CN104618237A - 一种基于tcp/udp的广域网加速系统及方法 - Google Patents
一种基于tcp/udp的广域网加速系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种基于TCP/UDP的广域网加速系统及方法，包括部署在全球各地的节点服务器，所述节点服务包含智能选路装置、传输数据优化装置和私有协议装置；所述智能选路装置用于在客户源站和客户端之间选择最优路径；所述传输数据优化装置用于对传输数据进行优化；所述私有协议装置用于节点服务器间的信息通信；所述节点服务器作为边缘节点接收客户端请求，或者作为中转节点接收来自其他节点服务器的节点中转请求。本发明的基于TCP/UDP的广域网加速系统及方法能够通过智能路由、节点间协议优化等技术实现传输的优化，能够对基于TCP/UDP协议各种应用协议产生加速效果；同样适用于客户端较为分散的应用场景。
Description
技术领域
本发明涉及广域网加速的技术领域，特别是涉及一种基于TCP/UDP的广域网(WideArea Network，WAN)加速系统及方法。
背景技术
广域网，也称为远程网，通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里。广域网的通信子网主要使用分组交换技术，可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。如因特网(Internet)是世界范围内最大的广域网。具体地，广域网是由许多交换机组成，交换机之间采用点到点的线路连接。几乎所有的点到点通信方式都可以用来建立广域网，包括租用线路、光纤、微波、卫星信道。
通过广域网加速产品，用户的分支机构和合作伙伴无论身在地球的哪一个角落，都可以轻而易举的加速其重要的应用程序和数据，在广域网上获得近似局域网的应用访问感受。
现有技术中，从广义上讲，常见的广域网加速产品主要包含以下两类：
(1)传统的CDN(Content Delivery Network，内容分发网络)技术
CDN技术充分利用了部署在全球各地的机器，充分发挥了多节点的优势，通过智能路由、节点间协议优化等技术实现传输的优化，对使用HTTP协议的应用能有很好的加速效果。然而，传统的CDN技术仅对HTTP/HTTPS协议有加速效果。实际的广域网网络中，除了HTTP/HTTPS协议外，还有很多其他的应用协议和一些私有协议，而传统的CDN技术则无法对这些协议有加速效果。
(2)广域网加速设备
部署广域网加速设备的方式可以对各种应用协议和私有协议都有加速效果。具体地，通过部署在源站实现单边加速，或者通过部署在源站和客户端实现双边加速。
但是若仅在源站部署设备做单边加速的话，加速的效果有限，没有办法通过设备间的私有协议做相应的优化；若要做双边加速的话，则需要在客户端出口部署相应的设备。双边加速对企业型应用中访问用户比较集中的场景较为适用，但对客户端比较分散的应用场景则无法适用。如，当访问的用户是全球的网民时，不可能在客户端都部署相应的设备。
另外，不论单边加速还是双边加速，这种部署加速设备的方式和CDN技术相比，都没有利用全球节点实现智能选路，没有发挥智能选路技术的优势。
需要说明的是，TCP和UDP都是传输层协议，TCP是面向流的协议，UDP是面向数据报的协议。TCP和UDP的优缺点分别如下：
TCP的优点为传输可靠，能够保证数据传输的正确性和顺序；缺点为在网络差、或者传输小数据时，传输效率低。
UDP的优点为在网络差、或者传输小数据时传输效率高；缺点为传输不可靠，可能会丢包，不能保证传输数据的到达顺序。
综上所述，现有技术中的广域网加速产品均存在一定的不足，故需要提供一种新型的广域网加速系统，以满足实际中的使用。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于TCP/UDP的广域网加速系统及方法，能够通过智能路由、节点间协议优化等技术实现传输的优化，同时也能够对基于TCP/UDP协议各种应用协议产生加速效果，对客户端较为分散的应用场景也同样适用。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于TCP/UDP的广域网加速系统，包括部署在全球各地的节点服务器，所述节点服务包含智能选路装置、传输数据优化装置和私有协议装置；所述智能选路装置用于在客户源站和客户端之间选择最优路径；所述传输数据优化装置用于对传输数据进行优化；所述私有协议装置用于节点服务器间的信息通信；所述节点服务器作为边缘节点接收客户端请求，或者作为中转节点接收来自其他节点服务器的节点中转请求。
