专利名称：一种广域网数据提速方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及业务支撑系统数据传输技术领域，尤其涉及一种广域网中业务支撑系 统数据提速方法、装置及系统。
背景技术：
在广域网数据传输中，为了解决数据在网络中的传输较慢的问题，人们提出了“优 化网络、加速应用”的各种解决方法，其核心是让应用在网络中的传输更加快速。广域网优化技术就是加速应用的一种新技术。面临广域网速度局限的瓶颈，可以 通过广域网优化的技术来进行优化。传统的解决方案，比如速度慢就增加带宽，事实上并不 是这样单一的解决方法就能够完全解决的。广域网优化技术的应用，不仅能在办公应用、业 务系统的使用速度上面有了一个质的飞跃，并且能够让带宽中的流量大幅度降低，使数据 库包括服务器的大集中成为可能。通过广域网加速技术，消减网络传输当中的一些流量问 题，减少的幅度在30 % 90 %，这是大量业务需求得以更好进行的保证。目前广域网优化技术的实现主要有以下几种方式1)数据优化通过对发送数据进行缓存化(暂时保管)及压缩化操作来节约带 宽，包括数据压缩、安全缓存、提前读取等技术；2)传输优化增大一次可发送的数据量(TCP窗口大小)，包括TCP协议优化等技 术；3)应用程序优化优化文件访问协议(数据交换)并减少通信次数，包括TCP协 议优化、多路复用等技术。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题1.现有广域网优化技术应用在业务支撑系统数据的传输过程中，存在因缺乏对业 务特性及其数据传输过程的分析，其协议优化、数据压缩、数据缓存、提前读取、多路复用等 各项优化技术难以实现或效果不明显，适用性差；2.缺乏对于业务特性的而非网络传输协议的数据流量控制策略，从而无法在同一 传输电路条件下做到对不同业务数据提速需求的区别对待而无法满足个性化需求；3.现有广域网优化技术的流量控制策略只能在网络两侧静态部署，无法做到对网 络上传输的数据进行智能化匹配优化，缺乏智能化应用等缺陷
发明内容
本发明的目的是针对现有广域网优化技术中的适用性差等缺陷，提供一种广域网 数据提速系统、数据提速装置及方法，以提高广域网优化技术在业务支撑网的实用性，并进 一步提高传输效率，减少广域网的应用延迟。为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种广域网数据提速系统，包括 发送端、广域网设备及接收端，其中发送端，用于发送业务请求对应的数据包；
广域网设备，用于接收发送端的数据包，根据数据包的识别特征确定对应的优化/ 加速策略，并对数据包进行提速转发；接收端，用于通过广域网设备接收提速转发后的数据包，发送对应的响应数据包。 优选地，发送端可以包括客户端设备、和/或局域网交换机，接收端包括服务 器、和/或局域网交换机；或者发送端包括服务器、和/或局域网交换机，接收端包括客 户端设备、和/或局域网交换机。上述广域网设备可以包括客户端广域网路由器及客户端对应的数据提速装置。上述广域网设备还可以包括服务器端广域网路由器及服务器端对应的数据提速装置。为实现上述目的，根据本发明的一个方面，还提供了一种广域网数据提速装置，包 括分析单元，用于对数据包的数据传输、数据结构及数据响应机制进行分析，找出该 数据包的业务识别特征信息；查询单元，用于根据该数据包的业务识别特征信息与承载业务传输的网络协议类 型的对应关系，找出与该数据包对应的网络传输协议；判别单元，用于根据网络传输协议选择合适的广域网优化/加速策略，加速策略 包括协议优化、字节缓存、对象缓存、压缩/解压缩、带宽管理、或以上任意组合。上述数据提速装置，可以旁路服务器端广域网路由器、或客户端广域网路由器。为实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种广域网数据提速方法，该 方法包括以下步骤获取业务请求对应的数据包；根据该数据包的识别特征确定业务应用 对应的优化/加速策略；根据该优化/加速策略进行广域网数据包提速转发。本发明的数据提速方法、装置及系统，可以根据数据包的业务识别特征确定不同 的优化/加速策略，从而加速数据包的转发，大大提高广域网优化技术在业务支撑网的实 用性，并进一步提高传输效率，减少广域网的应用延迟，并且对不同业务数据提速需求区别 对待满足个性化需求。本发明还可以使得用户能够高效快速的使用现有广域网资源来解决 带宽及应用时延问题。