内容传输系统、优化该系统中网络流量的方法、中央控制装置和本地缓存装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于优化重复传输流量的方法，以降低内容传输系统中由重复内容传输引起的网络中的流量，以及涉及中央控制装置和本地缓存装置。内容传输系统包括连接至内容服务器的中央控制装置，并且包括连接至在内容传输网络上的客户端的本地缓存装置，以监测重复的内容传输，能够使本地缓存装置或者中央控制装置检查内容分组块的重复，使中央控制装置向本地缓存装置仅发送块标识符和流信息，因为从/由内容服务器向客户端提供的内容分组块被针对重复检查，使本地缓存装置检查接收到的块标识符，并且如果存在匹配的块标识符，则向客户端发送存储在本地缓存装置中的内容分组。因而，能够降低因特网和长途电话中心之间以重复方式发送的网络流量的负载，从而实现网络操作方便性和成本有效性的效果。
【专利说明】内容传输系统、优化该系统中网络流量的方法、中央控制装
置和本地缓存装置【技术领域】
[0001]本发明涉及内容传输系统，具体涉及用于减少其中内容的重复传输的内容传输系统、优化该系统中网络流量的方法、中央控制装置和本地缓存装置。
【背景技术】
[0002]随着互联网内容用户和海量互联网内容片在数量上的增加，服务质量(QoS)，诸如网络(web)页面、视频(video)、音频(audio)、图像(image)和应用(Application)下载速度降低的问题，是当前存在的问题。
[0003]为了解决该问题，目前正在开发各种内容传输服务技术。这些内容传输服务能够传输大文件，诸如在线电影(视频点播(VoD)和直播流(live straming))、音乐流、文件上传和文件下载，并且相应的市场也相应扩大。
[0004]随着智能电话的快速普及，最近已经开发了诸如YouTube、互联网协议电视(IPTV)、苹果应用商店，以及T商店等的用于传输海量内容的服务器，这些服务器的出现导致通信网络上流量急剧增加。
[0005]这些服务的特性是传输的内容根据受欢迎程度、相同地域或相同无线覆盖下的用户而重复不同次数，并且它们的重要性在逐渐增加。
[0006]因此，在由于 海量内容的传输导致通信网络上的流量急剧增加的同时，内容的重复传输进一步增加了通信网络的流量负载，导致通信服务质量的恶化。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]本发明涉及提供内容传输系统，用于通过在各种类型内容的传输期间最小化内容的重复传输来降低网络上的流量。
[0009]本发明是还涉及提供中央控制装置，其连接至网络上的内容服务器，并且控制内容分组的重复传输以最小化所提供的内容分组的重复传输，以及本地缓存装置，用于向客户端发送对应内容分组。
[0010]本发明涉及提供网络流量优化方法，用于通过在内容传输系统中最小化所提供的内容分组的重复传输来降低网络上的流量。
[0011]技术方案
[0012]本发明的一个方面提供一种内容传输系统，该内容传输系统包括:中央控制装置，其被构造成当从内容服务器接收到要向客户端提供的内容分组时，向本地缓存装置发送接收到的内容分组，当接收到被所述本地缓存装置检查为重复的内容分组的重复块的块标识符和流信息时，将所述块标识符和所述流信息登记为重复去除目标，并且向所述本地缓存装置仅发送被登记为重复去除目标的流的内容分组的块标识符和流信息；以及所述本地缓存装置，其被构造成当接收到要向客户端提供的内容分组时，连同块标识符一起存储针对所述内容分组的分割块，检查所述分割块的重复，向所述中央控制装置发送所述重复块的块标识符和流信息，以及当从所述中央控制装置接收到所述块标识符和所述流信息时，向所述客户端发送与接收到的块标识符对应且存储在所述本地缓存装置自身中的内容分组。
[0013]本发明的另一个方面提供一种内容传输系统，该内容传输系统包括:中央控制装置，其被构造成当从内容服务器接收到要向客户端提供的内容分组时，连同块标识符一起存储针对所述内容分组的分割块，检查所述分割块的重复，并且向本地缓存装置发送重复块的块标识符和流信息，而不是发送与所述重复块对应的内容分组；以及所述本地缓存装置，其被构造成当从所述中央控制装置接收到所述重复块的所述块标识符和所述流信息时，向所述客户端发送与所述块标识符对应且存储在所述本地缓存装置自身中的内容分组。
[0014]本发明的另一个方面提供一种中央控制装置，该中央控制装置包括:通信器，其被构造成与内容服务器和本地缓存装置执行通信；控制器，其被构造成当经由所述通信器从所述内容服务器接收到要向客户端发送的内容分组时，向所述本地缓存装置发送所述内容分组，当接收到经过由所述本地缓存装置进行的重复监测的重复块的块标识符和流信息时，将接收到的所述块标识符和所述流信息登记为重复去除目标，并且向所述本地缓存装置仅发送针对重复去除目标流的下一个内容分组的块标识符和流信息，而不是发送接收到的内容分组；以及存储器，其被构造成连同块标识符一起临时存储分割块，并且存储接收到的块标识符和流信息。
[0015]在此，所述控制器可以包括:流管理器，其被构造成以流为单位标识接收到的内容分组，将通过分割所标识流的有效载荷而获得的分割块临时存储，并且当从所述本地缓存装置接收到所述块标识符和所述流信息时，登记接收到的块标识符和流信息，并且防止向所述本地缓存装置发送所述重复块；以及有效载荷缓冲和分割单元，其被构造成缓冲所标识的流的有效载荷并且将所缓冲的有效载荷分割成块。
[0016]另外，所述控制器可以包括:块重复管理器，其被构造成检查所述分割块的重复，并且控制向所述本地缓存装置发送所述重复块的所述块标识符和所述流信息。
[0017]本发明的另一个方面提供一种本地缓存装置，该本地缓存装置包括:本地缓存装置，该本地缓存装置包括:通信器，其被构造成与客户端和连接至内容服务器的中央控制装置通信；控制器，其被构造成当经由所述通信器从所述中央控制装置接收到内容分组时，将针对所述内容分组的分割块连同块标识符一起存储，同时向所述客户端提供接收到的内容分组，当从所述中央控制装置接收到重复块的块标识符和流信息时，控制向所述客户端发送所存储的与接收到的块标识符对应的内容分组；以及存储器，其被构造成将所述分割块连同所述块标识符一起存储。
[0018]所述控制器可以包括:流管理器，其被构造成以流为单位标识接收到的内容分组，以及当从所述中央控制装置接收到针对所标识的流的块标识符时，控制向所述客户端发送所存储的与接收到的块标识符对应的内容分组；有效载荷缓冲和分割单元，其被构造成缓冲所标识的流的有效载荷并且将所缓冲的有效载荷分割成块；以及块缓存单元，其被构造成使存储器将所分割的块连同所述块标识符一起存储。
[0019]所述控制器可以进一步包括块重复管理器，其被构造成对接收到的内容分组执行块重复检查，将被检查为 重复的重复块的块标识符和流信息传送至所述流管理器，并且检查是否已经存储了与接收到的块标识符一致的块标识符。
[0020]所述流管理器可以控制向所述中央控制装置发送所述重复块的所述块标识符和所述流信息，当未存储与接收到的块标识符一致的块标识符时，从所述中央控制装置请求与接收到的块标识符对应的内容分组，并且控制接收所请求的内容分组以及向所述客户端提供所请求的内容分组。
[0021 ] 本发明的另一个方面提供一种优化内容传输系统中的网络流量的方法，所述内容传输系统包括连接至提供内容分组的内容服务器的中央控制装置以及连接至被提供所述内容分组的客户端的本地缓存装置，所述方法包括以下步骤:在所述中央控制装置处向所述本地缓存装置发送从所述内容服务器接收到的内容分组；在所述本地缓存装置处检查接收到的内容分组的块重复，并且向所述客户端提供接收到的内容分组；当所述本地缓存装置检查出接收到的内容分组的重复块时，向所述中央控制装置发送所述重复块的块标识符和流信息；在所述中央控制装置处将接收到的重复块的所述块标识符和所述流信息登记为重复去除目标；在所述中央控制装置处向所述本地缓存装置仅发送登记为重复去除目标的流的下一个内容分组的块标识符和流信息；以及当所述本地缓存装置接收到所述重复块的所述块标识符和所述流信息时，向所述客户端发送所存储的与接收到的块标识符对应的内容分组。
[0022]本发明的另一个方面提供一种优化内容传输系统中的网络流量的方法，所述内容传输系统包括连接至提供内容分组的内容服务器的中央控制装置以及连接至被提供内容分组的客户端的本地缓存装置，所述方法包括以下步骤:当所述中央控制装置从所述内容服务器接收到内容分组时对内容分组执行块重复检查；在所述中央控制装置处向所述本地缓存装置发送经重复检查的内容分组的重复块的块标识符和流信息；以及当所述本地缓存装置接收到所述重复块 的所述块标识符和所述流信息时，向所述客户端发送所存储的与接收到的块标识符对应的内容分组。
