SI20229A - Medmrežni predpomnilniški sistem - Google Patents

Abstract

Predmet pričujočega izuma so predpomnilniška metoda, sistem in strežnik, namenjeni predpomnjenju medmrežnih informacijskih vsebin. Po izumu je podan niz zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov, ki v glavnem strežejo različnim zemljepisnim regijam, pri čemer se posamezna medmrežna informacija, prevzeta v povezavi z delovanjem enega od navedenih predpomnilniških strežnikov, razpošlje v bistvu vsem navedenim strežnikom.ŕ

Description

MEDMREŽNI PREDPOMNILNIŠKI SISTEM

Področje izuma

Predmet pričujočega izuma so predpomnilniška metoda, sistem in strežnik, namenjeni predpomnjenju medmrežnih informacijskih vsebin.

Ozadje izuma in stanje tehnike

V zadnjih nekaj letih se je medmrežje razvilo v najhitreje rastoče komunikacijsko sredstvo in predvideva se, da bo v prihodnosti predstavljalo poglavitni sistem za širjenje in razpečevanje informacij. Medmrežje postaja čedalje bolj priljubljeno in število njegovih uporabnikov narašča z neverjetno hitrostjo. Vsakdo lahko postavi na medmrežje informacije v poljubni obliki - besedila, slike, avdio ali video - in te so potem dostopne uporabnikom kjer koli po svetu. Prav temu gre pripisati neverjetni razmah medmrežja in njegove dandanes največ rabljene komponente svetovnega spleta oz. s kratico: WWW.

Vendar množična priljubljenost medmrežja in še posebno vse bolj razširjena uporaba njegove omenjene aplikacije, svetovnega spleta, hudo pritiska na samo zmogljivost medmrežja. Promet na medmrežju se vsake tri mesece približno podvoji in prav nič ne kaže, da bi ta tempo kaj upadal. Tovrstna eksponencialna rast se bo na neki točki sicer unesla, toda več dejavnikov daje slutiti, da je ta točka še daleč.

Danes ima le manjši del osebnih računalnikov dostop do medmrežja. Predvidevajo pa, da bo večina ljudi, ki osebni računalnik bodisi imajo ali pa ga bodo še nabavili, hotela prejkoslej imeti tudi dostop do medmrežja. Poleg tega hitrost izmenjave podatkov med uporabnikom in medmrežno infrastrukturo naglo narašča. Pojavljajo se nove tehnologije, kot so ISDN, modemi za kabelsko televizijo in xDSL. Izdelovalci hišne elektronike pa tudi že pošiljajo na trg cenene naprave, ki omogočajo dostop do svetovnega spleta na medmrežju kar z domačim televizijskim sprejemnikom.

Ti in drugi dejavniki prispevajo k temu, da postaja dostop do medmrežnih informacij vse težji, saj je sistem nasploh preobremenjen. Marsikod po svetu predstavlja eno poglavitnih težav nezadostna pasovna širina. Pretok informacij med ZDA in Evropo pa je omejen s prepustnostjo transatlantskega kabla. Njegova prepustnost je enostavno premajhna, da bi bila kos eksploziji uporabe medmrežja.

V osnovi obstajata dve poznani rešitvi tega problema. Prva rešitev je, da povečamo pasovno širino in preklopne kapacitete, kar se sicer že dela, vendar pa to rešitev ovirajo velikanski stroški in znatne tehnološke ovire.

Druga rešitev je uporaba tako imenovanih predpomnilniških tehnik. Predpomnjenje v bistvu pomeni, da sledimo prometu na medmrežju in kopije najčešče rabljenih datotek svetovnega spleta shranimo nekje bliže uporabniku, kot pa se hranijo izvirne datoteke. To pomeni, da hranimo lokalno kopijo določenega spletnega mesta, ki nas zanima. Kopijo CNN-ove domače spletne strani, katere izvirnik se nahaja v ZDA, lahko recimo začasno shranimo v predpomnilniku kakega evropskega »proxy« strežnika, tako da bi imeli evropski uporabniki medmrežja dostop do CNN-ove domače strani, ne da bi jim bilo treba pri tem komunicirati prek transatlantskega kabla, s čimer po eni strani dosežemo krajši dostopni čas, po drugi pa zmanjšamo tudi obremenitev mreže. Skupna količina informacij na svetovnem spletu postaja tako rekoč neizmerna, a glavnino prometa dejansko ustvari razmeroma majhen del vseh teh informacij. Okrog 1020 gigabajtov velik predpomnilnik zmanjša promet v določeni skupnosti za 30-50 pač odvisno od velikosti in homogenosti same skupnosti (podatek za pomlad 1997).

Kljub današnjim predpomnilniškim tehnikam pa daleč prenizka pasovna širina razpoložljivih komunikacijskih sistemov na mnogih koncih sveta, kot recimo v južni in vzhodni Evropi, južni Ameriki, Indiji in vzhodni Aziji, preprosto ne omogoča uporabnikom, da bi medmrežje uporabljali tako, kot bi si želeli.

Povzetek izuma

Predmet izuma je zmanjšanje zmogljivostnih omejitev medmrežja, kar je doseženo s predpomnjenjem, ki je rešeno na tak način, da zmanjša čas dejanske prisotnosti na medmrežju in hkrati omogoči bistveno večjo širitev tako števila uporabnikov kot pretoka informacij na medmrežju, posebno v območjih, kjer je pasovna širina nizka.

Po pričujočem izumu je navedeni smoter dosežen s predpomnilniško metodo, sistemom in strežnikom za predpomnjenj e vsebine medmrežnih informacij v skladu s priloženimi patentnimi zahtevki.

