TWI392285B - 有效率地展延點對點網路之方法及裝置 - Google Patents

Description

有效率地展延點對點網路之方法及裝置

本發明大體係關於計算網路，且更明確地說係關於點對點資料傳送網路之擴展。

圖1為以點對點(P2P)方式相互作用之節點(例如，計算裝置)之網路100之示意圖。通常，一請求節點101發送一搜尋訊息105(例如，含有與該請求節點101想要確定其位置之資料有關之關鍵字)至經由一對等連接與該請求節點101通訊之至少一中間節點111。中間節點111接收搜尋訊息105且轉送搜尋訊息105到至少一額外節點111。最後，搜尋訊息105到達具有該所請求之資料之至少一個回應節點103(在某些狀況下，搜尋訊息105被轉送至其之第一中間節點111將亦為一回應節點103)。然後至少一個回應節點103(例如)經由中間節點111將一回應訊息107發送回請求節點101。藉由(例如)經由直接連接109直接地連接至一回應節點103，該請求節點101然後自該回應節點103請求相關資料。

在習知點對點系統中，包含搜尋訊息105及回應訊息107之訊息具有一有限使用期限或跳躍計數。即，一旦已將一訊息轉送到預定最大數目的節點101、103或111，該訊息便過期。因此，若請求節點101產生一具有一使用期限為四之第二搜尋訊息，且該所請求資料所存在之節點(例如，節點113)距離該請求節點101多於四次"跳躍"，則在獲得所請求之資料前，第二搜尋訊息就會過期。可藉由增加搜尋訊息之使用期限或藉由增加每節點之對等連接數目來減小該問題；然而，兩者中之任一者將導致網路流量之增加(前者之增加因網路100之扇出性質而呈指數增加)。

因此，此項技術中需要有效率地展延點對點網路之方法及裝置。

有效率地展延點對點網路之本方法及裝置之一實施例包含接收一來自一請求節點之搜尋請求訊息，及代表一具有該所請求之資料之節點發送一回應訊息至該請求節點，其中該回應訊息起源於一中間節點上。(例如)在該回應節點離該請求節點太遠而不能接收該搜尋請求訊息之狀況下，該中間節點可代表"回應"節點做出回應。

在一個實施例中，本發明為一種有效率地展延點對點網路之方法及裝置。本發明之實施例藉由使得中間節點能夠"經由代理"來回應範圍外之節點，使得在點對點網路上之請求節點接收來自正常地應為該請求節點"範圍"外之節點的資料是可能的。

圖2為一流程圖，其說明有效率地展延點對點網路(諸如圖1說明之網路100)之方法200之一個實施例。可在(例如)點對點網路100之任何節點(例如，101、103、111或113)上實施方法200。方法200在步驟202經初始化且進行至步驟204，在步驟204中，方法200接收一(例如)來自一對等(連接)節點之搜尋請求訊息。

方法200然後進行至步驟206，在步驟206中，方法200檢查該搜尋請求訊息且判定接收器(例如，在步驟204中接收搜尋請求訊息之節點)是否具有所請求之資料。若該接收器具有所請求之資料，則方法200進行至步驟208，且在網路100上(例如)根據習知之點對點協定將一回應訊息發送回該請求節點。該方法然後進行至步驟212，且檢查一區域資料庫，以獲得潛在地匹配該搜尋請求訊息之其它資料，下文將進一步詳細描述。

或者，若方法200在步驟206中判定該接收器不具有所請求之資料，則方法200直接前進至步驟212，且檢查一存在於該接收器內之區域資料庫。在步驟212中經檢查之資料庫包括至少一項，該項含有關於一在網路100上執行之先前資料傳送(例如，其中將資料自一回應節點傳送至一請求節點)之資訊。在一個實施例中，該資訊包含以下內容中的至少一者：經傳送資料之名稱、經傳送資料之內容之描述、經傳送資料之大小、資料之類型(諸如，影像檔案及聲頻檔案，等等)、資料傳送之時間、經傳送資料之一來源(例如，網路ID、位址、埠編號或回應節點用於傳送之其它形式之識別)、將接收器與回應節點分離之跳躍數目，或與在實際傳送資料之前所發送之回應訊息有關之其它元資料。

