專利名稱：網(wǎng)絡(luò)高速緩沖存儲(chǔ)器架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)高速緩沖存儲(chǔ)器架構(gòu)。具體地，本發(fā)明涉及適合移動(dòng)和固定網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用不可知(application agnostic)高速緩沖存儲(chǔ)器架構(gòu)。可以將本發(fā)明以應(yīng)用不可知的方式應(yīng)用于(但不限于)對(duì)視頻點(diǎn)播(VoD)系統(tǒng)中的內(nèi)容進(jìn)行高速緩沖存儲(chǔ)器的機(jī)制，其適合具有高帶寬成本的鏈路的網(wǎng)絡(luò)，比如移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
典型的文件高速緩沖存儲(chǔ)方法包括高速緩沖存儲(chǔ)器從文件服務(wù)器接收文件，以及存儲(chǔ)整個(gè)文件。稍后當(dāng)客戶端需要該文件時(shí)，不從文件服務(wù)器提供該文件，而是從高速緩沖存儲(chǔ)器提供該文件。由于高速緩沖存儲(chǔ)器一般是更接近客戶的服務(wù)器，或具有比文件服務(wù)器更高的帶寬，從高速緩沖存儲(chǔ)器向客戶快速地提供文件。將典型的文件高速緩沖存儲(chǔ)方法應(yīng)用到包括流媒體數(shù)據(jù)(例如視頻點(diǎn)播(VoD)文件)可能導(dǎo)致新的問(wèn)題。VoD系統(tǒng)一般要么是通過(guò)機(jī)頂盒的流內(nèi)容(允許實(shí)時(shí)觀看)，要么是將其下載到設(shè)備，比如計(jì)算機(jī)、數(shù)字視頻記錄器、個(gè)人視頻記錄器、或用于在任何時(shí)間觀看的便攜式媒體播放器。由傳輸這種內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以是非常大量的，且高速緩沖存儲(chǔ)可以是特別有用的。這可以參照?qǐng)DI來(lái)理解，圖I是VoD系統(tǒng)的示例架構(gòu)的示意圖，其具有用于減少中央長(zhǎng)尾(long-tail)服務(wù)器負(fù)載而部署的高速緩沖存儲(chǔ)器。在示例中，可以假設(shè)網(wǎng)絡(luò)使用實(shí)時(shí)流協(xié)議(RTSP)流，其中，通過(guò)實(shí)時(shí)協(xié)議(RTP)中的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)來(lái)傳輸有效載荷，但是可以理解，很多其他應(yīng)用和協(xié)議具有類似的架構(gòu)并且具有類似的問(wèn)題。圖I的架構(gòu)包括具有流服務(wù)器101和一定數(shù)目的高速緩沖存儲(chǔ)器102-106的網(wǎng)絡(luò)100?？蛻舳?07-109被配置為從服務(wù)器101或高速緩沖存儲(chǔ)器102-106接收文件和/或流數(shù)據(jù)。客戶端使用RTSP來(lái)建立并控制RTP分組的流。這包括對(duì)用于作為結(jié)果的RTP流的編解碼、比特率、端口等的協(xié)商。使用RTSP，客戶端可以開(kāi)始和停止流，或快進(jìn)或倒回流媒體片段。用序列號(hào)來(lái)順序發(fā)送RTP分組，以告訴客戶端分組的順序。這導(dǎo)致在協(xié)議中存在流服務(wù)器101需要維護(hù)的狀態(tài)，且流服務(wù)器101需要針對(duì)其發(fā)出的每個(gè)數(shù)據(jù)分組增加該狀態(tài)?？蛻舳?07-109還使用序列號(hào)來(lái)檢測(cè)分組丟失，使用實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議(RTCP)向流服務(wù)器報(bào)告該分組丟失。為了減少流服務(wù)器101上的負(fù)載，且節(jié)省傳輸網(wǎng)絡(luò)100中的帶寬，在更接近最終用戶107-109的高速緩沖存儲(chǔ)器102-106上存儲(chǔ)一些內(nèi)容。用于VoD的RTSP流傳輸?shù)氖纠龔?qiáng)調(diào)了一般與高速緩沖存儲(chǔ)器相關(guān)的一個(gè)問(wèn)題即高速緩沖存儲(chǔ)器102-106本身需要理解協(xié)議和應(yīng)用。高速緩沖存儲(chǔ)器的根本原理是當(dāng)其接管中央服務(wù)器的角色時(shí)，其需要理解服務(wù)器所理解的相同協(xié)議，且了解和維護(hù)所有所需的狀態(tài)等等。不管是通過(guò)使用深度分組檢測(cè)的重新路由來(lái)透明地接管中央服務(wù)器的角色，還是通過(guò)以某種重定向的形式(比如基于DNS的重定向或協(xié)議給出的任何重定向)的其他手段，這都是成立的。如果要針對(duì)很多不同的應(yīng)用部署高速緩沖存儲(chǔ)器，或如果增強(qiáng)或升級(jí)了服務(wù)器或協(xié)議，則也需要升級(jí)和維護(hù)高速緩沖存儲(chǔ)器。經(jīng)常出現(xiàn)每個(gè)應(yīng)用有一個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器的情況例如，可以有HTTP高速緩沖存儲(chǔ)器、P2P高速緩沖存儲(chǔ)器和RTSP高速緩沖存儲(chǔ)器。在一些網(wǎng)絡(luò)中，比如移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，可以在難以到達(dá)的地方放置高速緩沖存儲(chǔ)器。如果無(wú)論何時(shí)部署新應(yīng)用時(shí)都需要功能的升級(jí)，則這是非常昂貴的。如果在網(wǎng)絡(luò)中存在移動(dòng)性，使得客戶端可以在會(huì)話期間到處移動(dòng)(比如，移動(dòng)終端在基站之間移動(dòng))，則可能出現(xiàn)附加問(wèn)題。使用上述示例，假定客戶端107之一正在從高速緩沖存儲(chǔ)器104之一接收數(shù)據(jù)。如果客戶端107移動(dòng)位置，使得其現(xiàn)在從另一個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器105接收數(shù)據(jù)，則需要將會(huì)話狀態(tài)(在本示例中，RTP分組序列號(hào))遷移至可能包括或可能還不包括相關(guān)內(nèi)容的新的高速緩沖存儲(chǔ)器105，使得會(huì)話可以在新的位置繼續(xù)。因此在高速緩沖存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)中需要大量的專用知識(shí)。在由基于重定向器的系統(tǒng)來(lái)控制高速緩沖存儲(chǔ)器的情況下，有可能在高速緩沖存
儲(chǔ)器之間平衡負(fù)載(即，高速緩沖存儲(chǔ)器分配和請(qǐng)求分布)。然而如果高速緩沖存儲(chǔ)器是在地理上散布的，則這不是小問(wèn)題。在分布式系統(tǒng)中找到具有給定內(nèi)容的高速緩沖存儲(chǔ)器也沒(méi)那么簡(jiǎn)單，其一般要求針對(duì)同步的復(fù)雜解決方案。此外，在當(dāng)今使用的很多解決方案中(包括基于重定向器的解決方案在內(nèi))，如果高速緩沖存儲(chǔ)器服務(wù)器發(fā)生故障，則存在通信中斷的可能性。因此將需要允許無(wú)縫地回退到原始通信的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除上述缺點(diǎn)中的至少一些缺點(diǎn)。期望使高速緩沖存儲(chǔ)器“應(yīng)用不可知”，使得它們可以用于任何應(yīng)用。期望能夠使用相同的高速緩沖存儲(chǔ)器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)用于若干不同的應(yīng)用，比如RTSP流傳輸、以及HTTP或PTP下載。還期望高速緩沖存儲(chǔ)器之間不需要遷移會(huì)話狀態(tài)。還需要提供針對(duì)高速緩沖存儲(chǔ)器發(fā)生故障或用戶移動(dòng)到高速緩沖存儲(chǔ)器不支持的區(qū)域中的情況下的回退機(jī)制。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中使用的高速緩沖存儲(chǔ)器。所述高速緩沖存儲(chǔ)器包括接收機(jī)，用于從上游節(jié)點(diǎn)接收分組；存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)被高速緩沖存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)；以及處理器，可操作地連接到所述接收機(jī)和所述存儲(chǔ)介質(zhì)。所述處理器被布置為識(shí)別所述分組是否是被剝離的分組，所述被剝離的分組的有效載荷包含標(biāo)識(shí)有效載荷數(shù)據(jù)段的指針信息。如果是，則所述處理器還確定所述有效載荷數(shù)據(jù)段是否存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)介質(zhì)中。如果是，則所述處理器被布置為使用所述指針信息從所述存儲(chǔ)介質(zhì)中定位并獲取所述有效載荷數(shù)據(jù)段，以及將所獲取的有效載荷數(shù)據(jù)段插入所述分組的有效載荷中。所述高速緩沖存儲(chǔ)器還包括可操作地連接到所述處理器的發(fā)射機(jī)，用于向客戶端轉(zhuǎn)發(fā)所述分組。這意味著高速緩沖存儲(chǔ)器可以接收包含指針信息的被剝離的分組，而不是包含有效載荷數(shù)據(jù)的全集的分組。高速緩沖存儲(chǔ)器可以使用該指針信息來(lái)重新產(chǎn)生具有它們所需的有效載荷數(shù)據(jù)的全尺寸(full size)分組。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器將分組中的指針信息替換為獲取到的有效載荷數(shù)據(jù)段。因此高速緩沖存儲(chǔ)器不需要存儲(chǔ)專用信息或狀態(tài)信息。此外，如果客戶端漫游使得其由不同的高速緩沖存儲(chǔ)器來(lái)提供數(shù)據(jù)，則不需要將狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器。這極大地幫助了向移動(dòng)客戶端提供已被高速緩沖存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。如果分組是被剝離的分組，但是未在存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有效載荷數(shù)據(jù)段，則高速緩沖存儲(chǔ)器可以被配置為使得發(fā)射機(jī)丟棄該分組，同時(shí)不將其向客戶端發(fā)送。取而代之地，可以向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送錯(cuò)誤消息。這意味著上游節(jié)點(diǎn)知道未重新填充被剝離的分組，且知道其必須回到發(fā)送全尺寸的分組。它還知道需要重新發(fā)送引起高速緩沖存儲(chǔ)器發(fā)送錯(cuò)誤消息的被剝離的分組的全尺寸版本。如果移動(dòng)客戶端從包括高速緩沖存儲(chǔ)器在內(nèi)的數(shù)據(jù)提供路由移動(dòng)至不包括高速緩沖存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)提供路由的情況下，這提供了回退機(jī)制。為了識(shí)別分組的有效載荷是否包含指針信息，處理器可以被布置為執(zhí)行深度分組檢測(cè)(DPI)。備選地，處理器可以被布置為針對(duì)用于標(biāo)識(shí)分組的有效載荷是否包含指針信息的標(biāo)記，來(lái)搜索分組的首部。首部可以包括“回退”參數(shù)，如果被剝離的分組到達(dá)客戶端節(jié)點(diǎn)，該“回退”參數(shù)將使客戶端節(jié)點(diǎn)發(fā)送錯(cuò)誤消息(例如，錯(cuò)誤的源或目的端口、協(xié)議標(biāo)識(shí)符、或IPv6標(biāo)識(shí)符)。處理器可以被布置為從分組首部中移除回退參數(shù)，并將其替換為