根据上述的基于TCP/UDP的广域网加速系统，其中：当客户端发送数据至客户源站时，作为边缘节点的所述节点服务器在与客户端建立连接后，通过监听到的IP和端口信息确定客户源站的IP和端口；通过所述智能选路装置确定客户端与客户源站之间的最优路径；通过所述传输数据优化装置对传输的数据进行优化；通过所述私有协议装置将客户源站的IP和端口信息传递到下一个节点服务器。
根据上述的基于TCP/UDP的广域网加速系统，其中：当客户端发送数据至客户源站时，作为中转节点的所述节点服务器接收到节点中转请求后，通过所述私有协议装置获取的客户源站的IP和端口信息确定传输路径，并判断下一跳为客户源站还是节点服务器；若下一跳为客户源站，则转发客户端发送来的数据至客户源站；若下一跳为节点服务器，则通过所述私有协议装置将客户源站的IP和端口信息传送至下一个节点服务器，通过所述传输数据优化装置对客户端传送来的数据进行优化，并传送至下一个节点服务器。
根据上述的基于TCP/UDP的广域网加速系统，其中：所述节点服务器通过监听到的IP和端口判断请求的类型；所述节点中转请求使用特定配置的IP和端口。
根据上述的基于TCP/UDP的广域网加速系统，其中：在最优路径中，节点服务器间进行数据传输时，根据网络情况采用TCP或UDP协议。
同时，本发明还提供一种基于TCP/UDP的广域网加速方法，在全球各地部署节点服务器，节点服务器作为边缘节点接收客户端请求，或者作为中转节点接收其他节点服务器发来的节点中转请求；节点服务器包含智能选路装置、传输数据优化装置和私有协议装置；所述智能选路装置用于在客户源站和客户端之间选择最优路径；所述传输数据优化装置用于对传输数据进行优化；所述私有协议装置用于节点服务器间的信息通信
所述广域网加速方法包括以下步骤：
步骤S1、当前节点服务器接收建立连接请求；
步骤S2、当前节点服务器判断所述连接请求是客户端请求还是节点中转请求；若是客户端请求，转入步骤S3；若是节点中转请求，转入步骤S5；
步骤S3、当前节点服务器通过监听到的IP和端口信息确定客户源站的IP和端口；
步骤S4、当前节点服务器通过所述智能选路装置确定客户端与客户源站之间的最优路径，转入步骤S6；
步骤S5、当前节点服务器通过所述私有协议装置获取客户源站的IP和端口，转入步骤S6；
步骤S6、当前节点服务器判断下一跳是客户源站还是节点服务器；若是客户源站，转入步骤S7；若是节点服务器，转入步骤S8；
步骤S7、当前节点服务器转发客户端发送来的数据至客户源站，流程结束；
步骤S8、当前节点服务器通过所述私有协议装置将客户源站的IP和端口信息传送至下一个节点服务器，通过所述传输数据优化装置对客户端传送来的数据进行优化，并传送至下一个节点服务器，转入步骤S1。
根据上述的基于TCP/UDP的广域网加速方法，其中：所述传输数据优化装置对传输数据的优化包括数据压缩、字节流缓存。
根据上述的基于TCP/UDP的广域网加速方法，其中：当客户源站发送数据至客户端时，按照数据从客户端到客户源站的路径进行原路返回。
根据上述的基于TCP/UDP的广域网加速方法，其中：所述节点服务器通过监听到的IP和端口判断请求的类型；所述节点中转请求使用特定配置的IP和端口。
根据上述的基于TCP/UDP的广域网加速方法，其中：在最优路径中，节点服务器间进行数据传输时，根据网络情况采用TCP或UDP协议。
如上所述，本发明的基于TCP/UDP的广域网加速系统及方法，具有以下有益效果：
(1)能够通过智能路由、节点间协议优化等技术实现传输的优化；
(2)能够对基于TCP/UDP协议各种应用协议产生加速效果；
(3)适用于客户端较为分散的应用场景。
附图说明
图1显示为本发明的基于TCP/UDP的广域网加速系统的结构示意图；
图2显示为本发明的节点服务器的结构示意图；
图3显示为本发明的基于TCP/UDP的广域网加速方法的流程图。
元件标号说明
1 节点服务器
11 智能选路装置
12 传输数据优化装置
13 私有协议装置
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
参照图1，本发明的基于TCP/UDP的广域网加速系统包括部署在全球各地的节点服务器。节点服务器可以作为边缘节点接收客户端请求，也可作为中转节点接收来自其他节点服务器的节点中转请求，转发客户端发送来的数据至客户源站，或者通将客户源站的IP和端口信息传送至下一个节点服务器，对客户端传送来的数据进行优化后传送至下一个节点服务器。
