das nächste Paket zu verarbeiten.
  • Wenn die Paket-Nutzlast in Schritt 544 heiß ist, stellt der IFS in Schritt 556 die relevante heiße oder Cache-Server-Adresse fest. Dies erfolgt, indem die Liste mit heißen IP-Adressen und Überlassungsbestimmungen, die von dem Cache-Prozessor 208 erhalten wurde, untersucht wird, wobei die Warteschlangen einer jeweiligen der IP-Adressen entsprechen (um zu bestimmen, welcher Cache-Server die kürzeste Warteschlange aufweist) und/oder die Regeln/Verfahrensweisen in dem Speicher des IFS. In Schritt 560 wird das Paket wieder mit der relevanten IP-Adresse zusammengesetzt und wird in Schritt 564 an den relevanten Cache-Server gesendet. Bei einer Konfiguration nutzt der IFS das Cache Array Routine Protocol (CARP), um im Cache ablegbare URL-Objekte auf die Cache-Server zu verteilen. Der höchste Wert von Hash-Berechnungen von Kennungen von Cache-Proxyelementen und des angefragten URL liefern einen Pfad mit deterministischer Routing-Auflösung. Es ist nur eine minimale Neuzuordnung von URL-Cache-Speicherstellen erforderlich, da URLs zu dem Cache-Proxy mit dem höchsten Hash-Wert geleitet werden.
  • Der IFS wiederholt dann Schritt 500 für das nächste zu empfangende Paket.
  • Kehren wir wieder zu Schritt 534 zurück, so wird, wenn eine momentane Verbindung oder eine existierende virtuelle Leitung vorhanden ist, das Paket in Schritt 580 zu dem Ursprungsserver weitergeleitet und der IFS kehrt zu Schritt 500 zurück.
  • Nachdem Inhalt "heiß" geworden ist, stellt/stellen ein oder mehrere Cache-Server eine Verbindung mit dem Ursprungsserver her, der den Inhalt enthält. Der/die Cache-Server beschafft/beschaffen eine Kopie des URL von dem Ursprungsserver und beginnt/beginnen, den URL aus seinem/ihrem eigenen Cache zu bedienen.
  • Die Funktionsweise der Cache-Server soll nun mit Bezug auf 8 diskutiert werden. In Schritt 800 empfängt der Cache-Server die Transaktionsanfrage von dem Content-Director. In Schritt 804 muss der empfangende Cache-Server feststellen, ob er das Paket bedienen kann. Der Server kann das Paket nicht bedienen, wenn der Server noch nicht den speziellen URL in dem Paket im Cache abgelegt hat, wenn er zum ersten Mal empfangen wurde, wenn die Paketanfragemethode keine HTTP GET-Anfrage ist und/oder die Anfrage keine im Cache ablegbare Anfrage darstellt. Wenn der Cache-Server das Paket nicht bedienen kann, adressiert der Cache-Server in Schritt 806 das Paket um und sendet das Paket an den Ursprungsserver.
  • Wenn der Cache-Server das Paket bedienen kann, verarbeitet der Cache-Server das Paket in Schritt 810. Der Cache-Server adressiert das Paket um und leitet das Paket über eine neue oder bestehende Verbindung zu dem Ursprungsserver um. Der Ursprungsserver sendet den URL an den Cache-Server zurück (wenn der URL im Cache ablegbar ist). Der Cache-Server speichert eine Kopie des URL und sendet eine weitere Kopie an den Client zurück.
  • Der Cache-Server holt in Schritt 808 vorausschauend weiteren Inhalt (oder Sub-URLs) oder Pipelines, basierend auf dem Nachfragegrad der Sub-URLs, auf die in dem Inhalt Bezug genommen wird, entsprechend dem URL in der momentanen Transaktionsanfrage. Wenn beispielsweise zwei Sub-URLs in dem Inhalt zitiert sind und jeder Sub-URL einen anderen Nachfragegrad (eine unterschiedliche Anzahl von Treffern in seinem entsprechenden Trefferzähler) aufweist, nimmt der Cache-Server an, dass der Sub-URL mit der größten Anzahl von Treffern der nächste URL sein wird, der von dem Client angefragt wird. Der Cache-Server kann den dem URL entsprechenden Inhalt (oder den URL selbst) abrufen, bevor die nächste Transaktionsanfrage von dem Client erhalten wird. Die Zeit, die zur Verarbeitung der letzteren Anfrage erforderlich ist, wird dadurch stark verkürzt.