從指針信息中獲取的正確值。處理器可以被布置為測(cè)試從該上游節(jié)點(diǎn)接收到的所有分組(例如，通過(guò)在首部中搜索回退參數(shù))，以確定它們是否是被剝離的分組。如果分組不是被剝離的分組，且存儲(chǔ)介質(zhì)不包含與分組的有效載荷相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段，則處理器可以被配置為獲取分組的有效載荷，并在存儲(chǔ)介質(zhì)中保存該有效載荷。這使得高速緩沖存儲(chǔ)器能夠在其轉(zhuǎn)發(fā)完整分組時(shí)被“實(shí)時(shí)”填充。指針信息可以包括文件ID，標(biāo)識(shí)在包含有效載荷數(shù)據(jù)段在內(nèi)的存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)的文件；位置ID，標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段在文件中的位置；以及長(zhǎng)度ID，標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中使用的有效載荷剝離器單元。所述有效載荷剝離器單元包括接收機(jī)，用于接收分組；以及處理器，可操作地連接到所述接收機(jī)。所述處理器被布置為從所述分組的有效載荷中移除有效載荷數(shù)據(jù)段，并將指針信息插入到所述分組中，以產(chǎn)生被剝離的分組。所述指針信息用于使所述有效載荷剝離器下游的高速緩沖存儲(chǔ)器能夠從所述高速緩沖存儲(chǔ)器保持的數(shù)據(jù)中識(shí)別有效載荷數(shù)據(jù)段。發(fā)射機(jī)可操作地連接到所述處理器，以向所述高速緩沖存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)發(fā)所述分組。有效載荷剝離器從而使得在存在低帶寬的(一個(gè)或多個(gè))網(wǎng)絡(luò)的一部分上發(fā)送被剝離的分組成為可能。全尺寸分組可以由服務(wù)器正常地發(fā)送，并由有效載荷剝離器單元所截獲。有效載荷剝離器可以包括可操作地連接到處理器的存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)由高速緩沖存儲(chǔ)器所保持的數(shù)據(jù)的記錄。處理器可以被布置為識(shí)別有效載荷數(shù)據(jù)段是否由高速緩沖存儲(chǔ)器所保持，且僅當(dāng)“是”的情況下，才從分組中移除有效載荷數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生被剝離的分組。如果有效載荷數(shù)據(jù)段不由高速緩沖存儲(chǔ)器所保持，則有效載荷剝離器可以不從分組中移除有效載荷數(shù)據(jù)段，且可以向客戶端發(fā)送完整分組。這也意味著，如果客戶端從具有數(shù)據(jù)的高速緩沖存儲(chǔ)器移動(dòng)至不具有數(shù)據(jù)的高速緩沖存儲(chǔ)器，則有效載荷剝離器可以通過(guò)停止剝離分組來(lái)對(duì)此做出反應(yīng)。有效載荷剝離器可以被布置為用數(shù)據(jù)來(lái)填充高速緩沖存儲(chǔ)器。這確保有效載荷剝離器了解高速緩沖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)了哪些數(shù)據(jù)，且應(yīng)當(dāng)如何配置指針信息，以使得高速緩沖存儲(chǔ)器在其接收分組時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)有效載荷數(shù)據(jù)。
處理器可以被布置為向分組的首部中插入標(biāo)記，以指示其包含指針信息，而不是有效載荷數(shù)據(jù)。該標(biāo)記可以是如上定義的“回退”參數(shù)，即，被設(shè)計(jì)或選擇為使得如果被剝離的分組到達(dá)客戶端節(jié)點(diǎn)，則其將使客戶端節(jié)點(diǎn)返回錯(cuò)誤消息，而不向客戶端應(yīng)用轉(zhuǎn)發(fā)被剝離的分組。備選地，回退參數(shù)可以作為標(biāo)記的附加。回退參數(shù)可以是目的端口、源端口、或協(xié)議值、或具有類型的最高比特被設(shè)置為“10”或“11”的IPv6目的選項(xiàng)。接收機(jī)可以被布置為從下游客戶端節(jié)點(diǎn)或高速緩沖存儲(chǔ)器接收錯(cuò)誤消息，響應(yīng)于此，處理器可以被配置為停止從預(yù)期發(fā)送到客戶端節(jié)點(diǎn)或高速緩沖存儲(chǔ)器的分組中移除有效載荷數(shù)據(jù)段。從而，如果高速緩沖存儲(chǔ)器不具有所需數(shù)據(jù)且發(fā)送錯(cuò)誤消息(如上所述)，則有效載荷剝離器單元回到發(fā)送全尺寸分組。如果被剝離的分組找到其到達(dá)客戶端節(jié)點(diǎn)的路線，則由于回退參數(shù)而發(fā)送錯(cuò)誤消息。同樣地，當(dāng)接收到該錯(cuò)誤消息時(shí)，有效載荷剝離器
回到發(fā)送全尺寸分組。有效載荷剝離器單元還可以被布置為對(duì)已經(jīng)提取有效載荷數(shù)據(jù)段的分組進(jìn)行組合，以形成聚合分組。這使得可以減少發(fā)送的分組數(shù)目，以及(或取而代之地)可以減少它們的尺寸。可以由服務(wù)器發(fā)送被剝離的分組。這可以被看作有效載荷剝離器單元位于服務(wù)器處，盡管在本情況下，將不需要接收全尺寸分組并移除有效載荷數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)的服務(wù)器。該服務(wù)器包括可操作地連接到存儲(chǔ)介質(zhì)的處理器。處理器被布置為產(chǎn)生要被發(fā)送到客戶端的被剝離的分組，以使得能夠向客戶端傳輸有效載荷數(shù)據(jù)段。被剝離的分組包括指針信息，用于使服務(wù)器下游的高速緩沖存儲(chǔ)器能夠從高速緩沖存儲(chǔ)器保持的數(shù)據(jù)中識(shí)別有效載荷數(shù)據(jù)段。發(fā)射機(jī)可操作地連接到處理器，用于向高速緩沖存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)發(fā)分組。將意識(shí)到，服務(wù)器還可以包括在上面參照分組剝離器所討論的可選特征。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于通過(guò)一個(gè)或多個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)和高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)。所述分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)被布置為向所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)或客戶端節(jié)點(diǎn)發(fā)送被剝離的分組，所述被剝離的分組在其有效載荷內(nèi)包括指向所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處的文件中存儲(chǔ)的有效數(shù)據(jù)段的指針。所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)被布置為接收所述被剝離的分組，使用所述指針從所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中識(shí)別有效載荷數(shù)據(jù)段，并將所述有效載荷數(shù)據(jù)段插入到所述被剝離的分組中以替代指針，以產(chǎn)生全尺寸分組。然后，向客戶端發(fā)送所述全尺寸分組。分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以是分組剝離節(jié)點(diǎn)，被布置為接收包含有效載荷數(shù)據(jù)段在內(nèi)的全尺寸分組，從全尺寸分組中移除有效載荷數(shù)據(jù)段，以及將其用指針來(lái)替換以產(chǎn)生被剝離的分組。備選地，分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以是服務(wù)器。高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)可以被配置為使得如果未在其中存儲(chǔ)有效載荷數(shù)據(jù)段，則丟棄被剝離的分組，且向分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)返回錯(cuò)誤消息。分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以被配置為向被剝離的分組的首部中插入回退參數(shù)。當(dāng)產(chǎn)生全尺寸分組時(shí)，高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)被配置為用正確值來(lái)替換回退參數(shù)。如果被剝離的分組到達(dá)客戶端，則回退參數(shù)使客戶端返回錯(cuò)誤消息。(一個(gè)或多個(gè))分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)可以包括多個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)，每個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)具有存儲(chǔ)于其上的相同數(shù)據(jù)。這意味著，如果用戶在會(huì)話存活期間切換端點(diǎn)，則不需要在高速緩沖存儲(chǔ)器之間遷移會(huì)話狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種通過(guò)一個(gè)或多個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)的方法。所述方法包括從分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)向高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)或客戶端節(jié)點(diǎn)發(fā)送被剝離的分組。所述被剝離的分組在其有效載荷內(nèi)包括指向所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處的文件中存儲(chǔ)的有效載荷數(shù)據(jù)段的指針。當(dāng)在所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處接收到所述被剝離的分組時(shí)，所述指針用于從所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中識(shí)別所述有效載荷數(shù)據(jù)段。將所述有效載荷數(shù)據(jù)段插入所述被剝離的分組中以替代所述指針，以產(chǎn)生全尺寸分組，從所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)向客戶端發(fā)送所述全尺寸分組。分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以是分組剝離節(jié)點(diǎn)，其接收包含有效載荷數(shù)據(jù)段在內(nèi)的全尺寸分組，從全尺寸分組中移除有效載荷數(shù)據(jù)段，并將其替換為指針，以產(chǎn)生被剝離的分組。備選地，分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以是服務(wù)器。如果有效載荷數(shù)據(jù)段未存儲(chǔ)在高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)中，則丟棄被剝離的分組，且向分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)返回錯(cuò)誤消息?？梢栽诜纸M發(fā)送節(jié)點(diǎn)處將回退參數(shù)插入被剝離的分組的首部中。如果被剝離的分組到達(dá)客戶端，則回退參數(shù)使客戶端返回錯(cuò)誤消息，但是當(dāng)在高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生全尺寸分組時(shí)，將其用正確值替換。