KR100647419B1 - 데이터 통신을 위한 예측적인 데이터 캐쉬 방법 - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 데이터 통신을 위한 예측적인 데이터 캐쉬 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 무선 통신망 등에서 사용자(클라이언트)별로 데이터 요청을 예측하여 해당되는 캐쉬 영역에 저장하는 예측적인 데이터 캐쉬 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 통신시스템에 적용되는 데이터 통신을 위한 예측적인 데이터 캐쉬 방법에 있어서, 클라이언트의 접속에 따라 캐쉬 영역 내에 상기 클라이언트를 위한 사용자 캐쉬 영역을 할당하는 제 1 단계; 상기 클라이언트로부터 상기 캐쉬 영역에 없는 데이터를 요청받음에 따라 해당 서버를 통해 해당 데이터를 획득하여 상기 할당한 사용자 캐쉬 영역에 저장하고 상기 클라이언트에게 제공하는 제 2 단계; 상기 클라이언트에게 제공한 데이터를 기준으로 연결되는 데이터(연결 데이터)가 상기 캐쉬 영역에 존재하는지를 확인하는 제 3 단계; 및 상기 캐쉬 영역에 존재하지 않는 상기 연결 데이터를 프리-페치 우선순위에 따라 획득하여 상기 할당한 사용자 캐쉬 영역에 저장하는 제 4 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 통신 시스템 등에 이용됨.
예측, 캐쉬, 공통 캐쉬 영역, 사용자 캐쉬 영역, 종료 캐쉬 영역

Description

데이터 통신을 위한 예측적인 데이터 캐쉬 방법{PREDICTIVE DATA CACHE METHOD FOR DATA RETRIEVAL SERVICE}
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선 데이터 통신망의 구성예시도.
도 2 는 본 발명에 따른 캐쉬 영역의 구성예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 데이터 통신을 위한 예측적인 데이터 캐쉬 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 4 는 본 발명에 따른 데이터를 캐쉬 영역 간에 옮겨 저장하는 상태 천이에 대한 일실시예 설명도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
101 : 단말기 102 : 기지국
103 : 무선망 104 : 무선통신용 기간망
105 : 캐쉬 서버 106 : 인터넷 서비스 제공자
107 : 인터넷
본 발명은 데이터 통신을 위한 예측적인 데이터 캐쉬 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통신시스템 등에서 인터넷과 같은 데이터 서비스를 보다 빠르게 제공하기 위하여 서비스 제공자가 데이터 서비스 사용자의 데이터 요청을 예측하여 사용자에게 데이터 서비스를 제공하기 위한, 예측적인 데이터 캐쉬 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
종래에는 일부 유선 데이터 서비스 제공자가 프락시(Proxy) 서버를 통해 제한적인 캐쉬 기능을 제공하였다.
그러나 무선 데이터 망인 경우에 사용자와 데이터 서버(인터넷인 경우에는 웹 서버(web server))간의 연결이 더욱 복잡해짐에 따라 사용자의 데이터 전송 대기 지연시간이 더 늘어날 가능성이 커지게 되었다. 따라서 데이터 전송 대기 지연시간을 줄이기 위하여 더 효율적인 데이터 캐쉬 방법이 필요하게 되었다.
