专利名称：基于网络出口设备的云存储系统及其网络访问方法
技术领域：
本发明涉及计算机网络技术领域，特别涉及一种基于网络出口设备的云存储系统 及其网络访问方法
背景技术：
传统点对点(peer-to-peer，P2P)网络中终端用户直接与外网主机建立P2P连接， 其中充斥着大量的P2P冗余流量。这些P2P流量占据了大量的园区网出口带宽，严重影响 了其它网络应用的正常使用。目前普遍采用的方法是通过在园区网出口或ISP (Internet Service Provider)网络入口处部署流控设备，通过流控设备对这些流量进行限速来降低 带宽压力。但是这种方法的缺点也是明显的1、该方法只能延长用户的下载时间，并不能减少出口带宽中的冗余流量；2、对于网络电视(Internet Protocol Television，IPTV)，以及即将到来的高清 网络电视(High Definition Internet Protocol Television, HD-IPTV)这类越来越流行 的网络应用，简单的对其限速会导致节目频繁卡住，从而进一步增加用户对网络拥塞的不
俩；3、传统P2P网络由不稳定的用户终端构成，终端用户的频繁上下线容易导致P2P 下载出现抖动，影响视频类节目的下载速度和在线观赏感受。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何大幅度降低局域网网络出口冗余流量，有效提 高出口带宽利用率，同时提高P2P下载的速度和稳定性。( 二 )技术方案一种云存储系统，包括若干作为超节点的局域网出口设备，所述各出口设备之间 通过因特网连接，并始终在线，并连接其所在局域网内的若干用户终端。其中，所述各出口设备之间为P2P连接。其中，所述出口设备和其局域网内用户终端的连接为P2P连接；其中，所述网络出口设备为具有流量控制功能的网络设备。一种基于上述云存储系统的网络访问方法，包括如下步骤SlOl 所述局域网内的用户终端通过网络查询请求网络资源；S102 若所述局域网内不存在要请求的网络资源，则所述用户终端通过所述局域 网内的超节点请求局域网之外的所述网络资源；S103 若所述局域网内存在请求的网络资源，则所述用户终端与局域网内包含所 述网络资源的超节点及其它包含所述网络资源的用户终端建立P2P连接，并下载所述网络 资源；
S104 若所述局域网内只存在请求的网络资源的一部分，则按步骤S102下载所述 网络资源在局域网内不存在的部分，按步骤S103下载所述网络资源在局域网内存在的部 分。其中，所述步骤S102具体包括
S1021 所述用户终端与所述局域网内的超节点建立P2P连接，请求所述局域网内 的超节点代理下载所述网络资源；S1022 所述局域网内的超节点与因特网中其它超节点或网络资源的源端建立 P2P连接，下载所述网络资源，同时在本地保存下载的网络资源；S1023 用户终端从所述局域网内超节点下载所述网络资源。其中，在步骤S1021中若所述局域网内多个用户请求超节点代理下载局域网外同 一网络资源，则超节点将合并这些请求为一个对外下载请求。其中，所述局域网内超节点在下载所述网络资源时，若本地存储空间不足，则清理 存储空间，以容纳所述网络资源。其中，所述网络资源包括文件和网络视频资源。(三)有益效果本发明通过将局域网出口设备设置为超节点，合并和代理局域网内用户终端下载 网络资源，避免了对同一外网资源重复下载导致的网络冗余流量，大幅度降低了局域网出 口带宽压力，提高了局域网出口带宽和ISP主干网带宽的有效利用率；同时，由局域网出口 设备构成的超节点具有始终在线的特点，多个超节点组成的云存储系统具有稳定的架构， 避免了传统P2P网络节点频繁上下线导致的结构不稳定问题，提高了用户下载的稳定性和 在线观看视频节目的感受。
图1是根据本发明实施例的云存储系统的逻辑结构图；图2是根据本发明实施例的基于图1的云存储系统的网络访问方法流程图。
具体实施例方式本发明提出的基于网络出口设备的云存储系统及其网络访问方法，结合附图和实 施例说明如下。本发明核心思想是通过将出口设备与P2P技术相结合，使局域网出口设备成为 P2P网络的本地超节点(super node)和云存储节点，多个不同局域网的超节点群之间通过 P2P连接，并始终在线，形成一个具有稳定结构的分布式云存储系统，局域网内的P2P终端 与局域网内超节点建立连接，通过超节点合并和代理局域网内用户终端下载请求，并由本 地超节点作为云存储节点与云系统交互，最终获得终端用户需要的内容，从而达到提高下 载速度和稳定性及控制冗余流量的目的。本发明中所述“超节点”是指，具有始终在线能力和较大存储空间，能够合并局域 网用户对同一外网资源的下载请求，并代理局域网用户进行外网P2P下载的出口设备。该 出口设备同时作为本地云存储节点，与其它具有相同能力的局域网出口设备组成具有稳定 结构的P2P云存储系统。
