KR100440661B1 - 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템 및 그 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 네트워크망을 통해 필요한 데이터를 송수신하는 클라이언트와 서버로 이루어지는 네트워크 시스템에서, 상기 클라이언트와 서버 사이에 연결되어 상기 클라이언트가 요청한 정보 및 상기 서버가 제공하는 정보를 저장함으로써 상기 서버의 부하를 방지하는 스위치 수단을 포함하여 구성함으로써, 상기 클라이언트가 요청한 정보가 상기 스위치 수단에 저장된 정보인 경우 상기 저장된 정보가 상기 클라이언트로 전송될 수 있도록 하여 상기 서버의 연결양을 감소시킬 수 있고 이로 인해 상기 클라이언트의 응답속도 및 서버의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Description

캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템 및 그 동작방법{Network system and operating method for the same including caching technology}
본 발명은 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템 및 그 동작방한 것으로서, 특히 클라이언트와 서버로 구성되는 네트워크 시스템에서 서버의 부하를 감소시킴으로써 상기 클라이언트와 서버가 보다 빠른 속도로 데이터를 송수신하도록 하는 동시에 그 구축이 간소화될 수 있도록 하는 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.
클라이언트/서버는 두 개의 컴퓨터 프로그램 사이에 이루어지는 역할 관계를 나타내는 것이다. 클라이언트는 다른 프로그램에게 서비스를 요청하는 프로그램이며, 서버는 그 요청에 대해 응답을 해주는 프로그램이다. 클라이언트/서버 개념은 단일 컴퓨터 내에서도 적용될 수 있지만, 네트워크 환경에서 더 큰 의미를 가진다.
네트워크상에서 클라이언트/서버 모델은 여러 다른 지역에 걸쳐 분산되어 있는 프로그램들을 연결시켜주는 편리한 수단을 제공한다, 특히, 클라이언트/서버 모델은 네트워크 컴퓨팅의 주요 개념이다. 즉, 오늘날 말들어지고 있는 대부분의 업무용 프로그램들은 클라이언트/서버 모델을 적용하고 있으며, 인터넷의 주요 프로그램인 TCP/IP 또한 마찬가지이다. 인터넷의 경우를 예를 들면 웹 브라우저는 인터넷상의 어딘가에 위치한 웹서버에게 웹 페이지나 파일의 전송을 요구하는 클라이언트 프로그램이다.
흔히들, 네트워크 시스템이라 함은 상기 클라이언트/서버 모델에 따른 역할을 수행하는 다수개의 PC 등으로 이루어지는 클라이언트와, 상기 클라이언트로 정보를 제공하도록 웹 상에 구축된 서버와, 상기 클라이언트 및 상기 서버가 데이터를 송수신할 수 있도록 상기 클라이언트와 상기 서버를 연결하는 연결수단 등을 포함하여 네트워크망에 형성된 시스템을 뜻한다.
도1 은 상기한 네트워크 시스템의 구성을 도시한 블럭도로써, 네트워크망(I1)을 통해 필요로 하는 정보를 송수신하는 다수개의 클라이언트(A1~An)와, 상기 클라이언트(A1~An)가 서버(B1~Bn)로 접속 및 정보제공 요청시 상기 요청과 상기 서버에서 제공하는 정보의 네트워크망 내 경로를 설정해주는 라우터(1)와, 상기 라우터(1)와 서버(B1~Bn) 사이에 연결되는 스위치(2)와, 상기 스위치(2)에 연결되어 상기 클라이언트(A1~An)의 요청에 대한 결과를 저장하여 같은 요청이 반복되어 발생될 경우 캐시(Cache)된 데이터를 클라이언트에게 제공하는 캐시수단(3)으로 구성된다.