  • In Schritt 812 kann der Cache-Server den im Cache abzulegenden Inhalt an Speicherstellen speichern, die für den effizientesten Betrieb der Serverfarm sorgen. Beispielsweise kann in einem geographisch verteilten Server-Cluster der Inhalt, welcher heiß ist, je nach geographischem Bereich oder Standort variieren. Beispielsweise kann ein ausgewählter Inhalt in einer ersten Region einen ersten Nachfragegrad aufweisen und in einer zweiten, anderen Region einen zweiten, anderen Nachfragegrad aufweisen. Der Inhalt kann daher in derjenigen Region im Cache abgelegt werden, in welcher der Inhalt am heißesten ist. Auf diese Weise würde der Cache-Server in der ersten Region anderen zwischengespeicherten Inhalt als ein Cache-Server in der zweiten Region aufweisen. Alternativ kann der heiße Inhalt als Teil des gleichen Server-Clusters gespeichert werden, in welchem verknüpfter heißer Inhalt gespeichert ist. Mit anderen Worten, wenn ausgewählter Inhalt heiß ist, wird etwaiger Inhalt, der mit diesem Inhalt verknüpft ist (egal ob heiß oder nicht), kopiert und in dem gleichen Cache-Server-Cluster mit dem heißen Inhalt gespeichert. Bei einer anderen Konfiguration können die mit einem heißen URL verknüpften URLs mittels bekannter Verfahren an den heißen URL gekoppelt werden. Bei einer weiteren Konfiguration werden Server-Cluster derart abgestuft, dass bestimmte Server-Cluster Informationen mit einem ersten Nachfragegrad (oder höher) speichern und ein zweiter, anderer Satz von Server-Clustern Informationen mit einem zweiten Nachfragegrad (der geringer als der erste Nachfragegrad ist) und heißerem Inhalt (aber nicht so heiß wie der erste Nachfragegrad) speichern. Bei einer anderen Konfiguration wird Inhalt, der mit heißem Inhalt verknüpft ist (selbst wenn der verknüpfte Inhalt nicht heiß ist) in unmittelbarer Nähe zu dem heißen Inhalt gespeichert (beispielsweise in dem gleichen Cache-Server oder Cache-Server-Cluster).
  • Bei einer Konfiguration basiert die Lage des Inhalts in dem Cache-Server auf dem Nachfragegrad des Inhalts. Mit anderen Worten, wenn Inhalt stärker nachgefragt wird, also "heißer" wird, wird der Inhalt an eine besser zugängliche oder höhere Stelle in dem Cache-Server verschoben, sodass das erste und am besten zugängliche Element in dem Cache-Server die häufigsten (und daher höchste Anzahl von) Treffer(n) aufweist und das am schlechtesten zugängliche oder unterste Element in dem Cache die seltensten (oder geringste Anzahl von) Treffer(n) aufweist. Der Content-Director 100 kann also die verschiedenen Cache-Server anweisen, die Speicheradressen für Inhalt auf Basis der fluktuierenden Nachfragegrade des Inhalts im Zeitverlauf umzupositionieren oder umzuordnen. Anders ausgedrückt kann der Content-Director zu einem ersten Zeitpunkt einen Cache-Server instruieren, einen ersten Inhalt an eine erste Position in dem Inhaltestapel in dem Server zu verschieben, und kann zu einem zweiten Zeitpunkt den Cache-Server instruieren, das erste Element an eine zweite, niedrigere oder höhere Position in dem Stapel zu verschieben, wobei die Häufigkeit von Treffern für den Inhalt zum ersten und zum zweiten Zeitpunkt unterschiedlich ist.
  • Wie zu erkennen sein wird, prüfen oder revalidieren die Cache-Server periodisch auf Anfrage die Aktualität der Cache-Inhalte. Die Cache-Server initiieren einen Ablauf-Zeitgeber an jedem im Cache ablegbaren Objekt auf Basis der Popularität des Objekts und des maximalen Alters sowie des von den Daten-Servern gewährten Zeitpunkts der letzten Modifizierung.