Izum temelji na spoznanju, da jezikovno in kulturno homogeno zemljepisno območje marsikdaj ne po velikosti ne po obliki ne sovpada z območjem, ki bi ga lahko ekonomsko in tehnično optimalno pokrival posamezen predpomnilniški strežnik. Zaradi tega takšno območje pokriva več zemljepisno razpostavljenih strežnikov. Poleg tega izum strežnikov po izumu, zemljepisnim območjem, temelji tudi na spoznanju, da lahko uporabnikom na takem jezikovno in kulturno homogenem zemljepisnem območju pripišemo tudi homogeno izbiranje obiskanih spletnih mest, zato je primerno, da informacije, ki jih spričo zahtevka kakega uporabnika shrani eden izmed teh predpomnilniških strežnikov, shranijo tudi drugi predpomnilniški strežniki omenjenega območja, pri čemer izhajamo iz načela, da bo, če določenega uporabnika zanima neka dana informacija, taista informacija verjetno zanimala tudi druge ljudi na istem jezikovno in kulturno homogenem zemljepisnem območju. Večja ko je skupnost končnih uporabnikov, večja je verjetnost, da si bo hotel dano datoteko ogledati še kak drug njen pripadnik.

Niz zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških ki sicer strežejo različnim povezuje pa jih kaka skupna lastnost, kot je denimo ta, da strežejo kulturno oz. jezikovno enotnemu krogu uporabnikov ali območju, se zato posodobi z v bistvu enakimi informacijami vsakokrat, ko kateri od navedenih strežnikov prenese informacije od drugod, ker je po njih povpraševal kak končni uporabnik ipd.

Tovrstno kulturno in jezikovno homogenost lahko opredelimo z narodnostno mejo, z mejo določenega jezika, z mejo kake veroizpovedi, z mejo tehnološke ali razvojne ravni, z mejo gospodarske regije, pa tudi z različnimi njihovimi kombinacijami ipd.

Zato je po eni od izvedb izuma navedeni niz zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov razpostavljen znotraj jezikovno in kulturno opredeljenega globalnega zemljepisnega območja ali zemljepisno opredeljene skupnosti. Poleg tega je vsak od navedenih predpomnilniških strežnikov prednostno urejen tako, da streže svoji lokalni regiji znotraj navedenega zemljepisnega območja ali skupnosti.

Tako lahko npr. privzamemo, da nemško govoreči deli Nemčije, Avstrije, Švice in Italije tvorijo kulturno in jezikovno homogeno globalno območje. Zato se znotraj tega območja razpostavi niz predpomnilniških strežnikov, ki delujejo v skladu z izumom. Ta niz strežnikov, ki so nameščeni znotraj zgoraj opredeljenega globalnega območja, je lahko urejen tako, da recimo eden (ali več njih) streže prvi regiji, ki obsega severni del Nemčije, drugi (ali več njih) streže drugi regiji, ki obsega vzhodni del Nemčije, tretji (ali več njih) streže tretji regiji, ki obsega osrednji del Nemčije, četrti (ali več njih) streže četrti regiji, ki obsega Švico in severni del Italije, in končno peti (ali več njih) streže peti regiji, ki obsega Avstrijo.

Pomembno pri tem je, da opredeljeno zemljepisno območje po izumu ne pomeni nujno homogeno, nepretrgano območje, obdano s sklenjeno mejo, ampak lahko prav tako pomeni skupino zemljepisno ločenih ozemelj, ki skupaj tvorijo območje po izumu.

Po ocenah, ki jih je opravil sam izumitelj, je ponekod po svetu, npr. v Indiji in Južni Ameriki, pasovna širina telekomunikacijskega omrežja tako majhna, da je dejansko bolj učinkovito, če že na podlagi enega samega zahtevka, ki ga mreža prejme od enega uporabnika, določen paket informacij razpošljemo kar vsem predpomnilniškim strežnikom znotraj opredeljenega globalnega območja, kot pa da bi kak drug uporabnik naslednjič iskal isti paket informacij po mreži. Vendar je za odločanje, kdaj izvesti distribuirano predpomnjenje po izumu in kdaj ne, moč postaviti pravila na različne načine, pač odvisno od konkretnega okolja uporabe, kot bo še razloženo v nadaljevanju.

Razpošiljanje informacij nizu predpomnilniških strežnikov po izumu lahko poteka v številnih različnih oblikah. Z enega vidika bi lahko za ta namen uporabili kar medmrežje samo. Vendar pa bi taka rešitev še bolj obremenila prepustno kapaciteto mreže. Zato se informacije po eni od prednostnih izvedb izuma razpošljejo navedenemu nizu predpomnilniških strežnikov s pomočjo komunikacijskih tehnik multicast, prednostno po namenskih podatkovnih kanalih, ločenih od medmrežne komunikacije kot take.

Po eni izmed prednostnih izvedb se navedene informacije razpošljejo navedenemu nizu predpomnilniških strežnikov s pomočjo satelitske povezave. V tem primeru ima vsak od strežnikov prednostno dostop do odhodne povezave za pošiljanje navedenih informacij ter do dohodne povezave, po kateri prihajajo informacije, ki jih odda kateri koli od strežnikov. Hardver in softver, potrebna za krmiljenje tovrstnega razpošiljanja, se lahko nahajata v samem predpomnilniškem strežniku, lahko pa npr. pri ponudniku medmrežnih storitev ali ponudniku satelitskih komunikacijskih povezav. Podobno je lahko tudi softver za krmiljenje pretoka informacij in za odločanje znotraj sistema inštaliran v samih predpomnilniških strežnikih, lahko pa je inštaliran pri ponudnikih medmrežnih storitev ali na kaki drugi primerni lokaciji, kot je jasno strokovnjaku s področja. Če uporabimo satelitski sistem, lahko satelitsko povezavo' uporabimo tudi za prenos ali posredovanje zahtevkov na druge konce zemeljske oble, recimo iz Evrope v ZDA in obratno.

V alternativni izvedbi so vsi predpomnilniški strežniki v sistemu po podatkovnih kanalih povezani z osrednjo krmilno enoto. Taka osrednja krmilna enota lahko npr. opravlja odločitve, ali naj se določene informacije shranijo v predpomnilnik ali ne, kako naj se razpošljejo itn.