또한, 이전의 데이터 캐쉬 방법에 있어서는 사용자 기반의 예측적인 데이터 프리 페칭(pre-fetching)과 같은 기법은 제공되지 못한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 무선 통신망 등에서 사용자(클라이언트)별로 데이터 요청을 예측하여 해당되는 캐쉬 영역에 저장하는 예측적인 데이터 캐쉬 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 통신시스템에 적용되는 데이터 통신을 위한 예측적인 데이터 캐쉬 방법에 있어서, 클라이언트의 접속에 따라 캐쉬 영역 내에 상기 클라이언트를 위한 사용자 캐쉬 영역을 할당하는 제 1 단계; 상기 클라이언트로부터 상기 캐쉬 영역에 없는 데이터를 요청받음에 따라 해당 서버를 통해 해당 데이터를 획득하여 상기 할당한 사용자 캐쉬 영역에 저장하고 상기 클라이언트에게 제공하는 제 2 단계; 상기 클라이언트에게 제공한 데이터를 기준으로 연결되는 데이터(연결 데이터)가 상기 캐쉬 영역에 존재하는지를 확인하는 제 3 단계; 및 상기 캐쉬 영역에 존재하지 않는 상기 연결 데이터를 프리-페치 우선순위에 따라 획득하여 상기 할당한 사용자 캐쉬 영역에 저장하는 제 4 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 대용량 프로세서를 구비한 캐쉬 서버에, 클라이언트의 접속에 따라 캐쉬 영역 내에 상기 클라이언트를 위한 사용자 캐쉬 영역을 할당하는 제 1 기능; 상기 클라이언트로부터 상기 캐쉬 영역에 없는 데이터를 요청받음에 따라 해당 서버를 통해 해당 데이터를 획득하여 상기 할당한 사용자 캐쉬 영역에 저장하고 상기 클라이언트에게 제공하는 제 2 기능; 상기 클라이언트에게 제공한 데이터를 기준으로 연결되는 데이터(연결 데이터)가 상기 캐쉬 영역에 존재하는지를 확인하는 제 3 기능; 및 상기 캐쉬 영역에 존재하지 않는 상기 연결 데이터를 프리-페치 우선순위에 따라 획득하여 상기 할당한 사용자 캐쉬 영역에 저장하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선 데이터 통신망의 구성예시도이다.
인터넷 서비스를 위한 망 구성에서 일반적으로 무선 데이터 서비스 사용자는 단말기(101)를 사용하여 무선망(Radio network, 103)에 연결된 기지국(102)을 통해 데이터를 요청하게 되며, 그 요청은 무선통신용 기간망(Mobile Core Network, 104)을 통해 인터넷 서비스 제공자(ISP : Internet Service Provider, 106)를 지나 인터넷(107)으로 전송되고, 그 요청에 대한 응답으로 인터넷상의 웹 서버(web server)로부터 데이터를 받게 된다. 이때, 무선통신용 기간망(104)과 인터넷 서비스 제공자(ISP) 사이에 캐쉬 서버(Cache Server, 105)가 위치하게 된다.
일반적으로 무선 데이터 서비스에서의 가장 중요한 요소는 지연시간이라고 할 수 있다. 따라서 무선 데이터 서비스의 제공에 있어서 가장 우선적으로 고려되어야 할 사항은 사용자의 데이터 요구와 요구된 데이터의 수신에 걸리는 시간을 최소화하는 것이라고 할 수 있다.
일반적으로 도 1에 도시된 바와 같은 망 구성에서 무선 망(radio network, 103)과 무선통신용 기간망(mobile core network, 104)에서 걸리는 지연시간에 비해서 인터넷(network, 107)에서 요구되는 지연시간이 상대적으로 아주 길다. 따라서 ISP(106)와 연결이 이루어지는 게이트웨이의 역할을 담당하는 무선통신용 기간망(mobile core network, 104)상의 프락시 서버(proxy server) 또는 다른 시스템에 인터넷(network, 107)으로부터 전송받아야 하는 데이터를 사전에 캐쉬하고 있다가 전송 시에 인터넷(network, 107)의 웹 서버(web server) 대신에 캐쉬 서버(105)에서 데이터를 전송하면 지연시간을 감소시킬 수 있다.
도 2 는 본 발명에 따른 캐쉬 영역의 구성예시도이다.
캐쉬 서버는 도 2에 도시된 바와 같이 캐쉬 영역을 구분하여 관리한다. 전체 캐쉬 영역(Total Cache Area)은 공통 캐쉬 영역(Common Cache Area, 201), 사용자 캐쉬 영역(Personal Cache Area, 202), 종료 캐쉬 영역(Terminal Cache Area, 203)으로 구분되어 관리된다.
공통 캐쉬 영역(201)은 자주 요청되는 데이터를 전체 사용자를 위하여 관리한다. 사용자 캐쉬 영역(202)은 각 데이터 서비스 사용자들을 위하여 관리되며, 각 사용자의 데이터 요청 내용을 분석하여, 다음에 요청될 데이터를 예측하여 프리-페칭(pre-fetcing)하여 데이터를 관리한다. 종료 캐쉬 영역(203)은 사용자 캐쉬영역(202) 또는 공통 캐쉬 영역(201)에서 삭제된 데이터를 관리한다.
