专利名称：一种建立互联网流式浏览器的方法
技术领域：
本发明属于互联网客户端应用软件。它主要涉及的工作包括本地资源利用、分布 式资源利用、非中心结构互联网传输协议的使用、搜索接口、丰富客户端展示以及用户交互 等。实际上，互联网流式浏览器是一个对大规模非中心互联网技术在终端用户计算节点上 的综合应用。
背景技术：
浏览器技术是互联网客户端系统的典型应用。当今互联网在社会各个层面的广泛 应用以及巨大影响力确实要归功于浏览器的发明。最早被广泛应用的浏览器是NetScape1;现在广泛流行的是Internet Explorer2和FireFox3等。这些浏览器都具备以 下共同点。当前的浏览器都属于基于中心结构的分布式客户端。上述浏览器都是作为中心结 构分布式客户端面目出现的。这些浏览器向远程互联网上的服务器发送请求并等待服务器 的回应；在获得回应后，将其显示在浏览器中呈现给终端用户。当请求和回应的数据量小 并且网络质量高时，终端用户感受会理想；而当网络质量差、计算复杂或者请求回应的数据 量大并且无法以流媒体形式处理时，浏览器处于等待状态，用户会认为系统反应迟钝。这些 浏览器通常在客户端只起到展示作用，主要计算和数据都集中在服务器端。这样系统的性 能严重依赖于服务器所拥有的计算资源，数据、带宽、中央处理器、内存以及存贮空间等。最 后，这些浏览器之间不会有任何直接交互。如果用户之间需要交互，都是通过服务器来间接 完成的；如果没有用户之间的交互请求，浏览器之间的这种间接联系也不会存在。这种情况 直接造成了客户端计算资源的浪费。当前的浏览器都是基于中心结构互联网传输协议。上述浏览器都是基于中心结构 互联网传输协议来工作的。这些协议主要包括HTTP4、FTP5和Telnet6等；其中 HTTP是最主要的协议。这些协议都是基于TCP/IP7之上的应用层协议。同非中心结构 传输协议对比，所谓中心结构传输协议的特点是数据传输都是在请求和回应模式下工作； 并且任何数据的交互都是在两个节点间进行，没有其他节点的参与。当资源集中在少数节 点上时，这种协议必然形成一个中心结构，这也是中心结构互联网传输协议名称的由来。这 种协议有其优势，比如设计简单、便于管理和安全性高等。但同时也带来诸如资源利用率 低、容错性差以及伸缩性差等问题。基于这样协议的浏览器也会具备相应的优缺点，比如现 今的浏览器适合于用户相对少、安全性和正确性要求高但是传输代价小的商业计算，但对 传输数据量大、计算复杂的应用，如多媒体应用，就难于应付。当前的浏览器都是基于请求回应模式来工作的。所谓的请求回应模式指的是在客 户/服务器分布式模型下，数据传输时处于主动方的永远是客户端，而处于被动方的永远 是服务器端。这种模式也是中心结构带来的必然结果。由于服务器资源在多数情况下都是 宝贵的，主要用来服务于客户端请求；如果要求服务器主动和客户端产生联系，必然会更多 地消耗计算资源；一旦有客户发出请求，会降低服务器的反应效率。这种方式会在客户端请求数量少时使服务器资源闲置。但由于服务器不能和客户端主动建立连接，这种资源闲置 的问题在现有环境下也无法解决。请求回应模式带来的另外一个问题是当服务器上的数据 发生变动时，无法及时更新相关客户端的数据，造成不一致。为了克服这个问题，一些基于 浏览器的应用会通过投票机制8和远程服务器联系，以确保本地数据能及时更新。但这 种投票机制并不精确，并且会造成对服务器额外的压力。除了资源利用效率和数据不一致 的问题外，请求回应模式从用户获取有价值数据上看也存在不足。互联网系统本身是一个 频繁变动的系统，数据发布、搜索以及存取在不停地进行当中；这种变化有些是用户所需要 感知的或者说是用户有兴趣的。但是由于这种变化是复杂而随机的，来源也很多，如果利用 请求回应模式系统很难获取这些动态变化的数据。因此在大多数情况下，浏览器展示的数 据都是静态的；只有当用户主动发出请求时，才会有变化的数据展示出来。但这不能反应互 联网真实的场景，用户可能失去对自己有意义的变动或者对这种变动感知不及时。当前的浏览器展示方式都是基于小数据量脚本解析来完成的。由于数据量相对 少，大多数时候互联网数据以轻量级的文本数据为主，以保证核心数据能及时在互联网上 传送，因而必须对多媒体数据大小和数量做严格的限制。这造成了浏览器展示效果的严重 缺陷。现在基于浏览器的应用和基于桌面的应用有明显差别，除了响应慢，展示上也很单 调。