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图1为根据本发明的广域网数据提速系统实施例结构图；图2为根据本发明的广域网数据提速系统实施例示意图；图3为根据本发明的广域网数据提速方法实施例工作流程图；图4为图3的信令流程示意图；图5为根据本发明的选择提速策略实施例示意图；图6为根据本发明的数据提速装置结构图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供了一种广域网数据提速系统，包括发送端、广域网设备及接收端，其 中发送端，用于发送业务请求对应的数据包，具体可以是客户端、服务器端等，只要 是发送数据包的端均可以作为发送端；广域网设备，用于接收发送端的数据包，根据该数据包的识别特征确定对应的优 化/加速策略，并对该数据包进行提速转发；接收端，用于通过广域网设备接收提速转发后的数据包，发送对应的响应数据包。 如果发送端为客户端，该接收端可以是服务器端；如果发送端是服务器端，则该接收端可以 是客户端。上述系统中无论发送端还是接收端，中间均可以通过广域网设备进行数据包的提 速转发，该广域网设备可以只在客户端路由器侧进行数据包的加速转发，也可以只在服务 器端路由器侧进行数据包的加速转发，还可以在客户端以及服务器端路由器侧均进行加速 转发，下面图1为两侧均进行数据包提速转发的优选实施例示意图。图1为根据本发明的广域网数据提速系统实施例结构图，参考图1，本发明的广域 网数据提速系统包括客户端101，连接客户端广域网路由器11，将业务需求汇总形成业务请求数据包， 发送到客户端广域网路由器11，并接收客户端广域网路由器11传送的服务器响应数据包。广域网设备102，包括客户端广域网路由器11、IP传输网络、客户端数据提速装 置12、服务器端广域网路由器31及服务器端数据提速装置32。客户端广域网路由器11接收客户端101的业务请求数据包并将其映像到客户端 对应的数据提速装置12 ；数据提速装置12对该业务请求数据包的数据传输、数据结构及数 据响应机制进行分析，找到业务特性与承载业务传输的网络协议类型的对应关系，进而选 择适当的提速策略对该业务请求数据包经IP传输网络提速转发送到服务器端广域网路由 器31。服务器端广域网路由器31将业务请求数据包发送到服务器端103，接收服务器端 103的响应数据包并将其映像到服务器端的数据提速装置32，并按照数据提速装置32提供 的提速策略将该响应数据包经IP传输网络提速转发到客户端101。服务器端103，与广域网中的服务器端广域网路由器31相连，接收服务器端广域 网路由器31发送的业务请求数据包，并响应该业务请求；将产生的响应数据包发送到广域 网路由器31。
图2为根据本发明的广域网数据提速系统实施例示意图。参考图2，本实施例是基 于业务特性的广域网数据提速系统，包括广域网网络拓扑、核心/边缘局域网网络拓扑、数 据提速装置。广域网网络拓扑，包括广域网两端的路由器、防火墙设备及中间的IP传输网络， 实现两端数据的双向传输，并提供安全访问控制、流量检测及Qos控制等功能。
核心/边缘局域网网络拓扑，包括局域网交换机、服务器/客户端设备，汇总本端 服务器/客户端的业务流量，通过局域网交换机汇聚后提交路由器转发数据。边缘数据提速装置或核心数据提速装置分别位于客户端侧和服务器侧，上述数据 提速装置是位于广域网路由器旁路的硬件设备，负责对经过局域网交换机的业务流量进行 不同策略的数据提速处理；主要处理方式为1)对业务支撑系统各项业务的数据传输、数据结构及数据响应机制进行分析，找 到业务特性与承载业务传输的网络协议类型的对应关系，从而实现以业务特性为基础的流 量策略控制；2)根据软件模块的数据分析结果，针对不同业务类型的数据，通过硬件模块集成 的流量策略控制工具选用不同的数据提速技术(TCP协议优化、数据压缩、安全缓存、提前 读取、多路复用等)，从而实现基于业务特性的广域网数据提速。根据用户的需求，本实施例的广域网数据提速系统还可以有以下实现方式1).广域网设备中只在客户端广域网路由器旁路接入数据提速装置装置，对客户 端101业务请求数据包进行提速处理；2).广域网设备中只在服务器端广域网路由器旁路接入数据提速装置装置，对服 务器端103的响应数据包进行提速处理。