여기서, 상기 스위치(3)로는 L2/L3/L4/L7스위치가 사용될 수 있으며, 일반적으로 상기 서버(B1~Bn)가 많은 클라이언트의 요구를 처리할 수 있도록 서버의 부하를 여러대의 서버로 분산시킬 수 있는 L4 스위치가 사용된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 기술에 따른 네트워크 시스템은 다수개의 스위치 및 캐시수단등을 사용하여 시스템을 구성할 경우 전문 지식을 갖지 않은 사용자가 네트워크 시스템을 구축 및 관리하기가 힘들뿐만 아니라, 데이터 송수신시 통과하는 기기들이 많아짐에 따라 클라이언트의 응답시간이 저하되는 경우가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 클라이언트의 정보요청에 따라 서버가 제공하는 정보를 저장하여 상기 클라이언트가 저장된 정보를 재차 요청시 상기 저장된 정보를 상기 클라이언트로 전송할 수 있도록 하는 스위치 수단을 포함하여 구성되어 데이터 송수신속도를 향상시킬 수 있도록 하는 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템 및 그 동작방법을 제공하는데 있다.
도1 은 종래의 기술에 따른 네트워크 시스템의 구성이 도시된 도,
도2 는 본 발명에 따른 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템의 구성이 도시된 도,
도3 은 본 발명에 따른 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템의 스위칭 수단이 도시된 도,
도4 는 본 발명에 따른 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템의 동작 방법이 도시된 도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
C1: 클라이언트 S1: 서버
N: 네트워크 1: 라우터
10: 스위치 수단 20: 제1 네트워크 연결수단
30: 제2 네트워크 연결수단 40: 캐시부
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 캐싱기능을 포트워크 시스템의 특징에 따르면, 네트워크망과 연결되어 상기 네트워크망을 통해 필요에 따른 데이터를 송수신하는 다수개의 클라이언트와, 상기 클라이언트가 상기 네트워크망을 통해 데이터를 요청할 경우 상기 클라이언트가 요청한 정보를 제공하는 다수개의 서버로 이루어지는 네트워크 시스템에 있어서, 상기 클라이언트가 상기 서버에 정보를 요청하는 경우 상기 클라이언트와 연결되는 제 1네트워크 연결수단과, 상기 클라이언트가 요청한 정보를 제공하는 서버와 연결되는 제 2네트워크 연결수단을 포함하여 구성되어 상기 클라이언트가 요청한 정보 및 상기 서버가 제공하는 정보를 저장함으로써 상기 서버의 부하를 방지하는 스위치 수단을 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템의법의 특징에 따르면, 네트워크망과 연결되어 상기 네트워크망을 통해 필요에 따른 데이터를 송수신하는 다수개의 클라이언트와, 상기 클라이언트가 상기 네트워크망을 통해 데이터를 요청할 경우 상기 클라이언트가 요청한 정보를 제공하는 다수개의 서버로 이루어지는 네트워크 시스템에 있어서, 상기 클라이언트와 상기 서버 사이에 상기 서버에서 제공되는 정보를 저장할 수 있는 스위치 수단이 설치되는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 설치된 상기 스위치 수단을 통해 상기 클라이언트와 상기 서버가 연결되는 제2 단계와; 상기 클라이언트가 상기 서버에 정보 제공을 요청시, 상기 스위치 수단에 상기 요청정보가 저장된 경우 상기 저장정보를 상기 클라이언트에 제공하는 제 3단계와; 상기 제3 단계의 요청에 따라 상기 서버가 상기 클라이언트로 요청한 정보를 제공하고 상기 요청한 정보를 상기 스위치 수단에 저장하는 제4 단계로 이루어진다.
이하, 본 발명에 따른 캐싱기능을 포함한 네트워크 시스템의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템은 도2 에 도시된 바와 같이, 네트워크망(N)을 필요로 하는 정보를 송수신하는 다수개의 클라이언트(C1~Cn)와, 상기 클라이언트(C1~Cn)가 서버(S1~Sn)로 접속 및 정보제공을 요청시 상기 요청과 상기 서버에서 제공하는 정보의 네트워크망 내 경로를 설정해주는 라우터(1)와, 상기 다수개의 클라이언트(C1~Cn)가 상기 서버(S1~Sn)로 정보 제공을 요청할 경우 상기 클라이언트(C1~Cn)가 요청한 정보에 대하여 상기 서버(S1~Sn)가 제공한 정보가 저장될 수 있도록 하는 스위치 수단(10)으로 구성된다.
