KR100791628B1 - Method for active controlling cache in mobile network system, Recording medium and System thereof - Google Patents
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Abstract
이동망 시스템의 능동적 캐쉬 제어 방법, 그 기록 매체 및 그 시스템이 개시된다.An active cache control method of a mobile network system, a recording medium thereof, and a system thereof are disclosed.
본 발명은 서버의 데이터들이 업데이트된 시간에 대한 가중 평균인 업데이트 히스토리를 포함한 업데이트 리스트를 수신하는 단계, 상기 클라이언트에서 임의의 데이터에 대한 질의가 발생하면, 상기 데이터를 상기 캐쉬에서 검색하는 단계, 상기 캐쉬에 상기 데이터가 존재하는 경우, 상기 서버로부터 이전 업데이트 리스트를 수신한 시간으로부터 경과된 시간이 상기 업데이트 히스토리 초과이면 상기 서버로부터 다음 업데이트 리스트를 수신하고, 상기 경과된 시간이 상기 업데이트 히스토리 이하이면 상기 캐쉬에 존재하는 데이터를 독출하는 단계 및 상기 다음 업데이트 리스트에 상기 데이터가 존재하면, 상기 데이터를 상기 서버에 요청하는 단계를 포함한다.The present invention comprises the steps of: receiving an update list including an update history that is a weighted average of the times when data on a server is updated; retrieving the data from the cache when a query for any data occurs at the client; If the data exists in the cache, if the elapsed time from the time when the previous update list is received from the server exceeds the update history, the next update list is received from the server, and if the elapsed time is equal to or less than the update history, Reading data present in the cache and requesting the data from the server if the data exists in the next update list.
본 발명에 의하면, 모바일 환경에서 질의가 발생했을 때, 클라이언트들이 자신의 캐쉬를 단시간내에 사용할 수 있게 함으로써, 불필요한 응답 지연시간을 줄이고, 캐쉬내에 요청한 데이터가 존재할 경우 질의에 대한 응답을 곧바로 얻을 수 있기 때문에, 캐쉬 사용률을 높임으로써 캐쉬 가용성을 높일 수 있으며, 허위경보(false alarm) 문제를 제거할 수 있다.According to the present invention, when a query occurs in a mobile environment, clients can use their caches in a short time, thereby reducing unnecessary response delay time and immediately obtaining a response to the query when there is data requested in the cache. Therefore, by increasing the cache utilization rate, the cache availability can be increased, and the false alarm problem can be eliminated.
Description
도 1은 종래의 IR 기반의 방법에서 질의를 요청하고 응답을 받는 과정을 도시한 것이다.1 illustrates a process of requesting a query and receiving a response in a conventional IR-based method.
도 2는 종래의 UIR 기반의 방법에서 질의를 요청하고 응답을 받는 과정을 도시한 것이다.2 illustrates a process of requesting a query and receiving a response in a conventional UIR based method.
도 3은 종래의 UIR 기반의 방법에서 불필요한 응답지연이 일어나는 상황의 예를 도시한 것이다.3 illustrates an example of a situation in which unnecessary response delay occurs in a conventional UIR based method.
도 4는 본 발명이 적용되는 브로드 캐스트 환경을 간단하게 도식화한 것이다.4 is a simplified diagram of a broadcast environment to which the present invention is applied.
도 5는 본 발명에서 질의를 요청하고 응답을 받는 과정을 도시한 것이다.5 shows a process of requesting a query and receiving a response in the present invention.
도 6은 발명에 따른 이동망 시스템의 블럭도이다.6 is a block diagram of a mobile network system according to the invention.
도 7은 발명에 따른 이동망 시스템의 능동적 캐쉬 제어 방법의 흐름도이다.7 is a flowchart of an active cache control method of a mobile network system according to the present invention.
도 8은 종래의 캐쉬 제어 방법 및 본 발명에 따른 평균 응답 시간을 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing a conventional cache control method and the average response time according to the present invention.
본 발명은 모바일 컴퓨팅 환경에 관한 것으로, 이동망 시스템의 능동적 캐쉬 제어 방법, 그 기록 매체 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile computing environment, to an active cache control method of a mobile network system, a recording medium and a system thereof.
셀룰러 폰. PDA등과 같은 모바일 기기 사용증가에 따라 더욱 많은 서비스들의 무선환경을 통해 서비스될 것으로 예상되고 있다. 그러나, 이러한 서비스들은 좁은 대역폭, 제한된 배터리 용량, 잦는 클라이언트의 접속단절 등의 모바일 환경으로 인한 제약 사항들을 가진다. 모바일 환경에서 자주 사용하는 데이터를 사용자의 저장공간 즉 사용자의 캐쉬에 저장하는 것은 제한된 배터리 사용을 효율적으로 하고 좁은 대역폭 사용을 위한 경쟁을 줄이기 위한 효율적인 방법이다. Cellular phones. As the use of mobile devices such as PDAs increases, more services are expected to be serviced through the wireless environment. However, these services have limitations due to the mobile environment such as narrow bandwidth, limited battery capacity and frequent disconnection of clients. Storing data frequently used in a mobile environment in a user's storage space, or a user's cache, is an efficient way to efficiently use limited battery and reduce competition for narrow bandwidth usage.
