專利名稱：分布于通信結構上的節點利用具有多準則選擇的拓撲服務器訪問網絡的制作方法
技術領域：
本發明涉及跨節點網絡而分布的應用，所述節點部署于通信結構上。
背景技術：
這些應用包括稱為“對等”(或P2P)的應用，但也包括⑶N (內容分發網絡)網絡，其由在互聯網上聯網的計算機組成，并且其相互合作以提供內容或數據(通常是大型多媒體內容)給用戶。這種網絡由以下組成-源服務器，其中內容被“注入”⑶N以被復制；-地理上分布在互聯網“邊緣”中的存儲節點(不管是否是永久性的)，其中所述內容被復制；-語義路由機制(“基于名稱的路由”)，其使得關于一段內容的用戶請求能夠在語義的意義上由“最近的”節點來服務。這些分布式應用也包括“計算網格”，更一般地稱作網格，其是由一組計算機資源組成的虛擬基礎設施，該計算機資源潛在地是共享的、分布式的、異構的、遠程的和獨立的。其他類型的應用也可以包含在本發明的范圍內。這些分布式應用共享基于其內容或語義特征而使得應用節點加入網絡(“覆蓋”)的相同特征，但是這不考慮基礎通信結構的拓撲特征。邏輯結構與硬件結構之間的獨立性是有利的，但是有至少一個主要的缺陷，因為網絡應用節點的部署不考慮該通信結構的拓撲。相反，兩個節點可以完全基于應用和語義準則而在節點網絡內是相鄰的，但是被部署在遠程通信網絡中。一個節點位于一個大陸中而其相鄰節點位于另一個大陸中這一情形并不罕見。結果是不僅端到端傳輸時間增加和節點網絡的通用性能降級，而且由于使用許多遠程連接而造成整體上互聯網的擁塞。另一個問題是這要求運營商允許未計費業務經過其網絡。這要求一些運營商增加其網絡的大小或降低分配給該業務的服務質量。已經提議改進這一情形。這些提議之一是正由IETF (互聯網工程任務組)內的工作組研究的“ALT0”(應用層業務優化)服務。該提議的原理由圖I示出并且依賴于具有通信結構A的部分視圖的服務器S。這個ALTO服務器S使得ALTO客戶端Cauq能夠獲得與將這個部分視圖考慮在內的節點Np的網絡的一組節點NI，N2, N3. . . N50有關的信息。這個視圖是部分的是指它僅覆蓋通信結構的一個區域，并且它定心于它代表其互聯網視圖的給定獨立系統的運營商。如文獻draft-ietf-alto-protocol-04. txt的章節2. 2中所描述的，一個區域可以是一個獨立的系統、由互聯網服務提供商(ISP)管理的網絡或者子網或這種網絡的集合。
ALTO服務器S可以提供不同的服務給ALTO客戶端。它可以特別地提供其網絡視圖的地圖或提供一組節點的安排，所述節點的標識符由與應用客戶端C相連的ALTO客戶端發送給它。由服務器S提供的信息考慮了網絡拓撲并且因而能夠使得客戶端C建立受益于該知識的節點網絡(特別是對等網絡)。因此，用于傳輸/遞送機制的最佳網絡可以被安排。然而，這個機制同時只能夠確定與單個特征有關的信息，如目前由文獻draft-ietf-alto-protocol-04. txt所指明的那樣。根據章節5. I. I,這個特征可以是地理距離、跳數目或通用路由代碼。在其向ALTO服務器的請求中，客戶端必須指定特征(稱作“成本類型”)，并且服務器響應以關于該特征的信息。然而，不依賴單個特征而是使得一組應用節點能夠從多個特征中被選擇可能是有益的。考慮較大的特征多樣化也可能是有益的，由此實現大量的組合和選擇準則。這在目前只能通過發送與要考慮的特征一樣多的請求至ALTO服務器來實現。客戶端因而可以組合所接收的信息以構建其解決方案。然而，這種過程不是最佳的。這是因為它在ALTO客戶端與服務器之間生成大量的消息。這個業務對于運營商而言不是可計費的，并且會造成通信結構資源的擁塞。