专利名称：通过分组网络对数据进行并行存取的制作方法
技术领域：
本发明涉及从数据库接入数据，并且具体来说，涉及从远程站点接入大文件或流式传送(非实时)视频数据。
背景技术：
当前，当具有高比特率(2Mb/s)ADSL(非对称数字用户环线)连接的用户试图从远程地点(可能在另一个国家)“流式传送”高比特率视频计算机文件时，所接收的比特率通常会比用户连接所能实现的比特率低得多，可能只有100-400kb/s，这是由于共享的国际连接上的拥堵和与其它用户争用容量造成的。在这种速率下，视频质量会很差，并且几乎是无法接受的。可以为特殊的用户更换底层网络来提供所述的2Mb/s流量，不过这需要对核心网际协议(IP)网络进行改变。已经以反多路复用(IMA)ATM的形式建立和实现了使用多个虚连接和接入连接来支持提高后的流量的概念(ATM论坛(ATM-Forum)AF-PHY-0086.0010)对于因特网接入，最终用户可以得到唯一的IP地址，并且接入服务器可以将数据重组为一个流，通过因特网发送。注意，接入服务器是面向连接的ATM接入网络和IP路由核心之间的网关。因此如果在接入服务器和所接入的数据库之间实际上存在着瓶颈，则上述方法不会有益处。
大多数接入网络具有使得最终用户能够(如果用户进行了这样的选择)使用相同或不同的因特网服务供应商同时得到数次接入的能力。用户每次登录都会得到另一个IP地址。对于核心IP网络来说，这些地址全部被看作是独立的用户。当负荷过重时，核心网络在争用接入的地址之间等分其带宽，所以登录了三次的用户将会得到三倍于仅登录了一次的用户的带宽。用于多次登录的机制可以是多个异步传输模式(ATM)的永久或交换虚拟连接(PVC或SVC)，或者是PPPoE(基于以太网的点对点协议)。不过，如果向最终用户流式传送数据的因特网应用接收到了来自三个独立IP地址的对特定流的请求，它将会向所有这三个地址发送相同的数据，所以额外的带宽并不具有实用价值，因为该数据将会仅仅在各个链路之间进行简单的复制。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种通过分布式信息网络从因特网应用接入数据的方法，其中用户终端产生通过多个路径的、用于请求由因特网应用传送同一数据的多个接入请求，每个请求向所指向的因特网应用传送它们来自共同来源的指示，该因特网应用识别对同一数据进行请求的多个地址是否与相同的最终用户相关，并且在确实是这种情况的情形下切分所请求的数据，并且将该数据的不同部分流式传送到对其做出请求的不同地址，然后该用户终端通过多个路径接收所请求的数据并且将其组合为单个流。
根据本发明的另一个方面，提供了一种因特网应用，其具有设置成用于识别对同一数据进行请求的多个地址是否与相同的最终用户相关的装置，并且在该多个地址确实与相同的最终用户相关的情形下，该装置切分所请求的数据，并且将该数据的不同部分流式传送到对其做出请求的不同地址。根据互为补充的方面，最终用户应用配有用于产生通过多个路径的、请求由因特网应用传送同一数据的多个接入请求的装置，每个请求向所指向的因特网应用传送它们来自共同来源的指示，并且该最终用户应用还配有用于接收所请求的数据并将通过多个路径传来的数据组合为用户所要接入的单个流的装置。
如果一条路径上的流量低于另一个路径上的流量，则需要缓存。
在优选实施例中，因特网应用包括用于识别与数据请求结合在一起的相关码的装置、用于将各所述数据请求与请求同一数据的、具有相同相关码的在先请求关联起来的装置、和用于在与这些数据请求相关联的地址之间切分所请求的数据的装置。相应的用户终端包括用于产生具有代表其来源的相关码的第一接入请求的装置、用于判断响应于所述第一请求而接收到的数据的数据速率是否满足预定水平的装置、和用于产生使用相同相关码的、通过不同路径的一个或多个其它请求的装置。
本发明可以改善服务质量、提高下载速度。本发明需要因特网应用和用户设备协同工作，从而因特网应用能够识别利用本发明的用户的地址，但是不需要改变目前采用的核心因特网或IP网络或者它们的组成设备(路由器和接入服务器)。用户可以按照传统的方式多次与同一因特网服务供应商进行连接，或者优选地同时与多个因特网服务供应商连接一这是已知可通过多个(永久的或交换的)虚拟信道实现的能力。
因此，只要简单地改变宽带接入网、最终用户客户机软件和因特网应用，最终用户就能够以数倍于仅使用单个因特网连接的用户的速率来接收非实时数据。接入网的管理和支持系统可能需要修改，以提供这样的能力使用户的宽带因特网连接作为多个虚拟信道工作，这些虚拟信道可以分别与不同的ISP相连接。
较大的延迟以及这种延迟的较大变化可能需要较大的初始缓存器，并且可能会造成视频数据在被请求之后花费较长的时间开始播放并显现在屏幕上。在一种优选结构中，按照传统方式连接第一个流，如果认为所接收到的比特率不够，则添加其它的流。这样起始延迟会最小。频繁地在不同电视频道间切换的观看者因此能够没有延迟地看到该频道上放映的内容，但是可能不得不等待质量达到最佳水平。