여기서, 상기 스위치 수단(10)은 웹 서버의 로드를 분산시켜주는 레이어4(Layer4; L4) 스위치가 사용되며, 상기 L4 스위치는 상기 서버가 상기 클라이언트로 제공한 정보를 저장하여 재차 상기 서버로 정보를 요청하면 상기 L4 스위치에 저장된 정보를 제공할 수 있도록 한다.
참고적으로, 네트워크에서 스위칭 구분은 OSI RM(Open System Interconnection Reference Model)에서 정의한 7 개층 중, 어떤 층에서 스위칭이 수행되는가에 따라 결정된다. 즉, 2 계층(Datalink layer)의 프로토콜인 이더넷, 프레임릴레이, ATM 등에서 스위칭 기능을 수행하면 레어어2(Layer2)스위치이며, 3 계층(Network layer)의 프로토콜인 IP, IPX등에서 스위칭 기능을 수행하면 레이어3(Layer3)스위치로 구분한다. 또한, 4계층(Transport layer)의 프로토콜인 TCP, UDP등을 스위칭할 수 있으면 L4 스위치로 구분되는 것이다.
이러한, 상기 스위치 수단(10)은 도3 에 도시된 바와 같이, 상기 네트워크망(N)을 통해 상기 클라이언트(C1)가 상기 서버(S1)와 연결되도록 경로를 설정하는 라우터(1)와 데이터를 송수신하는 제1 네트워크 연결수단(20)과, 상기 제1 네트워크 연결수단(20)을 통해 송수신되는 상기 클라이언트(C1)의 데이터를 상기 서버(S1)와 송수신하는 제2 네트워크 연결수단(30)과, 상기 제1 및 제2 네트워크 연결수단(20, 30)과 연결되어 상기 클라이언트(C1)가 요청한 정보에 대하여 상기 서버(S1)가 제공한 정보가 저장되는 캐시(Cache)부(40)로 구성된다.
여기서, 상기 제1 및 제2 네트워크 연결수단(20, 30)은 상기 클라이언트(C1) 및 서버(S1)와 연결되어 상기 클라이언트(C1) 및 서버(S1)가 패킷이 상기 스위치수단(10)로 전달될 수 있도록 하는 디바이스 드라이버(21, 31)와, 상기 디바이스 드라이버(21, 31)를 통해 상기 클라이언트(C1) 및 서버(S1)로부터 전달된 패킷을 처리하는 인터페이스 역할을 수행하는 RDIF(Routing Domain InterFace)(22, 32)와, 상기 RDIF(Routing Domain InterFace)(22, 32)와 연동하여 상기 패킷이 알려지지 않은 경우 IP, IPX, 레이어2 등의 주소를 확인하여 처리될 수 있도록 하는 주소분석부(23, 33)와, 상기 RDIF(Routing Domain InterFace)(22, 32)와 연동하여 상기 클라이언트의 Priority, Filter, Mirror 및 QoS를 설정할 수 있도록 하는 환경관리부(24, 34)와, 상기 RDIF(Routing Domain InterFace)(22, 32)와 연동하여 큐(Queue)(27, 37)에 상기 패킷이 저장될 수 있도록 하는 TCP/IP 모듈(26, 36)에 상기 패킷을 등록하고 상기 TCP/IP 모듈(26, 36)로부터 전달되는 패킷이 상기 디바이스 드라이버(21, 31)로 전달될 수 있도록 하는 이벤트관리부(25, 35)와, 상기 TCP/IP 모듈(26, 36)에 의해 큐(Queue)(27, 37)에 저장된 상기 패킷을 순차적으로 처리하는 연산모듈(28, 38)로 구성된다.