此外，使ALTO問題正式化的 IETF 的 RFC5693 在其章節 5. 1“ Information Providedby an ALTO Service”中陳述到，由ALTO服務提供的信息通過不頻繁的改變來表征，因為頻繁改變的信息需要頻繁的高成本更新或通常被廢棄。這是反映網絡瞬時狀態的度量這一情況，例如端到端延遲或可用帶寬。然而，目前有許多成功的應用，其良好的運轉依賴于知道這些度量的統計值。服務和網絡運營商以及應用節點越來越多地計算并存儲這些統計以更好地管理業務。因此，令人失望的是，這些統計無法被并入由ALTO提供的服務，假設它們經常是已經存在并且覆蓋了與ALTO服務器更新頻率相容的時間范圍。因此，存在改進該情形的真實需求。
發明內容
為此，本發明公開了一種用于由連至通信結構的應用客戶端來訪問應用的系統，所述應用跨部署于該通信結構上的節點網絡而分布。該訪問系統包括具有所述通信結構內的網絡的拓撲視圖的服務器和用于當應用客戶端請求時提供基于所述拓撲視圖的關于一組網絡節點的信息的裝置。所述服務器能夠提供與關于該組節點的多個特征有關的信息。根據本發明的一個實施例，所述訪問系統還包括用于基于所述信息確定該組節點中的節點安排的中間設備。所述中間設備可以用于基于關聯與所述特征的權重來確定所述安排。這些權重可以由所述應用客戶端提供。所述信息可以是以標量值的向量的形式。 所述安排可以基于至理想向量的距離來執行。本發明的訪問系統可以被實現在也實現了應用客戶端的通信終端上。本發明的另一個目的是一種用于由連至通信結構的應用客戶端來訪問應用的方法，所述應用跨部署于該通信結構上的節點網絡而分布，包括由具有該通信結構內的網絡的拓撲視圖的服務器向所述應用客戶端發送基于該拓撲視圖的關于一組網絡節點的信息，其中所述信息與關于該組節點的多個特征有關。本發明的另一個目的是一種軟件應用，其包括用于當它在數據處理設備中被實施時執行所述方法的裝置。
參考附圖，通過閱讀下面對實施例的描述，本發明及其優點和特征將變得更加明顯。已經提到的圖I示出了實現ALTO協議的通信結構；圖2示出了實現根據本發明的訪問系統的通信結構。
具體實施例方式圖2的視圖是示意性功能視圖。它被有意地簡化以使得本發明的原理更易于說明。它示出了與客戶端C相連的通信結構A。客戶端C是希望使用跨節點網絡Np的節點NI，N2, N3. . . N50而分布的應用的應用客戶端。如上文所述，這些節點具有不同的特征，特別是就網絡拓撲而言。因此，它們可能位于通過不同的接入方式(Ethernet、Wifi、3G、LTE等)而連至通信結構A的設備中，每種接入方式在帶寬、可用性等方面都具有不同的特征，但是它們也可以位于不同的運營商網絡內的十分不同的地理區域中。應用客戶端C可以位于電信終端T中。它可以是移動電話、膝上型電腦、個人數字助理或使得用戶能夠連接到位于例如互聯網的通信結構中的應用的任何其他設備。應用可以是聯網游戲應用、文件共享應用、特別是視頻的多媒體流訪問應用、共享計算應用等。已知地，應用客戶端C可以獲知網絡Np的節點的列表。存在不同的技術來這樣做，例如使用提供至該網絡的接入點的集中式服務器。這個集中式服務器在“對等”網絡Np的背景下例如是“跟蹤器”。在完全的分布式模式中，對等節點可以通過對等交換(PEX)技術或通過搜索引擎來識別。應用客戶端C然后可以以服務請求的形式發送該列表至ALTO客戶端CALT0。該ALTO客戶端可以在通信終端T內是共同定位的，如圖2所示。在該情況下，存在兩個功能模塊，它們可能是不同的(通過結構相互操作的兩個不同的軟件產品)或是被組裝成單個軟件模塊的技術裝置。