图3为根据本发明的广域网数据提速方法的实施例工作流程图，图4为图3的信 令流程图，参考图3和图4，本实施例结合上述系统实施例描述根据基于业务特性的广域网 数据提速方法的具体实现过程步骤301，客户端发起业务请求，经客户端局域网交换机汇总形成业务数据包发送 到客户端广域网路由器；步骤302，客户端广域网路由器将业务数据包镜像给边缘数据提速装置(也称客 户端数据提速装置)；步骤303，边缘数据提速装置对业务数据包进行分析，找到其业务特性对应的网络 传输协议类型，进而选择适当的提速策略提交给客户端广域网路由器；边缘数据提速装置对“前台综合查询”业务数据包分析及选择提速策略的具体过 程举例如下当业务数据包到边缘达数据提速装置，该装置能够根据业务数据包的特征信息 (包括地址、通讯端口、应用级协议等)来确定其业务对应的网络传输协议，而网络传输协 议很大程度决定了应用通讯的数据传输特性，例如“前台综合查询”业务通过TCP协议的 交互数据流实现，其主要通讯特性就是每传输4K数据就要进行一次两端数据确认，边缘数 据提速装置可通过协议优化、多路复用技术将广域网上的握手降到最少，从而加快业务数 据的传输速度。边缘数据提速装置的中选择提速策略是由流量策略控制工具采用智能算法，使它 能采用一种或多种广域网提速技术来更好地匹配基于业务特性的数据包实现。首先，字节 缓存是通过在广域网数据提速装置中建立字典来实现优化的，而字典的建立完全根据业务 的字节流特性建立，从而最大限度地减少广域网传输的流量；其次，对象缓存则能够跟踪服 务器上内容的变化规律，从而确定缓存刷新时间，实现最好的带宽节省和速度提高；最后， 协议优化根据网络传输协议、应用通讯协议和数据传输的实际状况进行优化。
边缘数据提速装置对其它业务数据包分析及选择提速策略可参见表1。表1业务识别特性及对应的优化/加速策略对应关系表 步骤304，客户端广域网路由器根据边缘数据提速装置反馈的提速策略进行业务 数据包的提速转发；步骤305，服务器端广域网路由器接收业务数据包并转发给服务器端；步骤306，服务器端接收业务数据包并响应业务请求，将响应数据包发送给服务器 端广域网路由器；步骤307，服务器端广域网路由器将响应数据包镜像给核心数据提速装置(或服 务器端数据提速装置)；步骤308，核心数据提速装置对响应数据包进行分析，找到其对应的网络传输协议 类型，进而选择适当的提速策略提交给服务器端广域网路由器；核心数据提速装置对“前台综合查询”响应数据包进行分析、选择数据提速策略的 具体过程如下核心数据提速装置对“前台综合查询”响应数据包进行分析，找到其数据类 型为基于FTP协议的大字节数据包，进而可选择数据压缩、重复数据索引技术做为本次数 据传输的数据提速策略提交给路由器；核心数据提速装置对其它业务响应数据包进行分析、选择的数据提速策略可参见表1。步骤309，服务器端广域网路由器根据核心数据提速装置反馈的提速策略进行响 应数据包的提速转发； 步骤310，客户端广域网路由器接收响应数据包，再转交给客户端，本次业务数据 传输结束。图5为根据本发明的选择优化/加速策略的实施例示意图。如图5所示，广域网 提速技术主要有五种，它们有些可以运用于所有应用，而有一些只能运用于特定协议，由于 在广域网上多种业务系统采用不同的通讯协议，包括CIFS、HTTP、HTTPs, MAPI等，因此广 域网提速模块需要综合利用这五种技术来实现应用的优化。这五种技术包括1.带宽管理企业采用带宽管理，可以为任何应用交互流量分配一个带宽等级， 网管员可以设定限制(最小值)，也可以保证带宽的最大值，从而保证关键应用优先使用带 觅ο2.协议优化协议优化把传统的串行通信改为并行，使应用在广域网上更加高 效。繁琐的协议交户过程变得更加快捷高效，而且响应时间也大大缩短。这包括应用级的 协议优化和通讯层的优化。3.字节缓存字节缓存观察到应用流量中两个缓存器之间移动的重复图样(字节 流)，把这些图样用一个令牌做标记，然后发送这个令牌而不是整个信息包。字节缓存并不 是针对应用的，而且在更底层运作，能够降低所有TCP流量的带宽。4.对象缓存对HTTP/HTTPS/CIFS/流媒体内容，通过在边缘缓存文件使交互速度 大大提高。通过在远程办公设备上缓存经常使用的对象，客户可以避免延迟以及带宽过程 消耗。对象缓存能够极大地减少带宽需求和文件服务延迟。5.压缩/解压缩压缩使用的是一种通用的压缩运算法则，它可以在数据传输之 前清除掉那些毫无关系的/可预知的信息，此项技术减少了应用数据在广域网链路上的传 输。解压缩则是应用在可用带宽较大，追求业务较快响应的情况下，对数据包在传输前制定 解压缩规则，从而提高其在接受侧的应用响应时间。具体实现过程如下首先，当远程用户要访问应用数据时，如果这些内容在远端广域网提速模块的对 象缓存中，就能直接从本地获取，无需从广域网上传输，这部分流量约占总流量的30 % 40，有效减少了数据在广域网上的传输。