  • Nehmen wir erneut auf 1 Bezug, so bilden mehrere Content-Directors 100a–n einen Cluster, um die Redundanz und das Funktionsverhalten zu verbessern, indem das Wissen über die von Serverapplikationen eingeführten Invarianten (Digest, Tag und Cookie) gemeinsam genutzt wird. Die gemeinsam genutzten Informationen werden auf alle Clusterelemente verteilt, wie durch die Verbindung 136 gezeigt ist. Kein einziger Knoten stellt einen einzigen Ausfallpunkt dar. Beim Clusterübergang bei einem Hinzufügen oder Herausnehmen eines Content-Directors braucht nur ein Bruchteil der gemeinsam genutzten Informationen umverteilt zu werden.
  • Wie zu erkennen sein wird, bietet das Zugreifen auf Informationen tief unten in den Content-Directors der Anwendungsschicht die Möglichkeiten, bestimmte vordefinierte Verkehrsgrundsätze und Diensteklassen durchzusetzen. Der Content-Director kann Datenflussmuster der Serverfarm zur Einrichtung erlernen, und zwar indem Dienste ausgeliefert werden, die auf die schnellen Bedarfsänderungen und authentifizierte Nutzer im Hinblick auf eine Dienstedifferenzierung angepasst sind. Er kann eine Datenfluss-Filterung, Klassifizierung, Lernen, Prioritätsformung und Weiterleitung ausführen. Angesichts der Kenntnis des Inhalts kann er im Cache ablegbare von nicht im Cache ablegbaren URL-Anfragen trennen, sie zu Servern leiten, die möglicherweise besser in der Lage sind, die Anfragen abzuwickeln, oder sogar Anfragen aus ihrem eigenen Cache bedienen.
  • FUNKTIONSWEISE DES CONTENT-DIRECTORS FÜR AUSGEHENDE PAKETE
  • Nehmen wir nun auf 9 Bezug, so soll nun die Funktionsweise des IFS bezüglich abgehender Paketdatenflüsse diskutiert werden. In Schritt 900 empfängt der IFS die Antwort von dem jeweiligen Server. Der IFS empfängt alle ausgehenden Pakete oder HTTP-Antworten. In Schritt 904 unterzieht der IFS die ausgewählten Felder einem Parse-Verfahren (typischerweise die gleichen Felder, die für ein eingehendes Paket einem Parse-Verfahren unterzogen werden). In Schritt 908 stellt der IFS fest, ob sich der Content-Director im (bereits diskutierten) Tag-Bildungs-Modus befindet. Wenn sich der Content-Director im Tag-Bildungs-Modus befindet, stellt der IFS in Schritt 912 fest, ob der Cookie in dem Paket ein neuer Cookie ist. Ist dies der Fall, so generiert der IFS in Schritt 916 das Tag, hängt das Tag in Schritt 920 an den Cookie an und sendet in Schritt 924 das Tag an den Cache-Prozessor. Der IFS geht dann zu Schritt 928 über (später diskutiert). Wenn der Cookie nicht neu ist, nimmt der IFS an, dass der Cookie bereits ein Tag enthält und geht zu dem (später diskutierten) Schritt 928 über. Wenn sich der Content-Director nicht im Tag-Bildungs-Modus befindet, sendet der IFS in Schritt 932 die quell- und zielbezogenen Invarianten an den Cache-Prozessor. Der Cache-Prozessor stellt fest, ob die dem Parse-Verfahren unterzogenen Felder in der Tabelle für heiße URL vorhanden sind, und falls nicht, leitet er die Felder an den Digest-Generator weiter. Der Digest-Generator generiert einen Digest-Wert und erzeugt einen Datensatz in dem Digest-Speicher. Der Digest-Wert wird an den Cache-Prozessor zurückgesendet, welcher einen Datensatz in der URL-Tabelle an der Speicherstelle, die dem Digest-Wert entspricht, erzeugt. Der IFS setzt dann in Schritt 928 das Paket wieder zusammen und sendet das Paket in Schritt 936 über den SSL-Prozessor an den Client.