在一個實施例中，該接收器保存有關先前資料傳送之資訊，該資訊來自在實際傳送資料之前所發送之進入的回應訊息。詳言之，該接收器保存盡可能多的來自回應訊息之資訊，以重建如代理回應之回應訊息，下文將作進一步詳細描述。在一些實施例中，保存回應訊息內含有之所有資料。在該實施例中，保存於資料庫內之用於特定先前資料傳送之資訊可為對應於資料傳送之整個回應訊息。

詳言之，在步驟212中，方法200判定在資料庫內是否存在一(諸如，一回應訊息)匹配或對應於搜尋請求訊息中所請求之資料的項。具體言之，方法200判定資料庫是否包含一指示具有該所請求資料之網路100中至少一節點之項(例如，該節點可能已對先前請求做出過回應，其中該先前請求所請求的資料與目前正請求之資料相同)。若無該資料庫項存在，則方法200進行至步驟218，且轉送該搜尋請求訊息至下一節點(例如，若該搜尋請求訊息之使用期限欄位尚未過期)，或丟棄該搜尋請求訊息(例如，若該使用期限欄位一在步驟204中傳輸至該接收器時就過期)。

或者，若方法200在步驟212中判定該資料庫確實含有一對應於搜尋請求訊息中所請求之資料之項，則方法200前進至步驟214，且進一步判定該搜尋請求訊息是否將到達該對應資料庫項之來源(例如，大概具有所請求之資料之節點)。在一個實施例中，方法200檢查搜尋請求訊息之使用期限欄位(其指定搜尋請求信息還可進行多少次跳躍)或跳躍計數欄位(其指定到目前為止已進行了多少次跳躍)，且判定該搜尋請求訊息可在該網路中行進多遠(例如，該搜尋請求訊息將到達之最遠節點是哪一個？)。因此，若該搜尋請求訊息可還可進行x次跳躍，且若該對應資料庫項之來源距離該接收器還有至少x＋1次跳躍，則方法200假定該搜尋請求訊息將不能到達該對應資料庫項之來源。

若方法200在步驟214中判定該搜尋請求訊息將不能到達該對應資料庫項之來源，則方法200前進至步驟220，且(例如)作為一代理代表該對應資料庫項之來源做出回應。在一個實施例中，方法200藉由自接收器發送一回應訊息至請求節點來代表該對應資料庫項之來源做出回應。該回應訊息指示該對應資料庫項之來源具有該請求節點正在搜尋之資料。

或者，若方法200在步驟214中判定該搜尋請求訊息將到達該對應資料庫項之來源，則方法200可進行兩種情況之任一種。在一個實施例中，方法200僅僅是(例如)根據習知之點對點協議轉送該搜尋請求訊息至下一節點。

在另一實施例中，方法200可在步驟216中代表該對應資料庫項之來源對該搜尋請求訊息做出回應，即使該搜尋請求訊息仍然可能到達該對應資料庫項之來源。在該種狀況下，一旦方法200已對該請求節點做出回應，該方法200便亦可丟棄該搜尋請求訊息(即，不在該網路中進一步轉送該搜尋請求訊息)。在該種狀況下代表該對應資料庫項之來源做出回應可能是需要的，以達成對搜尋請求訊息更快之回應(例如，在傳輸路徑上之更早節點上產生回應)或(例如，藉由一旦已識別對應資料庫項之來源就防止該搜尋請求訊息在網路中進一步行進)降低網路流量。在一些狀況下尤其需要該等利益，該等狀況即：對回應一資料請求(例如，對於股票價格之查詢)之全部需要就是一單一的、有限的回應。

方法200在步驟222中終止。熟習此項技術者應瞭解，在一些實施例中，可實際上該請求節點上完整執行方法200。即，若請求節點維護具自己的具有先前回應訊息之資料庫，則事實上請求節點僅僅藉由根據步驟210－222來搜尋其自己的資料庫就能夠識別一具有所請求之資料之節點。