이렇게 전체 캐쉬 영역을 분할하여 둠으로써, 캐쉬 서버에서 사용자가 요청한 데이터를 찾는데 걸리는 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 데이터의 삽입 및 삭제가 간편해지게 된다.
도 3 은 본 발명에 따른 데이터 통신을 위한 예측적인 데이터 캐쉬 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 무선 데이터 서비스 사용자가 데이터 서비스를 사용하기 시작하면 캐쉬 서버에서는 각 사용자에 대해 별도의 사용자 캐쉬 영역을 할당한다. 그리고 사용자(클라이언트)로부터의 새로운 데이터 요청이 들어오면, 요청받은 데이터가 서버의 캐쉬 영역(전체 캐쉬 영역)에 있는지를 찾아보고, 캐쉬 영역에 있는 경우에는 캐쉬 영역의 데이터를 사용자에게 전송하고, 없는 경우에는 인터넷(network)을 통해 웹 서버(web server)로 데이터를 요청하여, 사용자에게 할당된 사용자 캐쉬 영역에 데이터를 저장하고, 사용자에게 전송한다.
그리고 나서 사용자가 인터넷 페이지를 보고 있는 동안, 그 다음의 데이터 요청이 수신되기 이전에 현재 사용자가 보고 있는 인터넷 페이지에 하이퍼 링크(hyperlink)로 연결된 인터넷 페이지들에 대한 데이터를 해당 웹 서버로 요청하여 사용자 캐쉬 영역에 저장한다. 이때, 프리 페칭의 대상이 되는 웹 페이지를 결정하는 기준은 상황에 따라 여러 가지로 선택가능하며, 가능한 방법의 예로는 각 웹 페이지의 크기에 기반하여 가장 작은 페이지부터 프리 페치하거나 가장 먼저 나온 링크에 연결된 페이지부터 프리 페칭하는 방법을 선택할 수 있다. 또는 각 페이지에 연결된 이전의 조회 빈도에 기반하여 어떤 페이지를 프리 페치할 것인지를 선택할 수도 있다.
이를 도 3의 흐름에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 클라이언트(사용자)로부터 새로운 데이터 요청을 수신한다(301). 요청받은 데이터가 서버의 캐쉬 영역(전체 캐쉬 영역)에 존재하는지를 확인한다(302). 상기 확인 결과(302), 서버의 캐쉬 영역에 존재하지 않으면, 지정된 웹 서버에 데이터를 요청하여 해당 데이터를 전달받는다(303). 캐쉬 서버는 전달받은 데이터를 현재 클라이언트에게 할당된 사용자 캐쉬 영역에 저장하고(304), 클라이언트에게 데이터를 전송한다(305).
요청받은 데이터가 서버의 캐쉬 영역에 존재하는지를 확인한 결과(302), 서버의 캐쉬 영역에 존재하면 클라이언트에게 캐쉬 영역에 존재하는 데이터를 전송한다(305).
클라이언트로부터 새로운 데이터 요청이 수신되었는지를 검사하여(306), 새로운 데이터 요청이 수신되었으면 요청받은 데이터가 서버의 캐쉬 영역에 존재하는지를 확인하는 과정(302)부터 반복 수행한다.
클라이언트로부터 새로운 데이터 요청이 수신되었는지를 검사한 결과(306), 새로운 데이터 요청이 수신되지 않았으면 클라이언트에게 마지막으로 전송된 웹 페이지의 모든 하이퍼 링크들이 서버의 캐쉬 영역에 존재하는지를 판단한다(307). 즉, 클라이언트에게 마지막으로 전송된 데이터를 기준으로 연결되는 모든 데이터들이 서버의 캐쉬 영역에 존재하는지를 판단한다. 상기 판단 결과(307), 서버의 캐쉬 영역에 모두 존재하면 수신 대기하다가 클라이언트로부터 새로운 데이터 요청을 수신하는 과정(301)부터 반복 수행한다.