  • Obgleich die Erfindung speziell mit Bezugnahme auf eine Software-basierte Implementierung beschrieben ist, sollte verstanden werden, dass die Erfindung auch als Hardware-basierte Einrichtung verkörpert sein kann (beispielsweise als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder ASIC) oder eine Kombination aus Hardware- und Software-basierten Einrichtungen.
  • Obgleich die Erfindung mit Bezug auf das Internet beschrieben ist, sollte verstanden werden, dass die Erfindung in anderen Netztopologien angewendet werden kann, egal ob das Netz leitungs- oder paketvermittelt ist, verbindungslos oder verbindungsorientiert ist, synchron oder asynchron ist, eine serielle oder parallele Übertragung nutzt und/oder eine Client/Server- oder Peer-to-Peer-Architektur und/oder andere Netzanwendungen nutzt. Eine andere Applikations-Invariante kann neben einem Cookie oder einem URL genutzt werden, um den Nachfragegrad zu bestimmen, oder für die Tag-Bildung.
  • Eine Reihe von Varianten und Modifikationen der Erfindung kann genutzt werden. Es wäre möglich, einige Merkmale der Erfindung vorzusehen, ohne dass andere bereitgestellt werden. Beispielsweise könnte der Content-Director bei einer alternativen Ausführungsform auch die Antworten von den Servern zu den Clients auf Nutzlast-Informationen hin (z.B. Quell-IP, Ziel-IP, Cookie-Name und -Wert, usw.) einem Parse-Verfahren unterziehen. Diese Informationen können zu der Tabelle für momentane Verbindungen oder der Tabelle für heiße URL oder mehreren dieser hinzugefügt werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, das umfassendere Informationen, was die Verkehrsflüsse in die Serverfarm hinein und aus dieser heraus betrifft, bereitgestellt werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform kann zwischen den Cache-Servern und den Datenservern eine leitungsgebundene Verbindung mit Aufrechterhaltungsschema beibehalten werden, um eine zuvor geöffnete Verbindung erneut zu nutzen und die Auslieferung von nicht zwischengespeicherten Inhalten beschleunigen zu helfen. Mit Leitungsbindung von Inhalt können sogar parallele Verbindungen zu den Datenservern geöffnet werden, um gleichzeitig alle in einer Seite eingebetteten Objekte herunterzuladen, wodurch Latenzen überwunden werden, die durch den Hin- und Herladeprozess des Webs bewirkt werden. Viele Webseiten weisen eingebettete Bezüge auf. Während die Ankerseite abgebildet wird, tätigt der Browser neue Anfragen, um die eingebetteten Bezüge abzurufen. Ein intelligenter Cache-Prozessor kann den zurückgesendeten Inhalt absuchen, um die eingebetteten Objekte im Vorgriff auf spätere Anfragen bereits zuvor zu holen.
  • Bei einer noch anderen alternativen Ausführungsform trennt der Content-Director Server für statische Inhalte von Servern für dynamische Inhalte in der Farm auf Basis des anfordernden URL und des Typs des Inhalts. Eine Revalidierung braucht nur zu Servern für statische Inhalte gesendet zu werden. Der Content-Director kann bezüglich der Verfahrensweisen der Aktualisierung von Inhalten in Kenntnis gesetzt werden und kann diese Objekte zu dem Zeitpunkt, wenn diese aktualisiert werden, bereinigen. Server können automatisch oder manuell Inhaltsaktualisierungen auf den Content-Director schieben.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform kann der Content-Director ermöglichen, die Grundsatzregeln zu konfigurieren, die eine Aktion (Laden/Lenken/Zwischenspeichern) für eine jeweilige Anfrage spezifizieren, die mit einigen oder allen folgenden Elementen übereinstimmt: Quell-IP-Adresse, URL, Inhaltstyp oder Cookie. Eine "Last"-Regel kann genutzt werden, um alle Anfragen für bestimmte Inhalte basierend auf dem momentanen Lastzustand zu dem am besten geeigneten Server zu leiten. Eine "Lenk"-Regel wird die Anfragen nach anderen Inhalten zu spezifizierten Servern lenken, und eine "Cache"-Regel wird gestatten, dass der Content-Director mit Inhalten aus einem Cache-Proxy dient.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform wird von dem Content-Director ein Squid Web Proxy Cache genutzt. Der Squid-Code nutzt eine nicht blockierende E/A für Socket- und Datei-Lese/Schreibvorgänge, um Prozesserzeugungs- und Synchronisations-Overhead zu vermeiden. Der Content-Director sucht den Cookie ab und setzt Cookie-MIME-Header, speichert alle Cookies in einer Datenbank und hält Cookie-Verfahrensweisen aufrecht. Alle anderen Cache-Funktionen werden aus dem Code entfernt. Squid nutzt ein unterlegtes Dateisystem, um zwischengespeicherte Objekte zu speichern.
  • Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann der URL für eine Speicherliste in dem Speicher einem Hash-Verfahren unterzogen werden und einem Plattenspeicher mit fester Größe zugeordnet werden, um das Dateisystem zu umgehen.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Vermitteln von Transaktionsanforderungen zwischen einer Mehrzahl von Informationsservern (108, 112, 116), wovon zumindest einer ein Cache-Server (116) ist, wobei die Informationsserver (108, 112, 116) gemeinsame replizierte Informationen bereitstellen und eine gemeinsame Adresse in dem Netzwerk (132) haben, wobei die Netzwerkvermittlungseinrichtung von einem Client eine Transaktionsanforderung empfängt, wobei die Transaktionsanforderung replizierte Informationen anfordert, die von den Informationsservern (108, 112, 116) bereitgestellt werden, und die Netzwerkvermittlungseinrichtung (100) ein oder mehrere ausgewählte Felder in der Transaktionsanforderung sowie in einer Transaktionsantwort auf die Transaktionsanforderung einem Parse-Verfahren unterzieht, um ein oder mehrere ausgewählte Felder zu identifizieren, wobei das Verfahren folgende weitere Schritte umfasst: Bestimmen eines Digest-Wertes (300) auf Basis von Feldinformationen in zumindest einem der ausgewählten Felder, gekennzeichnet durch Speichern ausgewählter Informationen, die der Transaktionsanforderung entsprechen, an einer Adresse, und zwar auf Basis des Digest-Wertes (300), wobei die Netzwerkvermittlungseinrichtung (100) ein Tag generiert (916, 508) und das generierte Tag an einen Cookie anhängt (920, 508), der zuvor von einem ausgewählten der Mehrzahl von Informationsservern generierten worden ist, wobei das generierte Tag einem der Informationsserver (108, 112, 116) zugeordnet ist, der dazu ausgewählt ist, die Transaktionsanforderung und nachfolgend empfangene, das Tag enthaltende Transaktionsanforderungen zu bedienen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Transaktionsanforderung oder Transaktionsantwort als Hypertexttransferprotokoll (HTTP) vorliegt, der Digest-Wert (300) mittels einer Hashing-Funktion generiert wird und die Feldinformationen, die zum Bestimmen des Digest-Wertes genutzt werden, zumindest entweder ein Universal Resource Locator (URL) oder der Cookie sind, wobei die Transaktionsanforderung den von dem ausgewählten Informationsserver (108, 112, 116) generierten Cookie enthält und wobei das Tag weniger Bits als der Cookie umfasst und den ausgewählten Informationsserver (108, 112, 116) identifiziert.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem das Tag eine eindeutige Kennung des ausgewählten Informationsservers (108, 112, 116) umfasst, wobei das Tag mit dem Cookie verkettet wird und wobei die Transaktionsanforderungen in Chiffretext vorliegt, und welches ferner nach dem Empfangsschritt und vor dem Parse-Schritt umfasst: Entschlüsseln der Transaktionsanforderung, um Klartext-Transaktionsanforderungen für den Parser bereitzustellen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Speicherschritt umfasst: zumindest entweder Inkrementieren oder Dekrementieren eines Trefferzählers, wobei der Trefferzähler einer Inhaltsadresse (304) für spezifische replizierte Informationen zugeordnet ist und eine Anzahl der Fälle in einer vorgegebenen Zeitspanne angibt, in welchen die entsprechenden spezifischen replizierte Informationen durch Transaktionsanforderungen angefordert werden; Feststellen, ob der Trefferzähler zumindest entweder einem vorgegebenen Schwellwert gleichkommt oder diesen übersteigt, wenn