以上描述之方法200在僅最低限度地增加網路流量之同時使得點對點網路能夠有效率地擴展。藉由使得一點對點網路中之一或多個節點能夠"經由代理"來對網路中之其它節點做出回應，一資料請求之搜尋空間可有效率地增加，而實際上不將資料請求發送至額外節點。因此，與易於導致網路流量有時呈指數增加之習知點對點擴展方法(例如，藉由增加搜尋請求訊息之使用期限或增加節點之對等連接數目)不同，該方法200在"展延"網路之同時實際上亦節約流量。

熟習此項技術者應瞭解，可根據各種標準建立一用於儲存與先前資料傳送有關之資訊之節點資料庫。舉例而言，在一個實施例中，節點可在每次接收一回應訊息時自動保存資訊。在其它實施例中，諸如可用記憶體或儲存器、網路頻寬速度、網路頻寬利用率或回應節點已在網路中作用之持續時間之參數可規定一對應項是否保存在資料庫中。在另一實施例中，節點可將所接收之回應訊息與現有之資料庫項相比較，且僅若尚未針對與該回應訊息有關之資料存在一項時，則為該所接收之回應訊息建立一項。或者，若已經存在一相關資料之資料庫項，則所接收之回應訊息可用來為該資料更新資訊(例如，藉由建立一具有資料或檔案之節點之列表)。

另外，可基於各種標準維護資料庫。舉例而言，一節點可規定將根據滑動時間窗口(例如，其中保存僅與一固定數目之最新近搜尋回應有關之資訊)、固定數目之最普遍的資料搜尋或最不普遍的資料搜尋，或回應節點已在網路中作用之持續時間(例如，一節點可保持用於已在最長時段內作用之許多回應節點之搜尋回應資訊之子集)來保持資料庫項。

為了確保資料庫項之連續有效性，一節點可週期性查詢其回應訊息已被輸入資料庫之其它節點，例如，以確保該等節點仍然具有相關資料。或者，藉由增加一欄位至該回應訊息，回應節點可參與資料庫項之管理，該欄位指示搜尋結果之有效持續時間(例如，"該實況播送視訊流之區段僅可用一天")，或指示回應節點已在網路中作用之持續時間。

在一些實施例中，請求節點可規定其不希望接收代表著範圍外節點之代理回應(例如，藉由在搜尋請求訊息中如此陳述)。舉例而言，請求點可預期一附近節點滿足其搜尋(例如，在一固定範圍內)。或者，一請求節點可規定一跳躍計數，超過該跳躍計數時才允許代理回應(例如，"第n個跳躍前無代理回應")，以使得最近的對等節點不發送代理回應。此外，請求節點可為代理回應設定一使用極限(例如，"無關於超過n日之資料庫項之代理回應")，以確保代理回應之有效性。

相反地，一回應節點可規定其不希望關於它的回應訊息之資訊被保存(例如，藉由在其回應訊息中如此敍述)。舉例而言，回應節點可希望其通訊僅限於附近節點。或者，回應節點可規定沿著回應訊息路徑之給定點，在該等給定點上可保存關於回應訊息之資訊(例如，"超過第n次跳躍不保存")，以使得僅在一特定範圍內之節點可保存關於回應訊息之資訊。

圖3為使用一通用計算設備300實施該網路擴展方法之高階方塊圖。在一個實施例中，一通用計算設備300包括一處理器302、一記憶體304、一資料傳送模組305及諸如一顯示器、一鍵盤、一滑鼠、一數據機及其類似物之各種輸入/輸出(I/O)設備306。在一個實施例中，至少一個I/O設備為一儲存設備(例如，一磁碟驅動器、一光碟驅動器、一軟式磁碟驅動器)。應瞭解該資料傳送模組305可實施為經由一通訊通道耦接至一處理器之實體設備或子系統。

或者，該資料傳送模組305可由一或多個軟體應用程式表示(或甚至(例如)藉由使用特殊應用積體電路(ASIC)之軟體與硬體之組合表示)，其中該軟體自一儲存媒體載入(例如，I/O設備306)且由該通用計算設備300之記憶體304中之處理器302操作。因此，在一個實施例中，本文參看先前諸圖所述之用於有效率地展延點對點網路之資料傳送模組305可儲存在一電腦可讀媒體或載體上(例如，隨機存取記憶體(RAM)、磁性或光學驅動器或磁片，及其類似物)。