[0023]以上描述的优化网络流量的方法可以进一步包括以下步骤:当所述本地缓存装置未存储与接收到的块标识符对应的内容分组时，从所述中央控制装置请求与接收到的块标识符对应的内容分组；在所述本地缓存装置处从所述中央控制装置接收所请求的内容分组；以及在所述本地缓存装置处向所述客户端发送接收到的内容分组。
[0024]以上描述的优化网络流量的方法可以进一步包括以下步骤:在所述中央控制装置处以流为单位标识接收到的内容分组，缓冲所标识的流的有效载荷，以及将所缓冲的有效载荷分割成块；以及将分割块连同生成的块标识符一起临时存储。
[0025]以上描述的优化网络流量的方法可以进一步包括以下步骤:在所述本地缓存装置处以流为单位标识从所述中央控制装置中接收到的内容分组，缓冲所标识的流的有效载荷，以及将所缓冲的有效载荷分割成块；以及将分割块连同所生成的块标识符一起存储。
[0026]有益效果
[0027]本发明能够提供内容传输系统，其包括:中央控制装置，其连接至内容服务器以监测并且控制内容传输网络上内容的重复传输；以及本地缓存装置，其连接至客户端并且发送内容，因而能够简单、透明地应用于现存系统和协议，也即，易于实践并且在操作上可行。
[0028]另外，在本发明中，中央控制装置通过与本地缓存装置仅交换标识信息来检查由内容服务器提向客户端供给的内容分组是否被缓存，以及当本地缓存装置已经缓存了该内容时，引起从本地缓存装置发送该内容，从而降低在因特网和集中器站之间以重复方式传输的网络流量的负载。基于该原因，能够确保网络管理的方便性，并且降低成本。
[0029]此外，本发明能够使本地缓存装置配备得接近客户端，以检查是否已经缓存了由客户端请求的内容并且向客户端直接发送所缓存的内容，从而减少内容的重复发送。因此，可以改善由客户端感知的质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是示出了根据本发明实施方式的内容传输系统的构造的框图。
[0031]图2是示出了根据本发明实施方式的内容传输系统中的中央控制装置的构造的框图。
[0032]图3是示出了根据本发明实施方式的内容传输系统中的本地缓存装置的构造的框图。
[0033]图4是示出了根据本发明另一实施方式的内容传输系统中的中央控制装置的构造的框图。
[0034]图5是示出了根据本发明另一实施方式的内容传输系统中的本地缓存装置的构造的框图。
[0035]图6是示出了根据本发明实施方式的内容传输系统中用于管理块内容的数据库的示例的框图。
[0036]图7是例示了根据本发明实施方式的通过监测内容传输系统中内容的重复传输来优化网络流量的方法的流程图。
[0037]图8是例示了根据本发明实施方式的内容传输系统中执行的重复去除处理的示例的流程图。
[0038]图9是例示了根据本发明实施方式的在中央控制装置中优化网络流量的方法的流程图。
[0039]图10是例示了根据本发明实施方式的在本地缓存装置中优化网络流量的方法的流程图。
[0040]图11是例示了根据本发明另一实施方式的通过监测在内容传输系统中的重复内容传输来优化网络流量的方法的流程图。
[0041]图12是例示了根据本发明另一实施方式的在中央控制装置中优化网络流量的方法的流程图。
[0042]图13是例示了根据本发明另一实施方式的在本地缓存装置中优化网络流量的方法的流程图。
[0043]图14a至图14c是例示了根据本发明实施方式的块重复检查的示例的框图。
[0044]图15a和图15b是例示了根据本发明实施方式的用于将所缓冲的有效载荷分割成固定大小的块的处理的示例的框图。
[0045]图16a和图16b是例示了根据本发明实施方式的用于将所缓冲的有效载荷分割成可变大小的块的处理的示例的框图。
【具体实施方式】[0046]下文，将参照附图详细描述本发明的示范实施方式。在下文的说明和附图中，当与本发明有关的公知领域的详细说明确定为会不必要地混淆本发明的要点时，将省略对其的详细说明。在附图中，类似元件尽可能由类似附图标记表示。
[0047]将参照附图详细说明用于监测重复内容传输的内容传输系统，以及内容传输系统的中央控制装置和本地缓存装置。
[0048]图1是示出了根据本发明实施方式的内容传输系统的构造的框图。
[0049]参照图1，内容传输系统可包括:中央控制装置(中央节点(CN =CentralNode)) 100，其设置在网络的入口处，从至少一个内容服务器10输入内容到中央控制装置100 ;以及本地缓存装置(远程节点(RN =Remote Node)) 200，其设置在网络中的客户端20侦1J,以分布式方式存储内容。
[0050]中央控制装置100或者300将从至少一个内容服务器10接收到的内容分组向本地缓存装置200或者400发送，以流为单 位标识接收到的内容以检查所标识的流是否是重复目标流。中央控制装置100不向本地缓存装置200或者400发送与经检查为重复的流对应的内容。此处，从内容服务器10接收到的内容被分割成一个或多个流(这些流用成对的提供该内容的内容服务器以及接收该内容的客户端来标识，例如，传输控制协议(TCP)流)并且被发送，各个流都使用诸如互联网协议(IP)这样的协议通过一个或多个IP分组来发送对应的内容。而且，在内容服务器10、中央控制装置100或者300、本地缓存装置200或者400以及客户端20之间传输的内容将内容服务器10作为源地址，将客户端20作为目的地地址，因而能够作为从内容服务器10发送的IP分组向客户端20发送。中央控制装置100和300以及本地缓存装置200和400以各种方式接收内容，并且能够执行下文所描述的处理。
[0051]本地缓存装置200和400将通过对应流传输的内容分割成大小均匀的块或者有意义单位，缓存并且存储内容的各个块，通过监测对应的流来标识用于传输缓存在其中的内容的流，并且向客户端20而不是内容服务器10发送对应流的内容分组。
[0052]在根据本发明的内容传输系统中，通过中央控制装置100和本地缓存装置200中的任意一个能够监测内容的重复。
[0053]下文将进一步详细描述通过内容传输系统中的本地缓存装置200监测内容重复的情形。
[0054]图2是示出了根据本发明实施方式的内容传输系统中的中央控制装置的构造的框图。
[0055]参照图2，中央控制装置100可包括:通信器110 ;控制器120 ;包括临时本地缓存器131和流管理数据库132的存储器130 ;以及本地缓存状态管理器140。
[0056]通信器110接收由至少一个内容服务器10提供的内容分组，向本地缓存装置200发送该内容分组，并且交换由用于监测内容重复的处理形成的消息。此处，与本地缓存装置200交换的用于对重复的监测的消息可包括:控制消息，控制消息包括标识信息、控制信息等；用于发送内容分组的内容分组传输消息；响应消息等。另外，通信器110能够使用一种或更多种通信方法来交换数据，为此，其可包括分别根据不同的通信方法交换数据的多个通信模块。
[0057]控制器120可包括流管理器121、有效载荷缓冲和分割单元122和控制消息管理器123。
[0058]控制器120经由通信器110向本地缓存装置200发送从内容服务器10接收到的内容分组。当从本地缓存装置200接收到关于重复检查的流信息时，控制器120以流为单位标识接收到的内容分组，并且检查经标识的内容分组是否是重复去除目标流。当内容分组被标识为重复去除目标流时，控制器120缓冲该流的经标识的内容分组，将所缓冲的内容分组分割成块并且将分割块存储在存储器130中。当内容分组不被标识为重复去除目标流时，控制器120向本地缓存装置200发送接收到的内容分组。换句话说，当连续接收到的内容分组不是在本地缓存装置200中缓存的内容时，向本地缓存装置200发送当前接收到的内容分组，使得能够通过本地缓存装置200执行内容缓存和/或内容重复检查。
[0059]流管理器121以流为单位标识从通信器110接收到的内容分组，并且使用从本地缓存装置200接收到的内容分组的重复块标识符和流信息(包括流内容)，来将发送与缓存在本地缓存装置200中的相同内容分组的流在流管理数据库132中登记为重复去除目标流。此处，流内容可包括作为流标识信息的例如源IP、目的地IP、源端口、目的地端口、协议、有效载荷长度、序列号码、内容类型等。