发明内容
本发明的目的在于利用大规模非中心互联网系统技术，建立一个新的通用互联网 浏览器。这个浏览器和大规模非中心互联网系统充分结合，达到高效运行、即时变化以及丰 富展示的目的，实现对当前互联网客户端的改造。本发明是通过以下技术手段实现发明目的的第一步，为数据组织并提供新的描述方式。既然传输协议与传统系统不同，对应被 传输数据的描述也会发生变化。这种变化首先体现在数据描述和数据本身的分离上。这种 分离可以保证同样数据可以不同的形式出现，而不会和某个展示方式形成紧耦合。这克服 了 HTML9的缺陷，在HTML当中数据和其描述是混在一起的，这不利于数据的重用。其次， 数据描述应包含完整语义以有利于系统分类、查询和维护。HTML是一种半结构化数据描述， 主要用来展示，根据HTML进行数据管理难度大效果差。再次，本发明对数据组织时没有大 小限制。原则上，HTML也没有对此做限制，但由于互联网结构的原因，在传输时数据大小都 严格受限。另外，本发明的描述中还包括独特的交互描述。HTML中为交互提供的描述有很 多，但这些交互描述针对的数据一般处于远程节点上，这使系统性能下降。另外，在交互的 种类上也由于这种基于远程请求的运行模式，导致交互方式在一个网页上非常有限。而本 发明描述中大量的请求可以基于本地进行，交互反应速度迅速。同时，本地计算也使得交互 更丰富，比如所有的数据都可以播放的形式听凭用户控制；可以更便捷地在网页中嵌入基 于本地资源的交互模块。更重要的是，这种交互是在大量数据、大量用户和本地用户共同作 用下展开的，打破了基于HTML有限数据和简单人机交互的方式。最后，本发明中的展示描 述也更加丰富。同样是由于对于本地资源的充分利用，展示层会表现出和基于传统HTML截 然不同的形式，多媒体、图像化和图形化趋势更加明显，成为丰富互联网应用10新的解决 方案。图1表示了本发明中的数据描述。
第二步，通过改变数据传输方式建立基于本地请求的快速响应模式。当前浏览器 交互主要发生在本地和远程节点之间。这样的模式一方面使得远程节点计算资源的紧张， 同时也导致本地用户等待时间过长。由于本发明中的浏览器利用了新的传输方式，使互联 网数据由间歇式小数据量两点间传送变为恒定式大数据量多点配合传送。这样的传输方式 使得远程基于数据的应用能够最大限度地转换为本地应用，即大量请求由发送到远端变为 和本地数据的交互，从而大大减少了远程请求带来的延迟，提高了应用响应效率。需要说明 的是，本发明没有对互联网上以计算为主的应用做类似工作；上述讨论都是对基于数据的 互联网应用来展开的。第三步，建立即时数据动态更新方式。本发明中的浏览器当远程数据更新后，能够 即时得到通知以及变动的数据。这个特征是由于大规模非中心互联网系统是在事件驱动模 式8下工作，而不是中心互联网系统的请求回应模式。当远程数据发生变动后，服务器会 利用多个客户端辅助传递的方式即时传送相关数据给当前正在关注此数据的客户端。这种 方式相对于投票机制可以被称为事件驱动模式。它杜绝了投票机制给系统带来的压力以及 误差，使得系统任何变动都能够即时反应到对其感兴趣的浏览器上。这种变化带来了互联 网应用的新感受，使得互联网能更真实地反应到浏览器上。事实上，一个真正的互联网本身 就是一个不断变动的互联网，但是由于当前技术的限制，导致这样的变动不能即时在浏览 器上呈现，这使得互联网看上去是一个静止的系统。本发明解决了这个弊端。第四步，建立基于多媒体的丰富展示方式。只有数据的丰富才能最终导致展示的 丰富。当前互联网浏览器由于基本技术的限制，不得不尽量在信息价值和传输能力之间取 得平衡、在信息展示形式和传输量之间取得平衡。一个良好的系统，在保证足够信息价值的 同时，尽可能传输更大量的数据，使得信息以更丰富的形式展示出来。但由于传统技术传输 能力有限，同样价值的信息不得不使用较小量数据来表示，甚至只以文本形式展现出来。为 了弥补这个不足，通常会依赖在服务器和带宽上的大投入。