专利名称：基于用户主机缓存设备提供Web服务的系统和方法
技术领域：
本申请涉及向用户提供Web服务，具体地，涉及利用用户主机缓存设备(UCE)提供Web服务的系统和方法。
背景技术：
随着互联网用户规模不断增长，过多的用户数使得对Web服务器的性能和可靠性要求越来越高。在用户使用的高峰期，Web服务器由于需要处理的任务过多，常常不能及时响应Web服务请求，甚至出现宕机情况，严重影响了用户的体验。目前缓解Web服务器压力的方式主要有两种:服务器负载均衡方式和内容分发网络(CDN)方式。服务器负载均衡方式是通过在多台服务器之间设置负载均衡设备并配置相应的调度策略，利用前端设备对Web服务请求进行调度，以达到服务器之间的负载均衡。但是随着Web服务请求的增加，必须不断增加服务器的数量并不断改进调度策略，这样额外地增加了软硬件投资；服务器部署后，已固化的处理能力在用户激增时很难提供正常服务。CDN方式是通过在现有网络中增加一层新的网络架构，将源服务器的内容存储分布到网络边缘，使用户可就近取得所需的内容从而提高用户访问的响应速度和服务的可用性。但是无论新建或租用CDN网络，都会使成本增加。尤其对于新建的CDN网络，需要重新建立全网管控中心以及数量众多的边缘服务器节点，部署成本高昂。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供了一种基于用户主机缓存设备提供Web服务的系统，该系统包括:至少一个用户主机缓存设备(UCE);以及Web服务器，接收来自UE的Web服务请求，并确定是否由其直接向所述UE提供与所述Web服务请求相对应的文件，如果不是，则所述Web服务器从所述至少一个UCE中确定出用来为所述UE提供Web服务的UCE，并向所述UE发送重定向报文，以使得所述UE根据所述重定向报文从该查询出的UCE中获取响应于所述Web服务请求的文件。本申请的另一方面提供了一种基于用户主机缓存设备提供Web服务的方法，包括:用户设备UE向Web服务器发送Web服务请求；所述Web服务器根据所述Web服务请求决定是否直接向所述UE提供所需的文件；如果是，则所述Web服务器直接向所述UE提供与所述Web服务请求相对应的文件；否则，将所述Web服务请求重定向到所述至少一个UCE中的一个UCE，包括:所述Web服务器查询出具有与所述Web服务请求对应的文件的UCE，并向所述UE发送重定向报文；所查询出的UCE接收所述UE响应于所述重定向报文而发送的Web服务请求，并向所述UE提供响应于所述Web服务请求的文件。根据本申请的另一方面，还提供了这样一种Web服务器，其可包括:信息缓存模块，用于缓存UE和至少一个UCE的设备信息和资源信息；策略管理模块，用于为所述UE的Web服务请求制定调度策略；以及用户调度模块，根据所述调度策略、所述设备信息和所述资源信息决定是否直接向所述UE提供与所述Web服务请求相对应的文件；如果不是，则根据所述调度策略、所述设备信息和所述资源信息，从所述至少一个UCE中确定出用于为所述UE提供Web服务的UCE，并向所述UE发送重定向报文，以使得所述UE根据所述重定向报文从该所查询出的UCE中获取响应于所述Web服务请求的文件。根据本申请的另一方面，还提供了这样一种UCE，其可包括:内容管理模块，将所述UCE中缓存的文件按照Web站点原始的内容组织方式及表现形式对所述文件加以重新组织；以及用户响应模块，响应于来自UE的Web服务请求向所述UE提供所述重新组织后的文件。根据本申请的另一方面，还提供了这样一种用于用户终端的装置，包括:用于将所述用户终端中缓存的文件按照Web站点原始的内容组织方式及表现形式对所述文件加以重新组织的装置；以及用于响应于来自其它用户终端的Web服务请求向所述其它用户终端提供所述重新组织后的文件的装置。根据本申请的一个实施方式的用于用户终端的装置，还可进一步包括:与Web服务器进行交互以使所述用户终端的设备信息和资源信息记录在所述Web服务器中的装置，和/或当在所述Web服务器中不存在与所述Web服务请求相对应的文件时向具有所述文件的其它网络站点获取所述文件，并向所述用户终端提供该文件的装置。根据本申请的实施方式，利用用户主机的本地缓存数据作为资源为其他用户提供服务，从而在不增加额外投资建设成本的前提下，有效缓解了 Web服务器的处理负荷，提升了系统的整体可用性。