高速緩沖存儲(chǔ)器可以標(biāo)識(shí)回退參數(shù)，且如果被剝離的分組中的指針?biāo)玫挠行лd荷數(shù)據(jù)段未被高速緩沖存儲(chǔ)，則高速緩沖存儲(chǔ)器可以返回錯(cuò)誤消息。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，在相同網(wǎng)絡(luò)中可能不一定找到上述全部各種單元。服務(wù)器、有效載荷剝離器(如果存在)、高速緩沖存儲(chǔ)器以及客戶端都可以在相同的網(wǎng)絡(luò)中，但是也可以在不同網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)。具體地，經(jīng)常出現(xiàn)服務(wù)器和客戶端在不同網(wǎng)絡(luò)中的情況。本發(fā)明還提供一種適于在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的高速緩沖存儲(chǔ)器上執(zhí)行的程序。可操作該程序來(lái)識(shí)別高速緩沖存儲(chǔ)器接收到的分組的有效載荷是否包含標(biāo)識(shí)由高速緩沖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的有效載荷數(shù)據(jù)段的指針信息，如果是，則使用該指針信息來(lái)定位并獲取有效載荷數(shù)據(jù)段，將獲取到的有效載荷數(shù)據(jù)段插入分組的有效載荷，以及向客戶端轉(zhuǎn)發(fā)該分組。本發(fā)明還提供一種適于在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的分組剝離器單元上執(zhí)行的程序?？刹僮髟摮绦驈乃龇纸M中移除有效載荷數(shù)據(jù)段，以產(chǎn)生被剝離的分組，以及將指針信息插入所述被剝離的分組，這將使所述分組剝離器下游的高速緩沖存儲(chǔ)器能夠從所述高速緩沖存儲(chǔ)器所保持的數(shù)據(jù)中識(shí)別有效載荷數(shù)據(jù)段。還可操作該程序向所述高速緩沖存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)發(fā)所述被剝離的分組。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種適于在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器上執(zhí)行的程序?？刹僮髟摮绦虍a(chǎn)生要向客戶端發(fā)送的被剝離的分組，以使得能夠向所述客戶端傳輸有效載荷數(shù)據(jù)段。所述被剝離的分組包括用于使所述服務(wù)器下游的高速緩沖存儲(chǔ)器能夠從所述高速緩沖存儲(chǔ)器保持的數(shù)據(jù)中識(shí)別有效載荷數(shù)據(jù)段的指針信息。還可操作該程序向所述高速緩沖存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)發(fā)所述被剝離的分組。本發(fā)明還包括承載上述任一程序的載體介質(zhì)。從而，對(duì)于已知在下游被高速緩沖存儲(chǔ)的內(nèi)容，依然正常地發(fā)送分組，但是包含替代數(shù)據(jù)有效載荷中至少一些的指針信息。在分組到達(dá)高速緩沖存儲(chǔ)器時(shí)，由下游的高速緩沖存儲(chǔ)器向分組中填入真正的有效載荷，且讓分組繼續(xù)到達(dá)它們的最終目的地?？梢砸廊患斜４鏁?huì)話狀態(tài)和應(yīng)用邏輯，且可以讓高速緩沖存儲(chǔ)器以完全相同的方式工作，而不管其正在向哪個(gè)應(yīng)用提供服務(wù)。高速緩沖存儲(chǔ)器可以提供接近最終用戶的存儲(chǔ)，而不需要了解與應(yīng)用相關(guān)的任何事情比如其是視頻流、HTTP下載還是P2P業(yè)務(wù)。通過(guò)在被剝離的分組的首部中包括“回退”參數(shù)，如果路由上的高速緩沖存儲(chǔ)器未將被剝離的分組重新產(chǎn)生為全尺寸分組，則有可能向內(nèi)容服務(wù)器提供反饋。類似地，如果路由上的高速緩沖存儲(chǔ)器不具有所需的數(shù)據(jù)，它們可以向內(nèi)容服務(wù)器通知該事實(shí)。這極大地協(xié)助了用戶的移動(dòng)性，例如，如果客戶端節(jié)點(diǎn)從存在高速緩沖存儲(chǔ)器的區(qū)域移動(dòng)到不存在高速緩沖存儲(chǔ)器的區(qū)域。類似地，如果高速緩沖存儲(chǔ)器檢測(cè)到其正在轉(zhuǎn)發(fā)在其存儲(chǔ)介質(zhì)中保持內(nèi)容的全尺寸分組，則其可以向內(nèi)容服務(wù)器通知該事實(shí)，使得內(nèi)容服務(wù)器可以切換至發(fā)送被剝離的分組。


現(xiàn)在將參照附圖，僅作為示例來(lái)描述一些優(yōu)選實(shí)施例，在這些附圖中圖I是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示意圖；圖2是包括高速緩沖存儲(chǔ)器在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)的一部分的示意圖；圖3是包括高速緩沖存儲(chǔ)器和有效載荷剝離器在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)的一部分的示意圖；圖4是分組的重建的示意圖；圖5是根據(jù)具有偽協(xié)議值的被剝離的分組來(lái)重建分組的示意圖；圖6是被轉(zhuǎn)發(fā)到客戶端的、具有偽協(xié)議值的被剝離的分組的示意圖；圖7是在接收到被剝離的分組時(shí)由客戶端返回的ICMP錯(cuò)誤消息的示意圖；圖8是在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)上散布的服務(wù)器、有效載荷剝離器、高速緩沖存儲(chǔ)器和客戶端的不意圖；圖9是聚合分組的內(nèi)容的示意圖；圖10是有效載荷剝離器的示意圖；圖11是示出了由有效載荷剝離器執(zhí)行的動(dòng)作的流程圖；圖12是高速緩沖存儲(chǔ)器的示意圖；圖13是示出了由高速緩沖存儲(chǔ)器執(zhí)行的動(dòng)作的流程圖；圖14是服務(wù)器的示意圖；以及圖15是示出了由服務(wù)器執(zhí)行的動(dòng)作的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖2是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示意圖，示出了內(nèi)容服務(wù)器201、高速緩沖存儲(chǔ)器204和客戶端207。網(wǎng)絡(luò)210的一部分是帶寬受限的，所以需要避免在該部分上發(fā)送大量的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)用于向客戶端207發(fā)送分組221?？蛻舳?07接收到的每個(gè)分組221應(yīng)當(dāng)包括傳輸和應(yīng)用首部222、223、應(yīng)用數(shù)據(jù)224 (比如狀態(tài)信息)、和數(shù)據(jù)有效載荷225。這些分組很大，且要求大量的帶寬。為了不使得帶寬受限傳輸210過(guò)載，內(nèi)容服務(wù)器201向高速緩沖存儲(chǔ)器204發(fā)送減小尺寸的分組226。這僅在內(nèi)容服務(wù)器201知道高速緩沖存儲(chǔ)器204中保持了內(nèi)容的情況下才可以進(jìn)行。在高速緩沖存儲(chǔ)器204中保持的文件中，在減小尺寸的分組226中用簡(jiǎn)單的指針
227替代數(shù)據(jù)有效載荷225 (除了應(yīng)用首部和狀態(tài)之外的所有數(shù)據(jù)內(nèi)容)。指針227包含以下信息 文件ID，使得高速緩沖存儲(chǔ)器可以標(biāo)識(shí)高速緩沖存儲(chǔ)器保持正確內(nèi)容所在的文件； 該分組的正確數(shù)據(jù)有效載荷在文件中的位置； 當(dāng)處理分組時(shí)，高速緩沖存儲(chǔ)器應(yīng)當(dāng)從文件中獲取的作為結(jié)果的數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度。將專用邏輯，比如首部222、223和狀態(tài)224 (在RTP分組的示例中，這將是RTP首
部和序列號(hào))保持在減小尺寸的分組226中。唯一不同的是，未從服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)有效載荷225 (存儲(chǔ)在高速緩沖存儲(chǔ)器中)。因此，可以將減小尺寸的分組226視為“被剝離的”分組 226。當(dāng)高速緩沖存儲(chǔ)器204接收到這種被剝離的分組226時(shí)，高速緩沖存儲(chǔ)器中的“有效載荷插入器”功能將執(zhí)行針對(duì)指針〈P〉的分組搜索。當(dāng)找到指針227時(shí)，有效載荷插入器將識(shí)別在指針中被引用的被高速緩沖存儲(chǔ)器的文件，并識(shí)別文件中的位置和由該指針?biāo)玫臄?shù)據(jù)的量。將該數(shù)據(jù)從被高速緩沖存儲(chǔ)器的文件中復(fù)制并插入到被剝離的分組226中，作為替代指針227的有效載荷數(shù)據(jù)225，以產(chǎn)生全尺寸分組221。然后將全尺寸分組221向客戶端207傳輸。存儲(chǔ)有文件的高速緩沖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)介質(zhì)可以是本地存儲(chǔ)器，比如RAM、閃存或硬盤驅(qū)動(dòng)器，或更分布式的本地存儲(chǔ)器，比如由分布式高速緩沖存儲(chǔ)分級(jí)所提供的存儲(chǔ)器。從而，高速緩沖存儲(chǔ)器204不需要了解數(shù)據(jù)或應(yīng)用的類型。其僅需要將指針替換為有效載荷。一些應(yīng)用可能要求應(yīng)用狀態(tài)數(shù)據(jù)，以與有效載荷數(shù)據(jù)混合。在該情況下，被剝離的分組可以包含多于一個(gè)指針，在應(yīng)用狀態(tài)數(shù)據(jù)之間散布。將意識(shí)到，為了讓內(nèi)容服務(wù)器201 (在基于RTSP/RTP的VoD的情況下，是流服務(wù)器)了解何時(shí)發(fā)送被剝離的分組，其需要了解在網(wǎng)絡(luò)中高速緩沖存儲(chǔ)了哪些東西。使這成為可能的一種方式是確保服務(wù)器201對(duì)(一個(gè)或多個(gè))高速緩沖存儲(chǔ)器204存儲(chǔ)的信息具有控制權(quán)。服務(wù)器201可以指示高速緩沖存儲(chǔ)器204存儲(chǔ)什么，且維持在高速緩沖存儲(chǔ)器204中存儲(chǔ)的內(nèi)容的列表。從服務(wù)器到高速緩沖存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移可以是以規(guī)定間隔進(jìn)行的，比如每天晚上。這還確保了服務(wù)器201具有用于將正確指針插入到被剝離的分組中的關(guān)于文件ID和數(shù)據(jù)位置的必要信息。作為備選，高速緩沖存儲(chǔ)器204可以維護(hù)其自己的內(nèi)容，而不需要來(lái)自服務(wù)器201的控制。如果來(lái)自客戶端207的針對(duì)內(nèi)容的請(qǐng)求通過(guò)高速緩沖存儲(chǔ)器204，高速緩沖存儲(chǔ)器可以在將其傳遞出去之前，使用例如在請(qǐng)求分組首部中的首部字段來(lái)識(shí)別出該請(qǐng)求并標(biāo)記該請(qǐng)求，以識(shí)別其是否具有已存儲(chǔ)的被請(qǐng)求內(nèi)容。當(dāng)服務(wù)器201接收到請(qǐng)求時(shí)，其從被標(biāo)記的請(qǐng)求中了解到高速緩沖存儲(chǔ)器是否具有已存儲(chǔ)的內(nèi)容，并因此了解到其應(yīng)當(dāng)發(fā)送全尺寸分組還是被剝離的分組。在一些情形下，不需要或不可能讓服務(wù)器來(lái)控制由下游高速緩沖存儲(chǔ)器所保持的數(shù)據(jù)。在這些情形下，還可以使用附加的“有效載荷剝離器”節(jié)點(diǎn)?？梢詤⒄?qǐng)D3來(lái)理解這種節(jié)點(diǎn)的操作，圖3是備選的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示意圖，示出了內(nèi)容服務(wù)器301、高速緩沖存儲(chǔ)器204、客戶端207和有效載荷剝離器330。在該情形下，客戶端207可以以通常的方式從服務(wù)器301請(qǐng)求內(nèi)容。服務(wù)器向客戶端發(fā)送回全尺寸分組321，不管該內(nèi)容是否在網(wǎng)絡(luò)的其他地方已被高速緩沖存儲(chǔ)。這些分組包含傳輸和應(yīng)用首部222、223、應(yīng)用數(shù)據(jù)224和有效載荷225，使得他們具有用于被傳輸至客戶端207的合適形式。有效載荷剝離器330攔截每個(gè)全尺寸分組321，以與上面參照?qǐng)D2描述的服務(wù)器201相同的方式移除有效載荷225，并將其替換為指針