本发明的浏览器借助潜在客户 的帮助，能够最充分地使用系统资源，在无需额外投入的情况下改善现有系统的不足，使信 息以在当前资源条件下，以最大可能的丰富程度来传输和展示。这种情况下，用户同样需要 取得上述两个平衡，但是平衡点会发生变化，即同样价值的信息会以更丰富的方式来传输 和展示。另外，在信息价值和数据量之间甚至没有限制。只要数据具有足够的信息价值，并 且这个价值能够均勻分布在整个传输所需时间内，同时这样的价值能够在以系统可能提供 的最大带宽即时传输，那么系统不会对整个数据量大小做任何限制。当符合上述条件的数 据出现在系统中时，其展示效果会变得丰富而流畅。本发明的积极效果为利用大规模非中心互联网技术建立一个新的通用互联网浏览器，并使这个浏览器 和大规模非中心互联网系统充分结合，达到高效运行、即时变化以及丰富展示的目的，实现 对当前互联网客户端的改造。
图1、流式浏览器所处理的数据描述；图2、流式浏览器所依赖的数据传输模式。
具体实施例方式第一步，建立大规模非中心互联网系统。本发明中的浏览器是以大规模非中心互 联网系统为基础而设计的。没有这个基础，也不会出现新的浏览机制。在这个互联网中，任 何两个节点都是处于对等地位。所谓对等，最基本的理解就是一个节点既是数据或者服务 提供者，又是数据或者服务的享受者。但这样的解释过于表面化。更进一步理解，对等指的 是在一个数据共享的环境中，大量节点以平等的方式参与计算，并按照最终用户的意愿形 成计算集群；在这个集群内，节点共同作用形成对数据的发布、搜索以及存取；在这样系统 中，所有最终用户及其控制的节点决定了系统的性能和质量；其中具备或者创造有价值数 据的用户及其控制的节点是高效集群形成的关键，但这样的节点通常是少数。当集群形成 后，必须使其中的数据传输以非中心的方式进行；其中的数据传输方式以互惠策略原则来 达到节点之间配合传输的效益最大化。从用户角度看，数据是以稳定而最大可获得速率持 续传送到本地。同时，由于这个数据流是在用户意志下形成的，即数据经过了人为筛选而拥 有了满足用户要求的智能趋向。第二步，利用大规模非中心互联网传输协议为浏览器传输数据。本发明中浏览器 抛弃了中心式的HTTP协议4，而采取了大规模非中心互联网传输协议。同HTTP协议相 比，这个协议更适合高动态变化的互联网环境。这个协议的利用使浏览器不是单独地和多 个服务器进行联系，而是和很多志趣相似的计算节点组成了一个集群，共享计算资源。由于 本协议的支持，使用这种浏览器的最终用户单位时间内获得的数据量大。同时，浏览器所 获得的数据不单纯是主动请求时获得的；在没有发出请求时，浏览器也会收到来自于系统 的数据。这些数据相对于HTTP协议，包含更多的多媒体形式。总之，本发明所利用的传输 协议使得数据传输的基本模式由请求回应模式变为恒定流动方式，由小数据量变为大数据 量，由简单两点间交互变为多点间集群配合方式。图2表示了本发明浏览器所依赖的数据 传输模式。第三步，建立基于大规模非中心的事件驱动机制。事件驱动机制实质上是一个系 统中的节点之间能够相互以主动方式交互。这个系统既可以是本地应用，也可以是远程应 用或者是分布式应用。在本发明中，主要考虑的是远程应用或者说分布式应用中事件驱动 机制的形成。一旦节点间是以这种机制作为相互联系的基本形式，这个系统就具备了事件 驱动的特征。只有这种特征才能即时反映系统内部的变化。这种系统设计难度大，不合理 的设计会导致系统资源占用过大和性能上的损失。大规模非中心互联网中的对等性质保证 了这个机制的形成，或者说大规模非中心互联网本质就是一个事件驱动的系统。在这样的 系统中，任意节点可以主动和其他节点联系，并在互惠的前提下组成计算集群。然而，某个 节点上发生某个事件后，并且有很多节点对此变化感兴趣，如果没有适当的多播机制11