[0060]当针对从内容服务器100接收到的内容分组的所标识的流不是重复去除目标流时，流管理器121将接收到的内容分组传送至通信器110，以便向本地缓存装置200发送该内容分组。另一方面，当所标识的流是重复去除目标流时，流管理器121将所标识的流传送至有效载荷缓冲和分割单元122。此处，通过检查关于所标识的流的信息是否存储在流管理数据库132中，流管理器121能够检查所标识的流是否是重复去除目标流。 [0061]另外，流管理器121从有效载荷缓冲和分割单元122接收内容分组的分割块的块标识符，并且将接收到的块标识符传送至控制消息管理器123。
[0062]有效载荷缓冲和分割单元122缓冲从流管理器121传送的重复去除目标流的有效载荷，将包含在所缓冲的有效载荷中的内容分组分割成多个块，并且将分割块临时存储在存储器130的临时本地缓存器131中，使得从本地缓存装置200向客户端20发送的内容分组与从内容服务器10发送的内容分组一致。稍后将详细描述将有效载荷分割成块的这种方法。
[0063]控制消息管理器123在从本地缓存装置200接收所缓存的内容分组的块标识符(签名值)的同时管理监测内容分组的重复必要的信息，管理与本地缓存装置200交换的控制消息，并且检查内容分组的一致。具体地，当对应块标识符不存在于关于经由通信器110从本地缓存装置200接收到的内容分组的块标识符的检查信息中时，也即不存在于本地缓存装置200时，控制消息管理器123将从流管理器121接收到的内容分组的块标识符包括在控制消息中，经由通信器110向本地缓存装置200发送该控制消息，并且接收和管理指示不存在块标识符的结果信息以及用于从本地缓存装置200请求对应内容的内容请求消息。此时，控制消息管理器123将接收到的内容请求消息中包括的结果信息传送至流管理器121，从而使流管理器121向本地缓存装置200发送对应内容分组。在发送控制消息之后，控制消息管理器123命令流管理器121不发送重复内容分组，并且当从本地缓存装置200没有接收到内容请求消息达先前设定时间时认为本地缓存装置200已经向客户端20发送了针对存储在其中的块标识符的内容分组。此处，从本地缓存装置200向客户端20发送的内容分组是由流管理器121检查为重复的分组。[0064]存储器130将经分割的内容分组的块连同块的标识符以数据库形式临时存储在临时本地缓存器131中，在数据库中考虑了系统的特性(内存容量、服务器速度、要存储的块的总数量等)。而且，存储器130存储了关于从内容服务器10发送的内容分组的流信息以及关于重复去除目标流的登记信息和管理信息。此处，当接收到在本地缓存装置200发送与存储块对应的内容分组之后发送的响应消息时，临时本地缓存器131可以去除临时存储的块。另选地，临时本地缓存器131可以根据用户设定的方法来去除临时存储的块。
[0065]本地缓存状态管理器140监测存储器130的临时本地缓存器131的状态，根据监测结果来控制维护，并且能够根据来自流管理器121的请求来检查对应内容块是否存储在临时本地缓存器131中。
[0066]接下来，将参照附图详细描述根据本发明实施方式的内容传输系统中的本地缓存装置200的构造及操作。
[0067]图3是示出了根据本发明实施方式的内容传输系统中的本地缓存装置的构造的框图。
[0068]参照图3，本地缓存装置200可包括:通信器210、控制器220、包括本地缓存器231和流管理数据库232的存储器230、以及本地缓存状态管理器240。
[0069]通信器210接收由中央控制装置100发送的内容分组，向客户端20发送该内容分组，并且与中央控制装置100交换由用于监测内容重复的重复去除处理形成的控制消息。此处，所交换的用于监测重复的消息可包括:控制消息，控制消息包括标识信息、控制信息等；用于发送内容分组的内容分组传输消息；响应消息等。另外，通信器210能够使用一种或更多种通信方法来交换 数据，为此，其可包括多个通信模块，它们分别根据不同的通信方法交换数据。
[0070]控制器220可包括流管理器221、有效载荷缓冲和分割单元222、块缓存单元223、块重复管理器224和控制消息管理器225。控制器220在进行向客户端20发送内容分组的处理的同时检查经由通信器210从中央控制装置100接收到的内容分组是否是重复。当一些内容分组(例如，第五分组)被接收到用于重复检查时，控制器220比较接收到的内容分组和存储的内容分组，从而检查内容分组是否是重复。同时，当本地缓存装置200接收到从内容服务器10通过中央控制装置100向客户端20发送的内容分组时，本地缓存装置200可以直接从中央控制装置100接收内容分组，或者可以经由镜像方案接收向客户端20也即目的地发送的内容分组。此处，以流为单位和以块中为单位检查内容分组是否是重复。换句话说，在缓冲了内容分组的有效载荷并且将所缓冲的有效载荷分割成块单元之后，控制器220检查分割块是否是重复(所存储的块中是否存在相同的块)，并且将非重复块存储在本地缓存器231中。而且，当从中央控制装置100接收到块标识符时，控制器220向客户端20提供存储在本地缓存器231中的内容分组的对应块。此处，所发送的块能够构成要从内容服务器10向客户端20发送的分组，并且能够被发送。
[0071]流管理器221以流为单位标识经由通信器210从中央控制装置100接收到的内容分组，并且将关于所标识的流的信息存储在流管理数据库232中。
[0072]另外，流管理器221对经由通信器210从中央控制装置100接收到的内容分组执行块重复检查。具体地，流管理器221检查用于内容分组的所标识的流是否是重复去除目标流。当用于内容分组的所标识的流不是重复去除目标流时，流管理器221将通过分割用于接收到的内容分组的流的所缓冲的有效载荷所获得的块存储在本地缓存器231中，并且针对所发送的下一内容分组进行重复检查。当所标识的流是重复去除目标流时，流管理器221将所标识的流传送至有效载荷缓冲和分割单元222，并且执行重复去除处理。此处，考虑到具体传输协议(TCP等)、通过对应协议传输的应用协议类型(文件传输协议(FTP)、端对端(P2P)，超文本传输协议(HTTP)等)以及传输数据的类型(图像/运动图片/等的介质内容、文献文件、二进制文件、更新文件等)，流管理器221能够确定块是否是重复。当对应流的块已经存储在本地缓存器231中时，流管理器221假定通过对应流传输的其它内容的块已经存储在本地缓存器231中，并且将重复内容的块标识符和流信息(流的内容)传送至控制消息管理器225，使得向中央控制装置100发送块标识符和流信息传输。
[0073]此外，流管理器221将本地缓存器231中从中央控制装置100通过控制消息管理器225接收到的块标识符传送至块重复管理器224，从块重复管理器224接收块标识符一致的检查结果以生成要向中央控制装置100发送的结果信息，并且传送生成的结果信息至控制消息管理器225。当一致检查结果指示块标识符彼此一致时，流管理器221不向中央控制装置100发送结果信息，而是将存储在本地缓存器231中的对应于块标识符的内容分组传送至通信器210，以将向客户端20发送内容分组。另一方面，当块标识符彼此不一致时，流管理器221传送指示未存储一致的块标识符的结果信息至控制消息管理器225，并且使控制消息管理器225请求针对从中央控制装置100接收到的块标识符的内容分组。
[0074]有效载荷缓冲和分割单元222缓冲用于从流管理器221传送的内容分组的流的有效载荷，并且将所缓冲的有效载荷分割成块，并且传送分割块至块缓存单元223。稍后将详细描述将有效载荷分割成块的这种方法。
[0075]块缓存单元223将分割块存储在存储器230的本地缓存器231中，以使向客户端20发送的内容分组与由内容服务器10传输的内容一致。
[0076]块重复管理器224管理由块缓存单元223分割的块是否存储在本地缓存器231中。具体地，块重复管理器224检查每个分割块是否已经存储在本地缓存器231中，并且当存在存储的重复块时，向流管理器221发送关于重复块的信息。另外，块重复管理器224检查从中央控制装置100接收到的块标识符是否存储在本地缓存器231中，并且向流管理器221发送指示是否存储了一致的块标识符的检查结果。
[0077]控制消息管理器225管理要监测内容分组的重复所必要的信息，并且管理与中央控制装置100交换的控制消息。具体地，控制消息管理器225将从流管理器221接收到的块标识符和流信息(流内容)包括在控制消息中，经由通信器210向中央控制装置100发送该控制消息。而且，控制消息管理器225接收控制消息，该控制消息包括经由通信器210来自中央控制装置100的重复内容分组的块标识符和流信息(流内容)，并且控制消息管理器225传送控制消息中的块标识符和流信息至流管理器221。控制消息管理器225经由通信器210向中央控制装置100发送内容请求消息，内容请求消息包括块标识符检查结果信息也即指示没有一致的块标识符存储在本地缓存器231中的信息，以及包括用于内容请求的信息。