그러나, 캐쉬에 저장된 데이터는 원본 데이터는 업데이트 되었지만, 복사본은 업데이트 되지 않을 수도 있기 때문에 무효화될 수 있으며, 그 결과 사용자는 자신의 캐쉬를 바로 사용할 수 없다. 최근 많은 연구에서 IR기반의 캐쉬무효화 방법들이 그 확장성 때문에 매우 효과적인 방법임을 증명되었다. However, the data stored in the cache may be invalidated because the original data may have been updated, but the copy may not be updated, resulting in the user not being able to use his cache immediately. Many recent studies have demonstrated that IR-based cache invalidation methods are very effective because of their scalability.
도 1은 종래의 IR 기반의 방법에서 질의를 요청하고 응답을 받는 과정을 도시한 것이다.1 illustrates a process of requesting a query and receiving a response in a conventional IR-based method.
인밸리데이션 리포트(Invalidation Report, IR) 기반의 방법은 긴 응답시간과 낮은 캐쉬 가용성을 가지며, 많은 경우에 사용자들은 특정한 시간 안에 데이터를 얻어야 한다.The Invalidation Report (IR) -based method has long response times and low cache availability, and in many cases users have to get data in a certain amount of time.
특정한 시간안에 데이터를 얻었다 할지라도 불필요한 응답시간 지연을 일으 키는 허위경보(false alarm)문제가 발생할 수도 있다. 많은 연구들이 이러한 긴 응답시간을 줄이기 위해 이루어져 왔다. 이러한 연구들에서는 업데이티드 인밸리데이션 리포트(Updated Invalidation Report, UIR)이 사용되었다. Even if the data is acquired within a certain time, a false alarm problem may occur that causes unnecessary response time delays. Many studies have been done to reduce this long response time. In these studies, an updated invalidation report (UIR) was used.
도 2는 종래의 UIR 기반의 방법에서 질의를 요청하고 응답을 받는 과정을 도시한 것이다.2 illustrates a process of requesting a query and receiving a response in a conventional UIR based method.
예를 들어, 클라이언트가 D1 이라는 데이터가 필요할 때, D1이 자신의 캐쉬에 있으면, 자신이 가지고 있는 데이터가 서버의 데이터와 동일한지 확인한다. 먼저, 서버는 업데이트 된 데이터의 ID를 주기적으로 방송한다. 업데이트된 데이터의 ID는 IR과 UIR에 포함되어 있다. 클라이언트는 D1 이라는 데이터가 자신의 캐쉬에 있으면, 다음 IR이나 UIR을 확인한 후, 업데이트 되지 않았다면, 캐쉬에 있는 D1을 사용한다. 업데이트 되었다면, 서버에 D1 이라는 데이터를 요청하고 다음 IR이후에 요청한 데이터를 받는다.For example, when a client needs data called D1, if D1 is in its cache, it checks to see if its data is the same as the data on the server. First, the server periodically broadcasts the ID of the updated data. The ID of the updated data is included in the IR and UIR. The client checks the next IR or UIR if the data D1 is in its cache, and uses D1 in the cache if it is not updated. If it is updated, it requests D1 data from the server and receives the requested data after the next IR.
도 3은 종래의 UIR 기반의 방법에서 불필요한 응답지연이 일어나는 상황의 예를 도시한 것이다.3 illustrates an example of a situation in which unnecessary response delay occurs in a conventional UIR based method.
데이터 dx가 캐쉬에 있으며, 시점 A에서 업데이트 되었을 때와 시점 B에서 업데이트 되었을 때, 모두 Ti,2에서 브로드 캐스트되는 UIR은 dx가 업데이트 되었다는 정보를 포함하게 된다. When data d x is in the cache and updated at time A and updated at time B, both UIRs broadcast at Ti , 2 contain information that d x has been updated.
만일 A와 B사이에서 캐쉬에 있는 dx를 사용하게 된다면, B에서 업데이트가 일어났을 경우에 종래의 UIR 기반의 방법에서는 UIR을 확인하여 업데이트가 되었으 면, 서버에 데이터를 요청하고, 요청한 데이터를 다음 IR 뒤에서 수신한다. If d x in the cache is used between A and B, when the update occurs in B, the conventional UIR-based method checks the UIR and if the update is successful, requests data from the server and sends the requested data. Receive behind the next IR.
그러나, 실제 데이터가 캐쉬에 있는지 사용자가 확인한 시점에는 업데이트는 일어나지 않았다. 즉, 캐쉬에 있는 데이터는 그 시점에는 최신의 데이터이다. 따라서, UIR 기반의 방법에 따르면, 허위경보(false alarm)를 클라이언트에게 주게 된다.However, no update occurred at the time the user confirmed that the actual data was in the cache. In other words, the data in the cache is the latest data at that time. Therefore, according to the UIR-based method, a false alarm is given to the client.
따라서, 종래의 캐쉬 제어 방법은 클라이언트가 수동적으로 IR 또는 UIR을 기다리기만 하므로, 불필요한 응답 시간 지연, 낮은 캐쉬 가용성을 갖게되고, 허위경보(false alarm) 등이 발생하는 문제점이 있다.Therefore, in the conventional cache control method, since the client only passively waits for an IR or UIR, there is a problem that unnecessary response time delay, low cache availability, and false alarm occur.
본 발명이 이루고자 하는 첫번째 기술적 과제는 불필요한 응답 지연시간을 줄이고, 캐쉬 가용성을 높이며, 허위경보(false alarm) 문제를 제거할 수 있는 이동망 시스템의 능동적 캐쉬 제어 방법을 제공하는데 있다.The first technical problem to be achieved by the present invention is to provide an active cache control method of a mobile network system that can reduce unnecessary response delay time, increase cache availability, and eliminate false alarm problems.