会导致该节点难以应付大量主动通知以及可能的大数据传输。因而，一个完善的多播系统 是建立大规模非中心事件机制的另一关键技术。实际上，本发明所利用的传输协议具备这 样的多播能力当一个节点需要和很多节点主动联系时，本协议可以将传输负担由该节点 分布到所有这些节点上，从而大大减轻了事件发生节点的资源消耗。第四步，建立浏览解释器。本发明中为数据组织提供了新的描述方式。这些描述 是以标识语言XML12为基本方式来完成并且传输的。利用这样的机制，用户可以组织并 发布数据。在组织数据时，根据描述规范所提供的规则，对数据间的关系、访问者对数据的交互以及数据展示进行定义。在这些工作完成后，数据组织就完成了。当这样的数据传送 到本地后，本地的浏览器必须根据用户事先的定义对这个数据进行解释，从而根据数据间 的关系通过传输协议向远程节点请求数据，并将传送到本地的数据以事先定义的格式进行 展示；当数据展示在浏览器中后，可能的交互方式也根据定义来进行。这些工作都是由浏览 器所拥有的解释器来完成的。由于数据是根据XML的方式来描述，这减轻了解释器的设计 代价。通常可以依赖一个XML解释器12以及XML操纵工具12来实现。第五步，建立基于播放机制的浏览方式。本浏览器所要处理的数据是相对稳定持 续不断传送的多媒体数据，即所谓流动数据。和传统流媒体数据不同的是，这样的数据是异 质的，既可能包含流媒体数据，如视频和音频，也可能包含非流媒体数据，如文本、图片等。 在展示传统流媒体时，一般都采取播放的形式，即用户首先等待并观看数据的展示，在需要 的情况下对数据的流动进行控制，如暂停、快进、回退、跳过以及终止等。由于本发明中的异 质数据也以类似流的形式在系统中传送，其相应的浏览器必定与展示请求回应数据的效果 有重大区别。在此，本发明引入了流媒体播放器的展示方式用来浏览数据。最终用户可以 在多种异质数据构成的流数据内进行暂停、快进、回退、跳过以及终止等操作。这种浏览方 式是大规模非中心互联网技术应用的必然结果，既满足了用户主动和系统交互的意愿，也 能将互联网上的变化即时地反映在用户的计算节点上。第六步，使用图形化界面。在中心互联网系统中，网页是用户界面的基本形式。网 页需要满足轻量级传输代价的同时，表达尽可能多的意义。这样必然造成减少媒体数据量， 增加文字量。这使得网页作者的本意完善表达受到限制，网页的访问者也会感觉单调。另 外，当前互联网浏览器对图形技术的使用不够。现在一些技术的出现已经开始改善这一点， 如Flash10和Silverlight10。但这些技术都没有触及当前互联网系统的分布式模 式，即仍然是以中心结构为基础。这使得浏览器内图形效果大大改善的同时，却没有足够的 媒体数据来支持。本发明中的浏览器利用了上述图形技术，同时结合大规模非中心互联网 技术，弥补了当前浏览器的不足。参考文献lNetscape Browser ；http://www. netscape, com2Internet Explorer ；http://www. microsoft, com/windows/ internet-explorer3FireFox Browser ；http://www. firefox. com4Hypertext Transfer Protocol ；http://www. w3. org/Protocols5File Transfer Protocol ；Request for Comments 9596Telnet Protocol Specification ；Request for Comments 497Douglas E. Comer ；Internetworking with TCP/IP !Principles, Protocols and Architecture, Pearson Prentice Hall 2005, ISBN 0131876718Jean Dollimore, Tim Kindberg, George Coulouris ；Distributed Systems Concepts and Design ；Addison Wesley,4th Edition, 2005, ISBN 0321263549HTML4. OlSpecification ；World Wide Web Consortium, 24December 1999， http://www. w3. org/TR/html401/, Retrieved on 2008-11-110MatthewMacDonald ；Pro Silverlight 2in C#2008 ;Apress，2009， ISBN :15905994911J Obraczka，K. ；Multicast Transport Protocols -.a Survey and Taxonomy, Communication Magazine, IEEE, Volume 36, Issue 1, Jan. 1998Page(s) :94_1012 J Extendable Markup Language ；http://www. w3. org/XML/