[0078]存储器230将内容的经分割的块连同块的标识符以数据库形式存储在本地缓存器231中，在数据库中考虑了系统的特性(内存容量、服务器速度、要存储的块的总数量等)。而且，存储器230存储了关于向客户端20发送的内容分组的流信息以及关于重复去除目标流的登记信息和管理信息。
[0079]最后，本地缓存状态管理器240监测存储器230的本地缓存器231的状态，并且根据监测结果来控制维护。
[0080]上述中央控制装置100的存储器130和本地缓存装置200的存储器230能够根据块的特性将块存储于随机存取存储器(RAM)、永久存储器以及其它形式的各种存储器中，并且能够根据块的大小和使用频率来配置存储器。存储器130或者230包括:磁性介质(Magnetic Media),诸如硬盘、软盘和磁带；光学介质(Optical Media),诸如只读光盘存储器(CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory))和数字视频光盘(DVD,Digital Video Disk)；磁光介质，诸如软式光盘、ROM、RAM (Random Access Memory)和闪存。
[0081]作为一个示例，假定最近查找的块具有高使用频率并且将被存储在RAM中，从RAM能够快速读取该块，而预测具有低使用频率的块能够存储在辅助盘中。因此，参照图6所示的用于管理块的数据库的示例，块内容数据库(盘(硬盘驱动器(HDD))、固态硬盘(SDD)等)能够管理块标识符和块内容，并且可被快速查找的RAM能够应用至块索引数据库以记录块标识符和对应块在盘上记录的位置。而且，最普遍使用的内容不是存储在盘中而是额外地存储在块内容数据库(RAM)中，使得能够提供快速服务。
[0082]存储器130或者230的数据库能够采用数据结构，诸如哈希表和布隆过滤，并且为了管理关于大量块的标识信息，其能够采用根据假正性的公知的或未来发展的各种结构。
[0083]在上述本发明 实施方式中，本地缓存装置200对向客户端20发送的一些内容分组执行重复检查，而在本发明另一实施方式中，中央控制装置100能够对接收到的内容分组执行重复检查。将参照附图描述根据本发明另一实施方式的内容传输系统中的中央控制装置和本地缓存装置的构造。
[0084]图4是示出了根据本发明另一实施方式的内容传输系统中的中央控制装置的构造的框图。
[0085]参照图4，根据本发明另一实施方式的中央控制装置300可包括:通信器310 ;控制器320 ;包括临时本地缓存器331和流管理数据库332的存储器330 ;以及本地缓存状态管理器340。当向本地缓存装置400发送从内容服务器10接收到的内容分组时，中央控制装置300通过对重复的监测来检查内容分组，从而检查块是否是重复。
[0086]中央控制装置300的通信器310、存储器330和本地缓存状态管理器340的详细描述分别与根据本发明实施方式的中央控制装置100的通信器110、存储器130和本地缓存状态管理器140的描述相同，因而为方便起见省略对它们的描述。
[0087]此处，控制器320可包括流管理器321、有效载荷缓冲和分割单元322、块重复管理器323和控制消息管理器324。
[0088]当经由通信器310向本地缓存装置400发送从内容服务器10接收到的内容分组时，控制器320检查一些内容分组，从而确定内容分组是否是重复。此时，以流为单位标识内容分组，并且通过检查所缓冲的流来确定内容分组是否是重复。当内容分组不是重复去除目标流时，控制器320存储通过分割所缓冲的流的有效载荷而获得的块，并且向本地缓存装置400按原样发送该内容分组。在另一方面，当内容分组是重复去除目标流时，控制器320不发送重复内容分组，而是向本地缓存装置400发送重复内容分组的块标识符和流信息(流的内容)。随后，当连续接收到相同内容的内容分组时，控制器320缓冲接收到的内容分组的流的有效载荷，将所缓冲的有效载荷分割成块单元，临时存储分割块连同块标识符，并且不发送重复内容分组而是向本地缓存装置400仅发送块标识符和流信息。
[0089]流管理器321和有效载荷缓冲和分割单元322与根据本发明实施方式的中央控制装置100的流管理器121和有效载荷缓冲和分割单元122相同，因而为方便起见省略对它们的描述。但是，因为中央控制装置300执行块重复检查，所以流管理器321根据块重复检查来执行流管理，并且有效载荷缓冲和分割单元322生成用于分割块的块标识符并且向流管理器321发送所生成的块标识符。
[0090]块重复管理器323管理当前接收到且将被传输至客户端20的块是否存储在临时本地缓存器331中。使用从流管理器321接收到的用于分割块的块标识符，块重复管理器323检查是否已经存储了分割块，以及当存在先前存储的重复块时，向流管理器321发送关于重复块的信息。而且，当发送从流管理器321连续接收到的相同内容分组的块时，块重复管理器323检查针对该块的块标识符是否存储在临时本地缓存器331中，并且向流管理器221指示是否存储了一致的块标识符的检查结果。
[0091]控制消息管理器324管理要监测内容分组的重复所必要的信息，管理与本地缓存装置400交换的控制消息，通过向本地缓存装置400发送块标识符使本地缓存装置400检查块标识符是否一致。具体地，控制消息管理器324将从流管理器321接收到的重复内容分组的块标识符和流信息(流内容)包括在控制消息中，并且经由通信器310向本地缓存装置400发送控制消息。而且，控制消息管理器324接收内容请求消息，该内容请求消息包括关于块标识符的一致检查的结果信息(不存在一致的块标识符)以及来自本地缓存装置400的内容分组请求信息，并且向流管理器321发送结果信息和内容分组请求信息。
[0092]接下来，图5是 示出根据本发明另一实施方式的内容传输系统中的本地缓存装置的构造的框图。
[0093]参照图5，根据本发明另一实施方式的本地缓存装置400可包括:通信器410 ;控制器420 ;包括本地缓存器431和流管理数据库432的存储器430 ；以及本地缓存状态管理器440。本地缓存装置400向客户端20发送从中央控制装置300接收到的内容分组，并且使用根据中央控制装置300的重复检查发送的块标识符来向客户端20发送存储在其中的对应内容分组。
[0094]本地缓存装置400的通信器410、存储器430和本地缓存状态管理器440的详细描述分别与根据本发明实施方式的中央控制装置200的通信器210、存储器230和本地缓存状态管理器240的描述相同，因而为方便起见省略对它们的描述。
[0095]此处，控制器420可包括流管理器421、有效载荷缓冲和分割单元422、块缓存单元423和控制消息管理器424。
[0096]控制器420向客户端20发送经由通信器410从中央控制装置300接收到的内容分组。当从中央控制装置300接收到根据重复检查的块标识符和流信息(流内容)时，控制器420将接收到的流信息登记在存储器430中。当已经存储了与从中央控制装置300接收到的块标识符一致的块标识符时，控制器420向客户端20发送存储在存储器430的本地缓存器431中的对应于块标识符的内容分组。
[0097]有效载荷缓冲和分割单元422、块缓存单元423和控制消息管理器424与根据本发明实施方式的有效载荷缓冲和分割单元222、块缓存单元223和控制消息管理器225相同，因而为方便起见省略对它们的描述。
[0098]此处，流管理器421以流为单位标识经由通信器410从中央控制装置300接收到的内容分组，缓冲所标识的流的有效载荷，将所缓冲的流分割成块单元，将分割块连同块标识符存储在本地缓存器431中，并且向客户端20发送接收到的内容分组或者与存储的块标识符对应的内容分组经由通信器410。
[0099]另外，当接收到由中央控制装置300检查为重复的块标识符和流信息时，流管理器421将接收到的块标识符和流信息登记在存储器430中，向块缓存单元423发送接收到的块标识符，并且向通信器410发送与由块缓存单元423检查的块对应的内容分组，以向客户端发送该内容分组。控制消息管理器424从中央控制装置300接收包括块标识符和流信息的控制消息，将向流管理器421发送块标识符和流信息，接收包括从中央控制装置300连续接收到的相同分组的块标识符和流信息的控制消息，并且向流管理器421发送块标识符。而且，控制消息管理器424从流管理器421接收通过对与接收到的块标识符一致的块标识符是否已经存储在本地缓存器431中的检查而所获得的结果信息(不存在一致的结果信息)，并且向中央控制装置300发送包括结果信息和内容分组请求信息的内容请求信息。
