CZ2000260A3 - Internetový vrovnávací systém - Google Patents

Abstract

Způsob, systéma server slouží pro vyrovnávání toku informačního obsahu Internetu. Množina geograficky rozmístěných vyrovnávacích severů (104a, 104b, 104c, 104d) obsluhuje různé geografické regiony a informace získané v souvislosti s činnostíjednoho z vyrovnávacích servetů (140) se distribuují v podstatě ke všemostatním vyrovnávacím serverům(14Q).

Description

Internetový vyrovnávací systém

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu, systému a vyrovnávání toku (caching) informačního obsahu Internetu.

Dosavadní stav techniky

V posledních několika letech se Internet rozvinul do nej rychleji rostoucího komunikačního prostředku a předpokládá se, že se v budoucnu stane hlavním systémem pro předávání informací. Internet je stále populárnější a počet jeho uživatelů roste závratným tempem. Každý může na síti zpřístupnit libovolnou informaci - text, obrázky, zvukový nebo obrazový záznam - kterou si může libovolný uživatel sítě stáhnout z kteréhokoliv místa na světě. Této skutečnosti lze připsat neuvěřitelnou oblibu Internetu a jeho nejpoužívanější formy - celosvětové sítě WWW (World Wide Web).

Ovšem popularita Internetu a zvláště používání internetovské aplikace WWW klade na kapacitu sítě obrovské nároky. Informační tok na Internetu se zdvojnásobuje každé tři měsíce a zatím nejsou patrny známky toho, že by se toto tempo mělo zpomalit. Samozřejmě, že se nakonec takovýto exponenciální růst zpomalit musí, ale zdá se, že k tomu, abychom zpomalení růstu zaznamenali, máme ještě daleko.

V současné době má přístup k Internetu jen malý počet osobních počítačů (PC - Personál Computer). Předpokládá se, že většina z těch, kteří již investovali nebo budou investovat do PC, se bude nakonec chtít k Internetu připojit. Dále, komunikační rychlosti mezi uživateli a infrastrukturou Internetu rychle rostou. Objevují se nové technologie přenosu dat, jako jsou ISDN, modemy pro kabelovou televizi a xDSL.

« ·· • · · • ft·· ftft <· ·· ·* ··

Výrobci domácí elektroniky přichází s levnými zařízeními pro přístup k Internetu pomocí obyčejných televizních přijímačů.

Uvedené i další faktory přispívají k rostoucím obtížím 5 v přistupování k informacím na Internetu, protože systém je obecně přetěžován. V mnoha částech světa je hlavním problémem dostupná šířka pásma. Rovněž přenos informací mezi USA a Evropou je omezen přenosovou kapacitou transatlantického spoje. Stávající přenosová kapacita je jednoduše nedostatečná k tomu, aby uspokojila stále rostoucí poptávku po Internetu.

V podstatě existují dvě konvenční řešení tohoto problému. Prvním je zvětšení šířky pásma a přepínací kapacity. To se děje, ovšem za cenu obrovských nákladů a nutnosti překonávat významné technické problémy.

Druhou možností je použít vyrovnávacích technik (caching). Vyrovnávání spočívá v podstatě ve sledování toku Internetem a uchovávání nejčastěji požadovaných souborů WWW v místě, které je uživateli blíž než původní soubory. To samozřejmě předpokládá uložení místní kopie té WWW stránky, o kterou se jedná. Například, kopie domácích stránek americké CNN se může dočasně uložit do vyrovnávací paměti (cache paměti) v evropském proxy serveru, čímž se evropským uživatelům umožní přístup k domácím stránkám CNN, aniž by byl zatěžován transatlantický spoj. Přínosem je jednak rychlejší přístup uživatelů k informacím a zároveň snížení zatížení sítě. Celkový informační obsah WWW je s velkou pravděpodobnosti neměřitelný, ovšem převážnou část toho toku, který se skutečně sleduje, tvoří relativně malá podmnožina těchto informací. 10-20 GB (Gigabyte) vyrovnávací paměť sníží (jaro 1997) v závislosti na velikosti a homogenitě uživatelské komunity informační tok v rámci dané komunity o 30-50%.