因此，本發明代表在資料傳送網路領域中之顯著進步。提供一種方法及裝置，該方法及裝置藉由使得中間節點能夠由代理來回應範圍外之節點，使得在點對點網路上之請求節點接收正常地應為該請求節點範圍外之節點之資料是可能的。另外，與用於展延點對點網路之習知方法不同，本發明之方法及裝置在有效率地為資料請求展延搜尋空間的同時，實際上亦節約網路流量。

儘管前述說明係針對本發明之較佳實施例，但在不偏離本發明之基本範疇的情況下，可設計本發明之其它及另外的實施例，且本發明之範疇由下述之申請專利範圍確定。

100．．．網路

101．．．請求節點

103．．．回應節點

105．．．搜尋訊息

107．．．回應訊息

109．．．直接連接

111．．．中間節點

300．．．通用計算設備

302．．．處理器

304．．．記憶體

305．．．資料傳送模組

306．．．輸入/輸出設備

圖1為以點對點方式相互作用之節點之網路的示意圖；圖2為說明一種有效率地展延點對點網路(諸如圖1所說明之網路)之方法之一個實施例的流程圖；及圖3為一藉由使用一通用計算設備來實施之網路擴展方法之高階方塊圖。

為了便於理解，在可能的情況下使用相同的參考數字來表示諸圖所共用的相同元件。

Claims (25)