接着，如果内容不在缓存中，例如这个内容已经修改过或过期了、或不适用对象 缓存技术，这时，广域网数据提速装置就检索字节缓存中的字节序列，如果发现相关字节序 列，则传输时只需传送很小的令牌，而无需传输所有的数据，实现数据的变化量传输。如果字节缓存中没有发现字节序列，广域网数据提速装置将对有必要压缩的数据 进行压缩，进一步减少数据传输量，当然，广域网数据提速装置能够探测这些数据是否有必 要压缩，如是PDF、流媒体、执行文件、已经压缩过的ZIP/RAR数据，将不对其压缩，以节省 CPU开销。经过压缩的数据就可以在广域网上传输了，这时，广域网数据提速装置还可在传 输前根据管理员设置的策略，对重要的数据，如前台帐务处理数据优先传输，实现重要数 据先行。
最后，实际传输时，广域网数据提速装置根据协议对其进行优化，将串行通讯变成 并行通讯，减少广域网上和延迟，以及提高广域网传输效率。图6为根据本发明数据提速装置结构图，本发明的数据提速装置具体功能和处理 过程可参见上述方法和系统实施例中对于客户端数据提速装置12、服务器端数据提速装置 32、以及边缘数据提速装置和核心数据提速装置的相关说明。本实施例仅对其内部结构进 行举例说明，如图6所示，本实施例的数据提速装置包括 分析单元，用于对数据包的数据传输、数据结构及数据响应机制进行分析，找出数 据包的业务识别特征信息；查询单元，用于根据数据包的业务识别特征信息与承载业务传输的网络协议类型 的对应关系，找出与数据包对应的网络传输协议；判别单元，用于根据网络传输协议选择合适的广域网优化/加速策略，加速策略 可以包括协议优化、字节缓存、对象缓存、压缩/解压缩和带宽管理任意一种或组合。参见图1所示，服务器端广域网路由器旁路的数据提速装置32主要针对响应数据 包的业务识别特征进行分析。客户端广域网路由器旁路的数据提速装置12主要针对业务 请求数据包的业务识别特征进行分析。数据提速装置的流量策略控制工具可以采用智能算法，使它能采用一种或多种广 域网提速技术来更好地匹配基于业务特性的数据包，提速策略包括1)字节缓存是通过在广域网数据提速装置中建立字典来实现优化的，而字典的建 立完全根据业务的字节流特性建立，从而最大限度地减少广域网传输的流量；2)对象缓存则能够跟踪服务器上内容的变化规律，从而确定缓存刷新时间，实现 最好的带宽节省和速度提高；3)协议优化根据网络传输协议、应用通讯协议和数据传输的实际状况进行优化。本发明上述各实施例可以弥补现有的广域网优化技术只能对网络传输协议进行 控制的不足，可大大提高广域网优化技术在业务支撑网的实用性，同时独创了基于业务特 性的流量策略控制在广域网数据传输中的应用，使得用户能够高效快速的使用现有广域网 资源来解决带宽及应用时延问题。本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过 程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序 在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
一种广域网数据提速方法，其特征在于，包括以下步骤A、获取业务请求对应的数据包；B、根据所述数据包的识别特征确定所述业务应用对应的优化/加速策略；C、根据所述优化/加速策略进行所述广域网数据包提速转发。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述A包括客户端的广域网路由器获取客户端发起的业务请求数据包，并镜像至旁路的数据提速 装置进行后续操作B;以及所述C包括所述客户端的广域网路由器根据所述优化/加速策略进行业务请求数据 包的提速转发。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述A包括服务器端的广域网路由器接收业务请求数据包，转发给所述服务器端； 所述服务器端接收所述业务请求数据包，响应所述业务请求至所述服务器端的广域网 路由器；所述服务器端的广域网路由器接收服务器端的业务请求响应数据包，并镜像至旁路的 数据提速装置进行后续操作B ；以及所述C包括所述服务器端的广域网路由器根据所述优化/加速策略进行业务请求响 应数据包的提速转发。