一种适用于星型卫星网络的上网优化方法
【专利摘要】本发明公开一种适用于星型卫星网络的上网优化方法，涉及卫星通信领域中应用层加速领域。主要针对星型卫星网络的特点设计适用于该场景的高效上网优化方法。本发明可应用于星型卫星网络用户上网的场景，能有效的节省卫星链路带宽、明显提升星型卫星网络用户的上网速度，最终达到良好的用户体验。本发明不需要改变现有网络结构，无需变动客户端，即可实现上网优化。
【专利说明】—种适用于星型卫星网络的上网优化方法
【技术领域】
[0001]本发明公开一种适用于星型卫星网络的上网优化方法，涉及卫星通信领域中应用层加速领域，尤其用于解决^^应用在星型卫星网络中效率极低的问题，通过该发明能有效缩短星型卫星网络中的冊13访问延迟，极大的节省卫星链路带宽资源，增强用户的体验。
【背景技术】
[0002]近年来，随着硬件技术的革新及网络优化关键技术的突破，地面的传输访问速度有所提升，但仍然不理想。公司2012年研究表明，对于16?应用而言，57 %的用户在3秒内还没加载完成就会放弃对该网页的浏览。与此同时，随着卫星网络的飞速发展和信息技术的普及应用，因此研究如何在卫星网络环境中提高上网速度具有十分重要的研究意义和市场价值。
[0003]由于卫星网络具有长延时、高误码和带宽受限等特性，使得具有串行化、交互式等特点的应用层协议在卫星网络中应用时面临比在地面广域网中更严峻的挑战，比如:更长的访问时延、更为受限的链路带宽等。另外，星型卫星网络具有所有小站上网均需要通过中心站、所有小站的反向信道均为广播等特点。因此在星型卫星网络的上网优化方法设计中不能盲目照搬目前地面广域网加速技术，而是需要在一方面规避和应对卫星网络中诸多不利于协议有效运行的因素，另一方面充分利用好星型卫星网络独有的网络拓扑和应用特点，有针对性的设计专属于星型卫星网络的高效上网优化方法。
[0004]本专利综合星型卫星网络的固有特性和网络拓扑特点，提出了一种适合星型卫星网络的上网优化方法。该方法主要利用卫星网络的广播特性和星型卫星网络中所有小站用户上网需要通过中心站的特点，中心站加速网关利用卫星广播信道向设置为同一组播组内的各小站加速网关发送组播对象应答消息，使得各站需存储的对象只通过一次长时延、高误码的卫星信道就能被同一组播组内的小站加速网关所存储，各用户就能用局域网的速度对其进行访问，这样能很大程度的提高应用层协议运行效率、同时也能节省大量的卫星链路带宽资源。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决星型网络用户上网速度慢、效率低下等问题，结合星型卫星网络特点、用户行为习惯，提出了一种适用于星型卫星网络的上网优化方法。
[0006]本发明的目的是这样实现的:
[0007]一种适用于星型卫星网络的上网优化方法，是基于各小站加速网关和中心站加速网关来实现的，其特征在于包括以下步骤:
[0008]八、当同一组播组中某用户浏览网页时，该用户向所对应的小站加速网关以单播的形式发送上网请求消息；
[0009]8、小站加速网关收到上网请求消息后，对其进行解析，并在小站加速网关的对象信息表中查找该请求消息中所包含的用户需要访问的对象是否已缓存；如果已存在，则从小站加速网关的对象信息表中取出该对象响应报文以单播的方式向用户回复响应消息；如果不存在，则通过卫星网络向中心站加速网关以单播的方式发送该上网请求消息，同时在小站加速网关的上网会话连接表中记录此次上网请求连接信息，并在小站加速网关的对象信息表中记录该对象的信息；
[0010]?:、中心站加速网关收到上网请求消息后，中心站加速网关向1社61116七中的冊13服务器发送上网请求消息，同时在中心站的上网会话连接表中记录此次上网请求连接信息；
[0011]0、中心站加速网关收到1=1:611161:中冊13服务器发回的单播应答消息后，首先查看中心站的上网会话连接表中该应答所对应的上网请求连接信息，根据该上网请求连接信息查询到请求的源地址为某小站加速网关的地址，继而查看哪些小站加速网关与该小站加速网关在同一组播组内，将单播应答包转换成组播应答包，利用卫星广播特性向该组播组内的各小站加速网关发送组播应答消息；
[0012]2、小站加速网关收到中心站加速网关发送的组播应答消息后，将该组播应答消息转换成单播应答消息，发送给最终请求浏览该网页的用户，并更新该对象的对象信息表；与小站加速网关在同一组播组内的其他小站加速网关收到中心站加速网关发送的组播应答消息后，在本地建立该对象的对象信息表。
[0013]其中，所述步骤8中在上网会话连接表中记录此次上网请求连接信息包括上网请求的源地址、目的地址、源端口、目的端口和统一资源定位符；其中源地址和源端口为上网请求用户的地址和端口，目的地址和目的端口为服务器的地址和端口，为请求网页的现匕
[0014]其中，所述步骤8中在对象信息表中记录该对象当前信息包括统一资源定位符1此、对象状态和对象响应报文。
[0015]其中，所述步骤8记录通过卫星网络向中心站加速网关以单播的方式发送该上网请求消息，该单播上网请求包的源地址为小站加速网关的地址。