der Trefferzähler inkrementiert wird, oder zumindest entweder dem vorgegebenen Schwellwert gleichkommt oder diesen unterschreitet, wenn der Trefferzähler dekrementiert wird; wobei, wenn der Trefferzähler zumindest entweder einem vorgegebenen Schwellwert gleichkommt oder diesen übersteigt, wenn der Trefferzähler inkrementiert wird, oder zumindest entweder dem vorgegebenen Schwellwert gleichkommt oder diesen unterschreitet, wenn der Trefferzähler dekrementiert wird, die entsprechenden spezifischen replizierten Informationen in dem Cache-Server (116) abgelegt werden und die Transaktionsanforderung an den Cache-Server (116) weitergeleitet wird; und Aktualisieren eines den gespeicherten Informationen zugeordneten Zeitstempels.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die replizierten Informationen, die der Transaktionsanforderung entsprechen, eine Mehrzahl von Universal Resource Locators (URLs) identifizieren, die alle jeweils replizierten Informationen zugeordnet sind, und ferner umfassend: Feststellen, welche der Mehrzahl von URLs am wahrscheinlichsten von dem Client in einer nächsten Transaktionsanforderung angefordert wird; und Abrufen der replizierten Informationen, die dem bestimmten URL entsprechen, im Vorgriff auf den Empfang der nächsten Transaktionsanforderung.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem der Feststellungsschritt in einem Digest-Bildungs-Betriebsmodus ausgeführt wird, und welches ferner, in einen Tag-Bildungs-Betriebsmodus, umfasst: Generieren des Tags, das den ausgewählten Informationsserver (108, 112, 116) identifiziert; und Verketten des Tags mit dem in dem Parse-Schritt identifizierten Cookie, wobei der Digest-Bildungsmodus und der Tag-Bildungsmodus zu unterschiedlichen Zeiten ausgeführt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Feststellen, ob die Transaktionsanforderung Teil einer bestehenden Verbindung zwischen dem zugeordneten Informationsserver (108, 112, 116) und dem Client ist; wenn die Transaktionsanforderung Teil einer bestehenden Verbindung ist, Weiterleiten der Transaktionsanforderung an den entsprechenden Informationsserver (108, 112, 116); und wenn die Transaktionsanforderung nicht Teil einer bestehenden Verbindung ist und ein Trefferzähler zumindest entweder einem vorgegebenen Wert gleichkommt oder diesen übersteigt, Weiterleiten der Transaktion an den von dem entsprechenden Informationsserver (108, 112, 116) verschiedenen Cache-Server (116).
  8. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem der Trefferzähler zumindest entweder einem vorgegebenen Schwellwert gleichkommt oder diesen übersteigt, wenn der Trefferzähler inkrementiert wird, oder zumindest entweder dem vorgegebenen Schwellwert gleichkommt oder diesen unterschreitet, wenn der Trefferzähler dekrementiert wird, und welches ferner umfasst: Feststellen, ob die Transaktionsanforderung von einem Cache-Server (116) bedient werden kann; und falls die Transaktionsanforderung von dem Cache-Server (116) nicht bedient werden kann, Weiterleiten der Transaktionsanforderung an den entsprechenden Informationsserver (108, 112).
  9. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: wenn ein Trefferzähler zumindest entweder einem vorgegebenen Schwellwert gleichkommt oder diesen übersteigt, Übertragen des der Transaktionsanforderung zugeordneten Inhalts von dem entsprechenden Informationsserver an einen Cache-Server (116), wobei eine gespeicherte Adresse in dem Cache-Server (116) auf Basis eines Zählwerts des Trefferzählers ausgewählt wird.