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述B具体包括对所述数据包的数据传输、数据结构及数据响应机制进行分析，找出所述数据包的业 务识别特征信息；根据所述数据包的业务识别特征信息与承载业务传输的网络协议类型的对应关系，找 出与所述数据包对应的网络传输协议；根据所述网络传输协议选择合适的广域网优化/加速策略； 所述数据包括业务请求数据包，或者业务请求响应数据包。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述业务识别特征信息包括数据的地 址、通讯端口、和/或应用级协议类型。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述网络传输协议选择合适的 广域网优化/加速策略包括根据所述数据包的网络传输协议选择流量策略控制工具中的一种或多种网络加速策略；其中，所述网络加速策略包括协议优化、字节缓存、对象缓存、压缩/解压缩、带宽管 理，或以上各加速策略的任意组合。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述网络加速策略具体包括 利用对象缓存优化直接从本地获取应用数据；或者利用字节缓存优化，实现数据的变化量传输获取应用数据；或者对必要压缩的数据进行压缩，进一步减少数据传输量，实现重要数据先行；或者根据协议对应用数据进行优化，将串行通讯变成并行通讯，减少广域网上和延迟。
8.一种广域网数据提速系统，其特征在于，包括发送端、广域网设备及接收端，其中 所述发送端，用于发送业务请求对应的数据包；所述广域网设备，用于接收所述发送端的数据包，根据所述数据包的识别特征确定对 应的优化/加速策略，并对所述数据包进行提速转发；所述接收端，用于通过所述广域网设备接收所述提速转发后的数据包，发送对应的响 应数据包。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述发送端包括客户端设备、和/或局 域网交换机，所述接收端包括服务器、和/或局域网交换机；或者所述发送端包括服务器、和/或局域网交换机，所述接收端包括客户端设备、和/或 局域网交换机。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述广域网设备包括客户端广域网路由器，用于接收所述业务请求对应的数据包，镜像至客户端数据提速 装置，按照所述客户端数据提速装置提供的优化/加速策略将所述数据包提速转发到IP传 输网络；客户端数据提速装置，旁路所述客户端广域网路由器，用于接收转发的所述数据包，根 据该数据包的识别特征选择业务应用对应的优化/加速策略。
11.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述广域网设备包括服务器端广域网路由器，用于接收所述业务请求响应数据包，镜像至服务器端数据提 速装置，按照所述服务器端数据提速装置提供的优化/加速策略将所述响应数据包提速转 发到IP传输网络；服务器端数据提速装置，旁路所述服务器端广域网路由器，用于接收转发的所述响应 数据包，根据该数据包的识别特征选择业务应用对应的优化/加速策略。
12.—种数据提速装置，其特征在于，包括分析单元，用于对数据包的数据传输、数据结构及数据响应机制进行分析，找出所述数 据包的业务识别特征信息；查询单元，用于根据所述数据包的业务识别特征信息与承载业务传输的网络协议类型 的对应关系，找出与所述数据包对应的网络传输协议；判别单元，用于根据所述网络传输协议选择合适的广域网优化/加速策略，所述加速 策略包括协议优化、字节缓存、对象缓存、压缩/解压缩、带宽管理、或以上各加速策略的 任意组合。
13.根据权利要求12所述的数据提速装置，旁路服务器端广域网路由器、或客户端广 域网路由器。
全文摘要
一种广域网数据提速方法、系统及装置，其中该方法包括获取业务请求对应的数据包；根据数据包的识别特征确定业务应用对应的优化/加速策略；根据优化/加速策略进行广域网数据包提速转发。本发明弥补了现有的广域网优化技术只能对网络传输协议进行控制的不足，提高了广域网优化技术在业务支撑网的实用性，采用基于业务特性的流量策略提速广域网的数据传输，用户能够高效快速的使用现有广域网资源来解决带宽及应用时延问题。
文档编号H04L12/56GK101841387SQ20091011905
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者万锋, 张霞, 邓庆林, 龚纯 申请人:中国移动通信集团江西有限公司