[0016]其中，所述步骤在上网会话连接表中记录此次上网请求连接信息包括上网请求的源地址、目的地址、源端口、目的端口和统一资源定位符；其中源地址和源端口为小站加速网关的術…口地址和端口，目的地址和目的端口为166服务器的地址和端口，口此为请求网页的口此。
[0017]其中，所述步骤0将单播应答包转换成组播应答包，利用卫星广播特性向该组播组内的各小站加速网关发送组播应答消息，中心站加速网关封装和发送的组播应答包的地址即为小站加速网关所在的组播组的地址。
[0018]其中，所述步骤2在本地建立该对象的对象信息表包括统一资源定位符口此、对象状态和对象响应报文。
[0019]本发明具有以下优点:一种适用于星型卫星网络的上网优化方法，能在很大程度上缩短星型卫星网络用户上网的响应时间，最小化卫星链路上冗余数据的传输负荷、提高缓存空间的利用率，更好的实现全网缓存合理共享，最终达到良好的用户上网体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明的应用场景示意图
[0021]图2是本发明的工作流程图。
【具体实施方式】
[0022]本发明适用于星型卫星网络场景，上网优化功能主要通过各小站加速网关和中心站加速网关配合实现。以下结合附图1、2对本发明做进一步说明。其中，图1是本发明的应用场景示意图，图2是本发明的工作流程图。
[0023]参照图1，主要示意了本专利上网优化方法的适用场景。各小站用户群通过各自的小站加速网关和中心站加速网关实现对1613网页的访问。其中，小站加速网关可设置加入不同的组播组，或者不加入任何组播组(非推送模式)。设置为同一组播组内的小站加速网关，如图小站加速网关八和8设置为组播组1，可接收中心站加速网关发送的组播地址为组播1的应答消息；小站加速网关和0设置为组播组2，可接收中心站加速网关发送的组播地址为组播2的应答消息；由于小站加速网关2设置为“非推送模式”，则不能接收到发送给其他任何小站加速网关的应答消息，同样，其他小站也不能接收到发送给小站加速网关2的应答消息。
[0024]参照图2，一种适用于星型卫星网络的上网优化方法，是基于各小站加速网关和中心站加速网关来实现的，包括以下步骤:
[0025]八、当同一组播组中某用户浏览网页时，该用户向所对应的小站加速网关以单播的形式发送上网请求消息；
[0026]8、小站加速网关收到上网请求消息后，对其进行解析，并在小站加速网关的对象信息表中查找该请求消息中所包含的用户需要访问的对象是否已缓存；如果已存在，则从小站加速网关的对象信息表中取出该对象响应报文以单播的方式向用户回复响应消息；如果不存在，则通过卫星网络向中心站加速网关以单播的方式发送该上网请求消息，同时在小站加速网关的上网会话连接表中记录此次上网请求连接信息，并在小站加速网关的对象信息表中记录该对象的信息；
[0027]其中，所述步骤8中在上网会话连接表中记录此次上网请求连接信息包括上网请求的源地址、目的地址、源端口、目的端口和统一资源定位符其中源地址和源端口为上网请求用户的地址和端口，目的地址和目的端口为服务器的地址和端口，为请求网页的现匕
[0028]其中，所述步骤8中在对象信息表中记录该对象当前信息包括统一资源定位符1尺1、对象状态和对象响应报文；其中对象状态设置为“请求等待”状态。
[0029]其中，所述步骤8记录通过卫星网络向中心站加速网关以单播的方式发送该上网请求消息，该单播上网请求包的源地址为小站加速网关的地址。
[0030]?:、中心站加速网关收到上网请求消息后，中心站加速网关向1社61116七中的冊13服务器发送上网请求消息，同时在中心站的上网会话连接表中记录此次上网请求连接信息；
[0031]其中，所述步骤在上网会话连接表中记录此次上网请求连接信息包括上网请求的源地址、目的地址、源端口、目的端口和统一资源定位符；其中源地址和源端口为小站加速网关的術…口地址和端口，目的地址和目的端口为166服务器的地址和端口，口此为请求网页的口此。
[0032]0、中心站加速网关收到1=1:611161:中冊13服务器发回的单播应答消息后，首先查看中心站的上网会话连接表中该应答所对应的上网请求连接信息，根据该上网请求连接信息查询到请求的源地址为小站加速网关的地址，继而查看哪些小站加速网关与该小站加速网关在同一组播组内，将单播应答包转换成组播应答包，利用卫星广播特性向该组播组内的各小站加速网关发送组播应答消息；
[0033]其中，所述步骤0查看哪些小站加速网关与该小站加速网关在同一组播组内，各小站加速网关可根据用户的应用需求设置加入哪个组播组，或者不加入任何组播组。其中不加入任何组播组的小站加速网关设置成“非推送模式”。
[0034]其中，所述步骤0将单播应答包转换成组播应答包，利用卫星广播特性向该组播组内的各小站加速网关发送组播应答消息，中心站加速网关封装和发送的组播应答包的地址即为小站加速网关所在的组播组的地址。