现在将参照附图、以示例的方式对本发明的实施例进行说明，在附图中图1是现有的传统单个ISP连接服务的示意图；图2是三个交换虚拟连接(SVC)与三个因特网协议(IP)地址相连接的示意图；图3是流式传送不能通过多个传统的SVC实现的原因的示意图；图4是按照本发明进行工作的系统的示意图，具有通过多个路径的相关流式传送；
图5是表示本发明的一个实施例的操作方法的流程图。
具体实施例方式
如图1所示，当前，在ADSL用户的用户终端1和接入服务器11之间建立了单个的永久虚电路(PVC)10。接入服务器11终接PVC10和封装在该PVC上的PPP(12)信令。它还会给予最终用户终端1一个IP地址1X，以使其能够与因特网14相连接并且向任何其它的因特网应用(例如广播网页服务器13(图3和图4))发送数据。
使用交换虚电路(SVC)ADSL复用器(DSLAM)20，最终用户终端15可以同时连接到多个接入服务器21、22、23上。图2示出了用户登录到三个不同的因特网服务供应商上的情况。再次地，通过使用PPP，用户的各个连接分别被给予了唯一的可路由IP地址21X、22Y、23Z。虽然连接数量的增加稍稍增加了争用程度(试图接入数据的各个IP地址的数量)，但是在繁忙的时候，如图2中所示那样与三个ISP连接的单个用户仍将得到几乎三倍于图1中所示的例子中的与单个ISP相连接的用户得到的数据流量。(实际的速率增加量为3n/(n+2)，其中n是接入数据的IP地址的总数。在通信繁忙时，“n”的值很大，所以该表达式收敛于值3.0)。
如果所有三个连接都连接到相同的目标服务器13，则图2中的方案中的用户15将不会在总信息速率方面得到增加，因为大部分数据是重复的。图3表明使用现有的IP网络流式传送协议，因为所接入的服务器3接收了来自三个不同IP地址21X、22Y、23Z的请求，所以该服务器将用户15看作三个不同的用户。然后通过经由接入服务器21、22、23的三个不同的路径中的每一个向用户15发送相同的数据，所以很明显，就设立额外的SVC并试图通过它们下行流式传送数据而言，几乎没有任何效果。
考虑这样一种情形用户15试图从另一个洲的广播网页服务器13以500kb/s的速度下行流式传送视频数据。连接21、22、23中的每一个都负荷很重并且每个连接仅可提供200kb/s的速率。用户仅能以三个连接中的最快速率获得有用的数据。
在图4和图5所示的实施例中，提供了一种经过强化的流式传送协议，该协议包含来自最终用户的相关ID。对该相关ID进行选择，使其不可能与其它的用户重复。该ID可以以多种多样的方式产生，可以随机产生或基于用户的唯一地址产生。
如图5所示，用户终端15登录到数个因特网服务供应商的接入服务器21、22、23、…上，从各个服务器获得不同的地址X、Y、Z、…(步骤50)。其可以与相同的ISP建立两个或更多个连接。不过，某些ISP具有被设计为用于防止同一用户同时登录的认证系统，以防止欺诈性接入(fraudulent access)。这种认证系统需要重新配置，以允许进行所述的同时登录。
用户终端15首先做出通过第一接入服务器21的初始流式传送请求51，该请求包括唯一相关码。
广播网页服务器13将这一请求与所存储的先前请求进行核对(步骤52)，但未能找到任何具有相同相关码的这种请求。由于这是用户1对这一数据进行的第一次请求，所以并没有记录过这样的先前请求，视频流以传统的方式返回给用户1(步骤53)。
接下来，用户终端15将视频流的数据速率与预定值进行核对(步骤54)。如果数据速率过低，则用户终端1发送类似的请求55，其使用相同的相关码，但使用不同的接入服务器22。
用户终端还可以开始显示视频流(该视频流因比特率较低而质量较差)，从而用户可以知道接收到的内容。另选地，可以对数据进行缓存，从而在加入了另外一个流或另外多个流的时候，以最佳质量显示该流。降低质量显示的第一种可选方案在不希望有延迟的时候是优选方案，比如在传送实时信号的情况下，或者在用户筛选多个输入来查看可以得到的内容的情况下。
网页服务器13再次将这一请求55与所存储的先前请求进行核对(步骤52)，但是这次发现请求51、55虽然来自不同的IP地址21X、22Y，但是实际上来自同一来源1。然后服务器3在连接21、22之间按照它们各自能够承受的速率分配数据(步骤56)。关于可达到的数据速率的信息可以通过(例如)当前TCP/IP堆栈中的TCP滑动窗口大小来获得。该窗口大小与当前因特网TCP会话中的数据流量相适应，所以它可以合理地精确代表流量。在所传送的数据中需要小的数据报头，用来确定重组数据的顺序。