[0100]将参照附图详细描述优化上述构造的内容传输系统中网络流量的方法。
[0101]首先，将描述根据本发明实施方式的用于优化中央控制装置100和本地缓存装置200之间的重复网络传输流量的协议，也即消息传输和接收过程。
[0102]图7是例示出根据本发明实施方式的优化内容传输系统中的重复网络传输流量的方法的流程图。
[0103]参照图7，在步骤1101，当从内容服务器10接收到内容分组时，中央控制装置100向本地缓存装置200发送所接收到的内容分组。然后，本地缓存装置200向客户端20发送内容分组。此处，从内容服务器10发送的内容分组是从内容服务器10向客户端20发送的内容分组。中央控制装置100和本地缓存装置200接收并且向客户端20发送内容分组。此时，中央控制装置100和本地缓存装置200能够以镜像方案接收从内容服务器10向客户端20发送的内容分组。
[0104]在该操作期间，在步骤1102，本地缓存装置200对发送的内容分组执行块重复检查。此时，以流为单位标识所发送的内容分组，所标识流的有效载荷被缓冲和分割成块，并且生成块标识符。因此，通过使用生成的块标识符，本地缓存装置200以块为单位检查发送的内容分组是否是重复。
[0105] 例如，本地缓存装置200通过比较客户端20发送的内容分组之中的一些接收到的内容分组与存储的内容分组，来检查内容是否是重复，并且根据内容是否是重复来执行重复去除处理。换句话说，当在步骤1102执行块重复检查时，本地缓存装置200检查每个流的初始η个字节以确定用于流的重复去除处理的“开始”。当与初始η个字节对应的内容分组存在于本地缓存装置200中时，本地缓存装置200确定之后接收到的数据极有可能要经受重复去除，并且开始重复去除处理。此时，生成用于中央控制装置100中的重复检查的签名(哈希值)会引起高的中央处理单元(CPU)载荷。在数据确定为不是重复或者具有小的内容大小的情况下，极有可能由于生成签名引起的载荷而不是由于重复去除的影响使得性能恶化。因此，在步骤1102，本地缓存装置200从中央控制装置100接收初始η个字节(例如，大约IK至大约32Κ)的数据(内容)，并且仅当其中存在流的初始η个字节时执行重复去除处理。另一方面，当其中不存在初始η个字节时，本地缓存装置200连续地向客户端20按原样发送从中央控制装置100接收到的内容分组。
[0106]当在接收到的内容分组之中检查到重复块时，在步骤1103，本地缓存装置200向中央控制装置100发送包括对应内容的块标识符和流信息(流的内容)的控制消息。然后，中央控制装置100将接收到的控制消息中包括的块标识符和流信息(流的内容)登记在流管理数据库132中。此处，流内容可包括作为流标识信息的例如源IP、目的地IP、源端口、目的地端口、协议、有效载荷长度、序列号码、内容类型等。当不存在用于内容分组的重复块时，该内容分组是新传输的内容分组，因而本地缓存装置200将所发送的内容分组的分割块连同块标识符存储在本地缓存器231中。
[0107]在步骤1104，当从客户端20接收到对发送的内容分组的响应消息时，本地缓存装置200向中央控制装置100按原样发送响应消息。然后，在步骤1104，中央控制装置100向内容服务器10按原样发送接收到的响应消息。
[0108]随后，在步骤1105，当从内容服务器10连续接收到相同内容的内容分组时，中央控制装置100以流为单位标识接收到的内容分组，并且使用先前登记的流信息来检查流是否是重复去除目标流。当检查结果指示内容分组的流是重复去除目标流时，中央控制装置100缓冲重复去除目标流的有效载荷，将所缓冲的有效载荷分割成块单元，并且将分割块连同块标识符临时存储在临时本地缓存器131中。
[0109]随后，在步骤1106，中央控制装置100将分割块的块标识符(例如，如图8所示的块标识符I (F8K4F))包括在控制消息(发送F8K4F块)中，并且向本地缓存装置200发送该控制消息。此时，流信息(流内容)被包括在控制消息中并一起传输。 [0110]在步骤1107，本地缓存装置200接收控制消息，并且检查控制消息中包括的块标识符是否已经存储在存储器230中。当检查结果指示与接收到的块标识符一致的块标识符未被存储时，在步骤1108，本地缓存装置200向中央控制装置100发送包括检查结果信息的内容分组请求消息。因为结果信息仅包括指示与接收到的块标识符一致的块标识符未被存储的信息，所以本地缓存装置200从中央控制装置100请求对应内容分组。然后，在步骤1109，本地缓存装置200从中央控制装置100以块为单位接收所请求的内容分组，将接收到的内容分组存储在存储器230中，并且向客户端发送接收到的内容分组。
[0111]当步骤1107检查出与接收到的块标识符一致的块标识符已经存储时，在步骤1110，本地缓存装置200从存储器230读取对应于块标识符的内容分组，并且使用协议代理服务器向客户端20发送对应内容分组。
[0112]随后，在步骤1111，本地缓存装置200从客户端20接收发送内容分组的响应消息，并且经由中央控制装置100向内容服务器10发送接收到的响应消息。
[0113]当通过该处理完全完成所提供内容的传输时，在步骤1120，中央控制装置100和本地缓存装置200执行用于对应流的控制消息结束处理。而且，中央控制装置100连同内容服务器10通过协议代理服务器执行传输协议结束处理，本地缓存装置200连同客户端20通过协议代理服务器执行传输协议结束处理。
[0114]在该协议过程中，在内容服务器10和中央控制装置100之间以及客户端20和本地缓存装置200之间能够通过例如TCP连接来交换内容分组。
[0115]图8是例示出根据本发明实施方式的内容传输系统中执行的基于TCP的重复去除处理的示例的流程图。
[0116]在图8，内容服务器AlO和中央控制装置100通过TCP连接，本地缓存装置200和客户端D20通过TCP连接。从而，中央控制装置100和本地缓存装置200交换重复去除控制消息。
[0117]参照图8，在步骤1201，中央控制装置100从内容服务器AlO接收要向客户端D20发送的第一内容分组消息(src:A,Dst:D,DataContents (数据内容)I, lenl024)和第二内容分组消息(src:A，Dst:D，数据内容2，lenl024)。此时，中央控制装置100以流为单位标识接收到的内容分组，并且将接收到的内容分组分割成块。然后，在步骤1202，中央控制装置100将分割块的标识符(标识符ID:F8K4F)(标记为a)连同流信息包括在控制消息中，并且向本地缓存装置200发送该控制消息，分割块例如块I (数据1:1至1024，数据2:1025至 2048)。
[0118]然后，在步骤1203，本地缓存装置200检查与包括在接收到的控制消息中的块I的标识符信息(标识符ID:F8K4F) 一致的标识符信息是否存储在本地缓存器231的数据库b中。当检查结果指示未存储对应于标识符信息的块标识符时，在步骤1204，本地缓存装置200向中央控制装置100发送包括结果信息(0K，我没有F8K4F块)的内容分组请求消息。在步骤1205，本地缓存装置200从中央控制装置100接收对应的内容分组。
[0119]当在步骤1203检查出已经存储了对应于标识符信息的块标识符时，在步骤1206，本地缓存装置200向客户端D20发送存储在数据库b中的块I的对应于标识符信息(标识符ID:F8K4F)的第一内容分组消息(src:A, Dst:D，数据内容1，lenl024)和第二内容分组消息(src:A,Dst:D，数据内容2，lenl024)，接收关于从客户端D20传输的内容分组的响应消息(src:d,Dst:A, Ackl025)和 响应消息(src:d,Dst:A, Ack2049),并且经由中央控制装置100向内容服务器10发送传送响应消息。
[0120]甚至在步骤1205当接收到对应内容分组时，本地缓存装置200向客户端D20发送接收到的内容分组，如同在步骤1206。
[0121]参照以上描述的用于监测重复内容传输的协议运行过程以及附图，将详细描述在中央控制装置100和本地缓存装置200中的每个中优化重复网络传输流量的方法。
[0122]首先，将描述在中央控制装置100中优化重复网络传输流量的方法。
[0123]图9是例示了根据本发明实施方式的在中央控制装置中优化网络流量的方法的流程图。