[0035]2、小站加速网关收到中心站加速网关发送的组播应答消息后，将该组播应答消息转换成单播应答消息，发送给最终请求浏览该网页的用户，并更新该对象的对象信息表；与小站加速网关在同一组播组内的其他小站加速网关收到中心站加速网关发送的组播应答消息后，在本地建立该对象的对象信息表。
[0036]其中，所述步骤2更新该对象的对象信息表，将该对象在本地加速网关中的上网状态均更新为“已缓存”状态，并将对象响应报文缓存于对象信息表中。
[0037]其中，所述步骤2在其他加速网关中建立该对象的对象信息表包括统一资源定位符口此、对象状态和对象响应报文。
[0038]本发明的上述各实施例，独创了适用于星型卫星网络的上网优化方法，尤其该实施例适用于星型卫星网络中所有小站通过中心站访问的场景，利用本专利成果，对象应答消息只需通过一次卫星链路的传输，即可实现上网对象在星型卫星网络中的高效、合理的分布式存储。该研究成果在有效提升星型卫星网络上网速度的前提下，能极大的节省卫星链路带宽资源。
[0039]本领域的普通技术人员可以理解:实现一种适用于星型卫星网络的上网优化方法可以通过程序指令相关的硬件或软件来完成，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤。
【权利要求】
1.一种适用于星型卫星网络的上网优化方法，是基于各小站加速网关和中心站加速网关来实现的，其特征在于包括以下步骤: A、当同一组播组中某用户浏览网页时，该用户向所对应的小站加速网关以单播的形式发送上网请求消息； B、小站加速网关收到上网请求消息后，对其进行解析，并在小站加速网关的对象信息表中查找该请求消息中所包含的用户需要访问的对象是否已缓存；如果已存在，则从小站加速网关的对象信息表中取出该对象响应报文以单播的方式向用户回复响应消息；如果不存在，则通过卫星网络向中心站加速网关以单播的方式发送该上网请求消息，同时在小站加速网关的上网会话连接表中记录此次上网请求连接信息，并在小站加速网关的对象信息表中记录该对象的信息； C、中心站加速网关收到上网请求消息后，中心站加速网关向Internet中的web服务器发送上网请求消息，同时在中心站的上网会话连接表中记录此次上网请求连接信息； D、中心站加速网关收到Internet中web服务器发回的单播应答消息后，首先查看中心站的上网会话连接表中该应答所对应的上网请求连接信息，根据该上网请求连接信息查询到请求的源地址为某小站加速网关的地址，继而查看哪些小站加速网关与该小站加速网关在同一组播组内，将单播应答包转换成组播应答包，利用卫星广播特性向该组播组内的各小站加速网关发送组播应答消息； E、小站加速网关收到中心站加速网关发送的组播应答消息后，将该组播应答消息转换成单播应答消息，发送给最终请求浏览该网页的用户，并更新该对象的对象信息表；与小站加速网关在同一组播组内的其他小站加速网关收到中心站加速网关发送的组播应答消息后,在本地建立该对象的对象信息表。
2.根据权利要求1所述的一种适用于星型卫星网络的上网优化方法，其特征在于:所述步骤B中在上网会话连接表中记录此次上网请求连接信息包括上网请求的源地址、目的地址、源端口、目的端口和统一资源定位符URL;其中源地址和源端口为上网请求用户的地址和端口，目的地址和目的端口为Web服务器的地址和端口，URL为请求网页的URL。
3.根据权利要求1所述的一种适用于星型卫星网络的上网优化方法，其特征在于:所述步骤B中在对象信息表中记录该对象当前信息包括统一资源定位符URL、对象状态和对象响应报文。
4.根据权利要求1所述的一种适用于星型卫星网络的上网优化方法，其特征在于:所述步骤B记录通过卫星网络向中心站加速网关以单播的方式发送该上网请求消息，该单播上网请求包的源地址为小站加速网关的地址。
5.根据权利要求1所述的一种适用于星型卫星网络的上网优化方法，其特征在于:所述步骤C在上网会话连接表中记录此次上网请求连接信息包括上网请求的源地址、目的地址、源端口、目的端口和统一资源定位符URL ;其中源地址和源端口为小站加速网关的WAN口地址和端口，目的地址和目的端口为Web服务器的地址和端口，URL为请求网页的URL。
6.根据权利要求1所述的一种适用于星型卫星网络的上网优化方法，其特征在于:所述步骤D将单播应答包转换成组播应答包，利用卫星广播特性向该组播组内的各小站加速网关发送组播应答消息，中心站加速网关封装和发送的组播应答包的地址即为小站加速网关所在的组播组的地址。
7.根据权利要求1所述的一种适用于星型卫星网络的上网优化方法，其特征在于:所述步骤E在本地建立该对象的对象信息表包括统一资源定位符URL、对象状态和对象响应报文。
【文档编号】H04L29/06GK104320405SQ201410620556
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】何辞, 孙晨华, 张亚生, 曹建军 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所