Odvisno od velikosti skupnosti, zmogljivosti predpomnilniških strežnikov, razpoložljivih komunikacijskih zmogljivosti mreže, namenov ponudnika predpomnilnikov ipd. se lahko distribuirano predpomnilniško tehniko po izumu priredi tako, da razpošlje oz. ne razpošlje informacije na podlagi različnih pravil. Po prednostni izvedbi izuma se v predpomnilnik shranijo samo zahtevki ali okvirji, ki se tičejo določenega komunikacijskega formata ali aplikacije, ki ustreza tipu informacijskih storitev, ki ga nudi lokalni medij za hranjenje informacij. En tak možen primer je, da predpomnilniki shranijo samo t.i. TCP poizvedbe, naslovljene na vrata WWW. Drug tak primer je, da ponudnik predpomnilniskega strežnika shrani samo nekatere dohodne naslove (denimo samo naslove .com ali .org), ali samo če je bilo v sistemu podanih toliko in toliko zahtevkov (recimo šele po treh ločenih zahtevkih) ipd.

Procesirna sredstva, potrebna za tovrstno odločanje, so lahko inštalirana pri vsakem predpomnilniškem strežniku, lahko so inštalirana pri osrednji krmilni enoti kot zgoraj omenjeno, pri ponudniku medmrežnih storitev ali na kaki podobni lokaciji, ki je povezana s predpomnilniškimi strežniki ipd.

Tudi zahtevek, ki se tiče ponudnika informacijskih vsebin, lociranega v regiji, ki ji streže eden od predpomnilniških strežnikov iz navedenega niza predpomnilniških strežnikov, se lahko obdela na različne načine v skladu z različnimi izvedbami izuma, o čemer bo govor v nadaljevanju.

Po prvih dveh izvedbah izuma se privzame, da je zahtevek po lokalni informaciji, ki ga končni uporabnik poda ponudniku medmrežnih vsebin, ki se nahaja v isti regiji kot uporabnik sam, samo lokalnega pomena. Zato: a) informacije sploh ne bomo shranili v predpomnilnik, saj bo lokalni uporabnik vselej zlahka dobil dostop do lokalnega ponudnika medmrežnih vsebin; ali pa b) informacijo shranimo samo v lokalni predpomnilniški strežnik in je ne razpošljemo celemu nizu zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov, saj je zahtevek najverjetneje zgolj lokalnega pomena. V tem kontekstu torej termin »lokalen« označuje skupno lastnost tistih objektov, ki se nahajajo znotraj ene in iste izmed navedenih regij.

Po drugi izvedbi se privzame, da informacijskega zahtevka, ki ga končni uporabnik poda ponudniku medmrežnih vsebin, ki se nahaja v isti regiji kot uporabnik sam, ne bo shranil predpomnilniški strežnik, ki streže navedeni regiji, pač pa ga bomo razposlali vsem drugim predpomnilniškim strežnikom znotraj sistema, saj bo lokalni uporabnik vselej zlahka dobil dostop do lokalnega ponudnika medmrežnih vsebin (zato teh ni potrebno shraniti v lokalne predpomnilnike), medtem ko uporabnik izven regije ne bo imel tako lahkega dostopa do lokalnega ponudnika medmrežnih vsebin (zato je te treba shraniti v predpomnilnike, ki se nahajajo izven regije).

Po še eni nadaljnji izvedbi se privzame, da je kapaciteta predpomnilniškega strežnika dovolj velika, da lahko obravnava vse zahtevke, zato ni nobene potrebe, da bi z informacijami, ki se tičejo lokalnih ponudnikov medmrežnih vsebin, ravnali drugače kot s katerimi koli drugimi informacijami, in posledično bodo vsako informacijo, ki jo shrani posamezen predpomnilniški strežnik v sistemu, shranili tudi vsi drugi predpomnilniški strežniki v sistemu.

. Po spet drugi izvedbi izuma se na podlagi pravil, ki smo jih izbrali za opravljanje odločitev znotraj sistema, sestavi seznam naslovov ponudnikov medmrežnih vsebin, ki naj se ne shranjujejo v predpomnilnik. Tedaj je vsak predpomnilnik urejen tako, da prihajajoče informacijske zahtevke primerja z navedenim seznamom in iz tega določi, ali naj se posamezni zahtevek shrani v predpomnilnik ali ne.

Odvisno od načrtovane namembnosti oz. uporabnosti sistema bodo predpomnilniški strežniki urejeni tako, da informacije hranijo določen čas. Predpomnilniki lahko npr. obratujejo po principu first-in-first-out (FIFO oz. »kar prej noter, to prej ven«) . Po drugi izvedbi so lahko nekatere zvrsti informacij opremljene z ažurnostnimi pogoji, ki določajo maksimalni časovni interval uporabe, v katerem kopirane informacije še vedno držijo. Glede teh in drugih vidikov pa lahko izum kajpak kombiniramo z različnimi tipi poznanih predpomnilniških metod, kot je jasno strokovnjaku s področja.

' Nadalje je lahko vsak izmed navedenih predpomnilniških strežnikov sestavljen iz več strežnikov nižjega nivoja, ki so - prednostno prek preklopnega sredstva visoke hitrosti priključeni na upravitelja predpomnilnika, ki jih krmili. Nadalje ni nobenih omejitev glede samega števila predpomnilniških strežnikov, ki se lahko uporabijo. Poleg tega je vsak strežnik na razpolago več kot enemu ponudniku medmrežnih storitev.

Če pride do okvare enega od navedenih predpomnilniških strežnikov, ga lahko sistem hitro zaobide in vzpostavi zasilno obratovanje za čas, ko predpomnilniški strežnik popravljajo ali zamenjujejo. Tačas lahko funkcionalnost predpomnilnika zagotavlja kak drug strežnik v drugi regiji znotraj sistema. Prednost izuma je, da v takem primeru nadomestni predpomnilniški strežnik daje na razpolago iste shranjene vsebine kot odklopljeni strežnik, s čimer je zagotovljeno, da so predpomnilniško shranjene informacije še vedno relevantne za končne uporabnike v regiji odklopljenega strežnika.