웹 페이지의 모든 하이퍼 링크들이 서버의 캐쉬 영역에 존재하는지를 판단한 결과(307), 서버의 캐쉬 영역에 존재하지 않는 하이퍼 링크가 있으면 존재하지 않는 하이퍼 링크에 대해 하이퍼 링크 프리 페치 우선순위에 따라 캐쉬되지 않은 링크들 중에 한 페이지를 선택하여(308), 사용자 캐쉬 영역에 데이터 저장이 가능한지를 점검한다(309).
사용자 캐쉬 영역에 데이터 저장이 가능한지를 점검한 결과(309), 데이터 저장이 불가능하면 클라이언트의 데이터 요청에 대해 수신 대기하다가 클라이언트로부터 새로운 데이터 요청을 수신하는 과정(301)부터 반복 수행한다.
사용자 캐쉬 영역에 데이터 저장이 가능한지를 점검한 결과(309), 데이터 저장이 가능하면 지정된 웹 서버에 데이터를 요청하여 해당 데이터를 전달받아(310), 해당 클라이언트에게 할당된 사용자 캐쉬 영역에 데이터를 저장하고(311), 웹 페이지의 모든 하이퍼 링크들이 서버의 캐쉬 영역에 존재하는지를 판단하는 과정(307)부터 반복 수행한다.
도 4 는 본 발명에 따른 데이터를 캐쉬 영역 간에 옮겨 저장하는 상태 천이에 대한 일실시예 설명도이다.
캐쉬 서버에 캐쉬되지 않은 데이터가 요청된 경우에는, 요청한 사용자의 사용자 캐쉬 영역(202)에 해당 데이터를 삽입하며(401), 사용자 캐쉬 영역(202)에 저장된 데이터는 사용자 캐쉬 제한 용량을 넘어서거나 일정 시간 이상 데이터 요청이 없을 경우에 삭제되고 종료 캐쉬 영역(203)에서 관리된다(402). 사용자 캐쉬 영역(202)에 저장된 데이터가 일정시간 P내에 다른 사용자에 의해 요청된 경우는 공통 캐쉬 영역(201)으로 데이터의 위치를 변경시킨다(403).
공통 캐쉬 영역(201)의 데이터가 공통 캐쉬 제한 용량을 넘어서거나 일정기간 S이상 요청되지 않으면 종료 캐쉬 영역(203)에서 데이터를 관리한다(404).
종료 캐쉬 영역(203)의 데이터가 사용자에 의해 요청되는 경우, 사용자 캐쉬 영역(202)에 데이터를 삽입시켜 관리되도록 한다(405).
종료 캐쉬 영역(203)의 데이터가 종료 캐쉬 제한 용량을 넘어서거나 일정기간 R이상 요청되지 않으면 삭제한다(406).
위와 같이 기간을 기준으로 하는 방식 외에도 캐쉬 영역에서 어떤 데이터를 지울 것인가에 대한 기준도 상황에 따라 여러 가지로 선택가능하며, 다른 가능한 방법의 예로는 각 웹 페이지의 크기에 기반하여 가장 큰 페이지부터 삭제하는 방식 을 선택할 수도 있다.