본 발명이 이루고자 하는 두번째 기술적 과제는 상기의 이동망 시스템의 능동적 캐쉬 제어 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 있다.A second technical object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the active cache control method of the mobile network system in a computer.
본 발명이 이루고자 하는 세번째 기술적 과제는 상기의 이동망 시스템의 능동적 캐쉬 제어 방법이 적용된 캐쉬를 능동적으로 제어하는 이동망 시스템을 제공하는데 있다.A third technical problem to be achieved by the present invention is to provide a mobile network system for actively controlling a cache to which the active cache control method of the mobile network system is applied.
상기의 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 캐쉬를 내장한 클라 이언트와 업데이트 리스트를 브로드캐스트 하는 서버를 포함하는 이동망 시스템에 있어서, 상기 서버의 데이터들이 업데이트된 시간에 대한 가중 평균인 업데이트 히스토리를 포함한 업데이트 리스트를 수신하는 단계, 상기 클라이언트에서 임의의 데이터에 대한 질의가 발생하면, 상기 데이터를 상기 캐쉬에서 검색하는 단계, 상기 캐쉬에 상기 데이터가 존재하는 경우, 상기 서버로부터 이전 업데이트 리스트를 수신한 시간으로부터 경과된 시간이 상기 업데이트 히스토리 초과이면 상기 서버로부터 다음 업데이트 리스트를 수신하고, 상기 경과된 시간이 상기 업데이트 히스토리 이하이면 상기 캐쉬에 존재하는 데이터를 독출하는 단계 및 상기 다음 업데이트 리스트에 상기 데이터가 존재하면, 상기 데이터를 상기 서버에 요청하는 단계를 포함하는 이동망 시스템의 능동적 캐쉬 제어 방법을 제공한다.In order to achieve the first technical problem, the present invention provides a mobile network system including a client that includes a cache and a server that broadcasts an update list, the update history being a weighted average of the times when the data of the server is updated. Receiving an update list including, If a query for any data in the client occurs, Searching the data in the cache, If the data exists in the cache, If the previous update list from the server If the elapsed time from the time exceeds the update history, receiving a next update list from the server; if the elapsed time is less than or equal to the update history, reading data existing in the cache and updating the next update list. When data is present, and provides an active cache of the mobile network control system comprises the step of requesting the data to the server.
또한, 상기의 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 캐쉬를 내장한 클라이언트와 업데이트 리스트를 브로드캐스트 하는 서버를 포함하는 이동망 시스템에 있어서, 상기 클라이언트에서 임의의 데이터에 대한 질의가 발생하면, 상기 데이터를 상기 캐쉬에서 검색하는 단계, 상기 캐쉬에 상기 데이터가 존재하는 경우, 상기 서버로부터 이전 업데이트 리스트를 수신한 시간으로부터 경과된 시간이 상기 클라이언트에 미리 저장된 임계값 초과이면 상기 서버로부터 다음 업데이트 리스트를 수신하고, 상기 경과된 시간이 상기 미리 저장된 임계값 이하이면 상기 캐쉬에 존재하는 데이터를 독출하는 단계, 상기 다음 업데이트 리스트에 상기 데이터가 존재하면, 상기 데이터를 상기 서버에 요청하는 단계를 포함하는 이동망 시스템의 능동적 캐쉬 제어 방법을 제공한다.In addition, in order to achieve the first technical problem, the present invention provides a mobile network system comprising a client with a cache and a server that broadcasts an update list, when the query occurs for any data in the client, the data Retrieving from the cache; if the data exists in the cache, receiving a next update list from the server if a time elapsed from the time of receiving a previous update list from the server exceeds a threshold previously stored in the client. And reading out data existing in the cache when the elapsed time is less than or equal to the pre-stored threshold value, and if the data exists in the next update list, requesting the data from the server. Active Cache of the System It provides a control method.
상기의 두번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 상기의 이동망 시스템의 능동적 캐쉬 제어 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.In order to achieve the second technical problem, the present invention provides a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the active cache control method of the mobile network system.
상기의 세번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 캐쉬를 내장한 클라이언트와 업데이트 리스트를 브로드캐스트 하는 서버를 포함하는 이동망 시스템에 있어서, 상기 서버에 의해 브로드 캐스트되는 데이터 및 상기 서버의 데이터들이 업데이트된 시간에 대한 가중 평균인 업데이트 히스토리를 포함한 업데이트 리스트를 수신하는 클라이언트 수신부, 상기 클라이언트에서 임의의 데이터에 대한 질의가 발생하면, 상기 데이터를 상기 캐쉬에서 검색하는 캐쉬 액세스부, 상기 캐쉬에 상기 데이터가 존재하는 경우, 상기 서버로부터 이전 업데이트 리스트를 수신한 시간으로부터 경과된 시간이 상기 업데이트 히스토리 초과이면 상기 클라이언트 수신부에 의해 다음 업데이트 리스트를 수신하게 하고, 상기 경과된 시간이 상기 업데이트 히스토리 이하이면 상기 캐쉬에 존재하는 데이터를 독출하는 능동적 캐쉬 제어부 및 상기 다음 업데이트 리스트에 상기 데이터가 존재하면, 상기 데이터를 상기 서버에 요청하는 리퀘스트부를 포함하는 캐쉬를 능동적으로 제어하는 이동망 시스템을 제공한다.In order to achieve the third technical problem, the present invention provides a mobile network system including a client having a cache and a server that broadcasts an update list, wherein the data broadcast by the server and the time when the data of the server are updated. A client receiving unit which receives an update list including an update history which is a weighted average of about, a cache access unit which retrieves the data from the cache when a query for arbitrary data occurs in the client, and the data exists in the cache If the time elapsed from the time when the previous update list is received from the server exceeds the update history, the client receiver receives the next update list, and the elapsed time is the update history. Hayimyeon reading the data present in the cache, if said data present in the active cache controller and the next update list, and provides a mobile network system to actively control the cache that includes a request for requesting the data to the server.