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权利要求
一种建立互联网流式浏览器的方法，其特征在于，所述流式浏览器建立方法包括建立大规模非中心互联网系统；利用大规模非中心互联网传输协议为浏览器传输数据；建立基于大规模非中心的事件驱动机制；建立浏览解释器；建立基于播放机制的浏览方式。
2.如权利要求1所述的流式浏览器，其特征在于，所述建立大规模非中心互联网系统 是流式浏览器的基础；具体工作步骤如下1)在一个数据共享的环境中，赋予每个节点以平等方式参与计算，并按照最终用户的 意愿形成计算集群；2)在集群内，允许节点共同作用形成对数据的发布、搜索及存取；在这个过程中，由用 户及其控制的节点决定整个系统的性能和质量；3)在集群内，以互惠策略使节点之间配合传输的效益达到最大化，达到以最大可获得 速率持续稳定地传送数据的目的。
3.如权利要求1所述的流式浏览器，其特征在于，所述利用大规模非中心互联网传输 协议为浏览器传输数据，促使用户单位时间内获得的数据量大，并改变请求回应的传输模 式；其具体步骤如下1)以恒定流动方式传输数据；2)实现大数据量数据传输；3)改变传输方式，使简单两点间交互变为多点间集群配合方式。
4.如权利要求1所述的流式浏览器，其特征在于，所述建立基于大规模非中心的事件 驱动机制，促使系统中的节点之间能够相互以主动方式交互；其具体步骤如下1)利用大规模非中心互联网中的对等性质保证事件驱动机制的形成；2)使任意节点可以主动和其他节点联系，并在互惠的前提下组成计算集群；3)建立完善的多播系统保证高效和低资源消耗下的事件通知和大数据传输。
5.如权利要求1所述的流式浏览器，其特征在于，所述建立浏览解释器用以处理新定 义的数据描述；其具体步骤如下1)以标识语言XML为基本方式对数据进行描述；2)根据描述规范所提供的规则，对数据间的关系、访问者对数据的交互以及数据的展 示进行定义，从而完成发布数据组织；3)当组织完成的数据传送到本地后，本地的浏览器必须根据用户事先的定义对这个数 据进行解释；4)根据数据间的关系通过传输协议向远程节点请求数据，并将传送到本地的数据以事 先定义的格式进行展示；5)当数据展示在浏览器中后，可能的交互方式也根据定义来进行。
6.如权利要求1所述的流式浏览器，其特征在于，所述基于播放机制的浏览方式针对 流式浏览器的特点而设计，使用户访问互联网效果提高；其具体步骤如下1)引入流媒体播放器的展示方式，相对稳定持续不断地浏览组织完善的数据；2)用户可在多种异质数据构成的流数据内进行暂停、快进、回退、跳过以及终止等操作；3)通过与播放相关的操作，满足用户主动与系统交互的意愿，并将互联网上的变化即 时地反映在用户的计算点上。
全文摘要
本发明为一种建立互联网流式浏览器的方法，属于分布式技术领域，特别是大规模分布式技术在互联网中的应用；为了向用户提供更智能的搜索，本发明通过建立大规模非中心互联网系统、利用大规模非中心互联网传输协议为浏览器传输数据、建立基于大规模非中心的时间驱动机制、建立浏览解释器、建立基于播放机制的浏览方式来实现流式浏览器。本发明促使浏览器与大规模非中心互联网系统充分结合，达到高效运行、即时变化以及丰富展示的目的，实现对当前互联网客户端的改造。
文档编号H04L29/06GK101930440SQ20091014860
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月25日 优先权日2009年6月25日
发明者李冰, 郭长锐 申请人:李冰