[0124]参照图9，在步骤1301，中央控制装置100从内容服务器10接收内容分组。此时，中央控制装置100以流为单位标识接收到的内容分组，并且缓冲所标识流的有效载荷。在步骤1302，中央控制装置100检查是否从本地缓存装置200接收到块标识符。当检查结果指示未接收到块标识符或者不存在登记的块标识符时，在步骤1303，中央控制装置100按原样向本地缓存装置200发送所缓冲的流的内容分组。随后，在步骤1304，中央控制装置100从本地缓存装置200接收响应消息，并且在步骤1305，向内容服务器10发送接收到的响应消息。
[0125]在另一方面，当接收到块标识符时，在步骤1306，中央控制装置100将接收到的块标识符连同接收到的流信息作为重复去除目标登记在存储器230中。此时，中央控制装置100将通过分割所缓冲的有效载荷而获得的块连同块标识符临时存储在临时本地缓存器131 中。
[0126]随后，在步骤1307，中央控制装置100连续接收用于相同内容的内容分组，并且如图8的上述示例那样，执行用于接收到的内容分组的重复去除处理。具体地，在步骤1308，中央控制装置100以流为单位标识接收到的内容分组，并且缓冲所标识的流的有效载荷。在步骤1309，中央控制装置100将所缓冲的有效载荷分割成块单元，并且将分割块连同块标识符临时存储在临时本地缓存器131中。在这之后，在步骤1310，中央控制装置100向至本地缓存装置200发送包括接收到的内容分组的块标识符和流信息的控制消息。然后，本地缓存装置200使用块标识符检查块的一致，并且根据检查结果来发送包括结果信息的内容分组请求消息。
[0127]然后，在步骤1311，中央控制装置100检查从本地缓存装置200是否接收到内容分组请求。当检查结果指示不存在内容分组请求时，处理进行到步骤1313，当存在内容分组请求时，在步骤1312，中央控制装置100向本地缓存装置200发送请求的内容分组。
[0128]随后，在步骤1313，中央控制装置100从本地缓存装置200接收对所发送的内容分组的响应消息。在步骤1314，中央控制装置100传送接收到的响应消息至内容服务器10。
[0129]在步骤1315，中央控制装置100检查是否执行结束处理。当中央控制装置100未执行结束处理时，处理返回步骤1301，并且中央控制装置100重复后续步骤。当中央控制装置100执行结束处理时，中央控制装置100连同内容服务器10执行结束协议过程，并且连同本地缓存装置200执行控制消息结束处理。
[0130]接下来，将描述在本地缓存装置200中优化重复网络传输流量的方法。
[0131]图10是例示出根据本发明实施方式的在本地缓存装置200中优化重复网络传输流量的方法流程图。
[0132]参照图10，在步骤1401，本地缓存装置200经由中央控制装置100接收由内容服务器10提供的内容分组。
[0133]随后，本地缓存装置200执行用于监测内容重复的重复去除处理。
[0134]然后，在步骤1402，本地缓存装置200以流为单位标识接收到的内容分组，并且过滤所标识的流。此处，对流执行过滤是为了在稍后无需执行额外处理的情况下将不需要重复去除的流(例如，已经加密或者极不可能经受重复去除的流)直接传输至客户端20。
[0135]在步骤1403，本地缓存装置200缓冲所标识的流的有效载荷，并且将所缓冲的有效载荷分割成块单元。然后，在步骤1404，本地缓存装置200生成块标识信息。
[0136]在步骤1405，本地缓存装置200通过比较生成的块标识信息和存储在本地缓存器231中的关于块的标识信息来检查块是否是重复。将参照图14a至图14c描述该重复检查处理。
[0137]具体地，如图14a所示，本地缓存装置200将分割块I (例如，SHAl (Cl)=e72blcd7d7b8ca00 dae00a72 743f2dc0 fa985b62)转换为哈希转换值(hi (cl) = 728279576000 26994752 54768)，以及将转换值添加到本地缓存器231中的块索引数据库的索引及比特字段中。
[0138]以该方式，将能够标识块的索引存储在本地缓存器231的块索引数据库中，并且能够根据这些索引的比特字段值确定块是否是重复。例如，参照图14b，因为针对块的转换值的所有比特字段值为真(1)，所以和操作的结果是真，并且确定存在重复块。参照图14c，因为在用于块的转换值的比特字段值中包括假(O)，所以对所有比特字段值的和操作的结果是假，并且能够确定出存在重复块。
[0139]因此，当在步骤1405检查出分割块不是重复时，在步骤1406，本地缓存装置200将分割块在存储(缓存)本地缓存器231中。然后，处理进行到步骤1412，其中，本地缓存装置200向客户端20发送内容分组。
[0140]同时，当在步骤1405检查出分割块是重复时，在步骤1407，本地缓存装置200将块标识符和流信息(流内容)包括在控制消息中，并且向中央控制装置100发送该控制消息。
[0141]随后，在步骤1408，本地缓存装置200检查从中央控制装置100是否接收到块标识信息。当接收到块标识信息时，在步骤1409，本地缓存装置200检查接收到的块标识信息与先前存储在本地缓存器231中的块标识信息是否一致。这能够以与根据图14b和图14c示出的示例进行的步骤1405的块重复检查相同的方式执行。
[0142]当检查结果指示不存在对应于标识符信息的块标识符时，在步骤1410，本地缓存装置200向中央控制装置100发送内容分组请求消息，该内容分组请求消息包括检查结果信息(未存储一致的块标识符)和内容分组请求信息。然后，在步骤1411，本地缓存装置200从中央控制装置接收所请求的内容分组100。另一方面，当存在对应于标识符信息的块标识符时，处理进行到步骤1412。
[0143]然后，在步骤1412，本地缓存装置200向客户端20发送与接收到的块标识信息对应的块的内容分组块。在步骤1413，本地缓存装置200从客户端20接收响应消息。此时，在步骤1414，本地缓存装置200经由中央控制装置100将接收到的响应消息传送至内容服务器10。
[0144]在步骤1415，本地缓存装置200检查是否执行结束处理。当本地缓存装置200不执行结束处理时，处理返回步骤1408，并且本地缓存装置200重复后续步骤。当本地缓存装置200执行结束处理时，本地缓存装置200连同客户端20执行结束协议过程，并且连同中央控制装置100执行控制消息结束处理。
[0145]接下来，将描述根据本发明另一实施方式的用于优化中央控制装置300和本地缓存装置400之间的网络流量的协议，也即消息传输及接收过程。
[0146]图11是例示出根据本发明另一实施方式的在内容传输系统中优化网络流量的方法的流程图。
[0147]参照图11，在步骤1501，中央控制装置300从内容服务器10接收内容分组。此时，中央控制装置300以流为单位标识接收到的内容分组，将所缓冲的所标识流的有效载荷分割成块，并且将分割块连同块标识符存储在临时本地缓存器331中。
[0148]在步骤1502，中央控制装置300检查内容分组的块是否是重复。虽然图11未示出，但是当检查结果指示内容分组不是重复时，中央控制装置300传送接收到的内容分组至本地缓存装置400，正如本来的那样，通过本地缓存装置400接收对所发送的内容分组的响应，并且向内容服务器10发送接收到的响应。此时，本地缓存装置400以流为单位标识接收到的内容分组，将所缓冲的所标识流的有效载荷分割成块，并且将分割块连同生成的标识符存储在本地缓存器431中。
[0149]另一方面，当在步骤1502检查出存在内容分组的重复块时，在步骤1503，中央控制装置300将检查为重复的内容分组的块标识符和流信息(流内容)包括在控制消息中，并且向本地缓存装置400发送控制消息。
[0150]然后，在步骤1504，本地缓存装置400接收块标识符，并且检查接收到的块标识符是否已经存储在其本地缓存器431的数据库中。当检查结果指示未存储接收到的块标识符时，在步骤1505，本地缓存装置400向至中央控制装置300发送包括内容分组请求信息的内容分组请求消息连同指示块标识符未存储的结果信息，并且在步骤1506，本地缓存装置400从中央控制装置300接收所请求的内容分组。所接收到的内容分组被存储在本地缓存装置400的本地缓存器431中。
[0151]在上述处理中，当已经存储了块标识符时，在步骤1507，本地缓存装置400从本地缓存器431提取对应于该块标识符的内容分组，并且向客户端20发送所提取的内容分组。
[0152]随后，在步骤1508，本地缓存装置400在从客户端20接收到内容分组时接收响应消息，并且经由中央控制装置300向内容服务器10发送接收到的响应消息。