Čeprav smo izum opisali na podlagi medmrežnega komunikacijskega sistema, je strokovnjaku s področja jasno, da je izum možno uporabiti tudi v drugih podobnih sistemih globalne izmenjave informacij, ki se utegnejo pojaviti v prihodnosti in ki bodo podvrženi komunikacijskim problemom podobne vrste. Zato izum seveda nikakor ni omejen samo na uporabo v medmrežju.

Nadalje, čeprav smo izum opisali predvsem na podlagi uporabe v svetovnem spletu, je prav tako jasno, da je izum možno uporabiti tudi v številnih drugih tipih omrežja in ni omejen samo na splet.

Kratek opis risb

Nadaljnje vidike, značilnosti in prednosti izuma bomo pojasnili na prednostnih izvedbenih primerih, in to s pomočjo priloženih risb, ki prikazujejo:

Slika 1 shematično prikazuje izvedbo medmrežnega predpomnilniškega sistema po pričujočem izumu;

Slika 2 shematično prikazuje ureditev predpomnilniškega strežnika, ki je del sistema, prikazanega na sl. 1;

Slika 3 shematično prikazuje alternativno urejen predpomnilniški strežnik;

Slika 4 shematično prikazuje še en alternativno urejen predpomnilniški strežnik;

Slika 5 shematično prikazuje diagram poteka operacij, ki jih izvaja predpomnilniški strežnik na sliki 4;

sistema

Slika 6 shematično prikazuje diagram poteka operacij, ki jih izvaja prestreznik na sliki 3;

Slika 7 shematično prikazuje še eno izvedbo medmrežnega predpomnilniškega pričujočem izumu; in

Slika 8 shematično prikazuje še medmrežnega predpomnilniškega pričujočem izumu.

po eno izvedbo sistema po

Podroben opis prednostnih izvedb

Zdaj bomo s sklicevanjem na sl. 1 opisali prvo izvedbo medmrežnega predpomnilniškega sistema po izumu. Na sl. 1 je prikazano prednostno jezikovno oz. kulturno opredeljeno zemljepisno območje 200, ki obsega štiri zemljepisne regije A, B, C in D. Območje 200 bi lahko npr. predstavljalo Veliko Britanijo, medtem ko bi regije A, B, C in D predstavljale Irsko; Wales; Škotsko s severno Anglijo; ter južno Anglijo.

V vsaki od posameznih regij A, B, C in D se nahaja po najmanj en ponudnik medmrežnih storitev HOa, IlOb, HOc in llOd, ki svoji regiji zagotavlja dostop do medmrežja 100.

Vsak od ponudnikov medmrežnih storitev HOa, IlOb, HOc in HOd torej zagotavlja določenemu številu končnih uporabnikov 120a, 120b, 120c in 120d ter določenemu številu ponudnikov medmrežnih vsebin 130a, 130b, 130c in 130d dostop do medmrežja. Čeprav so na sl. 1 končni uporabniki 120 prikazani ločeno od ponudnikov vsebin 130, se pri tem razume, da je lahko končni uporabnik obenem tudi ponudnik vsebin.

Vsak ponudnik storitev je povezan z najmanj enim medmrežnim predpomnilniškim strežnikom 140a, 140b, 140c in 140d. Vsak predpomnilniški strežnik 140 torej zagotavlja predpomnjenje končnim uporabnikom 120 znotraj svoje regije. Vsak izmed predpomnilniških strežnikov 140a, 140b, 140c in 140d je povezan tudi s satelitskim krožnikom 150a, 150b, 150c in 150d in lahko prek satelita 160 oddaja informacije vsem drugim strežnikom znotraj območja 200.

Zdaj bomo opisali primer delovanja sistema, prikazanega na sl. 1. Ko npr. ponudnik storitev HOa v regiji A prejme od končnega uporabnika 120 zahtevek po informaciji, ki jo ponuja ponudnik vsebin 130e, lociran v regiji E, ki v tem primeru leži izven območja 200 (naj bo regija E na primer Severna Amerika), ponudnik storitev HOa preveri, ali njemu dodeljeni predpomnilniški strežnik 140a hrani sodobno kopijo iskane informacije. Če jo, se iskana informacija prevzame s predpomnilniškega strežnika 140a in se nato preda končnemu uporabniku. Če pa predpomnilniški strežnik 140a ne hrani kopije iskane informacije, ponudnik storitev HOa posreduje zahtevek potom medmrežja 100 izvirnemu ponudniku vsebin 130e. Ko po medmrežju 100 od ponudnika vsebin 130e prispe zahtevana informacija, ponudnik storitev HOa preda informacijo končnemu uporabniku in z njo posodobi predpomnilniški strežnik 140a. V okvir posodobitvenega postopka sodi tudi to, da se posodobljena informacija prek satelitskega krožnika 150e in satelita 160 razpošlje predpomnilniškim strežnikom 140b, 140c, 140d v drugih regijah B, C, D, tako da se vsi strežniki posodobijo z isto informacijo. Potem ko se ta posodobitev izvede, ni treba nobenemu izmed uporabnikov 120 v regiji 200 obiskovati izvirnega ponudnika vsebin 130e potom medmrežja, ampak lahko uporabi kar kopijo, shranjeno v pripadajočem predpomnilniškem strežniku. Če je kateri izmed predpomnilniških strežnikov med posodobitvijo že zapolnjen, bo z njega obrisana informacija, ki je na njem že najdlje shranjena (se pravi, za katero je preteklo že največ časa, odkar jo je nazadnje rabil kak uporabnik). Vsak strežnik bo tudi po eni od številnih metod skrbel za to, da so v posameznem strežniku shranjene točne in sodobne informacije, torej take, da predstavljajo zanesljive kopije izvirnih spletnih mest.

Na naslednjih risbah bodo zaradi lažjega razumevanja elementi, ki opravljajo podobne funkcije kot tisti, ki smo jih že opisali pri sl. 1, označeni z enakimi številkami.