重复进行这一处理，直到用户终端1确定达到了满意的数据速率(或者使用了所有的可用地址)(步骤54)，然后对所接收的数据进行缓存，并且以正确的顺序对其进行重组(步骤57)。从而，通过数个服务供应商21、22、23，用户的有效数据速率是这些服务供应商流量的总和，而不仅仅是其本身的最快速率。所以在这个例子中，三个200kb/s的连接会实现600kb/s的速率。这样，500kb/s的TV流可以由三个连接(它们中的任何一个自身都不能实现这一速率)共同工作来支持。为了避免用户试图进行大量并行接入的尝试所造成的网络过载，因特网应用可以限制任何给定用户可用的连接的数量。不过，在实践中，尝试使用更多连接的用户会发现没有更大的益处，因为他自己的接入连接的带宽会成为限制因素。
本发明可以与本申请人与本发明同日提交的并且要求了英国专利申请0225359.9的优先权的共同未决国际申请中介绍的发明协同使用。该另一申请介绍了一种改善信号的等待时间(延迟)的方法，该方法通过数个并行信道整体发送信号，从而，对于发送到目的地的各个数据包，该数据包到达的第一实例数据与其它数据包到达的第一实例数据相组合，以形成单个输出流。例如使用六个输送通道(IP地址)，根据本发明，可以将流分成两部分，以加倍带宽，然后将这两个流各自复制三次，以减小延迟。
权利要求
1.一种因特网应用，用于在通过分布式信息网络接收到来自用户终端的请求时提供数据，该因特网应用具有设置成用于识别对同一数据进行请求的多个地址是否与相同的最终用户相关的装置，并且在确实是这种情况的情形下，该装置切分所请求的数据，并且将所述数据的不同部分流式传送到对所述数据做出请求的不同地址。
2.根据权利要求1所述的因特网应用，包括用于识别与数据请求结合在一起的相关码的装置、用于将每一所述数据请求与请求同一数据的、具有相同相关码的任何在先请求相关联的装置、和用于在与所述这些数据请求相关联的地址之间切分所请求的数据的装置。
3.根据权利要求1或2所述的因特网应用，包括用于识别各个请求地址可实现的数据速率并据此在所述地址之间分配数据的装置。
4.一种用户终端，用于通过分布式信息网络从因特网应用接入数据，该用户终端配备有用于产生通过多个路径的、请求因特网应用传送同一数据的多个接入请求的装置，每个请求都向所指向的因特网应用传送它们来自共同来源的指示；以及用于接收所请求的数据并且将通过所述多个路径传来的数据组合为用户所接入的单个流的装置。
5.根据权利要求4所述的用户终端，包括用于产生第一接入请求的装置，所述第一接入请求具有代表其来源的相关码；用于判断响应于所述第一请求而接收到的数据的数据速率是否满足预定水平的装置；以及用于产生使用相同的相关码的、通过不同路径的一个或多个另外请求的装置。
6.根据权利要求4或5所述的用户终端，包括用于缓存收到的数据从而以该数据的内容所指定的方式来实现对其重组的装置。
7.一种通过分布式信息网络从因特网应用接入数据的方法，其中用户终端产生通过多个路径的、请求因特网应用对同一数据进行传送的多个接入请求，每个请求都向所指向的因特网应用传送它们来自共同来源的指示，所述因特网应用识别对同一数据进行请求的多个地址是否与相同的最终用户相关，并且在确实是这种情况的情形下切分所请求的数据，并将所述数据的不同部分流式传送到对所述数据做出请求的不同地址，并且所述用户终端通过所述多个路径接收所请求的数据并将其组合为单个流。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述用户终端产生具有代表其来源的相关码的初始接入请求，并且所述因特网应用保存所述相关码，并且如果用户终端判定响应于所述初始接入请求而接收到的数据未满足预定的数据速率，则其发送使用相同相关码的一个或多个另外请求，所述因特网应用将这些请求识别为与相同的最终用户相关。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述因特网应用识别与各个请求地址的连接上可实现的数据速率并且据此分配发送给各个所述地址的数据。
10.根据权利要求7、8或9所述的方法，其中所收到的数据包含使用户终端能够对其进行重组的信息，并且用户终端缓存所述信息，并据此实现对其进行重组。
全文摘要
最终用户应用(15)产生基于多个路径(21，22，23)的、请求因特网应用对同一数据进行传送的多个接入请求，每个请求向所指向的网页服务器或其它的因特网应用传达它们来自共同来源的指示。所指向的应用(13)具有设置成用于识别来自共同来源的指示并且因此判断对同一数据做出多个请求的多个地址(21X，22Y，23Z)是否与同一最终用户(15)相关的装置，并且在确实是这种情况的情形下，该装置切分所请求的数据，并且向请求它的不同地址流式传送该数据的不同部分。最终用户在接收到所请求的数据后，将通过多个路径发来的数据组合为由用户所接入的单个流。如果通过一条路径传送的流量低于通过另一个路径传送的流量，则需要缓存。
文档编号H04L29/06GK1708972SQ200380102526
公开日2005年12月14日 申请日期2003年10月8日 优先权日2002年10月31日
发明者乔纳森·安德鲁·克拉克 申请人:英国电讯有限公司