본 발명의 한 특징은 불필요한 응답 지연을 제거하는 것이다. 본 발명의 다른 특징은 캐쉬에 있는 데이터를 바로 사용함으로써, 허위경보(false alarm)로 나타나는 불필요한 지연을 제거하는 것이다.One feature of the present invention is to eliminate unnecessary response delays. Another feature of the present invention is the use of data in the cache directly, thereby eliminating unnecessary delays that result in false alarms.
이러한 허위경보(false alarm) 문제 때문에 종래에 사용되는 일관성 모델인 최근값(latest value) 일관성 모델은 빠른 접근 시간을 얻기 위해 적합하지 않다. 일관성 모델은 응용프로그램에 따라 독립적이기 때문에, 본 발명에서는 캐쉬 가용성을 높이기 위해 종래보다 약한 일관성 모델을 사용한다. Due to this false alarm problem, the last value consistency model, which is a conventionally used consistency model, is not suitable for obtaining fast access time. Because the consistency model is application dependent, the present invention uses a weaker consistency model than before to increase cache availability.
본 발명에서는 최근의(latest) IR 일관성을 사용한다. 이 일관성 모델에서 클라이언트는 가장 최근의 IR/UIR에 의해 일관성을 보장 받는다.The present invention uses the latest IR consistency. In this consistency model, the client is guaranteed consistency by the most recent IR / UIR.
종래의 IR/UIR 기반의 알고리즘들에서는 클라이언트는 캐쉬사용을 위해 수동적으로 IR/UIR을 기다리지만, 본 발명에서 제안한 프로토콜에서는 능동적으로 캐쉬를 사용한다. In conventional IR / UIR-based algorithms, the client passively waits for IR / UIR for cache use, but actively uses the cache in the protocol proposed by the present invention.
본 발명은 DCAP(Direct Cache Access Protocol)와 TCAP(Threshold Cache Access Protocol)의 두가지 프로토콜을 제공한다.The present invention provides two protocols, a Direct Cache Access Protocol (DCAP) and a Threshold Cache Access Protocol (TCAP).
DCAP에서는 클라이언트는 자신의 캐쉬에 데이터가 있으면, 다음 IR 또는 UIR까지 기다리지 않고 곧바로 그 데이터를 사용한다. In DCAP, if a client has data in its cache, it uses that data immediately without waiting for the next IR or UIR.
클라이언트가 곧바로 자신의 캐쉬를 사용했을 때 그 데이터가 최신의 데이터가 아니기 위해서는 첫째, 최근의 IR/UIR까지는 그 데이터가 최신의 데이터여야하고, 둘째, 최근의 IR/UIR 부터 클라이언트의 캐쉬힛이 일어난 시점사이에 업데이트가 일어나야 하며, 셋째, 그 업데이트가 일어난 데이터를 클라이언트가 사용해야만 한다. 세가지 조건이 동시에 일어날 확률은 실제로 매우 적기 때문에, DCAP에서는 캐쉬를 곧바로 사용하더라도 현재성의 손해는 크지 않다. In order for the data to be not up-to-date when the client immediately uses its own cache, first, the data must be up-to-date until the latest IR / UIR, and second, the client's cache is generated from the latest IR / UIR. Updates must occur between points in time, and third, the data must be used by the client. Since the probability of all three conditions occurring at the same time is very small, in DCAP, even if the cache is used immediately, the loss of current is not significant.
TCAP에서는 일정한 시간으로 임계값를 정하고 그 시점 이전에는 캐쉬를 곧바로 사용하고 임계값 이후에는 종래의 IR/UIR처럼 다음 IR/UIR을 기다린다. 실제로 오랜 응답지연을 가져오는 임계값 이전의 경우에 캐쉬를 바로 읽음으로써, DCAP와 근사한 응답시간을 가지게 되지만, 위에 설명한 조건 중 두 번째 조건이 임계값에 비례하여 줄어들게 되므로, 현재성의 손해는 이에 비례하여 줄어들 수 있다. The TCAP sets a threshold at a certain time and uses the cache immediately before that point and waits for the next IR / UIR after the threshold, just like a conventional IR / UIR. In fact, if the cache is read directly before the threshold, which results in a long response delay, the response time is close to that of the DCAP. However, since the second of the above conditions is reduced in proportion to the threshold, the loss of current is proportional to this. Can be reduced.