它也可以位于通信結構A內，例如在上述識別網絡Np的節點的集中式服務器(跟蹤器等)內。ALTO客戶端是適于確保應用客戶端C與ALTO服務器之間的接口的功能實體。它特別地實現了這樣的軟件裝置其實現了按照當前由IETF指定的ALTO協議的與服務器的通信。它還可以包括用于確定在與其相連的通信結構A內哪些ALTO服務器是可用的以及它們提供的服務。ALTO客戶端CA_然后發送服務請求至ALTO服務器S。這個而服務請求包括由應用客戶端C確定的節點的列表，以及服務的標識符。這個服務可以包括在上述文獻draft-ietf-alto-protocol-04. txt的章節3. 2中定義的服務,但是它當然可以包括其他服務，無論是標準化的還是專有的。目前被正規范化的ALTO協議考慮在內的服務是“地圖服務”、“地圖過濾服務”、“端點屬性服務”和“端點成本服務”。此外，所述請求可以包含一組特征。這些特征可以由應用客戶端C提供，因為其選擇取決于應用，但是可以設想ALTO客戶端或第三方功能模塊可以基于其他數據來確定或有助于確定那些特征。根據本發明的一個實施例，客戶端C借助于中間設備M發送該請求至ALTO客戶端。應用客戶端C向ALTO客戶端CA_發送一組節點的標識符。應用客戶端C還向中間設備M發送請求。該請求包括-若干節點，客戶端C希望具有其安排和/或成本，-多個特征，和-可能地與那些特征相關聯的權重。也可以在該請求中設置多個組，所述組包括特征間的關聯、權重和期望的節點數目。當該請求被接收時，中間設備M發送第二請求至ALTO客戶端Cauo。該第二請求包含多個特征。ALTO客戶端然后按照ALTO規范發送請求至ALTO服務器，其包括-指示它想要與一組特征有關的向量作為響應的參數，-多個特征，和-該組節點的標識符。它也需要包括指定返回的參數值是標量而不是序數值的參數。ALTO服務器使用它所擁有的拓撲視圖來確定與關于節點組的所接收的多個特征有關的信息，其中它接收該節點組的信息。它向ALTO客戶端Cauq發回包含那些參數的向量。其答復可以示意性地具有以下格式NI, V1C1, V1C2, V1C3, V1C4 ；N2, V2C1, V2C2, V2C3, V2C4 ；N5, V5C1, V5C2, V5C3, V5C4 ；其中，Ni指示了節點X的標識符，而ViCj代表特征j的關于節點i的值。這些特征Cj來自于通信結構A內的網絡Np的拓撲。它們包括與設備間的連接(IP跳的數目、例如作為通用值或傳輸公里的每個IP跳的成本)有關的特征和與應用節點本身(由ALTO服務器分配的身份、連通性類型、存儲器或CPU的可用時間資源等)有關的特征。每個IP跳的成本可以考慮可以構成ALTO服務器S所具有的拓撲視圖的一部分的不同準則帶寬、傳輸時間、抖動、IP設備擁塞等。這個數據可以在ALTO服務器S中周期性地被測量并且被更新；它可以由網絡管理工具來提供。與RFC5693相容的數據選項可以是·與網絡的高動態狀態度量有關的統計，
·針對每個度量的根據該度量的節點質量的指示符,例如標量指示符，·可能地針對每段信息的可靠性指示符(統計或指示)，·時間范圍，例如針對那些值而應用的小時，·可能地針對每個度量的一個組，該組包括給定時間范圍和統計值或下文描述的指示符。然而，所述過程是在本發明范圍之外的，并且將進一步描述。來自ALTO服務器S的響應可以按照正規范化的ALTO協議被發回ALTO客戶端CAU()。這個響應被重新發送給中間設備Μ。該設備可以實現各種不同的優化技術以基于應用客戶端C所提供的權重找到最佳的特征向量。尋求優化特征向量而不是分別取的每個特征是有益的。