  10. System zum Vermitteln von Transaktionsanforderungen zwischen einer Mehrzahl von Informationsservereinrichtungen (108, 112, 116), die eine gleiche Netzwerkadresse (132) haben und gemeinsame replizierte Informationen bereitstellen, wobei das System einen Eingangsport (120) umfasst, um eine Transaktionsanforderung zu empfangen, welche replizierte Informationen anfordert, die von der Mehrzahl von Informationsservereinrichtungen (108, 112, 116) bereitgestellt werden, wobei die Transaktionsanforderung von einem Client empfangen wird; und eine Parse-Einrichtung (200), um ein oder mehrere ausgewählte Felder in der Transaktionsanforderung sowie in einer Transaktionsantwort auf die Transaktionsanforderung einem Parse-Verfahren zu unterziehen, wobei die Parse-Einrichtung (200) in der dem Parse-Verfahren unterzogenen Transaktionsanforderung oder Transaktionsantwort einen Cookie identifiziert, wobei der Cookie von einer ausgewählten der Mehrzahl von Servereinrichtungen (108, 112, 116) generiert worden ist, die zuvor zugeordnet worden ist, um die angeforderten replizierten Informationen für den Client bereitzustellen; eine Feststellungseinrichtung (216) zum Bestimmen eines Digest-Wertes (300) auf Basis von Feldinformationen in zumindest einem der ausgewählten Felder; dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst: eine Speichereinrichtung (212) zum Speichern ausgewählter Informationen, die der Transaktionsanforderung entsprechen, an einer Adresse, und zwar auf Basis des Digest-Wertes; und eine Netzwerkvermittlungseinrichtung (200) zum Generieren eines Tags (916, 508) und Verketten des generierten Tags (920, 508) mit dem Cookie, wobei das generierte Tag der ausgewählten der Mehrzahl von Servereinrichtungen zugeordnet ist, welche ausgewählt worden ist, um die Transaktionsanforderung und nachfolgend empfangene, dieses Tag enthaltende Transaktionsanforderungen abzuwickeln.
  11. System nach Anspruch 10, bei welchem die dem Parse-Verfahren unterzogene Transaktionsanforderung oder Transaktionsantwort als Hypertexttransferprotokoll (HTTP) vorliegt, wobei die Feststellungseinrichtung (216) den Digest-Wert (300) unter Verwendung einer Hashing-Funktion bestimmt, wobei die Feldinformationen, die zum Bestimmen des Digest-Wertes genutzt werden, zumindest entweder ein Universal Resource Locator oder der Cookie sind.
  12. System nach Anspruch 10, bei welchem die Transaktionsanforderung in Chiffretext vorliegt und welches ferner zwischen dem Eingangsport (120) und der Parse-Einrichtung (200) umfasst: eine Entschlüsselungseinrichtung zum Entschlüsseln der Transaktionsanforderung und zum Bereitstellen von Klartext-Transaktionsanforderungen für die Parse-Einrichtung (200); Tabellenmittel für Verbindungen, welche aktive Verbindungen zwischen der Mehrzahl der Servereinrichtungen (108, 112, 116) und dem Client auflisten; eine Cache-Einrichtung (212) zum Speichern einer Mehrzahl von Objekten, welche Transaktionsanforderungen entsprechen, die zumindest einer der Mehrzahl von Servereinrichtungen (108, 112, 116) zugeordnet sind, wobei die Objekte Feldinformationen in zumindest einem der ausgewählten Felder umfassen, die durch die Parse-Einrichtung (200) lokalisiert werden und von dieser empfangen werden, wobei die gespeicherten, ausgewählten Informationen in der Cache-Einrichtung (212) gespeichert sind und wobei die Mehrzahl von Objekten in der Cache-Einrichtung (212) eine Mehrzahl von Inhaltsadressen für spezifische replizierte Informationen umfasst, sowie einen entsprechenden Trefferzähler, welcher eine Anzahl der Fälle in einer vorgegebenen Zeitspanne zeigt, in welchen die spezifischen replizierten Informationen durch Transaktionsanforderungen angefordert werden.
  13. System nach Anspruch 10, ferner umfassend: eine Leiteinrichtung (200) zum Leiten der Transaktionsanforderung an einen Cache-Server (116), der sich von der ausgewählten der Mehrzahl von Servereinrichtungen (108, 112) unterscheidet, und bei welchem die Speichereinrichtung umfasst: Inkrementierungsmittel zum Inkrementieren eines Trefferzählers; zweite Feststellungsmittel, um zu bestimmen, ob der Trefferzähler zumindest entweder einem vorgegebenen Schwellwert gleichkommt oder diesen übersteigt; Aktualisierungsmittel zum Aktualisieren eines den gespeicherten Informationen zugeordneten Zeitstempels; dritte Feststellungsmittel (200), um, wenn der Trefferzähler zumindest entweder dem vorgegebenen Schwellwert gleichkommt oder diesen übersteigt, eine Mehrzahl von Netzwerkadressen festzustellen, die den replizierten Informationen zugeordnet sind, auf welche sich die Transaktionsanforderung bezieht.