TCAP의 경우 임계값은 클라이언트에 의해 조절될 수 있으며, 임계값이 한 IR/UIR주기일 경우 DCAP와 동일하다. 즉, DCAP는 TCAP의 특수한 경우이다.In the case of TCAP, the threshold can be adjusted by the client, which is the same as the DCAP if the threshold is one IR / UIR cycle. In other words, DCAP is a special case of TCAP.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, embodiments of the present invention illustrated below may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
도 4는 본 발명이 적용되는 브로드 캐스트 환경을 간단하게 도식화한 것이다. 4 is a simplified diagram of a broadcast environment to which the present invention is applied.
도 4는 IR 기반의 캐쉬 무효화 방법에서 가정하고 있는 시스템 환경을 도식화한 것이다. 본 발명에서도 도 4와 유사한 환경을 가정한다.4 is a diagram illustrating a system environment assumed in an IR-based cache invalidation method. In the present invention, an environment similar to that of FIG. 4 is assumed.
서버(400)는 데이터 베이스(DB)를 포함하고, 클라이언트들(410-490)과 통신하기 위한 통신 수단을 포함할 수 있다. 클라이언트들(410-490)은 각각 캐쉬를 포함한다. 서버(400)에서 클라이언트들(410-490)로 정보가 전송될 때에는 브로드 캐스트 채널을 통하고, 클라이언트들(410-490)에서 서버(400)로 정보가 전송될 때에는 온디맨드 채널(On-Demand Channel)을 통한다.The
도 5는 본 발명에서 질의를 요청하고 응답을 받는 과정을 도시한 것이다.5 shows a process of requesting a query and receiving a response in the present invention.
바람직하게는, 임계값은 서버에 의해 소정의 주기마다 브로드 캐스트되는 업데이트 히스토리이거나 클라이언트에 미리 저장된 상수값일 수 있다.Preferably, the threshold may be an update history broadcast by the server at predetermined intervals or a constant value previously stored in the client.
임계값으로 업데이트 히스토리를 사용하는 경우, 업데이트 히스토리는 다음의 수학식 1과 같이 특정 데이터의 최근 업데이트 시간 및 과거 업데이트 히스토리의 가중 평균에 의해 연산된다.When using update history as a threshold value, the update history is calculated by the weighted average of the recent update time and the past update history of the specific data as shown in
이때, dx는 업데이트된 데이터 아이디이고, tx는 dx가 업데이트된 시간이며, dh는 dx의 업데이트 히스토리이며, dh-1 은 dh 이전의 dx의 과거 업데이트 히스토리이고, Ti는 현재시간을 나타낸다.Where d x is the updated data ID, t x is the time d x was updated, d h is the update history of d x , d h-1 is the past update history of d x before d h , and T i represents the current time.
α는 과거 업데이트 히스토리를 현재의 업데이트 히스토리에 어느 정도 반영할지를 결정하기 위한 시스템 파라미터로서, 당업자에 의해 임의로 정해질 수 있는 0과 1 사이의 실수값이다.α is a system parameter for determining how much the past update history is reflected in the current update history, and is a real value between 0 and 1 that can be arbitrarily determined by those skilled in the art.
임계값으로 업데이트 히스토리를 사용하는 경우에는 클라이언트가 적절한 임계값을 서버에 의해 갱신받게 된다.When using update history as the threshold, the client is updated by the server with the appropriate threshold.
임계값을 클라이언트에 상수로서 미리 저장하는 경우에는, 당업자가 적절한 값을 정할 수 있다.If the threshold value is stored in the client as a constant in advance, those skilled in the art can determine an appropriate value.
이전 업데이트 리스트(IR 또는 UIR)(510, 520)를 수신한 후, 일정한 시간으로 임계값(Vt)를 정하고 그 시점 이전에는 캐쉬를 직접 액세스 하여 데이터를 독출하고, 임계값(Vt) 이후의 시점에는 다음 업데이트 리스트(IR 또는 UIR)(530, 540)을 기다린다. After receiving the previous update list (IR or UIR) 510, 520, the threshold value Vt is set for a predetermined time, and before that time point, the cache is directly accessed to read data, and the time point after the threshold value Vt. Waits for the next update list (IR or UIR) 530, 540.
임계값(Vt) 이전의 경우에 캐쉬를 바로 읽음으로써, 응답시간 지연을 제거하여 DCAP와 근사한 응답시간을 가지게 된다. By reading the cache directly in the case before the threshold Vt, the response time delay is eliminated, resulting in a response time close to the DCAP.
이때, 최근의 업데이트 리스트(IR 또는 UIR)(510, 520)를 수신한 시점 부터 클라이언트의 캐쉬 힛(캐쉬 검색)이 일어난 시점 사이에서, 업데이트가 일어나는 경우가 임계값에 비례하여 줄어들게 되므로, 현재성의 손해는 이에 비례하여 줄어들 수 있다.At this time, between the time when the latest update list (IR or UIR) 510, 520 is received and the time when the cache check (cache search) of the client occurs, the update occurs is reduced in proportion to the threshold value, Damage may be reduced in proportion.
본 발명의 특징 중 하나인 TCAP 프로토콜은 특정한 기준점을 중심으로 기준점 전에는 캐쉬를 바로 사용하고, 기준점 이후에는 종래의 IR 기반 프로토콜과 동일하게 다음 IR 이후에 캐쉬를 사용한다.The TCAP protocol, which is one of the features of the present invention, uses the cache immediately after a reference point around a specific reference point, and after the next IR, the same as a conventional IR-based protocol.
TCAP 프로토콜의 일 실시예를 설명하면, 다음과 같다.An embodiment of the TCAP protocol is described as follows.