Zdaj bomo s pomočjo slike 2 opisali izvedbo predpomnilniškega strežnika, ki predstavlja sestavni del na sl. 1 prikazanega sistema. Na sl. 2 so trije končni uporabniški terminali ali postaje 120 povezani z multipleksno enoto 170, ki je lahko sistem modemov ali usmernik lokalne mreže (LAN router), odvisno od tipa uporabniškega sistema. Multipleksna enota 170 je povezana s prestreznikom 110, nameščenim pri ponudniku medmrežnih storitev, ki zagotavlja dostop do medmrežja 100.

Multipleksna enota 170 multipleksira komunikacije do in od uporabniških terminalov 120.

Po tej shemi uporabnik 120, ki hoče priti do določene informacije, ki jo npr. v obliki spletne domače strani ali mesta daje na razpolago ponudnik medmrežnih vsebin (ni prikazan), ki se nahaja na izvirnem mestu objave nekje na medmrežju 100, na splošno rečeno pošlje informacijski zahtevek, konkretno HTTP zahtevek vratom WWW, po multipleksni enoti 170 ponudniku medmrežnih storitev 110, kjer se zahtevek preusmeri na medmrežje 100 in naposled prispe do ponudnika vsebin. Ponudnik vsebin nato odgovori na zahtevek, to se pravi, pošlje zahtevano informacijo po medmrežju 100 nazaj uporabniku 120 potom ponudnika storitev 110.

Vendar po shemi, prikazani na sl. 2, informacijski zahtevek uporabnika 120 pregleda prestreznik 110 pri ponudniku storitev. Prestreznik nato preveri, ali zahtevana informacija, na primer informacija, ki jo daje na razpolago navedeni ponudnik vsebin, obstaja v obliki kopije ipd. v lokalnem predpomnilniškem strežniku 140, ki je neposredno povezan s prestreznikom 110. Če se kopija ipd. zahtevane informacije hrani v lokalnem predpomnilniškem strežniku 140, se uporabnikov zahtevek preusmeri na strežnik 140, ki nato uporabniku preda zahtevano informacijo. V tem primeru informacija že obstaja v vseh predpomnilniških strežnikih v območju 200, prikazanem na sl. 1, zato je ni treba razposlati ostalim predpomnilnikom.

Če pa prestreznik 110 ugotovi, da v lokalnem strežniku 140 ne obstaja nobena kopija ipd. iskane informacije, se informacijski zahtevek uporabnika 120 pošlje naprej v medmrežje 100 kakor pri običajni uporabi medmrežne komunikacije. Prestreznik zatem sledi odgovoru medmrežja 100 uporabniku 120, in ko prejme zahtevano informacijo, z njo posodobi tudi predpomnilniški strežnik 140.

Predpomnjenju novih ali posodobljenih informacij v predpomnilniškem strežniku 140 po izumu sledi tudi razpošiljanje novih ali posodobljenih informacij drugim predpomnilniškim strežnikom v območju 200, prikazanem na sl. 1. To razpošiljanje sproži bodisi predpomnilniški strežnik 140 ali pa npr. prestreznik 110 pri ponudniku storitev, druge predpomnilniške strežnike v obravnavanem območju pa doseže prek odhodne satelitske povezave s satelitom 160. Podobno predpomnilniški strežnik 140 prejme tovrstne informacije po dohodni satelitski povezavi v obratnem primeru, ko namreč sprejema nove ali posodobljene informacije s strani drugih predpomnilniških strežnikov v njegovem območju.

Opozoriti je treba, da v navedenem primeru prestreznik 110 prestreza samo komunikacijske pakete določenih tipov. Lahko denimo prestreza samo spletne informacijske zahtevke uporabnikov 120. Druge vrste komunikacijskih storitev, kot so npr. elektronska pošta ipd., pusti prestreznik 110 popolnoma pri miru.

Zdaj bomo na podlagi slike 3 opisali alternativno ureditev predpomnilniškega strežnika, podobno tisti, ki je prikazana na sl. 2. Ureditev na sl. 3 se razlikuje od tiste na sl. 2 po tem, da prestreznik 110 pri ponudniku storitev ni povezan samo z enim predpomnilniškim strežnikom 140, ampak tudi s spominskim predpomnilnikom 112 s hitrim dostopom. V primerjavi s predpomnilniškim strežnikom 140 po izumu, ki nudi npr. več sto gigabajtov prostora za shranjevanje, ima spominski predpomnilnik s hitrim dostopom v tem primeru mnogo manjšo kapaciteto, na primer okrog enega gigabajta. Spominski predpomnilnik 112 se torej uporablja za shranjevanje v bistvu vseh informacij, ki gredo skozi prestreznik 110, le da se vsak paket informacij posledično hrani samo razmeroma kratek čas.

Na sl. 3 se spominski predpomnilnik s hitrim dostopom, ki obsega spominska območja 112 in kazalo 111, v katerem je zapisano, katere informacije so trenutno shranjene v navedenih spominskih območjih, uporablja kot delovni spomin prestreznika 110. Ko torej prejme informacijski zahtevek od uporabnika 120, prestreznik najprej preveri, ali želeno informacijo vsebuje njegov spominski predpomnilnik s hitrim dostopom 111, 112. Šele če zahtevane informacije ne najde v spominskem predpomnilniku 112, pogleda še v predpomnilniški strežnik 140. Postopek, ki nato sledi, je enak kot tisti, opisan v zvezi s sl. 2. Toda na sl. 3 se v spominski predpomnilnik s hitrim dostopom 112 začasno shranijo prav vse informacije v zvezi z vsemi informacijskimi zahtevki uporabnikov 120, tako informacije, prejete z medmrežja 100, kot tiste, prejete od predpomnilniškega strežnika 140, medtem ko se predpomnilniški strežnik posodobi samo v primeru, ko gre za nove informacije, prejete z medmrežja 100. Nadalje je moč spominski predpomnilnik uporabiti tudi za predpomnj enj e drugih informacij, ne le tistih, ki se hranijo na strežniku 140. Poleg tega, da tako kot predpomnilniški strežnik 140 hrani informacije s svetovnega spleta, lahko spominski predpomnilnik npr. hrani tudi informacije, ki zadevajo poizvedbe drugih vrst. Nadalje, v spominskem predpomnilniku 112 shranjene informacije se ne bodo avtomatsko razposlale drugim predpomnilnikom v območju 200 na sliki 1.