[0153]当通过该处理完全完成所提供内容的发送时，在步骤1520，中央控制装置300和本地缓存装置400执行针对对应流的控制消息结束处理。而且，中央控制装置300连同内容服务器10通过协议代理服务器执行传输协议结束处理，本地缓存装置400连同客户端20通过协议代理服务器执行传输协议结束处理。
[0154]参照以上描述的用于监测重复内容传输的协议运行过程以及附图，将详细描述在中央控制装置300和本地缓存装置400中的每个中优化重复网络传输流量的方法。
[0155]图12是例示了根据本发明另一实施方式的在中央控制装置中优化网络流量的方法的流程图。 [0156]在步骤1601，中央控制装置300从内容服务器10接收内容分组。此时，中央控制装置300以流为单位标识接收到的内容分组，缓冲所标识的流的有效载荷，将有效载荷分割成块单元，并且将分割块连同块标识符存储在临时本地缓存器331中。
[0157]然后，在步骤1602，中央控制装置300检查接收到的内容分组是否是重复，也即执
行块重复检查。
[0158]当检查结果指示内容分组不是重复时，在步骤1603，中央控制装置300向本地缓存装置400发送接收到的内容分组。然后，在步骤1604和1605，中央控制装置300从本地缓存装置400接收对所发送的内容分组的响应消息，并且传送接收到的响应消息至内容服务器10。
[0159]在另一方面，当在步骤1602检查出内容分组是重复时，在步骤1606，中央控制装置300向本地缓存装置400发送重复内容分组的块标识符和流信息。
[0160]随后，当在步骤1607连续接收到相同内容的内容分组时，在步骤1608，中央控制装置300以流为单位标识接收到的内容分组，缓冲所标识流的有效载荷，并且将所缓冲的有效载荷分割成块单元。在步骤1609，中央控制装置300生成针对分割块的块标识符，并且将分割块连同所生成的块标识符存储在临时本地缓存器331的对应数据库中。
[0161]在这之后，在步骤1610，中央控制装置300将块标识符和流信息包括在控制消息中，并且向本地缓存装置400发送该控制消息。随后，在步骤1611，中央控制装置300检查从本地缓存装置400是否接收到内容分组请求消息，该内容分组请求消息包括关于块标识符一致的检查的结果信息(未存储块标识符)。
[0162]当检查结果指示不存在内容分组请求时，处理进行到步骤1613。当存在内容分组请求时，在步骤1612，中央控制装置300向本地缓存装置400发送所请求的内容分组。
[0163]在步骤1613，中央控制装置300接收关于从本地缓存装置400向客户端20发送的内容分组的响应消息，并且在步骤1614，传送接收到的响应消息至内容服务器10。
[0164]在步骤1615，中央控制装置300检查是否执行结束处理，并且执行结束处理或者重复从步骤1601开始的上述处理。
[0165]接下来，将描述在本地缓存装置400中优化网络流量的方法。
[0166]图13是例示了根据本发明另一实施方式的在本地缓存装置中优化网络流量的方法的流程图。
[0167]在本发明的其它实施方式中，由内容服务器10提供的内容分组在向客户端20发送之前被中央控制装置300针对重复进行检查。此时，通过图13例示的处理向客户端20提供被检查为重复的内容分组，并且从中央控制装置300向本地缓存装置400按原样提供被检查为非重复的内容分组，并且向客户端20提供。此时，中央控制装置300和本地缓存装置400以流为单位标识接收到的内容分组，缓冲所标识的流的有效载荷，将所缓冲的有效载荷分割成块，并且将分割块连同块标识符存储。
[0168]参照图13，在步骤1701，本地缓存装置400检查是否已经从中央控制装置300接收到块标识符。当检查结果指示未接收到块标识符时，本地缓存装置400保持等待以接收块标识符。当接收到包括块标识符和流信息的控制消息时，在步骤1702，本地缓存装置400将接收到的块标识符和流信息(流内容)登记在存储器430中。
[0169] 在步骤1703，本地缓存装置400检查接收到的块标识符与先前存储的块标识符是否一致。换句话说，本地缓存装置400检查是否已经存储了接收到的块标识符。当检查结果指示未存储与接收到的块标识符一致的块标识符时，在步骤1704，本地缓存装置400从中央控制装置300请求对应内容分组。此时，本地缓存装置400向中央控制装置300发送内容分组请求消息，该内容分组请求消息包括结果信息(未存储块标识符)和对应的内容分组请求信息。然后，在步骤1705，本地缓存装置400从中央控制装置300接收所请求的内容分组，并且在步骤1706，向客户端20发送接收到的内容分组。此时，所传送的内容分组是非重复的内容分组，并且针对接收到的内容分组的分割块连同标识信息被存储。
[0170]在另一方面，当在步骤1703检查出已经存储与接收到的块标识符一致的块标识符时，在步骤1706，本地缓存装置400向客户端20发送与存储的块标识符对应的内容分组。
[0171]在步骤1707，本地缓存装置400从客户端20接收关于所发送的内容分组的响应消息，并且在步骤1708，经由中央控制装置300传送响应消息至内容服务器10。
[0172]随后，在步骤1709，本地缓存装置400检查是否执行结束处理。当本地缓存装置400执行结束处理时，本地缓存装置400与中央控制装置300结束处理，否则处理返回步骤1701。
[0173]将详细描述根据本发明实施方式的优化网络流量的上述方法中的重复去除处理。将根据块分割方法分别描述重复去除处理的两个实施方式。但是，在本发明中，还能够使用除了这些实施方式之外的各种块分割方法执行重复去除处理。
[0174]首先，将参照图15a和图15b详细描述用于将所缓冲的有效载荷分割成固定大小的块的处理。该重复去除处理可由中央控制装置100和本地缓存装置200执行。在本发明的实施方式中，将描述作为示例的由本地缓存装置200执行的重复去除处理，并且相同的处理也能够由中央控制装置100执行。
[0175]参照图15a和图15b，当接收到内容分组时，本地缓存装置200以流为单位标识内容分组。此时，传送的内容分组在被传送的同时改变顺序，因而本地缓存装置200缓冲该流。具体地，本地缓存装置200重新排列如图15a的(a)所示的内容分组的有效载荷，并且去除不必要的IP及TCP头部，并且仅合并图15a中的(b)所示的内容。在这之后，本地缓存装置200从合并的内容中去除内容的无意义的元数据或者应用协议中要使用的控制消息，并且仅留下有意义的内容。另选地，这些不必要的消息能够在合并之前的步骤中被去除。元数据的类型能够根据应用协议而变化。在通过HTTP传送视频内容的情况下，应该去除可包括唯一客户端数据的HTTP头部。在P2P的情况下，也能够从缓存目标排除P2P应用中使用的控制消息。
[0176]当以该方式合并及缓冲了足够的数据片时，本地缓存装置200将所缓冲的内容再次分割成有意义的块，如图15b的(d)所示，并且如图15b的(e)所示将每个块连同其唯一标识符存储于数据库中。此处，为了获得唯一标识符，能够对块的有效载荷使用已知的哈希函数，诸如MD5或者SHA1。仅块的标识信息(唯一的标识符)能够标识块的内容，并且可被设计为具有短的长度，进行比较不需要很大成本，使得在不比较块的整个内容的情况下就可以检查出是否存在一致的块。可使用已知的哈希函数，例如，MD5或者SHA1。
[0177]除了该实施方式，根据块方法、块大小或者内容的特性能够确定将内容分割成块单元的方法。能够使用各种方法，例如，根据内容的特性将内容分割成有意义内容单元的方法，已知的作为通过抓取内容来有意义地查找重复的拉宾(Rabin)指纹法，或者使用其它方法。
[0178]例如，在另一实 施方式中，通过使用拉宾(Rabin)指纹函数抓取内容，能够将内容分割成可变大小的块，如图16a和图16b所示。此处，图16b是使用拉宾(Rabin)指纹法来分块的示例，其中(a)示出了原始数据，(b)示出了在数据的前端插入的情况，(C)是在数据的后端插入的情况。