图1示出了根据本申请的示例性实施方式基于用户主机缓存设备提供Web服务的系统架构；图2示出了根据本申请的示例性实施方式的Web服务器的示意框图；图3示出了根据本申请的示例性实施方式的UCE的示意框图；图4示出了根据本申请的示例性实施方式Web服务器主动更新信息的流程示意图；图5示出了根据本申请的示例性实施方式UCE向Web服务器上报信息的流程的示意图；图6示出了根据本申请的示例性实施方式基于用户主机缓存设备提供Web服务的方法的流程图；图7为根据本申请实施方式的由UCE向UE提供WEB服务的时序图；以及
图8为根据本申请实施方式的由WEB服务器直接向UE提供WEB服务的时序图。
具体实施例方式以下将参照附图对本申请的示例性实施方式进行详细描述。图1示出了根据本申请示例性实施方式的基于用户主机缓存设备提供Web服务的系统1000的架构。如图1所示，系统1000包括至少一个UE (User Equipment，用户设备)10、Web服务器20和至少一个UCE (User Cache Engine ;用户主机缓存设备)30。出于示意的目的，在图1中仅分别示出了一个UE 10和UCE30。UElO为可为能够接入Web网络的普通客户终端，如手机、个人计算机等。Web服务器20除了支持用户访问内容缓存以向UElO提供Web访问服务、以及其他基于HTTP协议的数据传送服务等常规服务外，还可根据来自UElO的Web服务请求确定是否由其直接向该UElO提供与Web服务。在一个实施方式中，Web服务器20可根据Web服务请求对应的资源类型确定是否由其直接向UElO提供对应的文件。例如，当Web服务请求的资源类型为视频文件时，Web服务器20直接为UElO提供Web服务，当Web服务请求的资源类型为html或CSS网页服务时，Web服务器20从至少一个UCE30中确定出用来为UElO提供Web服务的UCE，并向UElO发送重定向报文，以使得UElO根据所述重定向报文从该确定出的UCE中获取响应于Web服务请求的文件。具体地，Web服务器20可根据UElO的地理位置，将Web服务请求重定向到至少一个UCE中离其最近的UCE30。作为一种选择，Web服务器20可根据至少一个UCE30之前被访问的时间，将Web服务请求优先重定向到与本次访问间隔时间最短的UCE。此外，Web服务器20还可根据Web服务请求的资源类型，将Web服务请求重定向到所述至少一个UCE中的、能够提供该资源类型的UCE。下面将参照图2和图3对部件20和30做进一步的描述。图2示出了根据本申请示例性实施方式的Web服务器20的示意框图。如图2所示，Web服务器20包括信息缓存模块201、策略管理模块202以及用户调度模块203。尽管图2中仅示出这三个模块，但是本领域技术人员应该理解，Web服务器20还可包括具有传统服务器功能的模块。信息缓存模块201可例如确定并缓冲访问Web服务器20的UE/UCE的设备信息和资源信息。在一个实施方式中，UE/UCE的设备信息和资源信息可例如以 对应的方式储存在信息缓存模块201中。设备信息例如可包括UE/UCE的IP地址、下载速度、UE之前访问UCE的时间以及从web站点连接建立到断开的时间等。资源信息例如可包括被访问资源的URL、大小、格式、UCE之前被访问的时间等。此外，信息缓存模块201还可主动向UCE30获取本地资源信息列表，并根据该信息列表对本地的资源信息进行更新。策略管理模块202用于为所述UE的Web服务请求制定调度策略。策略管理模块202还可例如对信息缓存策略和资源调度策略进行管理，其中，信息缓存策略允许管理员配置需要缓存的信息并制定相应的缓存信息更新策略。资源调度策略允许管理员基于UElO发送的请求根据各种参数(如用户的地理位置、用户访问的时间顺序、资源的类型等)来制定不同的调度策略。例如，如上所述，当请求的资源为视频文件时可通过Web服务器直接进行服务、当请求的资源为普通的网页(html、图片(例如，JPG)或CSS等)可调度至对应的UCE，例如调度到离UElO其最近的UCE30等。用户调度模块203通过应用策略管理模块202中制定的调度策略、以及根据信息缓存模块201中存储的设备信息和资源信息来决定如何为用户提供服务从而实现Web服务请求的精确调度。