Zdaj bomo s sklicevanjem na sl. 4 opisali še eno alternativno ureditev predpomnilniškega strežnika, ki je prav tako podobna tisti, prikazani na sl. 2. Na sl. 4 ponudnik storitev 110 posreduje vse spletne zahtevke predpomnilniškemu strežniku 140. Predpomnilniški strežnik nato bodisi sam odgovori na zahtevek, če je zahtevana informacija shranjena v njem, ali pa informacijo poišče na medmrežju 100 s pomočjo satelitske povezave ali kakega drugega priključka 141 na medmrežje. Ko prejme zahtevano informacijo, predpomnilniški strežnik 140 na podlagi svojih lastnih odločitev posodobi sebe in po satelitu 160 še druge predpomnilnike ter potom ponudnika storitev 110 preda informacijo končnemu uporabniku 120.

V zvezi s sl. 4 velja opozoriti, da lahko ponudnik storitev še naprej neodvisno upravlja z drugimi vrstami storitev, kot so elektronska pošta ipd., ne da bi tovrstne informacijske pakete posredoval potom predpomnilniškega strežnika.

Zdaj bomo na podlagi diagrama poteka, prikazanega na sl. 5, opisali primer operacij, ki jih izvaja predpomnilniški strežnik 140 na sliki 4. Potem ko se v koraku Sl vklopi operacija, prejme predpomnilniški strežnik v koraku S2 informacijski zahtevek končnega uporabnika, naslovljen na določenega ponudnika vsebin. Zatem v koraku S3 predpomnilniški strežnik ugotovi, ali je kopija zahtevane informacije shranjena v njem ali ne. Če je, preda zahtevano informacijo končnemu uporabniku v koraku S4 in operacija se zaključi s korakom S10. (Zaključni korak S10 lahko seveda sproži vrnitev na začetni korak Sl).

Če pa se v koraku S3 ugotovi, da se v predpomnilniškem strežniku ne hrani kopija zahtevane informacije, se postopek nadaljuje s korakom S5, v katerem predpomnilniški strežnik pošlje navedenemu ponudniku vsebin po medmrežju zahtevek po navedeni informaciji. Predpomnilniški strežnik nato v koraku S6 prejme zahtevano informacijo in jo v koraku S7 preda končnemu uporabniku. V koraku S8 se prejeta informacija shrani v predpomnilniški strežnik, nakar se v koraku S9 razpošlje vsem drugim predpomnilniškim strežnikom v območju 200, prikazanem na sliki 1. Zdaj se torej prejeta nova, dotlej neshranjena informacija hrani v bistvu v vseh predpomnilniških strežnikih v zadevnem območju in je na ta način postala zlahka dosegljiva za vse uporabnike na zadevnem območju.

Zdaj bomo na podlagi diagrama poteka, prikazanega na sl. 6, opisali primer operacij, ki jih izvaja prestreznik ali ponudnik storitev 110 na sliki 3. Potem ko se v koraku Sil vklopi operacija, prestreznik 110 v koraku S12 prebere informacijski zahtevek končnega uporabnika, naslovljen na določenega ponudnika vsebin. V koraku S13 prestreznik 110 pregleda vsebinsko kazalo 111 spominskega predpomnilnika s hitrim dostopom 112, da ugotovi, ali se v spominskem predpomnilniku že nahaja kopija zahtevane informacije. Če se nahaja, se operacija nadaljuje s korakom S15, opisanim v nadaljevanju. Če ne, se operacija nadaljuje s korakom S14, v katerem prestreznik pošlje poizvedbo predpomnilniškemu strežniku 140, da ugotovi, ali v njem že obstaja kopija zahtevane informacije. Če dobi pritrdilen odgovor, se postopek nadaljuje s korakom S15, v katerem se prestreže zahtevek končnega uporabnika, ter s korakom S16, kjer se zahtevana informacija preda bodisi iz spominskega predpomnilnika 112 ali iz predpomnilniškega strežnika 140. Če pa je odgovor predpomnilniškega strežnika negativen, se postopek nadaljuje s korakom S17, v katerem prestreznik določi, naj se uporabnikov zahtevek ne prestreže, ampak naj se po medmrežju posreduje navedenemu ponudniku vsebin. Postopek se nato nadaljuje s korakom S18, v katerem prestreznik pregleda odgovor, ki ga ponudnik vsebin pošlje končnemu uporabniku. Ko gre na svoji poti h končnemu uporabniku taka informacija skozi prestreznik, ta v koraku S19 shrani dotlej nedosegljivo informacijo v predpomnilniški strežnik 140 in jo razpošlje vsem drugim predpomnilniškim strežnikom v območju 200 na sl. 1. Zdaj se torej prejeta nova, dotlej neshranjena informacija hrani v bistvu v vseh predpomnilniških strežnikih na dotičnem območju in je na ta način postala zlahka dosegljiva za vse uporabnike na dotičnem območju. Poudariti velja, da se vsakokrat, ko se z mreže ali predpomnilniškega strežnika prejme kaka informacija, kopija te informacije prednostno shrani tudi v predpomnilniški strežnik s hitrim dostopom 112.

Zdaj bomo s sklicevanjem na sl. 7 opisali še en izvedbeni primer medmrežnega predpomnilniškega sistema po pričujočem izumu, podoben tistemu, ki je prikazan na sliki

1. Sistem na sl. 7 se od tistega na sl. 1 razlikuje po tem, da se odgovor ponudnika vsebin, ki se v tem primeru nahaja v regiji E izven območja sistema 200, na prejeti informacijski zahtevek končnega uporabnika 120a, ne pošlje po medmrežju 100 nazaj uporabniku. Odgovor se namesto tega razpošlje po satelitu neposredno strežnikom 140a, 140b, 140c in 140e, tako da se avtomatsko posodobijo vsi predpomnilniški strežniki 140a. Predpomnilniški strežnik 140a in ponudnik storitev HOa pa zatem dostavita navedeno informacijo končnemu uporabniku 120a.