所發現的這個解決方案從物理的角度來看更加穩定并且敏感。可以獲得帕累托(Pareto)最佳點，這意味著這樣一個向量，其至少一個分量沒有在所有其他分量中被該分量超過。所述中間設備可以基于由ALTO服務器S發回的這個信息來執行節點的安排。這個安排可以基于與組中的每個節點相關聯的向量與理想向量之間的距離。這個理想向量可以是這樣的向量其每個分量是從所提取的高效(或帕累托最佳)解決方案之中觀測到的最佳值。中間設備M然后可以返回這些結果給應用客戶端。如果該應用客戶端在其初始請求中發送了它想要與其連接的若干節點，則只有該若干節點將被返回。所述響應可以包括如此確定的節點標識符列表，其潛在地關聯于值。這個值可以是如由ALTO服務器S傳送的關聯特征向量，或是更綜合的值，其可以是代表該向量與理想向量之間的距離的序數。值類型的選擇可以通過從應用客戶端C向中間設備M發送的請求中的參數來確定。應用客戶端可以以已知方式建立與所選節點的通信。然而，那些節點已經按照由應用確定的特征而被最佳地選擇。此外，為了實現這些目的，沒有增加附加的業務，因為至ALTO服務器的單個請求已經被發送并且應用客戶端、ALTO客戶端和中間設備之間的附加業務是非常有限的，并且可以位于通信終端本身內并且因而不會對通信結構A帶來額外的成本。
權利要求
1.一種用于由連至通信結構(A)的應用客戶端(C)訪問應用的系統(CANTO, Μ),該應用跨部署于所述通信結構上的節點(NI，N2，N3. . .Ν50)的網絡而分布，包括具有按照ALTO標準的所述通信結構內的所述網絡的拓撲視圖的服務器(S)，和用于當所述客戶端請求時提供基于所述拓撲視圖的關于所述網絡的節點組的信息，其中，所述服務器能夠提供與關于所述節點組的多個特征有關的信息。
2.根據權利要求I所述的訪問系統，還包括用于基于所述信息確定所述節點組的節點安排的中間設備(Μ)。
3.根據權利要求2所述的訪問系統，其中，所述中間設備用于基于關聯于所述特征的權重來確定所述安排。
4.根據權利要求3所述的訪問系統，其中，所述權重是由所述應用客戶端來提供的。
5.根據前述權利要求之一所述的訪問系統，其用于在也實現所述應用客戶端的通信終端T上被實現。
6.根據前述權利要求之一所述的訪問系統，其中，所述信息是以標量值的向量的形式的。
7.根據權利要求6所述的訪問系統，其中，所述安排是基于至理想向量的距離而執行的。
8.一種用于由連至通信結構(A)的應用客戶端(C)訪問應用的方法，該應用跨部署于所述通信結構上的節點(NI，Ν2, Ν3. . . Ν50)的網絡而分布，包括由具有按照ALTO標準的所述通信結構內的所述網絡的拓撲視圖的服務器(S)向所述應用客戶端發送基于所述拓撲視圖的關于所述網絡的節點組的信息，其中，所述信息與關于所述節點組的多個特征有關。
9.一種計算機程序，包括用于當所述程序在數據處理設備上執行時執行根據權利要求8的方法的各步驟的裝置。
全文摘要
一種用于由連至通信結構(A)的應用客戶端(C)訪問應用的系統(CANTO,M)，該應用跨部署于所述通信結構上的節點(N1,N2,N3...N50)的網絡而分布，包括具有按照ALTO標準的所述通信結構內的所述網絡的拓撲視圖的服務器(S)，和用于當所述客戶端請求時提供基于所述拓撲視圖的關于所述網絡的節點組的信息，其中，所述服務器能夠提供與關于所述節點組的多個特征有關的信息。
文檔編號H04L29/08GK102986196SQ201180033095
公開日2013年3月20日 申請日期2011年7月5日 優先權日2010年7月8日
發明者C-S·蘭德里亞馬斯 申請人:阿爾卡特朗訊公司