例如，信息缓存模块201中存储的设备信息和资源信息可用于帮助用户调度模块203匹配新用户的访问请求从而精确地进行调度。用户调度模块203基于以下两种模式提供服务:(1)由Web服务器直接为用户提供服务；或(2)将用户的请求调度到目标UCE,由目标UCE为用户提供服务。具体地，UElO向Web服务器20发送Web服务请求，Web服务器20根据策略管理模块202提供的调度策略、信息缓存模块201提供的设备信息和资源信息来决定是否支持调度至UCE30。如果支持调度，Web服务器20就向UElO发送重定向报文，然后UCE30根据UElO发送的请求进行响应向其提供所需的数据，否则Web服务器20直接向UElO提供所需的数据。另外，Web服务器20可通过主动和被动的方式获知网络中具备与特定请求相对应的服务能力的UCE的信息。这将在后面参照图4和图5来具体描述这两种方式。在一个实施方式中，UCE30可为接入网络的客户终端，但与UElO相比，UCE30还支持本地缓存以及将本地用户内容提供给其他UE/UCE使用的功能。图3示出了根据本申请的示例性实施方式的UCE30的示意框图。如图3所示，UCE 30包括内容管理模块301和用户响应模块302。内容管理模块301用于提取UCE30中缓存的文件并重新组织为可以为用户提供服务的格式。用户响应模块302基于UElO的请求向UElO传送内容管理模块301中缓存的重新组织后的文件资源。此外，做为一种选择，UCE 30还可包括服务器交互模块303。服务器交互模块303通过与Web服务器20进行交互，使UCE30的相关信息(例如缓存文件的空间大小、设备参数、缓存策略、缓存文件内容、缓存TTL等)能够被Web服务器20记录，具体地，可以例如记录在Web服务器20的内容管理模块301中。在一个实施方式中，UCE 30还可进一步包括请求代理模块304。当Web服务器20调度来的UE/UCE的Web服务请求对应的数据不在内容管理模块301中时，请求代理模块304可作为代理节点向具有所需数据的站点获取之后再为用户提供。UCE30在初始化时，能根据终端的能力和网络接入的条件来判断自身是否有能力作为UCE型主机，即，是否具有本地内容缓存、资源上报以及接受其他用户的访问请求以提供服务的能力。UCE30中上述功能模块30、302、303和304可例如通过在UE中增加各种电路元器件来实现，也可例如通过向UE安装插件来实现，该插件可作为例如在UElO中预置的中间件或作为浏览器的功能组件与应用软件打包安装。下面参照图4和图5具体描述Web服务器20收集用户信息的两种方式。图4示出了 Web服务器20向UCE30查询信息(即，Web服务器20主动收集信息)的一个示例性实施例。如图所示，在步骤S401中，Web服务器20中的信息缓存模块201向UCE30发出查询请求。在步骤S402中，UCE30中的内容管理模块301接收到查询请求后将本地的资源信息构造成响应报文，回复给Web服务器20中的信息缓存模块201。在步骤S403中，信息缓存模块201将接收到响应报文中包含的新资源信息进行保存。图5示出了 UCE30向Web服务器20上报信息(即，Web服务器被动收集信息)的一个示例性实施例。如图5所示，在步骤S501中，UCE30中的内容管理模块301向Web服务器20上报本地的配置信息，例如设备硬件、缓存大小等。在步骤S502中，Web服务器20收集到信息后通过信息缓存管理模块201进行组织维护以形成UCE资源视图。当成功配置UCE主机后，信息缓存管理模块201在步骤S503中向UCE30写入一条Cookie信息。在用户访问Web服务器20时，可根据该Cookie信息来判断用户的主机身份，例如是否为UCE型主机。另外，UCE30还向Web服务器20上报本地缓存的资源信息列表(步骤S504)。接着，在步骤S505中，Web服务器20收集到信息后通过信息缓存模块201在本地组织维护以形成统一的Web访问资源数据库。以上分别描述了 Web服务器20和UCE30的配置以及相应功能，下面将参照图6至图8具体描述根据本申请的示例性实施方式基于用户主机缓存设备(UCE)提供Web服务的业务的方法。