Zdaj bomo na podlagi slike 8 opisali še en izvedbeni primer medmrežnega predpomnilniškega sistema po pričujočem izumu, podoben tistemu, ki ga prikazuje sl. 1. Predpomnilniški strežniki v območju 200, od katerih vsak streže svoji regiji A, B, C in D, so na sliki 8 po podatkovnih kanalih povezani z osrednjo krmilno enoto 190. Osrednja krmilna enota 190 skrbi za odločanje o tem, ali naj se informacija shrani v posamezni predpomnilniški strežnik ali ne ter kako naj se razpošlje drugim predpomnilnikom v območju 200. V tem primeru se lahko informacija razpošlje posameznim predpomnilnikom bodisi po satelitski povezavi bodisi po dohodnih in odhodnih povezavah podatkovnih kanalov z osrednjo krmilno enoto 190.

Na podlagi gornjih slik, predvsem slik 1, 7 in 8, se nadalje razume, da se lahko odločitve o tem, kako bodo predpomnilniki obravnavali informacije, vezane na »lokalne« zahtevke - kakršen je recimo v povzetku izuma obravnavani informacijski zahtevek končnega uporabnika 120a, naslovljen na ponudnika vsebin 130a, ki se nahaja v isti regiji A ter različne sheme delovanja vključno z opravljanjem potrebnih odločitev, implementirajo bodisi pri posameznem predpomnilniškem strežniku 140, bodisi pri posameznem ponudniku storitev 110, bodisi npr. pri osrednji krmilni enoti 190.

Razume se, da je sestava in funkcija elementov, opisanih na podlagi slik, jasna strokovnjaku s področja.

Čeprav je izum opisan na podlagi konkretnih izvedbenih primerov, dopušča različne spremembe, modifikacije ipd., ki so očitne strokovnjaku s področja. Opisane izvedbe torej na noben način ne omejujejo obsega in smotrov izuma, kot so določeni v priloženih patentnih zahtevkih. _

Claims (34)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Metoda za predpomnjenje medmrežnih informacij, ki vključuje naslednja dva koraka:

   prevzem informacije, ki jo ponudnik medmrežnih vsebin pošlje končnemu uporabniku v odgovor na od njega prejeti informacijski zahtevek; in razpošiljanje navedene informacije nizu zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov.
2. 2. Metoda po zahtevku 1, označena s tem, da se navedeni korak prevzema informacije izvede v povezavi s predpomnilniškim strežnikom, ki streže navedenemu končnemu uporabniku, pri čemer se navedeni končni uporabnik nahaja v zemljepisnem območju, kateremu streže navedeni predpomnilniški strežnik.
3. 3. Metoda po zahtevku 2, ki vključuje shranitev navedene informacije v navedeni predpomnilniški strežnik.
4. 4. Metoda po zahtevku 3, ki vključuje shranitev navedene informacije v navedeni predpomnilniški strežnik samo v primeru, če se navedeni ponudnik vsebin nahaja izven navedene regije.
5. 5. Metoda po zahtevku 3, ki vključuje shranitev navedene informacije v navedeni predpomnilniški strežnik samo v primeru, če se navedeni ponudnik vsebin nahaja znotraj navedene regije.
6. 6. Metoda po zahtevku 2, ki vključuje navedeni korak razpošiljanja samo v primeru, če se navedeni ponudnik vsebin nahaja izven navedene regije.
7. 7. Metoda po zahtevku 2, ki vključuje navedeni korak razpošiljanja samo v primeru, če se navedeni ponudnik vsebin nahaja znotraj navedene regije.
8. 8. Metoda po katerem koli izmed predhodnih zahtevkov, ki vključuje razpošiljanje navedene informacije navedenemu nizu zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov z uporabo komunikacije multicast.
9. 9. Metoda po zahtevku 8, ki vključuje razpošiljanje navedene informacije navedenemu nizu zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov po satelitski povezavi.
10. 10. Metoda po katerem koli izmed predhodnih zahtevkov, ki vključuje razpošiljanje navedene informacije samo, če tako veleva pravilo, ki za vsako prevzeto informacijo določa, ali naj se ta razpošlje navedenemu nizu zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov ali ne.
11. 11. Metoda po katerem koli izmed predhodnih zahtevkov, označena s tem, da navedeni niz zemljepisno razpostavljenih strežnikov streže različnim zemljepisnim regijam.
12. 12. Metoda po katerem koli izmed predhodnih zahtevkov, označena s tem, da je navedeni niz zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov razpostavljen znotraj jezikovno ali kulturno opredeljenega območja.
13. 13. Metoda po zahtevku 11, označena s tem, da je navedeni niz zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov razpostavljen znotraj jezikovno ali kulturno opredeljenega območja, ki obsega navedene regije.
14. 14. Medmrežni predpomnilniški sistem, ki vključuje:
15. 15.
16. 16.
17. 17.
18. 18.

    niz zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov;

    sredstva za prevzem medmrežnih informacij, katere se prevzamejo v povezavi z delovanjem enega od navedenih predpomnilniških strežnikov; ter sredstva za razpošiljanje navedenih prevzetih informacij v bistvu vsem navedenim predpomnilniškim strežnikom.

    Medmrežni predpomnilniški sistem po zahtevku 14, označen s tem, da so navedena sredstva za prevzem informacije urejena tako, da navedeno informacijo v povezavi s pošiljanjem navedene s strani ponudnika medmrežnih vsebin v odgovor na določen od informacijski zahtevek, pri končni uporabnik nahaja v kateri streže navedeni prevzamejo informacije končnemu uporabniku uporabnika prejeti čemer se navedeni zemljepisni regiji, predpomnilniški strežnik iz navedenega niza strežnikov.