参照图2，节点服务器1包含智能选路装置11、传输数据优化装置12和私有协议装置13。
智能选路装置11用于在客户源站和客户端之间选择最优路径。具体地，智能选路装置11进行最优路径选择时，可采用现有的一些常见智能选路方法，如在节点间进行探测后使用ksp等算法计算最优路径；再如智能路由网络内的节点探测其他的节点和源站，获得节点间和节点到源站的网络传输性能，并通过一台中央服务器进行汇总，并计算出任意一个节点到任意一个源站之间的最优路径。需要说明的是，对于本领域技术人员而言，任何其他智能选路方法，只要能实现本发明中智能选路装置的功能，即在本发明的保护范围内。故在此不再赘述。
传输数据优化装置用于对传输数据进行优化，以提升数据的传输速度。具体地，对传输数据的优化包括进行数据压缩、字节流缓存等等。
私有协议装置用于节点服务器间的信息通信。其中，可根据需要通信的内容定义协议的格式，只要确保私有协议通信的可靠性和安全性即可。
具体地，当客户端发送数据至客户源站时，作为边缘节点的节点服务器在与客户端建立连接后，通过监听到的IP和端口信息确定客户源站的IP和端口；通过智能选路装置确定客户端与客户源站之间的最优路径；通过传输数据优化装置对传输的数据进行优化，以提升数据的传输速度；通过私有协议装置将客户源站的IP和端口信息传递到下一个节点服务器，确保客户端发送的数据能够被正确地发送到客户源站。作为中转节点的节点服务器接收到节点中转请求后，通过私有协议装置获取的客户源站的IP和端口信息确定传输路径，并判断下一跳为客户源站还是节点服务器；若下一跳为客户源站，则转发客户端发送来的数据至客户源站；若下一跳为节点服务器，则通过私有协议装置将客户源站的IP和端口信息传送至下一个节点服务器，通过传输数据优化装置对客户端传送来的数据进行优化，并传送至下一个节点服务器。
其中，在节点服务器间根据网络情况采用TCP或UDP协议进行数据传输。具体地，在最优路径上，在网络比较好的节点服务器间采用TCP协议，在网络比较差的节点间采用UDP协议，从而充分利用网络的传输性能，进一步提高传输效率。
相应地，当客户源站发送数据至客户端时，则通过上述客户端到节点服务器、节点服务器到节点服务器、节点服务器到客户源站路径进行原路返回，从而将数据发送到客户端。同样，当数据从客户远端传输至客户端时，仍然可以采用传输数据优化技术对数据进行优化，以提升传输速度。
节点服务器接收到请求后，判断该请求是客户端请求还是节点中转请求。具体地，节点服务器通过监听到的IP和端口判断请求的类型。其中，节点中转请求使用特定配置的IP和端口，以与客户端请求相区分。
参照图3，本发明的基于TCP/UDP的广域网加速方法中，在全球各地部署节点服务器，节点服务器作为边缘节点接收客户端请求，或者作为中转节点接收其他节点服务器发来的节点中转请求；节点服务器包含智能选路装置、传输数据优化装置和私有协议装置；
广域网加速方法包括以下步骤：
步骤S1、当前节点服务器接收建立连接请求。
步骤S2、当前节点服务器判断该连接请求是客户端请求还是节点中转请求；若是客户端请求，转入步骤S3；若是节点中转请求，转入步骤S5。
具体地，当前节点服务器通过监听到的IP和端口判断请求的类型。其中，节点中转请求使用特定配置的IP和端口，以与客户端请求相区分。
步骤S3、当前节点服务器通过监听到的IP和端口信息确定客户源站的IP和端口。
步骤S4、当前节点服务器通过智能选路装置确定客户端与客户源站之间的最优路径，转入步骤S6。
步骤S5、当前节点服务器通过私有协议装置获取客户源站的IP和端口，转入步骤S6。
步骤S6、当前节点服务器判断下一跳是客户源站还是节点服务器；若是客户源站，转入步骤S7；若是节点服务器，转入步骤S8。
步骤S7、当前节点服务器转发客户端发送来的数据至客户源站，流程结束。
步骤S8、当前节点服务器通过私有协议装置将客户源站的IP和端口信息传送至下一个节点服务器，通过传输数据优化装置对客户端传送来的数据进行优化，并传送至下一个节点服务器，转入步骤S1。
相应地，当客户源站发送数据至客户端时，则通过上述客户端到节点服务器、节点服务器到节点服务器、节点服务器到客户源站路径进行原路返回，从而将数据发送到客户端。同样，当数据在客户远端传输至客户端时，仍然可以采用传输数据优化技术对数据进行优化，以提升传输速度。
其中，在一条最优路径中，节点服务器间根据网络情况采用TCP或UDP协议进行数据传输。这与现有技术中同一路径中仅能使用单一TCP协议或UDP协议进行数据传输相区别本发明能够在同一最优路径上同时采用TCP和UDP协议。具体地，在最优路径上，在网络比较好的节点服务器间采用TCP协议，在网络比较差的节点间采用UDP协议，从而充分利用网络的传输性能，进一步提高传输效率。