227。不同之處在于由有效載荷剝離器330，而不是服務(wù)器301，來(lái)移除有效載荷。在帶寬受限傳輸210上，將每個(gè)被剝離的分組226向高速緩沖存儲(chǔ)器204轉(zhuǎn)發(fā)。高速緩沖存儲(chǔ)器204中的有效載荷插入器功能如上面參照?qǐng)D2所述地重建全尺寸分組221，并將他們轉(zhuǎn)發(fā)到客戶端207。從而，可以將該布置視為具有在帶寬受限傳輸210的兩側(cè)的兩個(gè)構(gòu)成部分有效載荷剝離器330和高速緩沖存儲(chǔ)器204中的有效載荷插入器。有效載荷剝離器從全尺寸分組中移除有效載荷225，并將其替換為指針227，以產(chǎn)生被剝離的分組；以及高速緩沖存儲(chǔ)器中的有效載荷插入器將指針227替換為從存儲(chǔ)文件中獲取的有效載荷數(shù)據(jù)225。有效載荷剝離器330控制在高速緩沖存儲(chǔ)器204處存儲(chǔ)的文件。這意味著服務(wù)器301甚至不需要了解數(shù)據(jù)是被高速緩沖存儲(chǔ)的。還可以將圖2的布置視為圖3的布置的一種版本，其中，將有效載荷剝離器330與服務(wù)器301置于一處。將內(nèi)容分配給高速緩沖存儲(chǔ)器204、304(在網(wǎng)絡(luò)中存在很多高速緩沖存儲(chǔ)器的情況下)的方式是值得評(píng)論的。在一個(gè)方案中，可以將不同的內(nèi)容分配給不同的高速緩沖存儲(chǔ)器。這使得有可能針對(duì)本地需求來(lái)調(diào)整高速緩沖存儲(chǔ)器。在備選方案中，可以用相同內(nèi)容來(lái)填充網(wǎng)絡(luò)中(或在特定區(qū)域中)的所有高速緩沖存儲(chǔ)器。在諸如用戶可以從端點(diǎn)切換到端點(diǎn)(例如，在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的不同基站之間)的移動(dòng)系統(tǒng)的情形中，這是有用的，因?yàn)?，其使得有可能在其他任何地方繼續(xù)正在進(jìn)行的會(huì)話。如果所有高速緩沖存儲(chǔ)器具有相同的文件，則客戶端可以從高速緩沖存儲(chǔ)器移動(dòng)至高速緩沖存儲(chǔ)器，而不需要在高速緩沖存儲(chǔ)器之間傳遞應(yīng)用或狀態(tài)信息。所有高速緩沖存儲(chǔ)器都具有相同內(nèi)容的情況在本質(zhì)上是不那么復(fù)雜的，且如前所述，其在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中是特別有用的。將意識(shí)到高速緩沖存儲(chǔ)器204、304將需要能夠識(shí)別其正在接收被剝離的分組226，且能夠識(shí)別其因此需要找到相關(guān)數(shù)據(jù)并將其插入到這些分組中。對(duì)于高速緩沖存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)，一種可能的方案是執(zhí)行深度分組檢測(cè)(DPI)，以識(shí)別哪個(gè)業(yè)務(wù)需要以這種方式來(lái)處理。備選地，可以用某種方式來(lái)標(biāo)記被剝離的分組226，以讓高速緩沖存儲(chǔ)器標(biāo)識(shí)其需要插入數(shù)據(jù)有效載荷。這可以通過(guò)向分組的首部中插入標(biāo)記來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面更詳細(xì)地討論該點(diǎn)。在安全隧道中傳輸數(shù)據(jù)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，還需要其他功能來(lái)標(biāo)記分組是否應(yīng)當(dāng)由高速緩沖存儲(chǔ)器來(lái)處理。用內(nèi)容來(lái)替代指針的實(shí)際處理盡管在本質(zhì)上簡(jiǎn)單，但是對(duì)于大量分組而目將是昂貴的。例如，3GPP系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)(SAE)/演進(jìn)分組腳本(EPS)網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)特特征是以下事實(shí)通過(guò)安全隧道來(lái)發(fā)送從公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(TON)網(wǎng)關(guān)經(jīng)由eNodeB到移動(dòng)終端(UE)的業(yè)務(wù)。為了接入演進(jìn)UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)(E-UTRAN)的演進(jìn)分組核心(EPC)，針對(duì)S5/S8接口，由EPS承載來(lái)提供TON連接服務(wù)，并使用通用分組無(wú)線服務(wù)(GPRS)隧道協(xié)議(GTP)。每個(gè)GTP用戶數(shù)據(jù)分組攜帶被稱為隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(TEID)的值，其標(biāo)識(shí)分組屬于哪個(gè)承載(bearer)。由端接GTP隧道的實(shí)體來(lái)選擇該值，且在承載建立和切換時(shí)將該值傳輸給隧道入口點(diǎn)。通常在需要不同QoS處理時(shí)，建立到相同終端的新的承載。如果要執(zhí)行DPI，必須對(duì)來(lái)自相應(yīng)的GTP隧道的目的地為UE (客戶端)的分組進(jìn)行“重新路由”，并傳輸至用指針而不是數(shù)據(jù)有效載荷來(lái)標(biāo)識(shí)這些分組的DPI功能。然后將這些分組轉(zhuǎn)發(fā)到高速緩沖存儲(chǔ)器，以進(jìn)行有效載荷填充?？梢栽趦蓚€(gè)級(jí)別上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用不可知高速緩沖存儲(chǔ)器解決方案在服務(wù)網(wǎng)關(guān)(S-Gff)或在eNodeB。在這兩種情況中，為了選擇正確的隧道，應(yīng)當(dāng)將向UE傳輸業(yè)務(wù)的TEID
以信號(hào)方式發(fā)送給S-GW或eNodeB，使得這些節(jié)點(diǎn)可以將正確的業(yè)務(wù)流重新路由至DPI功能。從意識(shí)到需要有效載荷填充的分組流以及PDP上下文(TEID)的TONGW執(zhí)行信令。在高速緩沖存儲(chǔ)器已將有效載荷插入分組之后，需要再次使用TEID將業(yè)務(wù)插入回到相同的隧道。將意識(shí)到上面的描述是基于以下事實(shí)的在數(shù)據(jù)分組所沿的路徑上存在可操作的高速緩沖存儲(chǔ)器，且所需數(shù)據(jù)存在于高速緩沖存儲(chǔ)器中。如果不是這種情況，則將需要一些回退機(jī)制來(lái)處理被高速緩沖存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不可用這一事實(shí)。合適的回退機(jī)制將具有三個(gè)主要部分I、如果高速緩沖存儲(chǔ)器204接收到被剝離的分組226，但是其不具有由分組中包含的指針
227所指示的內(nèi)容，則其丟棄該分組，并向內(nèi)容服務(wù)器201 (或分組剝離器330)發(fā)送消息，指示該錯(cuò)誤。然后內(nèi)容服務(wù)器201或分組剝離器330返回完整有效載荷模式。此夕卜，其可以在答復(fù)中指示高速緩沖存儲(chǔ)器204開(kāi)始對(duì)通過(guò)的內(nèi)容進(jìn)行高速緩沖存儲(chǔ)。2、將被剝離的分組故意地進(jìn)行錯(cuò)誤的格式化，使得，如果他們到達(dá)終端207，而不經(jīng)過(guò)高速緩沖存儲(chǔ)器(其將用內(nèi)容替換指針〈P ，終端207產(chǎn)生尋址到內(nèi)容服務(wù)器201的互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議(ICMP)答復(fù)。這向內(nèi)容服務(wù)器201指示在到用戶的路徑上不存在高速緩沖存儲(chǔ)器，且還可以作為對(duì)內(nèi)容服務(wù)器201的用于切換至完整有效載荷模式的指示。3、相反地，如果內(nèi)容服務(wù)器201正在發(fā)送完整有效載荷分組，且在路徑上存在高速緩沖存儲(chǔ)器，則高速緩沖存儲(chǔ)器也可以檢測(cè)內(nèi)容，并向內(nèi)容服務(wù)器指示其存在性。這允許內(nèi)容服務(wù)器切換至剝離有效載荷模式。這些特征使得在發(fā)送期間打開(kāi)和關(guān)閉高速緩沖存儲(chǔ)器成為可能，且因此支持終端的移動(dòng)性，同時(shí)在高速緩沖存儲(chǔ)器和具有和不具有高速緩沖存儲(chǔ)器支持的區(qū)域之間進(jìn)行自動(dòng)遷移。將參照?qǐng)D4至7來(lái)更詳細(xì)地解釋這些。圖4是上述分組剝離和重建機(jī)制的示意圖。再次示出該行為以協(xié)助理解回退機(jī)制如何工作。圖4示出了內(nèi)容服務(wù)器301 (具有存儲(chǔ)單元401)和分組剝離器330，從分組剝離器330向客戶端207發(fā)送被剝離的分組226。高速緩沖存儲(chǔ)器204與存儲(chǔ)有被高速緩沖存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元404相關(guān)聯(lián)。從圖4和之前討論中可以看出，被剝離的分組226包含指針227，指針227包括文件ID 427、文件中的位置428和數(shù)據(jù)段429的長(zhǎng)度，指針227指向高速緩沖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元404中的內(nèi)容。分組包括傳輸首部222和應(yīng)用首部223。存在剝離必須滿足的用于回退的三個(gè)要求