图6示出了根据本申请的示例性实施方式基于UCE提供Web服务的方法2000的流程图。在步骤S601中，UElO向Web服务器20发送Web服务请求(HTTP请求)。在步骤S602中，Web服务器20根据该Web服务请求来决定是否调度至UCE30。如果决定直接为用户服务，则在步骤S603中Web服务器20直接向UElO提供所需的数据。如果决定调度到UCE30，则在步骤S604中确定要调度的目标主机(即，UCE30)，并向UElO返回包括该UCE30的IP地址的重定向报文。接下来，在步骤S605中，UElO根据该重定向报文向UCE30发送请求。在步骤S606中，UCE30判断该请求所对应的数据是否储存在内容管理模块中。如果是，则在步骤S608中UCE30向UElO提供相应资源。否则，在步骤S607中UCE30作为代理节点向具有该数据的其他外网或源站获取内容之后，再进行步骤S608。在进行步骤S602的同时，Web服务器20还可进行步骤S609，根据UElO发送的报文来确定UElO是否为UCE型主机。如果为UCE型主机，则在步骤S610中用户缓存模块201在其中记录UElO的设备信息和资源信息。为清楚起见，下面分别参照图7以时序图的形式进一步详细描述根据本申请一个实施方式的通过UCE向UE提供Web服务流程，以及参照图8描述由WEB服务器直接向UE提供WEB服务的流程。如图7所示，在步骤S701中UE向WEB服务器发送HTTP形式的第一请求。在步骤S702中，Web服务器20根据UElO发送的请求的URL查询已存储在Web服务器20 (具体地，例如为Web服务器20的信息缓存模块201)中的设备信息和资源信息，并根据Web服务器20 (具体地，例如为Web服务器20的策略管理模块202)为该请求制定的策略来决定是否由UCE来向UE提供WEB服务。如果是，在步骤S702中，Web服务器20根据当前的调度策略确定要调度的目标主机(即，UCE30)并建立对应的HTTP报文后，向UElO返回包括目标主机的IP地址的HTTP 302重定向报文。接着在步骤S703中，UElO根据该报文重新定向到目标主机UCE30并向其发送请求(第二请求)，在步骤S704中，目标主机UCE30根据该请求向UElO发送对应的数据。具体地，接收到所述重定向报文的UCE可提取缓存在其中的文件，并按照Web站点原始的内容组织方式及表现形式对所述文件加以重新组织；而接收到所述重定向报文的UCE可向所述UE提供响应于所述Web服务请求的、重新组织后的文件。图8为由WEB服务器直接向UE提供WEB服务的时序图。如图8所示，在步骤S801中，UE向WEB服务器发送流入HTTP形式的请求。在步骤S802中，Web服务器20根据UElO发送的请求中的URL查询已存储在Web服务器20 (具体地，例如为Web服务器20的信息缓存模块201)中的设备信息和资源信息，并根据Web服务器20 (具体地，例如为Web服务器20的策略管理模块202)为该请求制定的策略来决定是否由UCE来向UE提供WEB服务。如上所述，如果在Web服务器20的信息缓存模块201中储存的信息没有请求对应的数据，或者根据Web服务器20的配置，需要由Web服务器20自身提供服务，则在步骤S803中，Web服务器20直接对UElO的请求响应并向其返回HTTP报文(非HTTP 302)。接着，在步骤S804和S805中，UElO根据该报文访问Web服务器20以获取相关资源。以上参照附图对本申请的示例性实施方式进行了描述，但是，上述的实施方式并不作为对本申请的限制。根据本申请公开的内容，本领域技术人员可在本申请的精神和范围内对上述实施方式进行各种修改和变形。
权利要求
1.一种基于用户主机缓存设备提供Web服务的方法，包括: 所述Web服务器根据来自用户终端的Web服务请求决定是否直接向所述用户终端提供所需的文件； 如果是，则所述Web服务器直接向所述用户终端提供与所述Web服务请求相对应的文件；否则， 将所述Web服务请求重定向到所述至少一个用户主机缓存设备中的一个用户主机缓存设备，包括: 所述Web服务器查询出具有与所述Web服务请求对应的文 件的用户主机缓存设备，并向所述用户终端发送重定向报文； 所查询出的用户主机缓存设备接收所述用户终端响应于所述重定向报文而发送的Web服务请求，并向所述用户终端提供响应于所述Web服务请求的文件。