综上所述，本发明的基于TCP/UDP的广域网加速系统及方法能够通过智能路由、节点间协议优化等技术实现传输的优化，能够对基于TCP/UDP协议各种应用协议产生加速效果；同样适用于客户端较为分散的应用场景。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种基于TCP/UDP的广域网加速系统，其特征在于：包括部署在全球各地的节点服务器，所述节点服务包含智能选路装置、传输数据优化装置和私有协议装置；
所述智能选路装置用于在客户源站和客户端之间选择最优路径；
所述传输数据优化装置用于对传输数据进行优化；
所述私有协议装置用于节点服务器间的信息通信；
所述节点服务器作为边缘节点接收客户端请求，或者作为中转节点接收来自其他节点服务器的节点中转请求。
2.根据权利要求1所述的基于TCP/UDP的广域网加速系统，其特征在于：当客户端发送数据至客户源站时，作为边缘节点的所述节点服务器在与客户端建立连接后，通过监听到的IP和端口信息确定客户源站的IP和端口；通过所述智能选路装置确定客户端与客户源站之间的最优路径；通过所述传输数据优化装置对传输的数据进行优化；通过所述私有协议装置将客户源站的IP和端口信息传递到下一个节点服务器。
3.根据权利要求1所述的基于TCP/UDP的广域网加速系统，其特征在于：当客户端发送数据至客户源站时，作为中转节点的所述节点服务器接收到节点中转请求后，通过所述私有协议装置获取的客户源站的IP和端口信息确定传输路径，并判断下一跳为客户源站还是节点服务器；若下一跳为客户源站，则转发客户端发送来的数据至客户源站；若下一跳为节点服务器，则通过所述私有协议装置将客户源站的IP和端口信息传送至下一个节点服务器，通过所述传输数据优化装置对客户端传送来的数据进行优化，并传送至下一个节点服务器。
4.根据权利要求1所述的基于TCP/UDP的广域网加速系统，其特征在于：所述节点服务器通过监听到的IP和端口判断请求的类型；所述节点中转请求使用特定配置的IP和端口。
5.根据权利要求1所述的基于TCP/UDP的广域网加速系统，其特征在于：在最优路径中，节点服务器间进行数据传输时，根据网络情况采用TCP或UDP协议。
6.一种基于TCP/UDP的广域网加速方法，其特征在于：在全球各地部署节点服务器，节点服务器作为边缘节点接收客户端请求，或者作为中转节点接收其他节点服务器发来的节点中转请求；节点服务器包含智能选路装置、传输数据优化装置和私有协议装置；所述智能选路装置用于在客户源站和客户端之间选择最优路径；所述传输数据优化装置用于对传输数据进行优化；所述私有协议装置用于节点服务器间的信息通信
所述广域网加速方法包括以下步骤：
步骤S1、当前节点服务器接收建立连接请求；
步骤S2、当前节点服务器判断所述连接请求是客户端请求还是节点中转请求；若是客户端请求，转入步骤S3；若是节点中转请求，转入步骤S5；
步骤S3、当前节点服务器通过监听到的IP和端口信息确定客户源站的IP和端口；
步骤S4、当前节点服务器通过所述智能选路装置确定客户端与客户源站之间的最优路径，转入步骤S6；
步骤S5、当前节点服务器通过所述私有协议装置获取客户源站的IP和端口，转入步骤S6；
步骤S6、当前节点服务器判断下一跳是客户源站还是节点服务器；若是客户源站，转入步骤S7；若是节点服务器，转入步骤S8；
步骤S7、当前节点服务器转发客户端发送来的数据至客户源站，流程结束；
步骤S8、当前节点服务器通过所述私有协议装置将客户源站的IP和端口信息传送至下一个节点服务器，通过所述传输数据优化装置对客户端传送来的数据进行优化，并传送至下一个节点服务器，转入步骤S1。
7.根据权利要求6所述的基于TCP/UDP的广域网加速方法，其特征在于：所述传输数据优化装置对传输数据的优化包括数据压缩、字节流缓存。
8.根据权利要求6所述的基于TCP/UDP的广域网加速方法，其特征在于：当客户源站发送数据至客户端时，按照数据从客户端到客户源站的路径进行原路返回。
9.根据权利要求6所述的基于TCP/UDP的广域网加速方法，其特征在于：所述节点服务器通过监听到的IP和端口判断请求的类型；所述节点中转请求使用特定配置的IP和端口。
10.根据权利要求6所述的基于TCP/UDP的广域网加速方法，其特征在于：在最优路径中，节点服务器间进行数据传输时，根据网络情况采用TCP或UDP协议。
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