I、應(yīng)當(dāng)將被剝離的分組格式化為使得如果客戶端207接收到未由高速緩沖存儲(chǔ)器204處理過(guò)的被剝離的分組226 (即，從目的地的角度來(lái)看，分組是錯(cuò)誤的)，則a.客戶端207應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地以分組未到達(dá)應(yīng)用的方式來(lái)丟棄它；以及b.客戶端207應(yīng)當(dāng)在ICMP錯(cuò)誤消息中報(bào)告該錯(cuò)誤。這允許剝離器330檢測(cè)到在路徑上不存在高速緩沖存儲(chǔ)器204，且回到發(fā)送完整有效載荷分組221。優(yōu)選地，該錯(cuò)誤報(bào)告還應(yīng)當(dāng)在剝離器330和目的地之間存在網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)時(shí)發(fā)生。2、應(yīng)當(dāng)將被剝離的分組226格式化為使得高速緩沖存儲(chǔ)器330容易地將它們標(biāo)識(shí)為被剝離的分組。3、路由器和防火墻應(yīng)當(dāng)毫無(wú)問(wèn)題地轉(zhuǎn)發(fā)被剝離的分組226。各種備選可用于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。在第一備選中，分組剝離器330將目的端口改變?yōu)榭蛻舳私K端207所不太可能使用的值?？赡艿亩丝诎ɡ缁仨懚丝冖苹蛳蚵酚煞?wù)注冊(cè)的端口(比如BGP或BGMP)。恰當(dāng)?shù)匦薷摩?Ρ和TCP校驗(yàn)和，以適合新的分組，使得其實(shí)際上達(dá)到產(chǎn)生答復(fù)的終端中的碼。在使用回響端口的情況下，如果答復(fù)服務(wù)啟動(dòng)，答復(fù)可以是合式(well formed)的UDP分組，(否則答復(fù)是ICMP “端口不可達(dá)”消息)。當(dāng)高速緩沖存儲(chǔ)器接收到被剝離的分組226時(shí)，向重建的分組221的首部中重新插入正確的端口。該備選的變體是剝離器330原始發(fā)送被剝離的ICMP回響請(qǐng)求(Ping)消息。將其格式化為使得高速緩沖存儲(chǔ)器204基于其有效載荷的內(nèi)容，將其識(shí)別為被剝離的分組。如果該消息到達(dá)客戶端207，而不經(jīng)過(guò)高速緩沖存儲(chǔ)器，其將如通常一樣用ICMP回響答復(fù)來(lái)進(jìn)行應(yīng)答。相比于使用UDP回響端口的優(yōu)點(diǎn)是在客戶端系統(tǒng)上UDP回響服務(wù)一般是被關(guān)閉的，在該情況下，剝離器330將接收不到任何答復(fù)。ICMP回響消息的有效載荷必須包含在將被剝離的分組轉(zhuǎn)換為完整分組時(shí)高速緩沖存儲(chǔ)器應(yīng)當(dāng)替換的IP/M)P/TCP首部信息222。在第二備選中，剝離器改變分組的源端口。這主要對(duì)于TCP有用，在該情況下，如果客戶端207接收到被剝離的分組226，則源端口的改變指示將有可能觸發(fā)TCP RST分組的無(wú)效TCP連接。對(duì)于UDP，客戶端一般接受來(lái)自任何源端口的分組。如針對(duì)上面的備選所述，必須再次修改TCP或UDP校驗(yàn)和以適合新的分組。在第三備選中，剝離器330將協(xié)議號(hào)改變?yōu)槲词褂玫闹?。如果被剝離的分組226到達(dá)客戶端207，則這將觸發(fā)來(lái)自客戶端207的“協(xié)議不可達(dá)” ICMP響應(yīng)。該備選的有利之處在于不需要重新計(jì)算TCP或UDP校驗(yàn)和，這樣可以端到端的保護(hù)有效載荷。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)行為，ICMP響應(yīng)引用了完整的原始分組，服務(wù)器可以使用該完整的原始分組來(lái)減輕服務(wù)器關(guān)于識(shí)別應(yīng)當(dāng)向誰(shuí)重新發(fā)送具有完整有效載荷的任務(wù)。在圖5、6和7中分別示出了具有工作的高速緩沖存儲(chǔ)器和不工作的/不存在的高速緩沖存儲(chǔ)器的第三備選的示意圖。圖5示出了從剝離器330向客戶端207發(fā)送的被剝離的分組526。除了將偽協(xié)議值501插入到傳輸首部222，被剝離的分組526與圖2_4中所示分組226相同。此外，將原始協(xié)議值502與文件ID 427、文件中的位置428和數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度429 —起插入到指針527中。當(dāng)高速緩沖存儲(chǔ)器204接收到被剝離的分組526并重建它以形成完整分組221時(shí)，從傳輸首部移除偽協(xié)議值501，并用在指針528中包含的原始協(xié)議值502來(lái)替換。圖6示出了如果路徑上的高速緩沖存儲(chǔ)器204不工作或甚至不存在于路徑上，則會(huì)發(fā)生什么。在該情況下，被剝離的分組527直接到達(dá)客戶端207。在傳輸首部222中依然包括偽協(xié)議值501，且這將從客戶端207向剝離器330提示“協(xié)議不可達(dá)”ICMP響應(yīng)726，如圖7所示。ICMP響應(yīng)726包括原始分組，以及新的IP首部722和“協(xié)議不明”字段723。如果需要，根據(jù)分組的新尺寸和重新計(jì)算的IP首部校驗(yàn)和來(lái)調(diào)整IPv4的總長(zhǎng)度字段。在上述任一備選中，還必須在被剝離的分組內(nèi)的引用中存儲(chǔ)已被改變的值，以使得應(yīng)用不可知高速緩沖存儲(chǔ)器204能夠?qū)⑵浠謴?fù)為其原始值?？蛻舳?06響應(yīng)于被剝離的分組所發(fā)送的ICMP消息726將包含目的地的IP地址(作為被引用的分組的一部分)。這允許剝離器/服務(wù)器330/201針對(duì)到該IP地址的所有傳輸切換至完整有效載荷模式。將注意到，如上改變的分組將不通過(guò)NAT。然而，如果NAT而不是最終主機(jī)發(fā)送
ICMP響應(yīng)，這也足以將剝離器/服務(wù)器置為完整有效載荷模式。第四備選使用IPv6中的目的選項(xiàng)擴(kuò)展首部(在RFC2460中描述)。在分組傳輸路徑上的任何節(jié)點(diǎn)不檢驗(yàn)或處理擴(kuò)展首部，直到分組到達(dá)在IPv6首部的目的地地址字段中標(biāo)識(shí)的節(jié)點(diǎn)。必須嚴(yán)格按照選項(xiàng)序列在字段中出現(xiàn)的順序來(lái)處理選項(xiàng)的序列接收機(jī)一定不能例如掃描首部，尋找特定類型的選項(xiàng)，并在處理所有在先選項(xiàng)之前處理該選項(xiàng)。對(duì)選項(xiàng)類型標(biāo)識(shí)符進(jìn)行內(nèi)部編碼，使得它們的最高兩個(gè)比特指定如果處理IPv6節(jié)點(diǎn)未標(biāo)識(shí)選項(xiàng)類型則必須采取的行動(dòng)00-跳過(guò)該選項(xiàng)，并繼續(xù)處理首部。01-丟棄該分組。10-丟棄該分組，且不管分組的目的地地址是否是組播地址，向分組的源地址發(fā)送ICMP參數(shù)問(wèn)題(代碼2)消息，指向未被識(shí)別的選項(xiàng)類型。11-丟棄該分組，且僅當(dāng)分組的目的地地址不是組播地址的情況，向分組的源地址發(fā)送ICMP參數(shù)問(wèn)題(代碼2)消息，指向未被識(shí)別的選項(xiàng)類型。因此，應(yīng)當(dāng)將選項(xiàng)10或11插入到被剝離的分組的IPv6首部中。如果客戶端207接收到這種被剝離的分組，其將會(huì)丟棄該分組并返回ICMP消息。途中的(en route)高速緩沖存儲(chǔ)器204可以從擴(kuò)展首部中移除該選項(xiàng)，或備選地將該值設(shè)置為00。如上所述，高速緩沖存儲(chǔ)器204需要識(shí)別被剝離的業(yè)務(wù)，以能夠?qū)⑺鼈兓謴?fù)為完整有效載荷。這可以取決于使用上面的哪種剝離備選來(lái)進(jìn)行。在任何情況下，剝離器330 (或內(nèi)容服務(wù)器201)的IP地址可以被編程到高速緩沖存儲(chǔ)器中，使得可以考慮對(duì)來(lái)自該地址的任何分組進(jìn)行檢測(cè)。在上面前三種備選的情況下，還可以連同源IP地址一起，觀察新的目的端口、源端口或協(xié)議號(hào)(分別地)。這種ACL是容易形成的，且聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常支持這種ACL。當(dāng)高速緩沖存儲(chǔ)器204接收與上面描述相匹配的分組時(shí)，高速緩沖存儲(chǔ)器204檢查其是否是被剝離的分組。高速緩沖存儲(chǔ)器204尋找在分組結(jié)束處的引用。在短引用中的簡(jiǎn)單校驗(yàn)和可以有助于識(shí)別。此外，未被標(biāo)識(shí)的內(nèi)容ID或無(wú)效偏移量或長(zhǎng)度可以以信號(hào)方式通知非剝離的分組。可以沉默地轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)果是非剝離的分組的分組。對(duì)于被剝離的分組，高速緩沖存儲(chǔ)器204確定其是否具有分組所需的內(nèi)容數(shù)據(jù)。如果是，則其移除引用，插入有效載荷，恢復(fù)被改變的TCP/UDP/IP首部值，重新計(jì)算校驗(yàn)和，并發(fā)送分組。如果高速緩沖存儲(chǔ)器不具有對(duì)內(nèi)容的訪問(wèn)權(quán)限，其丟棄該分組。然后其向剝離器330(或內(nèi)容服務(wù)器201)發(fā)送信令消息，引用該引用，并指示存在路徑上的高速緩沖存儲(chǔ)器，但是其不具有內(nèi)容。剝離器/服務(wù)器330/201切換至完整有效載荷模式，并重新發(fā)送該片段。在其響應(yīng)中，剝離器/服務(wù)器330/201可以指示高速緩沖存儲(chǔ)器將該內(nèi)容添加到其存儲(chǔ)單元404中。高速緩沖存儲(chǔ)器也可以對(duì)高速緩沖存儲(chǔ)采取單方面行動(dòng)。這樣，高速緩沖存儲(chǔ)器管理可以是集中式的或者是分布式的。將意識(shí)到，如果高速緩沖存儲(chǔ)器確實(shí)具有對(duì)所需內(nèi)容片段的訪問(wèn)權(quán)限，但是其不具有全部該內(nèi)容且在不久的將來(lái)其將用完現(xiàn)有的部分，則高速緩沖存儲(chǔ)器也可以發(fā)送這種消息。將注意到，高速緩沖存儲(chǔ)器不需要跟蹤各個(gè)用戶，而僅跟蹤內(nèi)容。還將注意到，高速緩沖存儲(chǔ)器不需要知曉傳輸內(nèi)容的應(yīng)用。另外，高速緩沖存儲(chǔ)器具有被高速緩沖存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的完全使用信息，且因此可以有效地管理其存儲(chǔ)，同時(shí)接受對(duì)預(yù)期在不久的將來(lái)變得流行的內(nèi)容的提示。如果客戶端終端207移動(dòng)，有可能向其提供服務(wù)的高速緩沖存儲(chǔ)器204不再在路徑上。終端207可能移動(dòng)至不同的高速緩沖存儲(chǔ)器或不存在高速緩沖存儲(chǔ)器的段中。類似地，尚未由高速緩沖存儲(chǔ)器所覆蓋的終端207有可能移動(dòng)到存在高速緩沖存儲(chǔ)器的新的位置。如下所述，依然可以在這些環(huán)境下管理分組發(fā)送。如果終端從一個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器下移動(dòng)至另一個(gè)之下，則新的高速緩沖存儲(chǔ)器將檢測(cè)第一被剝離的分組并對(duì)其進(jìn)行行動(dòng)。如果新的高速緩沖存儲(chǔ)器具有該內(nèi)容，則不發(fā)生中斷。如果其不具有該內(nèi)容，其將以信號(hào)方式通知內(nèi)容服務(wù)器(如上所述)，內(nèi)容服務(wù)器將切換到完整有效載荷模式。這樣，可能必須重新發(fā)送一輪數(shù)據(jù)。老的高速緩沖存儲(chǔ)器將不再向該終端提供服務(wù)，但是其需要擺脫無(wú)狀態(tài)(free no state)。如果終端從高速緩沖存儲(chǔ)器下移動(dòng)至沒(méi)有高速緩沖存儲(chǔ)器支持的段，其將直接接收被剝離的分組，且將用ICMP錯(cuò)誤來(lái)加以響應(yīng)。不通知終端中的應(yīng)用。服務(wù)器將立刻切換到完整有效載荷模式，且以損失一輪分組為代價(jià)來(lái)恢復(fù)發(fā)送。如果終端從不具有高速緩沖存儲(chǔ)器的區(qū)域移動(dòng)至高速緩沖存儲(chǔ)器之下，則新的高速緩沖存儲(chǔ)器將必須識(shí)別完整有效載荷業(yè)務(wù)。為此，可以在每個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器中配置內(nèi)容服務(wù)器和服務(wù)器端口的列表。如果接收到這種不是被剝離的分組的分組，則高速緩沖存儲(chǔ)器應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)它們，但是同時(shí)將其存在性以信號(hào)方式通知給服務(wù)器。然后服務(wù)器可以切換至剝離模式，或以流的內(nèi)容-ID來(lái)加以答復(fù)。然后高速緩沖存儲(chǔ)器可以判定其是否再次以信號(hào)方式通知，以切換到剝離模式(如果其具有內(nèi)容)。將注意到，上述機(jī)制在響應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)故障而發(fā)生重新路由事件的情況下，以及在終端移動(dòng)的情況下是有用的。還將注意到，該方法與移動(dòng)協(xié)議結(jié)合工作。高速緩沖存儲(chǔ)器僅需要查看GTP、PMIP、或CMIP隧道；其余操作保持相同。這允許將這種高速緩沖存儲(chǔ)器放在無(wú)線基站中，或放在基站和網(wǎng)關(guān)之間的路徑上的RAN或聚合網(wǎng)絡(luò)中的任何地方。然而，如果隧道是安全的(例如使用安全網(wǎng)關(guān))，則高速緩沖存儲(chǔ)器僅可以放在基站中，因?yàn)榛究梢詫?duì)接收到的通過(guò)隧道發(fā)送的分組進(jìn)行解密。