1. 一種用於在一網路中將資料自一第一節點傳送至一第二節點之方法，該方法包括以下步驟：接收一來自該第二節點之搜尋請求訊息，該搜尋請求訊息請求資料；及由一第三節點代表該第一節點發送一回應訊息至該第二節點，該回應訊息指示該第一節點具有該所請求之資料，其中該發送步驟包括：將與該所請求資料有關之資訊定位於一與該第三節點相關之資料庫中，其中該資料庫包含與在該網路上執行之至少一先前資料傳送有關之至少一項；及根據該經定位之資訊發送該回應訊息至該第二節點，及其中該至少一項包括取自先前由該第一節點發送且與該至少一先前資料傳送有關之至少一回應訊息之資訊。
2. 如請求項1之方法，其中該第三節點為一位於該第一節點與該第二節點之間的中間節點。
3. 如請求項1之方法，其中，若該第三節點判定該搜尋請求訊息將不會到達該第一節點，則該第三節點代表該第一節點發送該回應訊息。
4. 如請求項3之方法，其進一步包括以下步驟：檢查該搜尋請求訊息之一使用期限欄位或一跳躍計數欄位，以判定該搜尋請求訊息將在該網路中行進多遠。
5. 如請求項1之方法，其中用於將該至少一項保持在該資料 庫中之一時段係由以下內容中之至少一者規定的：一固定數目之最新近資料傳送、一固定數目之最普遍回應、一固定數目之最不普遍資料回應及一傳送節點已在該網路中作用之一持續時間。
6. 如請求項1之方法，其進一步包括：週期性查詢該所請求資料之至少一來源，以確認該至少一項之一有效性。
7. 如請求項1之方法，其中該至少一項包括取自先前由該第一節點發送且與該至少一先前資料傳送有關之至少一回應訊息之資訊。
8. 如請求項1之方法，其中該資訊包括以下內容中之至少一者：在該至少一先前資料傳送中傳送之資料之一名稱、在該至少一先前資料傳送中傳送之資料內容之一描述、在該至少一先前資料傳送中傳送之資料之一大小、在該至少一先前資料傳送中傳送之資料之一類型、該至少一先前資料傳送之一時間、將該第三節點與該第一節點分離之一跳躍數目、與該至少一回應訊息有關之元資料、在該至少一先前資料傳送中傳送之資料之一來源及該至少一回應訊息本身。
9. 如請求項1之方法，其中該資訊係針對該第三節點所接收之每一回應訊息而被自動保存在該資料庫中。
10. 如請求項1之方法，其中該資訊係基於以下內容中之至少一者而被保存的：可用資料庫記憶體、可用資料庫儲存器、網路頻寬速度、網路頻寬利用率及該至少一回應訊 息之一來源已在該網路上作用之一持續時間。
11. 如請求項1之方法，其中該至少一回應訊息指示其中內含之資料將有效之一持續時間。
12. 如請求項1之方法，其中該方法係在該第二節點上執行。
13. 一種電腦可讀媒體，其含有一用於在一網路中將資料自一第一節點傳送至一第二節點之可執行程式，其中該程式執行以下步驟：接收一來自該第二節點之搜尋請求訊息，該搜尋請求訊息請求資料；及由一第三節點代表該第一節點發送一回應訊息至該第二節點，該回應訊息指示該第一節點具有該所請求之資料，其中該發送步驟包括：將與該所請求資料有關之資訊定位於一與該第三節點相關之資料庫內，其中該資料庫包含與在該網路上執行之至少一先前資料傳送有關之至少一項；及根據該經定位之資訊發送該回應訊息至該第二節點，及其中該至少一項包括取自先前由該第三節點接收且與該至少一先前資料傳送有關之至少一回應訊息之資訊。
14. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中該第三節點為一位於該第一節點與該第二節點之間的中間節點。
15. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中，若該第三節點判定該搜尋請求訊息將不會到達該第一節點，則該第三節點代表該第一節點發送該回應訊息。
16. 如請求項15之電腦可讀媒體，其進一步包括以下步驟：檢查該搜尋請求訊息之一使用期限欄位或一跳躍計數欄位，以判定該搜尋請求訊息將在該網路中行進多遠。
17. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中用於將該至少一項保持在該資料庫中之一時段係由以下內容中之至少一者規定的：一固定數目之最新近資料傳送、一固定數目之最普遍回應、一固定數目之最不普遍資料回應及一傳送節點已在該網路中作用之一持續時間。
18. 如請求項13之電腦可讀媒體，其進一步包括：週期性查詢該所請求資料之至少一來源，以確認該至少一項之一有效性。
19. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中該至少一項包括取自先前由該第一節點發送且與該至少一先前資料傳送有關之至少一回應訊息之資訊。
20. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中該資訊包括以下內容中之至少一者：在該至少一先前資料傳送中傳送之資料之一名稱、在該至少一先前資料傳送中傳送之資料內容之一描述、在該至少一先前資料傳送中傳送之資料之一大小、在該至少一先前資料傳送中傳送之資料之一類型、該至少一先前資料傳送之一時間、將該第三節點與該第一節點分離之一跳躍數目、與該至少一回應訊息有關之元資料、在該至少一先前資料傳送中傳送之資料之一來源及該至少一回應訊息本身。
21. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中該資訊係針對該第三 節點所接收之每一回應訊息而被自動保存在該資料庫中。
22. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中該資訊係基於以下內容中之至少一者而被保存的：可用資料庫記憶體、可用資料庫儲存器、網路頻寬速度、網路頻寬利用率及該至少一回應訊息之一來源已在該網路上作用之一持續時間。
23. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中該至少一回應訊息指示其中內含之資料將有效之一持續時間。
24. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中該程式係在該第二節點上執行。
25. 一種用於在一網路中將資料自一第一節點傳送至一第二節點之裝置，其包括：一輸入設備，其用於在一網路中之一第三節點接收源自該第二節點之一搜尋請求訊息，該搜尋請求訊息請求該資料；一處理器，其用於藉由該第三節點判定該第一節點具有該資料及該搜尋請求訊息將不會到達該第一節點；一輸出設備，其用於藉由該第三節點發送一回應訊息至該第二節點，該回應訊息指示該第一節點具有該資料；及與該第三節點相關聯之一資料庫，其中該資料庫包含至少一項，該至少一項包括取自於由與該資料之一先前傳送相連結之該第三節點所接收之一先前回應訊息之資 訊，該先前回應訊息包含指示該資料可得於該第一節點之一時間長度，其中該處理器額外將關於該資料之資訊配置於該資料庫中，及其中該輸出設備額外根據該資訊將該回應訊息發送至該第二節點。