2.如权利要求1所述的方法，其中，向所述用户终端提供响应于所述Web服务请求的文件的步骤包括: 接收到所述重定向报文的用户主机缓存设备提取缓存在其中的文件，并按照Web站点原始的内容组织方式及表现形式对所述文件加以重新组织；以及 接收到所述重定向报文的用户主机缓存设备向所述用户终端提供响应于所述Web服务请求的、重新组织后的文件。
3.如权利要求2所述的方 法，其中，所述重定向报文包括所述UCE的IP地址。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述Web服务器根据所述Web服务请求对应的资源类型确定是否由其直接向所述用户终端提供与所述Web服务请求相对应的文件。
5.如权利要求4所述的方法，当所述资源类型为视频文件时，所述Web服务器直接为所述用户终端提供Web服务，当所述资源类型为html、图片或CSS网页服务时，将所述Web服务请求重定向到所述至少一个UCE中的一个UCE。
6.如权利要求1所述的方法，其中，将所述Web服务请求重定向到所述至少一个用户主机缓存设备中的一个用户主机缓存设备的步骤包括: 所述Web服务器根据所述用户终端的地理位置，将所述Web服务请求重定向到所述至少一个用户主机缓存设备中离其最近的用户主机缓存设备。
7.如权利要求1所述的方法，其中，将所述Web服务请求重定向到所述至少一个用户主机缓存设备中的一个用户主机缓存设备的步骤包括: 所述Web服务器根据所述至少一个用户主机缓存设备之前被访问的时间，将所述Web服务请求优先重定向到所述至少一个用户主机缓存设备中的、与本次访问间隔时间最短的用户主机缓存设备。
8.如权利要求1所述的方法，其中，将所述Web服务请求重定向到所述至少一个用户主机缓存设备中的一个用户主机缓存设备的步骤包括: 所述Web服务器根据所述Web服务请求的资源类型，将所述Web服务请求重定向到所述至少一个用户主机缓存设备中的、能够提供所述资源类型的用户主机缓存设备。
9.如权利要求1所述的方法，其中，在所述Web服务器根据所述Web服务请求来决定是否直接向所述用户终端提供所需的数据时，所述方法还包括: 所述Web服务器检查所述用户终端是否能够作为用户主机缓存设备型主机操作，如果是，则将该用户终端的设备信息和资源信息存储在所述信息缓存模块中。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述用户主机缓存设备向所述用户终端提供响应于所述Web服务请求的文件的步骤进一步包括: 如果在接收到所述重定向报文的所述用户主机缓存设备中不存在所述文件时，该用户主机缓存设备向具有所述文件的其它网络站点获取所述文件，并向所述用户终端提供该文件。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述Web服务器根据预先设定的调度策略、所述用户终端和用户主机缓存设备的设备信息和资源信息中的至少之一决定是否由所述Web服务器直接向所述用户终端提供与所述Web服务请求相对应的文件。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述调度策略根据所述用户终端的地理位置、所述用户终端访问所述Web服务器的时间顺序、所述Web服务请求的资源类型中的至少之一来确定。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述设备信息包括所述UE和所述UCE的IP地址、下载速度、对UCE的访问时间以及从UCE连接建立到断开的时间。
14.如权利要求11所述的方法，其中，所述资源信息包括被访问资源的URL、大小、格式和所述UCE被访问时间中的至少之一。
15.—种Web服务器,包括: 信息缓存模块，用于缓存用户终端和至少一个用户主机缓存设备的设备信息和资源信息； 策略管理模块，用于为所述用户终端的Web服务请求制定调度策略；以及 用户调度模块，根据所述调度策略、所述设备信息和所述资源信息决定是否直接向所述用户终端提供与所述Web服务请求相对应的文件；如果不是，则根据所述调度策略、所述设备信息和所述资源信息，从所述至少一个用户主机缓存设备中确定出用于为所述用户终端提供Web服务的用户主机缓存设备，并向所述用户终端发送重定向报文，以使得所述用户终端根据所述重定向报文从该所查询出的用户主机缓存设备中获取响应于所述Web服务请求的文件。