상기한 실시예는 무선 통신망 뿐만 아니라 일반적인 데이터 통신망에서 쓰일 수 있으며, 특히 무선 통신망과 같이 전송을 위한 절차가 번잡한 통신망에 있어서 유용하게 쓰일 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 롬, 램, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 프리 페치(pre-patch) 방식으로 캐쉬 시스템을 활용하며, 각각의 사용자별로 별도의 캐쉬 공간을 제공하고, 공통 캐쉬 영역과 사용자 캐쉬 영역으로 캐쉬 영역을 나누어 캐쉬 서비스를 제공함으로써, 보다 빠르고 편리한 데이터 통신 서비스를 사용자가 이용할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 사용자 캐쉬 영역, 공통 캐쉬 영역, 종료 캐쉬 영역으로 캐쉬 영역을 분할하여 둠으로써 해당 사용자에 맞는 캐쉬 데이터를 보다 빠르게 사용자에게 제공할 수 있으며, 캐쉬 시스템에서 캐쉬 데이터를 확인하는 영역을 구별하여 둠으로써 캐쉬 데이터를 찾는 시간도 줄일 수 있으며, 캐쉬 데이터의 삭제 및 삽입이 보다 용이한 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 통신시스템에 적용되는 데이터 통신을 위한 예측적인 데이터 캐쉬 방법에 있어서,
    클라이언트의 접속에 따라 캐쉬 영역 내에 상기 클라이언트를 위한 사용자 캐쉬 영역을 할당하는 제 1 단계;
    상기 클라이언트로부터 상기 캐쉬 영역에 없는 데이터를 요청받음에 따라 해당 서버를 통해 해당 데이터를 획득하여 상기 할당한 사용자 캐쉬 영역에 저장하고 상기 클라이언트에게 제공하는 제 2 단계;
    상기 클라이언트에게 제공한 데이터를 기준으로 연결되는 데이터(연결 데이터)가 상기 캐쉬 영역에 존재하는지를 확인하는 제 3 단계; 및
    상기 캐쉬 영역에 존재하지 않는 상기 연결 데이터를 프리-페치 우선순위에 따라 획득하여 상기 할당한 사용자 캐쉬 영역에 저장하는 제 4 단계
    를 포함하는 데이터 통신을 위한 예측적인 데이터 캐쉬 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐쉬 영역은,
    다수의 클라이언트가 공통으로 사용하는 데이터가 저장되는 공통 캐쉬 영역;
    각 클라이언트의 데이터 요청에 따른 데이터 및 그에 따라 미리 예측된 데이터가 저장되는 다수의 상기 사용자 캐쉬 영역; 및
    상기 공통 캐쉬 영역 및 상기 사용자 캐쉬 영역에서 삭제된 데이터가 저장되는 종료 캐쉬 영역
    을 포함하는 데이터 통신을 위한 예측적인 데이터 캐쉬 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐쉬 영역에서의 데이터 저장 과정은,
    캐쉬 서버에 캐쉬되지 않은 데이터가 요청된 경우에는 해당 클라이언트의 사용자 캐쉬 영역에 데이터를 삽입하는 과정;
    상기 사용자 캐쉬 영역에 저장된 데이터는 사용자 캐쉬 제한 용량을 넘어서거나 일정 시간 이상 데이터 요청이 없을 경우에 삭제하고 상기 종료 캐쉬 영역에서 관리하는 과정;
    상기 사용자 캐쉬 영역에 저장된 데이터가 제1 소정시간 내에 다른 클라이언트에 의해 요청된 경우에는 상기 공통 캐쉬 영역으로 데이터의 위치를 변경시키는 과정;
    상기 공통 캐쉬 영역의 데이터가 공통 캐쉬 제한 용량을 넘어서거나 제2 소정시간 이상 요청되지 않으면 삭제하고 상기 종료 캐쉬 영역에서 해당 데이터를 관리하는 과정;
    상기 종료 캐쉬 영역의 데이터가 사용자에 의해 요청되는 경우 상기 사용자 캐쉬 영역에 데이터를 삽입시켜 관리하는 과정; 및
    상기 종료 캐쉬 영역의 데이터가 종료 캐쉬 제한 용량을 넘어서거나 제3 소정시간 이상 요청되지 않으면 삭제하는 과정
    을 포함하는 데이터 통신을 위한 예측적인 데이터 캐쉬 방법.
  4. 대용량 프로세서를 구비한 캐쉬 서버에,
    클라이언트의 접속에 따라 캐쉬 영역 내에 상기 클라이언트를 위한 사용자 캐쉬 영역을 할당하는 제 1 기능;
    상기 클라이언트로부터 상기 캐쉬 영역에 없는 데이터를 요청받음에 따라 해당 서버를 통해 해당 데이터를 획득하여 상기 할당한 사용자 캐쉬 영역에 저장하고 상기 클라이언트에게 제공하는 제 2 기능;
    상기 클라이언트에게 제공한 데이터를 기준으로 연결되는 데이터(연결 데이터)가 상기 캐쉬 영역에 존재하는지를 확인하는 제 3 기능; 및
    상기 캐쉬 영역에 존재하지 않는 상기 연결 데이터를 프리-페치 우선순위에 따라 획득하여 상기 할당한 사용자 캐쉬 영역에 저장하는 제 4 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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