  14. System nach Anspruch 10, bei welchem, wenn der Trefferzähler zumindest entweder dem vorgegebenen Schwellwert gleichkommt oder diesen übersteigt, die replizierten Informationen, auf welche sich die Transaktionsanforderung bezieht, in einer Mehrzahl von Cache-Servern (116) gespeichert werden, wobei die Mehrzahl von Netzwerkadressen der Mehrzahl von Cache-Servern (116) zugeordnet ist; und welches ferner umfasst: eine Leiteinrichtung (200) zum Leiten von Transaktionsanforderungen, welche die im Cache abgelegten, replizierten Informationen anfordern, an einen ausgewählten der Cache-Server; und eine Cache-Prozessoreinrichtung (208), um die Leiteinrichtung (200) über die Mehrzahl von Netzwerkadressen zu informieren, welche den replizierten Informationen zugeordnet sind und welche Überlassungsbestimmungen entsprechen.
  15. System nach Anspruch 10, ferner umfassend: zweite Feststellungsmittel (200) zum Bestimmen, ob die Transaktionsanforderung Teil einer bestehenden Verbindung zwischen der zugeordneten Informationsservereinrichtung (108, 112, 116) und einem Client ist; wenn die Transaktionsanforderung Teil einer bestehenden Verbindung ist, eine Weiterleitungseinrichtung (200) zum Weiterleiten der Transaktionsanforderung an die zugeordnete Informationsservereinrichtung (108, 112, 116); und wobei wenn die Transaktionsanforderung nicht Teil einer bestehenden Verbindung ist und ein Trefferzähler zumindest entweder einem vorgegebenen Wert gleichkommt oder diesen übersteigt, die Weiterleitungseinrichtung (200) die Transaktion an eine zugeordnete, von der Mehrzahl der Servereinrichtungen (108, 112) verschiedene Informationsservereinrichtung (108, 112, 116) weiterleitet.
  16. System nach Anspruch 10, ferner umfassend: zweite Feststellungsmittel (200) zum Bestimmen, ob die Transaktionsanforderung durch die zugeordneten Informationsservereinrichtungen (108, 112, 116) bedient werden kann; und, falls die Transaktionsanforderung von den zugeordneten Informationsservereinrichtungen (108, 112, 116) nicht bedient werden kann, eine Weiterleitungseinrichtung (200) zum Weiterleiten der Transaktionsanforderung an eine ausgewählte der Mehrzahl von Servereinrichtungen (108, 112) und wobei der Digest-Wert (300) einen Hash-Wert an einem den ausgewählten replizierten Informationen zugeordneten University Resource Locator darstellt.
  17. System nach Anspruch 10, ferner umfassend: wenn ein Trefferzähler zumindest entweder einem vorgegebenen Schwellwert gleichkommt oder diesen übersteigt, eine Übertragungseinrichtung (100) zum Übermitteln des der Transaktionsanforderung zugeordneten Inhalts von der Mehrzahl der Servereinrichtungen (108, 112) an einen Cache-Server (116); und ferner umfassend: Tabellenmittel für heiße Universal Resource Locators (URLs), um eine Mehrzahl von Digest-Werten zu unterhalten, die den URLs zugeordnet sind, welche den replizierten Informationen entsprechen, für welche der Trefferzähler zumindest entweder dem vorgegebenen Schwellwert gleichkommt oder diesen übersteigt, wobei die Position der Digest-Werte in den Tabellenmitteln für heiße URLs auf die Digest-Werte bezogen ist.
  18. Computerlesbares Medium, welches Befehle zum Ausführen der Schritte entsprechend Anspruch 1 umfasst.
  19. Anwendungsspezifische integrierte Schaltung, die dafür ausgelegt ist, die Schritte entsprechend Anspruch 1 auszuführen.
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