16.如权利要求15所述的Web服务器，其中，所述策略管理模块根据所述用户终端的地理位置、所述用户终端访问所述Web服务器的时间顺序、所述资源类型中的至少之一来确定所述调度策略。
17.如权利要求15所述的Web服务器，其中，所述设备信息包括所述UE和所述UCE的IP地址、下载速度、所述UE对UCE的访问时间以及从UE与UCE连接建立到断开的时间。
18.如权利要求15所述的Web服务器，其中，所述资源信息包括被访问资源的URL、大小、格式和UCE被访问时间中的至少之一。
19.如权利要求15所述的Web服务器，其中，所述策略管理模块进一步配置为对已储存在所述信息缓存模块中的所述设备信息和所述资源信息制定更新策略，以使所述信息缓存模块中的信息能根据所述更新策略进行更新。
20.如权利要求15所述的Web服务器，其中，所述信息缓存模块进一步配置为查询所述用户终端是否能够作为用户主机缓存设备型主机操作，如果是，则将该用户终端的设备信息和资源信息存储在所述信息缓存模块中。
21.如权利要求15所述的Web服务器，其中，在所述用户调度模块决定是否直接向所述用户终端提供所需的数据时，所述信息缓存模块查询所述用户终端的设备是否能够作为用户主机缓存设备型主机操作，如果是，则将该用户终端的设备信息和资源信息存储在所述信息缓存模块中。
22.一种基于用户主机缓存设备提供Web服务的系统，包括: 至少一个用户主机缓存设备；以及 如权利要求15-21中任意一项所述的Web服务器。
23.一种用户终端，包括: 内容管理模块，将所述用户终端中缓存的文件按照Web站点原始的内容组织方式及表现形式对所述文件加以重新组织；以及 用户响应模块，响应于来自其它用户终端的Web服务请求向所述其它用户终端提供所述重新组织后的文件。
24.如权利要求23所述的用户终端，进一步包括: 服务器交互模块，与Web服务器进行交互，以使所述用户终端的设备信息和资源信息记录在所述Web服务器中。
25.如权利要求23或24所述的用户终端，其中，进一步包括: 请求代理模块，当在所述Web服务器中不存在与所述Web服务请求相对应的文件时，向具有所述文件的其它网络站点获取所述文件，并向所述用户终端提供该文件。
26.一种用于用户终端的装置，包括: 用于将所述用户终端中缓存的文件按照Web站点原始的内容组织方式及表现形式对所述文件加以重新组织的装置；以及 用于响应于来自其它用户终端的Web服务请求向所述其它用户终端提供所述重新组织后的文件的装置。
27.如权利要求26所述用于用户终端的装置，进一步包括: 与Web服务器进行交互以使所述用户终端的设备信息和资源信息记录在所述Web服务器中的装置。
28.如权利要求26或27所述的用于用户终端的装置，其中，进一步包括: 当在所述Web服务器中不存在与所述Web服务请求相对应的文件时，向具有所述文件的其它网络站点获取所述文件，并向所述用户终端提供该文件的装置。
全文摘要
提供了一种基于用户主机缓存设备提供Web服务的系统和方法。还提供了一种Web和用户主机缓存设备(UCE)。所述的系统包括至少一个UCE和Web服务器。其中，Web服务器接收来自UE的Web服务请求，并确定是否由其直接向所述UE提供与所述Web服务请求相对应的文件，如果不是，则所述Web服务器从所述至少一个UCE中确定出用来为所述UE提供Web服务的UCE，并向所述UE发送重定向报文，以使得所述UE根据所述重定向报文从该查询出的UCE中获取响应于所述Web服务请求的文件。根据本申请的实施方式，在不增加额外投资建设成本的前提下，有效缓解了服务器的处理负荷并提升了系统的整体可用性。
文档编号H04L29/08GK103188323SQ20111045787
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者倪伟, 毕娅娜, 卢永军, 唐志文, 姜欣, 于蓉蓉, 张炎, 武威 申请人:中国移动通信集团公司