여기서, Qi = {dx | dx 는 Ti이후에 질의된 데이터} 이고, Qi,k ={dx | dx 는 인터벌[Ti,k-1, Ti,k]에 질의된 데이터} 이며, tc x 는 캐쉬된 데이터아이템 dx의 타임스탬프이고, Tt는 마지막으로 받은 IR의 타임스탬프이며, Tc는 현재 시간이다.Where Q i = {d x | d x is the data queried after T i } and Q i, k = {d x | d x is the data queried at interval [T i, k-1 , T i, k ]}, t c x is the timestamp of the cached data item d x , and T t is the timestamp of the last IR received. , T c is the current time.
또한, Tthreshold는 임계값의 시간 기준점으로 0 ≤ Tthreshold ≤L 의 범위를 갖는다. 도 5의 Tthreshold는 임계값(Vt)와 동일한 개념이다.Also, the T threshold is a time reference point of the threshold and has a range of 0 ≦ T threshold ≦ L. T threshold of FIG. 5 is the same concept as the threshold value Vt.
임계값으로 업데이트 히스토리를 사용하는 경우, 업데이트 히스토리는 수학식 1과 같이 특정 데이터의 최근 업데이트 시간 및 과거 업데이트 히스토리의 가중 평균에 의해 연산된다.When using update history as a threshold, the update history is calculated by the weighted average of the recent update time and the past update history of the specific data, as shown in equation (1).
Ldata는 사용자가 서버에 요청한 데이터 아이템의 ID 리스트로서, 클라이언트의 요청에 해당한다. tx는 IR에 포함된 데이터 아이템의 업데이트 시간이고, Tl은 가장 마지막으로 IR을 받은 시점의 타임스탬스(받은시간)이며, Ti는 IRi를 받은 시점의 타임스탬프(받은 시간)이고, Lbcast는 서버에 의해 사용자에게 방송되는 데이터의 리스트이며, dx는 데이터 아이템 ID이고, UIRi,k은 IRi 와 IRi+1 사이에서 k번째의 UIR이며, L은 IR의 방송 주기이고, w은 윈도우의 크기(IR은 w주기 만큼의 업데이트 정보를 포함하고 있음)이다.L data is an ID list of data items requested by the user to the server and corresponds to a client request. t x is the update time of the data item included in the IR, T l is the timestamp (received time) of the last IR received, and T i is the timestamp (received time) of the received IR i , L bcast is the list of data broadcast to the user by the server, d x is the data item ID, UIR i, k is the kth UIR between IR i and IR i + 1 , and L is the broadcast period of the IR. Where w is the size of the window (IR contains update information as much as w periods).
다음의 표 1은 사용자 Cj 가 IRi 와 Lbcast를 수신한 경우의 프로토콜을 나타낸다.Table 1 below shows a protocol when user C j receives IR i and L bcast .
표 1에서 Cj라는 사용자가 인밸리데이션 리포트(Invalidation Report) 와 데이터를 받은 경우, 마지막으로 IR을 받고 L*w 시간 이상 사용자가 IR을 받지 못하면, 전체 캐쉬 엔트리를 삭제한다.In Table 1, when a user named j j receives an validation report and data, if the user receives the IR last time and the user does not receive the IR for more than L * w hours, the entire cache entry is deleted.
다음, dx가 IR에 포함되어 있고, IR에 있는 dx의 업데이트 시간이 캐쉬에 있는 업데이트 시간보다 크면, dx를 무효화시킨다.Next, if dx is included in the IR and the update time of dx in the IR is greater than the update time in the cache, dx is invalidated.
"Tl = Ti;" 의 의미는 현재 받은 IR의 타임스탬프를 가장 마지막으로 받은 IR의 타임스탬프로 설정하는 것이다. "T l = T i ;" Means to set the timestamp of the currently received IR to the timestamp of the last received IR.
다음의 표 2는 사용자가 UIRi,k를 수신한 경우의 프로토콜을 나타낸다.Table 2 below shows a protocol when a user receives UIR i, k .
다음의 표 3은 클라이언트가 dx에 대한 질의를 받은 경우의 프로토콜을 나타낸다.Table 3 below shows a protocol when a client receives a query for d x .
"if (Tc-Tt < Tthreshold)"의 의미는 현재시간에서 마지막으로 IR을 받은 시간을 뺀 값이 임계값보다 작을 경우를 나타낸다.The meaning of "if (T c -T t <T threshold )" indicates a case where the current time minus the last IR received time is smaller than the threshold value.
다음의 표 4는 표 1 내지 표 3에 기재된 query(Q)의 프로시져(Procedure)를 나타낸다.Table 4 below shows the procedure of query (Q) described in Tables 1 to 3.
도 6은 발명에 따른 이동망 시스템의 블럭도이다.6 is a block diagram of a mobile network system according to the invention.