    Medmrežni predpomnilniški sistem po zahtevku 15, označen s tem, da je navedeni predpomnilniški strežnik iz navedenega niza urejen tako, da shrani navedeno informacijo.

    Medmrežni predpomnilniški sistem po zahtevku 16, označen s tem, da je navedeni predpomnilniški strežnik iz navedenega niza urejen tako, da shrani navedeno informacijo samo, če se navedeni ponudnik vsebin nahaja izven navedene regije.

    Medmrežni predpomnilniški sistem po zahtevku 16, označen s tem, da je navedeni predpomnilniški strežnik iz navedenega niza urejen tako, da shrani navedeno informacijo samo, če se navedeni ponudnik vsebin nahaja znotraj navedene regije.
19. 19. Medmrežni predpomnilniški sistem po zahtevku 15, označen s tem, da so navedena sredstva za razpošiljanje urejena tako, da razpošljejo navedeno informacijo navedenemu nizu predpomnilniških strežnikov samo, če se navedeni ponudnik nahaja zunaj navedene regije.
20. 20. Medmrežni predpomnilniški sistem po zahtevku 15, označen s tem, da so navedena sredstva za razpošiljanje urejena tako, da razpošljejo navedeno informacijo navedenemu nizu predpomnilniških strežnikov samo, če se navedeni ponudnik nahaja znotraj navedene regije.
21. 21. Medmrežni predpomnilniški sistem po katerem koli izmed zahtevkov od 14 do 20, označen s tem, da so navedena sredstva za razpošiljanje urejena tako, da razpošljejo navedeno informacijo navedenemu nizu predpomnilniških strežnikov z uporabo komunikacije multicast.
22. 22. Medmrežni predpomnilniški sistem po zahtevku 21, označen s tem, da so navedena sredstva za razpošiljanje urejena tako, da razpošljejo navedeno informacijo navedenemu nizu predpomnilniških strežnikov po satelitski povezavi.
23. 23. Medmrežni predpomnilniški sistem po katerem koli izmed zahtevkov od 14 do 22, ki vključuje procesirna sredstva za odločanje, ali naj se navedena prevzeta informacija razpošlje navedenemu nizu predpomnilniških strežnikov ali ne.
24. 24. Medmrežni predpomnilniški sistem po katerem koli izmed zahtevkov od 14 do 23, označen s tem, da so navedeni zemljepisno razpostavljeni predpomnilniški strežniki urejeni tako, da strežejo različnim zemljepisnim regijam.
25. 25. Medmrežni predpomnilniški sistem po katerem koli izmed ; ' zahtevkov od 14 do 24, označen s tem, da so navedeni zemljepisno razpostavljeni predpomnilniški strežniki razpostavljeni znotraj jezikovno ali kulturno opredeljenega zemljepisnega območja.
26. 26. Medmrežni predpomnilniški sistem po zahtevkih od 14 do

    24, označen s tem, da so navedeni zemljepisno razpostavljeni predpomnilniški strežniki razpostavljeni znotraj jezikovno ali kulturno opredeljenega zemljepisnega območja, ki obsega navedene regije.
27. 27. Medmrežni predpomnilniški strežnik, urejen v zemljepisni regiji z namenom, da streže predvsem uporabnikom v tej regiji, ki vključuje:

    sredstva za prevzem informacij, ki jih ponudnik medmrežnih vsebin pošlje končnemu uporabniku, ki se nahaja v isti regiji, v odgovor na od uporabnika prejeti informacijski zahtevek; in sredstva za razpošiljanje navedenih informacij nizu zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov, pri čemer navedeni strežniki prednostno strežejo različnim zemljepisnim regijam.
28. 28. Medmrežni predpomnilniški strežnik po zahtevku 27, označen s tem, da so navedeni predpomnilniški strežniki razpostavljeni znotraj jezikovno ali kulturno opredeljenega zemljepisnega območja.
29. 29. Medmrežni predpomnilniški strežnik po zahtevkih 2Ί ali 28, ki vključuje procesirna sredstva za odločanje, ali naj navedeni strežnik shrani določeno prevzeto informacijo ali ne.
30. 30/ Medmrežni predpomnilniški strežnik po zahtevkih 27, 28 ali 29, ki vključuje procesirna sredstva za odločanje, ali naj se določena prevzeta informacija razpošlje navedenemu nizu zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov ali ne.
31. 31. Medmrežni predpomnilniški strežnik po zahtevkih 29 ali

    30, označen s tem, da odločitve, ki jih navedena procesirna sredstva opravijo, temeljijo na tem, ali se navedeni ponudnik vsebin nahaja v navedeni regiji ali ne.
32. 32. Medmrežni predpomnilniški strežnik po zahtevkih 29, 30 ali 31, označen s tem, da so navedena procesirna sredstva urejena tako, da navedenemu strežniku ukažejo, naj navedene informacije ne shrani in je ne razpošlje navedenemu nizu zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov, če se navedeni končni uporabnik in navedeni ponudnik medmrežnih vsebin nahajata oba v isti regiji kot navedeni strežnik.
33. 33. Medmrežni predpomnilniški strežnik po zahtevkih 29, 30 ali 31, označen s tem, da so navedena procesirna sredstva urejena tako, da navedenemu strežniku ukažejo, naj navedeno informacijo shrani, vendar naj je ne razpošlje navedenemu nizu zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov, če se navedeni ponudnik medmrežnih vsebin nahaja v isti regiji kot navedeni strežnik.
34. 34. Medmrežni predpomnilniški strežnik po zahtevkih 29, 30 ali 31, označen s tem, da so navedena procesirna sredstva urejena tako, da navedenemu strežniku ukažejo, naj navedene informacije ne shrani, pač pa naj jo razpošlje navedenemu nizu zemljepisno razpostavljenih predpomnilniških strežnikov, če se navedeni ponudnik medmrežnih vsebin nahaja v isti regiji kot navedeni strežnik.