上述討論接觸到高速緩沖存儲(chǔ)可以是有用的情形，但是將意識(shí)到，存在可以應(yīng)用相同原理的很多其他情況。例如，針對(duì)使用基于m)P的RTP和基于TCP的HTTP的VoD，可以應(yīng)用類似的高速緩沖存儲(chǔ)處理。此外，除了 LTE之外，還可以針對(duì)2G和3G網(wǎng)絡(luò)來(lái)使用該處理。此外，將意識(shí)到，盡管被描述為在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中使用是有利的上述系統(tǒng)，其還可以在固定網(wǎng)絡(luò)和線纜網(wǎng)絡(luò)中使用。此外，上述討論關(guān)注的是所有節(jié)點(diǎn)(服務(wù)器201、301、有效載荷剝離器330、高速緩沖存儲(chǔ)器204、客戶端207)被示出為位于相同網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。將意識(shí)到，通常不是這種情況。在服務(wù)器在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中且客戶端在另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，高速緩沖存儲(chǔ)器是特別有用的。將意識(shí)到，這對(duì)于上述系統(tǒng)的操作是不產(chǎn)生差異的。例如，圖8示出了服務(wù)器301(類似于圖3所示)位于第一網(wǎng)絡(luò)441中的布置。客
戶端位于另一網(wǎng)絡(luò)443中。從服務(wù)器301發(fā)送至客戶端的分組經(jīng)由路由器444、445、446、447通過(guò)核心IP網(wǎng)絡(luò)442。如果核心IP網(wǎng)絡(luò)442的一部分具有低帶寬的區(qū)域210，核心IP網(wǎng)絡(luò)包括有效載荷剝離器330和高速緩沖存儲(chǔ)器204，它們?nèi)鐖D3至7所述的方式工作。還可以想到不同的架構(gòu)。將意識(shí)到，取決于部署有高速緩沖存儲(chǔ)器的網(wǎng)絡(luò)以及該網(wǎng)絡(luò)的底層物理層，發(fā)送的分組的數(shù)目可能與它們的尺寸一樣重要(或更重要)。上面的討論專注于通過(guò)減少分組中有效載荷的尺寸來(lái)減少發(fā)送的數(shù)據(jù)量。然而，該系統(tǒng)還可以用于減少分組的數(shù)目。為了實(shí)現(xiàn)分組數(shù)目的減少，可以將一組被剝離的分組在一個(gè)“聚合”分組中一起發(fā)送。由于每個(gè)被剝離的分組的有效載荷極小(僅包含指針)，因此有可能例如一次發(fā)送三個(gè)，或根據(jù)可以接受多少延遲以及在網(wǎng)絡(luò)中多少分組損失是明顯的來(lái)聚合任意數(shù)目。這可以用若干種方式來(lái)進(jìn)行。在圖3中，從有效載荷剝離器330流向高速緩沖存儲(chǔ)器204的分組被唯一示出為被剝離的分組226。在更復(fù)雜的布置中，在有效載荷剝離器330和高速緩沖存儲(chǔ)器204之間行進(jìn)的分組可以具有以以下兩種形式之一來(lái)對(duì)分組實(shí)質(zhì)上進(jìn)行編碼的特殊格式 類型I分組(簡(jiǎn)單分組)對(duì)應(yīng)于圖3所示的被剝離的分組226，其中，分組的有效載荷由應(yīng)用數(shù)據(jù)224和有效載荷指針227構(gòu)成。 類型2分組(聚合分組)更為復(fù)雜。這些分組包含在其中保持的簡(jiǎn)單分組的列表。有可能想到一種遞歸結(jié)構(gòu)，其中，聚合分組是將它們本身進(jìn)一步結(jié)合以形成“超級(jí)聚合”分組，盡管對(duì)于全部實(shí)際原因，不太可能出現(xiàn)將類型2分組包含在另一個(gè)類型2分組中的理由。存在很多種實(shí)現(xiàn)這種格式的編碼的方式，且在圖9中提供了一個(gè)示例，其示出了類型2分組550。該分組包含字段551，指示在當(dāng)前聚合分組(η)中包含了多少簡(jiǎn)單分組。下一個(gè)字段552包含簡(jiǎn)單分組(分組I)的長(zhǎng)度(長(zhǎng)度I)，且之后是分組553本身。這對(duì)于每個(gè)分組進(jìn)行重復(fù)，同時(shí)分組2 555的長(zhǎng)度2 554在分組本身之前，直到分組η 557的長(zhǎng)度η 556?？梢杂孟嗤绞剑ㄟ^(guò)讓?duì)? I來(lái)定義類型I分組。如果可以從分組本身容易獲得分組的長(zhǎng)度，則還可以在不需要每個(gè)簡(jiǎn)單分組553、555、557的分離的長(zhǎng)度字段552、554、556的情況下對(duì)分組進(jìn)行編碼。如將意識(shí)到的，該格式僅是一個(gè)示例?？梢愿鶕?jù)底層網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)每個(gè)部署對(duì)該格式進(jìn)行優(yōu)化?？梢孕枰蚩梢圆恍枰獙?duì)分組進(jìn)行聚合。在一些情況下，可能需要作為聚合的一部分的每個(gè)分組的大量元信息。重要的特征是有效載荷剝離器330和高速緩沖存儲(chǔ)器204都識(shí)別該格式，使得他們?cè)谶M(jìn)行分組的編碼和解碼時(shí)是同步的。還可以將其與上述回退機(jī)制集成，因?yàn)榫酆戏纸M的首部可以包含如前所述的偽目的端口 /源端口 /協(xié)議值/IPv6選項(xiàng)，使得如果客戶端接收到錯(cuò)誤的聚合分組，則其返回ICMP消息。圖10是有效載荷剝離器單元330的示意圖。有效載荷剝離器330包括用于從服務(wù)器接收全尺寸分組的接收機(jī)661。由移除每個(gè)分組的有效載荷的處理器662來(lái)處理分組，并用指向高速緩沖存儲(chǔ)器204保持的文件的位置的指針來(lái)替換有效載荷(如圖3所示)。存儲(chǔ)介質(zhì)663可以包含高速緩沖存儲(chǔ)器保持的文件的記錄，以使得處理器662能夠確定在指針中應(yīng)當(dāng)編碼的信息。發(fā)射機(jī)向高速緩沖存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)發(fā)分組。圖11是示出了有效載荷剝離器330如何處理分組的流程圖。S71 :有效載荷剝離器330從服務(wù)器接收全尺寸分組。S72:分組剝離器可以了解是否在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)該分組中包含的內(nèi)容進(jìn)行了高速緩沖存儲(chǔ)。如果不是，則向客戶端不加改變地轉(zhuǎn)發(fā)分組S73。S74 :如果內(nèi)容被高速緩沖存儲(chǔ)，則從分組中移除有效載荷，并用指針來(lái)替換有效載荷，該指針將標(biāo)識(shí)在高速緩沖存儲(chǔ)器保持的文件中哪里可以找到與有效載荷相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。這導(dǎo)致了被剝離的分組。修改被剝離的分組，以在首部中包括“回退”參數(shù)-即如上所述的不同的源或目的端口或協(xié)議號(hào)、或IPv6目的選項(xiàng)標(biāo)識(shí)符。S75 :通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向高速緩沖存儲(chǔ)器發(fā)送被剝離的分組。圖12是高速緩沖存儲(chǔ)器204的示意圖。高速緩沖存儲(chǔ)器204包括用于從有效載荷剝離器330或服務(wù)器201接收被剝離的分組的接收機(jī)861。存儲(chǔ)介質(zhì)863包含被高速緩沖存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。每個(gè)被剝離的分組包含指針，指針標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)介質(zhì)863中保持的文件以及在文件中的位置和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。處理器862從每個(gè)被剝離的分組中提取指針，標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)介質(zhì)863中的相關(guān)文件和數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)插入分組中作為有效載荷，以產(chǎn)生全尺寸分組。發(fā)射機(jī)864向客戶端發(fā)送全尺寸分組。圖13示出了高速緩沖存儲(chǔ)器204的操作的流程圖。S91 :在高速緩沖存儲(chǔ)器處接收分組。S92 :檢查分組(通過(guò)DPI或通過(guò)對(duì)首部中的標(biāo)記進(jìn)行搜索)以確定其包含完整有效載荷，或其是包含標(biāo)識(shí)有效載荷數(shù)據(jù)的指針信息的被剝離的分組。S93 :如果分組包含完整有效載荷，則向客戶端不加改變地轉(zhuǎn)發(fā)該分組。S94 :如果該分組是被剝離的分組，則檢查高速緩沖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)介質(zhì)，以查看由指針?biāo)鶚?biāo)識(shí)的有效載荷數(shù)據(jù)是否存在。S94a:如果有效載荷數(shù)據(jù)不存在，則丟棄該分組，并向上游發(fā)送錯(cuò)誤消息。S95 :如果有效載荷數(shù)據(jù)存在，則將其作為有效載荷插入分組以替換指針，以產(chǎn)生全尺寸分組。S96 :向網(wǎng)絡(luò)中的客戶端發(fā)送該全尺寸分組。圖14是服務(wù)器201的示意圖。服務(wù)器201包括處理器1062、存儲(chǔ)介質(zhì)1063和發(fā)射機(jī)1064。被剝離的分組由處理器1062產(chǎn)生，每個(gè)分組在其有效載荷中包含指向高速緩沖存儲(chǔ)器204保持的文件中的位置的指針(如圖3所示)。存儲(chǔ)介質(zhì)1063可以包含高速緩沖存儲(chǔ)器保持的文件的記錄，以使得處理器1062能夠確定在指針中應(yīng)當(dāng)編碼的信息。發(fā)射機(jī)1064向高速緩沖存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)發(fā)分組。
圖15是服務(wù)器201如何創(chuàng)建和轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程圖。Slll :識(shí)別要向客戶端發(fā)送的內(nèi)容。S112:服務(wù)器可以了解該內(nèi)容是否在網(wǎng)絡(luò)中被高速緩沖存儲(chǔ)。如果不是，則產(chǎn)生全尺寸分組SI 13并將其向客戶端轉(zhuǎn)發(fā)SI 14。S115:如果對(duì)內(nèi)容進(jìn)行了高速緩沖存儲(chǔ)，則產(chǎn)生被剝離的分組。用指針來(lái)替換被剝離的分組的有效載荷，指針將標(biāo)識(shí)高速緩沖存儲(chǔ)器保持的文件中哪里可以找到與有效載荷相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。被剝離的分組還在首部中包括“回退”參數(shù)-即如上所述的不同的源或目的端口或協(xié)議號(hào)、或IPv6目的選項(xiàng)標(biāo)識(shí)符。S116 :通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向高速緩沖存儲(chǔ)器發(fā)送被剝離的分組。如上所述，在任何網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行高速緩沖存儲(chǔ)的好處是限制網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的量，使得有可能用存儲(chǔ)投資成本(相對(duì)廉價(jià))來(lái)替換網(wǎng)絡(luò)投資成本(昂貴的)。通過(guò)進(jìn)一步將應(yīng)用邏輯和狀態(tài)與簡(jiǎn)單的有效載荷數(shù)據(jù)分離，有可能讓高速緩沖存儲(chǔ)器是應(yīng)用不可知的。