클라이언트(610)는 캐쉬 액세스부(612), 캐쉬(613), 능동적 캐쉬 제어부(614), 클라이언트 수신부(615) 및 리퀘스트부(616)를 포함한다.The
캐쉬 액세스부(612)는 클라이언트(610)에서 임의의 데이터에 대한 질의(611)가 발생하면, 질의(611)가 발생한 데이터를 캐쉬(613)에서 검색한다.When the
능동적 캐쉬 제어부(614)는 캐쉬(613)에 질의가 발생한 데이터가 존재하는 경우, 서버(600)로부터 이전 업데이트 리스트를 수신한 시간으로부터 경과된 시간이 임계값 초과이면 클라이언트 수신부(615)에 의해 다음 업데이트 리스트를 수신하게 하게 한다. 이때, 클라이언트(610)는 다음 업데이트 리스트가 수신될때까지 대기한다. 이때, 임계값은 0보다 크고, IR 또는 UIR 주기 보다는 작은 값으로, 당업자에 의해 임의로 정해질 수 있다. 바람직하게는, 업데이트 리스트는 서버(600)에 의해 소정의 주기마다 브로드 캐스트될 수 있다.The
임계값으로 업데이트 히스토리를 사용하는 경우, 업데이트 히스토리는 수학식 1과 같이, 특정 데이터의 최근 업데이트 시간 및 과거 업데이트 히스토리의 가중 평균에 의해 연산된다.When using update history as a threshold, the update history is calculated by the weighted average of the latest update time and the past update history of the specific data, as shown in Equation (1).
이때, 이전 업데이트 리스트는 현재 시점을 기준으로 가장 최근의 업데이트 리스트이고, 다음 업데이트 리스트는 현재 시점을 기준으로 다음 주기에 수신되는 업데이트 리스트이다.In this case, the previous update list is the most recent update list based on the current time point, and the next update list is the update list received at the next period based on the current time point.
능동적 캐쉬 제어부(614)는 이전 업데이트 리스트를 수신한 시간으로부터 경과된 시간이 임계값 이하이면 캐쉬(613)에 존재하는 데이터를 독출하여 질의(610)에 응답으로 사용한다.The
바람직하게는, 능동적 캐쉬 제어부(614)는 다음 업데이트 리스트에 질의(611)가 발생한 데이터가 존재하지 않으면, 캐쉬(613)에 존재하는 데이터를 독출할 수 있다.Preferably, the active
클라이언트 수신부(615)는 서버(600)로부터 전송되는 데이터 및 업데이트 리스트를 수신한다.The
리퀘스트부(616)는 다음 업데이트 리스트에 질의(611)가 발생한 데이터가 존재하면, 질의(611)가 발생한 데이터를 서버(600)에 요청한다.The
바람직하게는, 리퀘스트부(616)는 캐쉬(613)에 질의(611)가 발생한 데이터가 존재하지 않는 경우, 질의(611)가 발생한 데이터를 서버(600)에 요청할 수 있다.Preferably, the
바람직하게는, 서버(600)는 온디맨드 데이터 관리자(601), 브로드 캐스트 관리자(602), 데이터 베이스(603)를 포함할 수 있다. 이때, 온디맨드 데이터 관리자(601)는 리퀘스트부(616)의 요청을 수신한다. 이때, 브로드 캐스트 관리자(602)는 리퀘스트부(616)의 요청에 따라 데이터 베이스(603)를 검색하고, 검색된 데이터를 클라이언트 수신부(615)에 전송한다. 이때, 데이터 베이스(603)는 클라이언트(610)를 위한 복수의 데이터를 저장한다.Preferably,
도 7은 발명에 따른 이동망 시스템의 능동적 캐쉬 제어 방법의 흐름도이다.7 is a flowchart of an active cache control method of a mobile network system according to the present invention.
캐쉬를 내장한 클라이언트와 서버를 포함하는 이동망 시스템을 가정한다.Assume a mobile network system that includes a client and server with a built-in cache.
서버는 업데이트 리스트를 소정의 주기마다 브로드캐스트하는데, 업데이트 리스트는 수학식 1과 같이 특정 데이터의 최근 업데이트 시간 및 과거 업데이트 히스토리의 가중 평균에 의해 연산된 업데이트 히스토리를 포함할 수 있다.The server broadcasts an update list every predetermined period. The update list may include an update history calculated by a weighted average of recent update history and past update history of specific data, as shown in Equation (1).
먼저, 클라이언트에서 임의의 데이터에 대한 질의가 발생하면, 질의가 발생한 데이터를 캐쉬에서 검색한다(710 과정).First, when a query for arbitrary data occurs in the client, the cache searches for data in which the query occurs (step 710).
다음, 캐쉬에 질의가 발생한 데이터가 존재하는지 판단한다(720 과정).In
캐쉬에 질의가 발생한 데이터가 존재하는 경우, 서버로부터 이전 업데이트 리스트를 수신한 시간으로부터 경과된 시간이 임계값 초과이면(730 과정) 서버로부터 다음 업데이트 리스트를 수신하고(740 과정), 경과된 시간이 임계값 이하이면 캐쉬에 존재하는 데이터를 독출한다(760 과정).If the query has data in the cache, if the elapsed time from receiving the previous update list from the server exceeds the threshold (step 730), the next update list is received from the server (step 740). If it is less than the threshold value, the data existing in the cache is read (step 760).
임계값으로 업데이트 히스토리를 사용하는 경우, 업데이트 히스토리는 수학식 1과 같이 특정 데이터의 최근 업데이트 시간 및 과거 업데이트 히스토리의 가중 평균에 의해 연산된다.When using update history as a threshold, the update history is calculated by the weighted average of the recent update time and the past update history of the specific data, as shown in
한편, 캐쉬에 질의가 발생한 데이터가 존재하지 않는 경우, 질의가 발생한 데이터를 서버에 요청한다(770 과정).On the other hand, if there is no data in which the query occurs in the cache, the server requests the data in which the query occurs (step 770).