如图1所示，为本发明的云存储系统逻辑结构图，该图中只示意了 3个局域网构成 的云存储系统，图中园区网A、园区网B和园区网C的网络出口设备被分别设置为超节点A、 超节点B和超节点C，各超节点之间通过Internet连接，并始终在线，构成云存储系统，超 节点又为系统中的云存储节点，超节点还连接其所在园区网中的若干用户终端。其中，超节 点之间的连接和超节点与所属园区网中用户终端的连接优选为P2P连接。和传统P2P网络 中终端用户直接与外网主机建立P2P连接不同，本发明实施例中用户终端只与本园区的超 节点及用户终端建立P2P连接，超节点能够合并和代理本园区网所有终端用户的对外P2P 访问请求，从而在网络出口处极大地减少了对同一外网资源重复下载导致的冗余流量；同 时多个园区网的超节点作为云存储节点始终在线，组成一片具有稳定结构的P2P网络存储 云，避免了传统P2P网络节点频繁上下线导致的结构不稳定问题。局域网中作为超节点和 P2P云存储节点的出口设备为具有流量控制功能的网络设备，如流控设备或是具有该项功 能的服务器。上述实施例的云存储系统的网络访问方法，如图2所示，包括如下步骤步骤S101，所述局域网内的用户终端通过网络查询请求网络资源，图1中；位于园区网A的终端用户Alice加入P2P网络，希望下载文件X。步骤S102，若所述局域网内不存在请求的网络资源，则所述用户终端通过超节点 请求所述局域网之外的网络资源。具体包括园区网A内没有文件X，Alice与本地超节点 A建立P2P连接，请求超节点A代理下载文件X ；超节点A与互联网中其它超节点和文件源 建立P2P连接，下载文件X，同时在本地保存下载的文件X ；Alice按照传统P2P方法从超节 点A下载文件X，直到下载完成。若超节点A下载文件X时，发现本地存储空间已经不够容 纳文件X，超节点A则按照LRU等传统方法清理存储空间，为文件X腾出足够的空间。步骤S103，若所述局域网内存在请求的网络资源，则所述用户终端和局域网内包 含所述网络资源的超节点及局域网内其它包含所述网络资源的用户终端建立P2P连接，并 下载所述网络资源。图1中，位于园区网A内的另一个终端用户Bob加入P2P网络，希望下 载文件X ；通过网络查询，园区网内Alice和超节点A有文件X，于是Bob与Alice和超节点 A建立P2P连接；Bob按照传统P2P方法从Alice和超节点A下载文件X，直到下载完成。步骤S104，若所述局域网内只存在请求的网络资源的一部分，图1中，若此时超节 点A尚未完成对Alice的文件X的代理请求，即园区网A内尚未存在完整的文件X，则Bob 按步骤S103下载Alice中存在的部分网络资源，并同时请求超节点A代理下载文件X的其 它部分内容。此时，超节点A将合并Alice和Bob对文件X的下载请求为一个对外请求，并 继续从局域网外的其它超节点和文件源下载X，即按步骤S102的方式下载文件X剩下的部 分，直到下载完成。上述实施例中若将“文件X”替换为“网络视频节目源X”，则本发明同样适用于 IPTV直播和点播场景。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通 技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有 等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
一种云存储系统，其特征在于，包括若干作为超节点的局域网出口设备，所述各出口设备之间通过因特网连接，并始终在线，并连接其所在局域网内的若干用户终端。
2.如权利要求1所述的云存储系统，其特征在于，所述各出口设备之间为P2P连接。
3.如权利要求1所述的云存储系统，其特征在于，所述出口设备和其局域网内用户终 端的连接为P2P连接。
4.如权利要求1-3中任一项所述的云存储系统，其特征在于，所述网络出口设备为具 有流量控制功能的网络设备。
5.一种基于权利要求1的云存储系统的网络访问方法，其特征在于，包括如下步骤5101所述局域网内的用户终端通过网络查询请求网络资源；5102若所述局域网内不存在要请求的网络资源，则所述用户终端通过所述局域网内 的超节点请求局域网之外的所述网络资源；5103若所述局域网内存在请求的网络资源，则所述用户终端与局域网内包含所述网 络资源的超节点及其它包含所述网络资源的用户终端建立P2P连接，并下载所述网络资 源；S104:若所述局域网内只存在请求的网络资源的一部分，则按步骤S102下载所述网络 资源在局域网内不存在的部分，按步骤S103下载所述网络资源在局域网内存在的部分。
6.如权利要求5所述的网络访问方法，其特征在于，所述步骤S102具体包括51021所述用户终端与所述局域网内的超节点建立P2P连接，请求所述局域网内的超 节点代理下载所述网络资源；51022所述局域网内的超节点与因特网中其它超节点或网络资源的源端建立P2P连 接，下载所述网络资源，同时在本地保存下载的网络资源；51023用户终端从所述局域网内超节点下载所述网络资源。
7.如权利要求6所述的网络访问方法，其特征在于，在步骤S1021中若所述局域网内多 个用户请求超节点代理下载局域网外同一网络资源，则超节点将合并这些请求为一个对外 下载请求。
8.如权利要求6所述的网络访问方法，其特征在于，所述局域网内超节点在下载所述 网络资源时，若本地存储空间不足，则清理存储空间，以容纳所述网络资源。
9.如权利要求5-8中任一项所述的网络访问方法，其特征在于，所述网络资源包括文 件和网络视频资源。
全文摘要
本发明公开了一种云存储系统，包括若干作为超节点的局域网出口设备，所述各出口设备之间通过因特网连接，并始终在线，并连接其所在局域网内的若干用户终端。还公开了一种基于上述云存储系统的网络访问方法，包括所述局域网内的用户终端通过网络查询请求网络资源；若所述局域网内不存在请求的完整网络资源，则所述用户终端通过超节点请求所述局域网之外的网络资源。本发明通过将局域网出口设备配置为超节点，合并和代理局域网内用户终端下载网络资源，避免了网内用户对同一外网资源重复下载导致的大量冗余流量，提高了局域网出口带宽和ISP主干网带宽的有效利用率。同时，由局域网出口设备超节点构成的云存储系统具有始终在线的稳定架构。
文档编号H04L29/08GK101873348SQ20101020054
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者傅怡琦, 姜彩萍, 李子木, 王继龙 申请人:清华大学