[0179]根据本发明的优化网络流量的方法能够以软件形式实现，该软件可被各种计算器件并且记录在计算机可读记录介质中。此处，记录介质能够单独地包括程序指令、数据文件、数据结构等。或者包括它们的组合。记录介质中记录的程序指令可以是专门设计的且构造成用于本发明的程序指令，或者是本领域普通技术人员已知能够使用的程序指令。记录介质的示例包括:磁介质(Magnetic Media),诸如硬盘、软盘和磁带；光学介质，诸如 CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory)和 DVD (Digital Video Disk);磁光介质(Magneto-Optical Media),诸如软式光盘(Optical Media);以及专门构造成存储及实施程序指令的硬件装置，诸如ROM、RAM (Random Access Memory)和闪存。程序指令的示例不仅包括编译程序生成的机器语言代码，而且包括计算机使用解释器等执行的高级语言代码。以上描述的硬件装置可以构造成操作作为一个或多个软件模块以执行本发明的操作，反之亦然。
[0180]工业应用性
[0181]本发明涉及流量优化方法、中央控制装置以及本地缓存装置，用于降低内容传输系统中由重复内容传输引起的网络中的流量。通过提供连接至内容服务器的中央控制装置和连接至在内容传输网络上的客户端的本地缓存装置以监测重复内容传输，本发明能够简单、明显应用于现存系统和协议，因而提供实践性及操作上可行的内容传输系统。
[0182]另外，根据本发明，中央控制装置监测由内容服务器向客户端提供的内容分组的重复传输，并且通过与本地缓存装置仅交换标识信息来检查是否存在一致的内容，而不传输重复内容分组，从而降低了在 网络的特定区间(例如，因特网与集中器站之间)以重复方式发送的网络流量的载荷。基于该原因，能够确保网络管理的方便性，以及降低成本。此外，本地缓存装置通过检查内容重复降低了内容的重复传输，因而改善了客户端感知到的质量。
【权利要求】
1.一种内容传输系统,该内容传输系统包括: 中央控制装置，其被构造成当从内容服务器接收到要向客户端提供的内容分组时，向本地缓存装置发送接收到的内容分组，当接收到被所述本地缓存装置检查为重复的内容分组的重复块的块标识符和流信息时，将所述块标识符和所述流信息登记为重复去除目标，并且向所述本地缓存装置仅发送被登记为重复去除目标的流的内容分组的块标识符和流/[目息;以及 所述本地缓存装置，其被构造成当接收到要向客户端提供的内容分组时，连同块标识符一起存储针对所述内容分组的分割块，检查所述分割块的重复，向所述中央控制装置发送所述重复块的块标识符和流信息，以及当从所述中央控制装置接收到所述块标识符和所述流信息时，向所述客户端发送与接收到的块标识符对应且存储在所述本地缓存装置自身中的内容分组。
2.—种内容传输系统,该内容传输系统包括: 中央控制装置，其被构造成当从内容服务器接收到要向客户端提供的内容分组时，连同块标识符一起存储针对所述内容分组的分割块，检查所述分割块的重复，并且向本地缓存装置发送重复块的块标识符和流信息，而不是发送与所述重复块对应的内容分组；以及 所述本地缓存装置，其被构造成当从所述中央控制装置接收到所述重复块的所述块标识符和所述流信息时，向所述客户端发送与所述块标识符对应且存储在所述本地缓存装置自身中的内容分组。
3.一种中央控制装置，该中央控制装置包括: 通信器，其被构造成与内容服务器和本地缓存装置执行通信； 控制器，其被构造成当经由所述通信器从所述内容服务器接收到要向客户端发送的内容分组时，向所述本地缓存装置发送所述内容分组，当接收到经过由所述本地缓存装置进行的重复监测的重复块的块标识符和流信息时，将接收到的所述块标识符和所述流信息登记为重复去除目标，并且向所述本地缓存装置仅发送针对重复去除目标流的下一个内容分组的块标识符和流信息，而不是发送接收到的内容分组；以及 存储器，其被构造成连同块标识符一起临时存储分割块，并且存储接收到的块标识符和流息。
4.根据权利要求3所述的中央控制装置，其中，所述控制器包括: 流管理器，其被构造成以流为单位标识接收到的内容分组，将通过分割所标识流的有效载荷而获得的分割块临时存储，当从所述本地缓存装置接收到所述块标识符和所述流信息时，登记接收到的块标识符和流信息，并且防止向所述本地缓存装置发送所述重复块；以及 有效载荷缓冲和分割单元，其被构造成缓冲所标识的流的有效载荷并且将所缓冲的有效载荷分割成块。
5.根据权利要求4所述的中央控制装置，其中，所述控制器进一步包括:块重复管理器，其被构造成检查所述分割块的重复，并且控制向所述本地缓存装置发送所述重复块的所述块标识符和所述流信息。
6.一种本地缓存装置，该本地缓存装置包括: 通信器，其被构造成与客户端和连接至内容服务器的中央控制装置通信；控制器，其被构造成当经由所述通信器从所述中央控制装置接收到内容分组时，将针对所述内容分组的分割块连同块标识符一起存储，同时向所述客户端提供接收到的内容分组，当从所述中央控制装置接收到重复块的块标识符和流信息时，控制向所述客户端发送所存储的与接收到的块标识符对应的内容分组；以及 存储器，其被构造成将所述分割块连同所述块标识符一起存储。
7.根据权利要求6所述的本地缓存装置，其中，所述控制器包括: 流管理器，其被构造成以流为单位标识接收到的内容分组，以及当从所述中央控制装置接收到针对所标识的流的块标识符时，控制向所述客户端发送所存储的与接收到的块标识符对应的内容分组； 有效载荷缓冲和分割单元，其被构造成缓冲所标识的流的有效载荷并且将所缓冲的有效载荷分割成块；以及 块缓存单元，其被构造成使存储器将所分割的块连同所述块标识符一起存储。
8.根据权利要求7所述的本地缓存装置，其中，所述控制器进一步包括块重复管理器，其被构造成对接收到的内容分组执行块重复检查，将被检查为重复的重复块的块标识符和流信息传送至所述流管理器，并且检查是否已经存储了与接收到的块标识符一致的块标识符。
9.根据权利要求8所述的本地缓存装置，其中，所述流管理器控制向所述中央控制装置发送所述重复块的 所述块标识符和所述流信息，当未存储与接收到的块标识符一致的块标识符时，从所述中央控制装置请求与接收到的块标识符对应的内容分组，并且控制接收所请求的内容分组以及向所述客户端提供所请求的内容分组。
10.一种优化内容传输系统中的网络流量的方法，所述内容传输系统包括连接至提供内容分组的内容服务器的中央控制装置以及连接至被提供所述内容分组的客户端的本地缓存装置，所述方法包括以下步骤: 在所述中央控制装置处向所述本地缓存装置发送从所述内容服务器接收到的内容分组； 在所述本地缓存装置处检查接收到的内容分组的块重复，并且向所述客户端提供接收到的内容分组； 当所述本地缓存装置检查出接收到的内容分组的重复块时，向所述中央控制装置发送所述重复块的块标识符和流信息； 在所述中央控制装置处将接收到的重复块的所述块标识符和所述流信息登记为重复去除目标； 在所述中央控制装置处向所述本地缓存装置仅发送登记为重复去除目标的流的下一个内容分组的块标识符和流信息；以及 当所述本地缓存装置接收到所述重复块的所述块标识符和所述流信息时，向所述客户端发送所存储的与接收到的块标识符对应的内容分组。
11.一种优化内容传输系统中的网络流量的方法，所述内容传输系统包括连接至提供内容分组的内容服务器的中央控制装置以及连接至被提供内容分组的客户端的本地缓存装置，所述方法包括以下步骤: 当所述中央控制装置从所述内容服务器接收到内容分组时，对接收到的内容分组执行块重复检查； 在所述中央控制装置处向所述本地缓存装置发送经重复检查的内容分组的重复块的块标识符和流信息；以及 当所述本地缓存装置接收到所述重复块的所述块标识符和所述流信息时，向所述客户端发送所存储的与接收到的块标识符对应的内容分组。
12.根据权利要求10或11所述的方法，该方法进一步包括以下步骤: 当所述本地缓存装置未存储与接收到的块标识符对应的内容分组时，从所述中央控制装置请求与接收到的块标识符对应的内容分组； 在所述本地缓存装置处从所述中央控制装置接收所请求的内容分组；以及 在所述本地缓存装置处向所述客户端发送接收到的内容分组。
13.根据权利要求10或11所述的方法，该方法进一步包括以下步骤: 在所述中央控制装置处以流为单位标识接收到的内容分组，缓冲所标识的流的有效载荷，以及将所缓冲的有效载荷分割成块；以及将分割块连同生成的块标识符一起临时存储。
14.根据权利要求10或11所述的方法，该方法进一步包括以下步骤: 在所述本地缓存装置处以流为单位标识从所述中央控制装置中接收到的内容分组，缓冲所标识的流的有效载荷，以及将所缓冲的有效载荷分割成块；以及将分割块连同所生成的块标识符一起存储。
【文档编号】H04L12/751GK104025521SQ201280064475
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年12月26日 优先权日:2011年12月26日
【发明者】李宗玟, 李璟埈, 沈宁宰, 禹伸爱, 朴敬洙 申请人:Sk电信有限公司, 韩国科学技术研究院