경과된 시간이 임계값 초과하여 서버로부터 다음 업데이트 리스트를 수신한 경우, 다음 업데이트 리스트에 질의가 발생한 데이터가 존재하면(750 과정), 질의가 발생한 데이터를 서버에 요청한다(770 과정).When the elapsed time exceeds the threshold value and receives the next update list from the server, if the data having a query exists in the next update list (step 750), the server requests the data having the query (step 770).
한편, 다음 업데이트 리스트에 질의가 발생한 데이터가 존재하지 않으면(750 과정), 캐쉬에 존재하는 데이터를 독출한다(760 과정).On the other hand, if there is no data in which the query occurs in the next update list (step 750), the data existing in the cache is read (step 760).
바람직하게는, 업데이트 리스트는 서버에 의해 소정의 주기마다 브로드 캐스트될 수 있다.Preferably, the update list may be broadcast by the server at predetermined intervals.
바람직하게는, 업데이트 리스트는 현재 시간 이전의 특정 데이터에 대한 무효화를 통지하는 인밸리데이션 리포트 또는 업데이티드 인밸리데이션 리포트 중 어느 하나를 포함할 수 있다.Preferably, the update list may include either an validation report or an updated validation report that notifies invalidation of specific data prior to the current time.
바람직하게는, 서버는 복수의 데이터를 저장하는 데이터 베이스를 포함하고, 클라이언트의 요청에 따라 데이터 베이스를 검색하고, 검색된 데이터를 클라이언트에 전송할 수 있다.Preferably, the server includes a database for storing a plurality of data, can search the database at the request of the client, and send the retrieved data to the client.
도 8은 종래의 캐쉬 제어 방법 및 본 발명에 따른 평균 응답 시간을 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing a conventional cache control method and the average response time according to the present invention.
본 발명의 성능을 분석하기 위해 한 개의 서버와 여러 개의 클라이언트가 있는 상황을 가정하여 시뮬레이션을 수행하였다. In order to analyze the performance of the present invention, a simulation was performed assuming that there is one server and several clients.
데이터의 갱신은 서버에서만 일어나고 데이터에 대한 요청은 클라이언트에서만 일어난다고 가정한다. 그리고, 시뮬레이션을 간편화하기 위해서 데이터의 크기나 대역폭 및 클라이언트가 서버와 연결이 끊어지는 경우는 고려하지 않는다. 시뮬레이션에 사용된 파라미터는 다음의 표 1에 나타난다.It is assumed that data updates occur only on the server and requests for data occur only on the client. And to simplify the simulation, we do not consider the size or bandwidth of the data and the case where the client is disconnected from the server. The parameters used in the simulations are shown in Table 1 below.
도 8에서 보여지듯이, 본 발명이 종래의 사용되던 IR/UIR 보다 평균 응답시간이 짧다는 것을 보여준다.As shown in Figure 8, the present invention shows that the average response time is shorter than the conventional IR / UIR used.
바람직하게는, 업데이트 리스트는 서버에 의해 소정의 주기마다 브로드 캐스트될 수 있다.Preferably, the update list may be broadcast by the server at predetermined intervals.
바람직하게는, 임계값은 서버에 의해 브로드캐스트되는 업데이트 히스토리일 수 있다.Preferably, the threshold may be an update history broadcast by the server.
바람직하게는, 업데이트 리스트는 현재 시간 이전의 특정 데이터에 대한 무효화를 통지하는 인밸리데이션 리포트 또는 업데이티드 인밸리데이션 리포트 중 어느 하나를 포함할 수 있다.Preferably, the update list may include either an validation report or an updated validation report that notifies invalidation of specific data prior to the current time.
바람직하게는, 본 발명의 이동망 시스템의 능동적 캐쉬 제어 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록하여 제공할 수 있다.Preferably, a program for executing the active cache control method of the mobile network system of the present invention may be provided by recording a program for executing in a computer on a computer-readable recording medium.
본 발명은 소프트웨어를 통해 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.The invention can be implemented via software. When implemented in software, the constituent means of the present invention are code segments that perform the necessary work. The program or code segments may be stored on a processor readable medium or transmitted by a computer data signal coupled with a carrier on a transmission medium or network.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 테이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, DVD±ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크(hard disk), 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data is stored which can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording devices include ROM, RAM, CD-ROM, DVD ± ROM, DVD-RAM, magnetic tape, floppy disks, hard disks, optical data storage devices, and the like. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer devices so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary and will be understood by those of ordinary skill in the art that various modifications and variations can be made therefrom. However, such modifications should be considered to be within the technical protection scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 모바일 환경에서 질의가 발생했을 때, 클라이언트들이 자신의 캐쉬를 단시간내에 사용할 수 있게 함으로써, 불필요한 응답 지연시간을 줄이고, 캐쉬내에 요청한 데이터가 존재할 경우 기다리지 않고 바로 질의에 대한 응답을 얻을 수 있기 때문에, 캐쉬 사용률을 높임으로써 캐쉬 가용성을 높일 수 있으며, 허위경보(false alarm) 문제를 제거할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, when a query occurs in a mobile environment, clients can use their caches in a short time, thereby reducing unnecessary response delay time and immediately querying the cache without waiting for the requested data. Because you can get a response to, you can increase the cache availability by increasing the cache utilization rate, and can eliminate the false alarm problem.
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