這使得有可能使用相同的高速緩沖存儲(chǔ)器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)用于若干不同的應(yīng)用，比如RTSP流傳輸和HTTP或P2P下載。由于高速緩沖存儲(chǔ)器是簡(jiǎn)單的，且沒(méi)有復(fù)雜的邏輯，可以使其具有魯棒性且無(wú)故障。這樣，多少可以將其視為可以由無(wú)資格的人員來(lái)替換和重啟的一個(gè)硬件(實(shí)際上，其可以用硬件形式來(lái)實(shí)現(xiàn))。此外，對(duì)于用戶可以在會(huì)話的生存期間切換端點(diǎn)的系統(tǒng)，可以用更簡(jiǎn)單的方式來(lái)進(jìn)行，因?yàn)椴恍枰诟咚倬彌_存儲(chǔ)器之間遷移會(huì)話狀態(tài)。會(huì)話狀態(tài)永遠(yuǎn)保持在其被最佳處理的地方-內(nèi)容服務(wù)器中(或意識(shí)到應(yīng)用的有效載荷剝離器)?；赝藱C(jī)制具有以下好處高速緩沖存儲(chǔ)器系統(tǒng)可在多樣的環(huán)境中工作，S卩，到端點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)路徑存在，該網(wǎng)絡(luò)路徑具有或不具有在路徑上的分布式高速緩沖存儲(chǔ)器。這提供了在檢測(cè)到回程(backhaul)的不同部分中的瓶頸時(shí)，將高速緩沖存儲(chǔ)器系統(tǒng)逐漸引入網(wǎng)絡(luò)中的可能性。此外，其還提供了以下可能性使用更低可用性，且從而使用低成本設(shè)備用于高速緩沖存儲(chǔ)器，以及用于高速緩沖存儲(chǔ)器的更長(zhǎng)的維護(hù)間周期。此外，提出的機(jī)制還使得對(duì)高速緩沖存儲(chǔ)器要處理的被剝離的分組進(jìn)行簡(jiǎn)單和有效的識(shí)別成為可能。從而，其減少了高速緩沖存儲(chǔ)器的DPI功能的處理容量要求。
權(quán)利要求
1.一種在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中使用的高速緩沖存儲(chǔ)器，包括 接收機(jī)，用于從上游節(jié)點(diǎn)接收分組； 存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)被高速緩沖存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)； 處理器，可操作地連接到所述接收機(jī)和所述存儲(chǔ)介質(zhì)，所述處理器被布置為 確定所述分組是否是被剝離的分組，所述被剝離的分組的有效載荷包含標(biāo)識(shí)有效載荷數(shù)據(jù)段的指針信息； 如果是，則確定所述有效載荷數(shù)據(jù)段是否存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)介質(zhì)中；以及如果是，則使用所述指針信息從所述存儲(chǔ)介質(zhì)中定位并獲取所述有效載荷數(shù)據(jù)段；以及將所獲取的有效載荷數(shù)據(jù)段插入所述分組的有效載荷中；以及 發(fā)射機(jī)，可操作地連接到所述處理器，用于向客戶端轉(zhuǎn)發(fā)所述分組。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高速緩沖存儲(chǔ)器，其中，所述處理器被布置為將分組中的指針信息替換為所獲取的有效載荷數(shù)據(jù)段。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高速緩沖存儲(chǔ)器，其中，所述處理器被布置為執(zhí)行深度分組檢測(cè)，以標(biāo)識(shí)所述分組的有效載荷是否包含所述指針信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高速緩沖存儲(chǔ)器，其中，所述處理器被布置為針對(duì)用于標(biāo)識(shí)所述分組的有效載荷是否包含指針信息的標(biāo)記，來(lái)搜索所述分組的首部。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的高速緩沖存儲(chǔ)器，其中，所述處理器被布置為測(cè)試從該上游節(jié)點(diǎn)接收到的所有分組，以確定它們是否是被剝離的分組。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的高速緩沖存儲(chǔ)器，其中，所述指針信息包括 文件ID，標(biāo)識(shí)在包含所述有效載荷數(shù)據(jù)段在內(nèi)的存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)的文件； 位置ID，標(biāo)識(shí)所述數(shù)據(jù)段在所述文件中的位置；以及 長(zhǎng)度ID，標(biāo)識(shí)所述數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的高速緩沖存儲(chǔ)器，還被配置為使得如果所述分組是被剝離的分組，但是所述有效載荷數(shù)據(jù)段未存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)介質(zhì)中，則所述發(fā)射機(jī)不向客戶端發(fā)送所述分組，并且向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送錯(cuò)誤消息。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的高速緩沖存儲(chǔ)器，其中，如果所述分組是被剝離的分組且所述有效載荷數(shù)據(jù)段被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)介質(zhì)中，則所述處理器被布置為從所述分組首部中移除回退參數(shù)，并用從所述指針信息中獲取到的正確值來(lái)替換所述回退參數(shù)，所述回退參數(shù)被設(shè)計(jì)為如果所述被剝離的分組到達(dá)所述客戶端節(jié)點(diǎn)，則使所述客戶端節(jié)點(diǎn)返回錯(cuò)誤消息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高速緩沖存儲(chǔ)器，其中，所述處理器被布置為測(cè)試從上游節(jié)點(diǎn)接收到的所有分組，以確定他們是否包括所述回退參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的高速緩沖存儲(chǔ)器，其中，所述回退參數(shù)是以下各項(xiàng)之 目的端ロ ； 源端ロ ； 協(xié)議值；以及 最高比特被設(shè)置為“10”或“ 11”的IPv6目的選項(xiàng)類型。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的高速緩沖存儲(chǔ)器，其中，如果所述分組不是被剝離的分組且所述存儲(chǔ)介質(zhì)不包含與所述分組的有效載荷相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段，則所述處理器被配置為獲取所述分組的有效載荷并將其保存在所述存儲(chǔ)介質(zhì)中。
12.—種在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中使用的有效載荷剝離器單元，所述有效載荷剝離器單元包括 接收機(jī)，用于接收分組； 處理器，可操作地連接到所述接收機(jī)，并被布置為從所述分組的有效載荷中移除有效載荷數(shù)據(jù)段，并將指針信息插入到所述分組中以產(chǎn)生被剝離的分組，所述指針信息用于使所述有效載荷剝離器的下游的高速緩沖存儲(chǔ)器能夠識(shí)別來(lái)自由所述高速緩沖存儲(chǔ)器所保持的數(shù)據(jù)的有效載荷數(shù)據(jù)段；以及 發(fā)射機(jī)，可操作地連接到所述處理器，用于向所述高速緩沖存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)發(fā)所述被剝離的分組。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的有效載荷剝離器單元，還包括可操作地連接到所述處理器的存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)由高速緩沖存儲(chǔ)器所保持的數(shù)據(jù)的記錄，其中，所述處理器被布置為識(shí)別有效載荷數(shù)據(jù)段是否由高速緩沖存儲(chǔ)器所保持，以確定是否從分組中移除有效載荷數(shù)據(jù)段以產(chǎn)生被剝離的分組。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的有效載荷剝離器單元，其中，所述指針信息包括 文件ID，標(biāo)識(shí)包含所述有效載荷數(shù)據(jù)段在內(nèi)的高速緩沖存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的文件； 位置ID，標(biāo)識(shí)所述數(shù)據(jù)段在所述文件中的位置；以及 長(zhǎng)度ID，標(biāo)識(shí)所述數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12、13或14所述的有效載荷剝離器單元，其中，所述處理器被布置為在所述被剝離的分組的首部中插入標(biāo)記，以指示所述被剝離的分組包含指針信息而不是有效載荷數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的有效載荷剝離器單元，其中，所述處理器被布置為向所述被剝離的分組的首部中插入回退參數(shù)，選擇所述回退參數(shù)使得如果所述被剝離的分組到達(dá)所述客戶端節(jié)點(diǎn)，則所述回退參數(shù)將向所述客戶端節(jié)點(diǎn)指示返回錯(cuò)誤消息而不將所述被剝離的分組向客戶端應(yīng)用轉(zhuǎn)發(fā)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的有效載荷剝離器單元，其中，所述回退參數(shù)是以下各項(xiàng)之 目的端口 ； 源端口 ； 協(xié)議值；以及 最高比特被設(shè)置為“10”或“11”的IPv6目的選項(xiàng)類型。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的有效載荷剝離器單元，其中，所述接收機(jī)被布置為從下游客戶端節(jié)點(diǎn)或高速緩沖存儲(chǔ)器接收錯(cuò)誤消息，響應(yīng)于此，所述處理器被配置為停止從預(yù)期發(fā)送到該客戶端節(jié)點(diǎn)或高速緩沖存儲(chǔ)器的分組中移除有效載荷數(shù)據(jù)段。
19.根據(jù)權(quán)利要求12至18中任一項(xiàng)所述的有效載荷剝離器單元，被布置為對(duì)已經(jīng)提取有效載荷數(shù)據(jù)段的分組進(jìn)行組合，以形成聚合分組。
20.一種用于在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)的服務(wù)器，所述服務(wù)器包括 處理器，可操作地連接到存儲(chǔ)介質(zhì)，并被布置為產(chǎn)生要向客戶端發(fā)送的被剝離的分組，以使得能夠向所述客戶端傳輸數(shù)據(jù)的有效載荷數(shù)據(jù)段，所述被剝離的分組包括指針信息，所述指針信息用于使所述服務(wù)器的下游高速緩沖存儲(chǔ)器能夠從所述高速緩沖存儲(chǔ)器保持的數(shù)據(jù)中識(shí)別所述有效載荷數(shù)據(jù)段；以及 發(fā)射機(jī)，可操作地連接到所述處理器，用于向所述高速緩沖存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)發(fā)所述分組。
21.一種用于通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求I至11中任一項(xiàng)所述的高速緩沖存儲(chǔ)器和根據(jù)權(quán)利要求12至19中任一項(xiàng)所述的有效載荷剝離器或根據(jù)權(quán)利要求20所述的服務(wù)器。