한편, 상기 스위치 수단(10)은 상기 클라이언트(C1)에서 요청한 정보를 저장할 수 있도록 하는 캐시(Cache)부(40)를 더 포함하는데, 상기 캐시부(40)는 상기 클라이언트(C1)가 요청한 정보가 상기 캐시부(40)에 저장되어 있는 경우 상기 저장된 정보가 상기 클라이언트(C1)에게 제공될 수 있도록 하고, 상기 클라이언트(C1)에서 요청한 정보가 상기 캐시부(40)에 저장되어 있지 않는 경우에는 상기 서버(S1)가 상기 클라이언트(C1)가 요청한 정보를 제공하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템의동작방법을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템의 동작방법은 도4 에 도시된 바와 같이, 먼저 제1 단계에서 상기 클라이언트(C1)가 상기 서버(S1)로 접속을 요청하게 되면 상기 클라이언트(C1)는 상기 스위치 수단(10)과 연결된다.(S11 및 S12 참조)
제2 단계는 상기 클라이언트(C1)가 상기 제1 단계에서 상기 스위치 수단(10)에 정보 제공을 요청한다.(S13 참조)
제3 단계는 상기 제2 단계에서 요청한 정보가 상기 스위치 수단(10)의 캐시부(40)에 저장되어 있는지 확인한다.(S14 참조)
제4 단계는 상기 제3 단계에서 상기 캐시부(40)에 상기 클라이언트(C1)가 요청한 정보가 있는지 확인후 상기 캐시부(40)에 저장된 정보가 없는 경우 상기 서버(S1)에 연결하고 상기 서버(S1)로부터 요정한 정보를 받아 상기 클라이언트(C1)로 요청한 정보를 전송한다.(S15 참조)
제5 단계는 상기 제4 단계에서 제공한 정보가 상기 캐시부(40)에 저장된다.(S16 참조)
이때, 상기 제5 단계에서 상기 캐시부(40)에 저장된 정보를 클라이언트(C1)가 재요청할 경우에는 상기 캐시부(40)에 저장된 정보를 상기 클라이언트(C1)로 전송하도록 함으로써, 상기 서버(S1)의 트래픽양을 감소시켜 클라이언트의 응답속도 및 서버의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
만일, 상기 제3 단계에서 상기 캐시부(40)에 상기 클라이언트(C1)가 요청한정보가 존재하게 되면 상기 캐시부(40)에 저장된 정보를 상기 클라이언트(C1)로 전송하게 된다.
결국, 본 발명에 따른 네트워크 시스템 및 그 동작방법은 상기 서버(S1)가 제공한 정보를 상기 캐시부(40)에 저장해놓음으로써, 상기 클라이언트(C1)가 재차 동일한 정보의 제공을 요청한 경우에는 상기 캐시부(40)에 저장되어 있는 정보가 상기 클라이언트(C1)로 전송되기 때문에 상기 서버(S1)의 연결양이 감소하게 되어 결과적으로 상기 클라이언트의 응답속도 및 서버의 성능이 향상되는 것이다.