22.一種用于通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)和高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)，所述分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)被布置為向所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)或客戶端節(jié)點(diǎn)發(fā)送被剝離的分組，所述被剝離的分組在其有效載荷內(nèi)包括指向在所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處的文件中存儲(chǔ)的有效載荷數(shù)據(jù)段的指針； 所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)被布置為 接收所述被剝離的分組； 使用所述指針從所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中識(shí)別所述有效載荷數(shù)據(jù)段； 將所述有效載荷數(shù)據(jù)段插入所述被剝離的分組以替代所述指針，以產(chǎn)生全尺寸分組；以及 向客戶端發(fā)送所述全尺寸分組。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中，所述分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)是分組剝離節(jié)點(diǎn)，所述分組剝離節(jié)點(diǎn)被布置為接收包含有效載荷數(shù)據(jù)段在內(nèi)的全尺寸分組，從所述全尺寸分組中移除有效載荷數(shù)據(jù)段，并將其用指針來(lái)替換以產(chǎn)生被剝離的分組。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中，所述分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)是服務(wù)器。
25.根據(jù)權(quán)利要求22、23或24所述的系統(tǒng)，其中，所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)被配置為使得如果未在其中存儲(chǔ)有效載荷數(shù)據(jù)段，則丟棄被剝離的分組，并向所述分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)返回錯(cuò)誤消息。
26.根據(jù)權(quán)利要求22至25中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中 所述分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)被配置為向被剝離的分組的首部中插入回退參數(shù)； 所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)被配置為當(dāng)產(chǎn)生全尺寸分組時(shí)，用正確值來(lái)替換所述回退參數(shù)；以及 如果被剝離的分組到達(dá)客戶端，所述回退參數(shù)使所述客戶端返回錯(cuò)誤消息。
27.根據(jù)權(quán)利要求22至26中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，一個(gè)或多個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)，每個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)具有在其上存儲(chǔ)的有效載荷數(shù)據(jù)段。
28.根據(jù)權(quán)利要求22至27中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)管理在所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，或當(dāng)從屬于權(quán)利要求25吋，負(fù)責(zé)管理每個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)。
29.一種通過(guò)一個(gè)或多個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，包括 從分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)向高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)或客戶端節(jié)點(diǎn)發(fā)送被剝離的分組，所述被剝離的分組在其有效載荷內(nèi)包括指向在所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處的文件中存儲(chǔ)的有效載荷數(shù)據(jù)段的指針；在所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處接收所述被剝離的分組； 使用所述指針從在所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中標(biāo)識(shí)所述有效載荷數(shù)據(jù)段； 將所述有效載荷數(shù)據(jù)段插入所述被剝離的分組中以替代所述指針，以產(chǎn)生全尺寸分組，以及 從所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)向客戶端發(fā)送所述全尺寸分組。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收包含有效載荷數(shù)據(jù)段在內(nèi)的全尺寸分組，從全尺寸分組中移除有效載荷數(shù)據(jù)段并將其替換為指針，以產(chǎn)生被剝離的分組。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)是服務(wù)器。
32.根據(jù)權(quán)利要求29、30或31所述的方法，其中，如果有效載荷數(shù)據(jù)段未存儲(chǔ)在高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)中，則丟棄被剝離的分組，并向分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)返回錯(cuò)誤消息。
33.根據(jù)權(quán)利要求29至32中任一項(xiàng)所述的方法，其中 在分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)處將回退參數(shù)插入被剝離的分組的首部中； 當(dāng)在高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生全尺寸分組時(shí)，用正確值替換所述回退參數(shù)；以及 如果被剝離的分組到達(dá)客戶端，所述回退參數(shù)使所述客戶端返回錯(cuò)誤消息。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述高速緩沖存儲(chǔ)器認(rèn)出所述回退參數(shù)，如果被剝離的分組中的指針?biāo)玫挠行лd荷數(shù)據(jù)段未被高速緩沖存儲(chǔ)，則高速緩沖存儲(chǔ)器返回錯(cuò)誤消息。
35.根據(jù)權(quán)利要求29至34中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)，每個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)具有在其上存儲(chǔ)的有效載荷數(shù)據(jù)段。
36.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括適于在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的高速緩沖存儲(chǔ)器上執(zhí)行的代碼，可操作所述代碼以 識(shí)別高速緩沖存儲(chǔ)器接收到的分組的有效載荷是否包含標(biāo)識(shí)由高速緩沖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的有效載荷數(shù)據(jù)段的指針信息； 如果是，則使用該指針信息來(lái)定位并獲取有效載荷數(shù)據(jù)段，將所獲取的有效載荷數(shù)據(jù)段插入所述分組的有效載荷，并向客戶端轉(zhuǎn)發(fā)所述分組。
37.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括適于在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的分組剝離器單元上執(zhí)行的代碼，可操作所述代碼以 從所述分組的有效載荷中移除有效載荷數(shù)據(jù)段，以及將指針信息插入所述分組以產(chǎn)生被剝離的分組，所述指針信息用于使所述分組剝離器單元的下游的高速緩沖存儲(chǔ)器能夠從所述高速緩沖存儲(chǔ)器保持的數(shù)據(jù)中識(shí)別有效載荷數(shù)據(jù)段；以及 向所述高速緩沖存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)發(fā)所述被剝離的分組。
38.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括適于在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器上執(zhí)行的代碼，可操作所述代碼以 產(chǎn)生要向客戶端發(fā)送的被剝離的分組，以使得能夠向所述客戶端傳輸有效載荷數(shù)據(jù)段，所述被剝離的分組包括用于使所述服務(wù)器下游的高速緩沖存儲(chǔ)器能夠從由所述高速緩沖存儲(chǔ)器保持的數(shù)據(jù)中識(shí)別有效載荷數(shù)據(jù)段的指針信息；以及向所述高速緩沖存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)發(fā)所述分組。
39.根據(jù)權(quán)利要求36、37或38所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，被承載在載體介質(zhì)上。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于通過(guò)一個(gè)或多個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)的方法和裝置。從分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)向高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送被剝離的分組，所述被剝離的分組在其有效載荷中包括指向在所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處的文件中存儲(chǔ)的有效載荷數(shù)據(jù)段的指針。當(dāng)在所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)處接收到所述被剝離的分組時(shí)，所述指針用于從在所述高速緩沖存儲(chǔ)器處存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中識(shí)別所述有效載荷數(shù)據(jù)段。將所述有效載荷數(shù)據(jù)段插入到所述被剝離的分組中以替代所述指針，以產(chǎn)生全尺寸分組，從所述高速緩沖存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)向客戶端發(fā)送所述全尺寸分組。
文檔編號(hào)H04L29/06GK102804725SQ201080026896
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者佐爾坦·里夏德·圖拉尼, 安德拉斯·塞薩, 阿約德?tīng)枴み_(dá)莫拉, 斯特芬·?？司S斯特, 阿提拉·米哈利, 拉斯·韋斯特伯格 申請(qǐng)人:瑞典愛(ài)立信有限公司