또한, 상기 클라이언트(C1)가 상기 서버(S1)로의 정보 제공 요청이 폭주하는 경우에도 상기 캐시부(40)에 저장되어 있는 정보는 상기 서버(S1)에서 제공하지 않아도 되기 때문에 상기 서버(S1)의 부하가 감소되어 향상된 QoS를 기대할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 캐싱기술을 포함한 따른 네트워크 시스템 및 그 동작방법은 네트워크망을 통해 필요한 데이터를 송수신하는 클라이언트와 서버로 이루어지는 네트워크 시스템에서 클라이언트의 정보요청에 따라 서버가 제공하는 정보를 저장하여 상기 클라이언트가 저장된 정보를 재차 요청시 상기 저장된 정보를 상기 클라이언트로 전송할 수 있도록 하는 스위치 수단을 포함하여 구성되어, 상기 서버의 연결 부하를 감소시킬 수 있으며 이로 인해 상기 클라이언트의 응답속도 및 서버의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 네트워크망과 연결되어 상기 네트워크망을 통해 필요에 따른 데이터를 송수신하는 다수개의 클라이언트와, 상기 클라이언트가 상기 네트워크망을 통해 데이터를 요청할 경우 상기 클라이언트가 요청한 정보를 제공하는 다수개의 서버로 이루어지는 네트워크 시스템에 있어서,
    상기 클라이언트가 상기 서버에 정보를 요청하는 경우 상기 클라이언트와 연결되는 제 1네트워크 연결수단과, 상기 클라이언트가 요청한 정보를 제공하는 서버와 연결되는 제 2네트워크 연결수단을 사용하여 상기 클라이언트가 요청한 정보 및 상기 서버가 제공하는 정보를 저장함으로써 상기 서버의 부하를 방지하는 스위치 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 수단은 상기 제1 및 제2 네트워크과 연결되며 상기 서버가 제공하는 정보를 저장하는 캐시(Cache)부로 구성되는 것을 특징으로 하는 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 네트워크 연결수단은 상기 클라이언트 및 서버에서 생성되는 패킷이 상기 스위치 수단으로 전달될 수 있도록 하는 디바이스 드라이버와; 상기 디바이스 드라이버를 통해 전달된 패킷을 처리하기 위한 인터페이스 역할을 수행하는 RIDF(Routin Domain InterFace)와, 상기 RIDF(Routin Domain InterFace)와 연동하여 상기 클라이언트의 우선순위를 설정하는 환경관리부와; 상기 RIDF(Routin Domain InterFace)와 연동하여 상기 패킷이 알려지지 않는 경우 처리될 수 있도록 하는 주소분석부와; 상기 RIDF(Routin Domain InterFace)와 연동하여 상기 디바이스 드라이버를 통해 전달된 패킷 큐(Queue)에 저장되도록 하는 TCP/IP 모듈에 등록되도록 하는 이벤트관리부와; 상기 큐(Queue)에 저장된 패킷을 순차적으로 처리하는 연산모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐시부는 상기 클라이언트가 상기 캐시부에 저장된 정보를 요청하는 경우 상기 저장된 정보가 상기 클라이언트에게 제공되는 것을 특징으로 하는 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템.
  5. 네트워크망과 연결되어 상기 네트워크망을 통해 필요에 따른 데이터를 송수신하는 다수개의 클라이언트와, 상기 클라이언트가 상기 네트워크망을 통해 데이터를 요청할 경우 상기 클라이언트가 요청한 정보를 제공하는 다수개의 서버로 이루어지는 네트워크 시스템에 있어서,
    상기 클라이언트와 상기 서버 사이에 상기 서버에서 제공되는 정보를 저장할 수 있는 스위치 수단이 설치되는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 설치된 상기 스위치 수단을 통해 상기 클라이언트와 상기 서버가 연결되는 제2 단계와; 상기 클라이언트가 상기 서버에 정보 제공을 요청시, 상기 스위치 수단에 상기 요청정보가 저장된 경우 상기 저장정보를 상기 클라이언트에 제공하는 제 3단계와; 상기 제3 단계의 요청에 따라 상기 서버가 상기 클라이언트로 요청한 정보를 제공하고 상기 요청한 정보를 상기 스위치 수단에 저장하는 제4 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템 동작 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제3 단계는 상기 클라이언트가 요청한 정보가 상기 스위치 수단에 저장되어 있는지 확인하는 정보확인과정과; 상기 정보확인과정에서 상기 스위치 수단에 저장된 정보가 있는 경우 상기 저장된 정보를 상기 클라이언트에게 제공하는 제1 정보제공과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템의 동작방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제4 단계는 상기 제3 단계에서 상기 클라이언트가 요청한 정보를 상기 서버가 제공하는 제2 정보제공과정과; 상기 제2 정보제공과정에서 제공된 정보가 상기 스위치 수단에 저장되는 정보저장과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캐싱기술을 포함한 네트워크 시스템의 동작방법.
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