ft · ft · ft ftft ftft • ftft • ♦ · • ftft • ftftft · · *SE>-t5 • · ftft ftft • · ft · • · ft • ft

Ovšem navzdory dosažené úrovni vyrovnávacích technik je v některých částech světa, jako je jižní a východní Evropa, Jižní Amerika, Indie a Dálný východ, kapacita dostupné šířky pásma stávajících komunikačních systémů natolik malá, že stávajícími prostředky žádoucí použitelnost Internetu zajistit nelze.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je přinést vyrovnávací řešení, které zkrátí přístupové časy k Internetu a umožní další významný nárůst počtu uživatelů a Internetem přenášeného informačního toku a to zvláště v oblastech s malou kapacitou šířky pásma.

Podle vynálezu se uvedeného cíle dosáhne způsobem, systémem a serverem pro vyrovnávání informačního obsahu Internetu podle připojených patentových nároků.

Vynález je založen na poznatku, že jazykově a kulturně homogenní geografická oblast se často liší jak v tvaru, tak rozloze od ekonomicky a technicky optimálního regionu, který by měl obsluhovat jediný vyrovnávací (cache) server. Taková oblast je tedy obsluhována množinou geograficky rozmístěných serverů. Dále vynález vychází z předpokladu, že uživatelé z takové jazykově a kulturně homogenní geografické oblasti budou mít i homogenní preference co se navštívených informačních stránek týká. Tedy, informace uložené na základě požadavků uživatelů v jednom z vyrovnávacích serverů by se měly předat i dalším serverům v dané oblastí, neboť lze předpokládat, že pokud se jeden uživatel zajímá o konkrétní informaci, bude tato informace zajímavá i pro ostatní uživatele ze stejné jazykově a kulturně homogenní oblasti. Čím je uživatelská komunita větší, tím větší je i pravděpodobnost, že někdo projeví zájem o některý z již zkopírovaných souborů.

·* ·· ·· ··

Podle vynálezu se množina geograficky vyrovnávacích serverů, který každý obsluhuje samostatný geografický region, ale které mají společného jmenovatele, 5 například že dohromady obsluhují kulturně a/nebo jazykově definovanou skupinu uživatelů nebo oblast, aktualizuje s v podstatě stejnou informací, kdykoliv jeden z těchto vyrovnávacích serverů tuto informaci na základě požadavku uživatele vyhledá.

Kulturní a jazyková homogenita se může definovat ohraničením oblasti osídlení národem, ohraničením oblastí používání konkrétního jazyka, ohraničením konkrétního vyznání, ohraničením dosaženého stupně technologické vyspělosti, ohraničením ekonomického celku, případně jejich kombinacemi, apod.

rozmístěných

Tedy, podle provedení vynálezu je množina geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů rozmístěna v jazykově a kulturně definované globální geografické oblasti nebo geograficky definované komunitě. Dále, každý z vyrovnávacích serverů s výhodou obsluhuje příslušný místní region v rámci geografické oblastí nebo komunity.

Například německy mluvící části Německa, Rakouska,

Švýcarska a Itálie lze považovat za kulturně a jazykově homogenní globální oblast. Potom lze v této oblasti rozmístit množinu vyrovnávacích serverů, které budou pracovat podle vynálezu. Z této množiny serverů, která pokrývá výše definovanou globální oblast, může jeden (nebo více) server obsluhovat první region, který pokrývá například severní část Německa, druhý (nebo více) server může obsluhovat druhý region, který pokrývá východní část Německa, třetí (nebo více) server může obsluhovat třetí region, který pokrývá centrální část Německa, čtvrtý (nebo více) server může φ φ φ · φ φ · φφ φφ »

• ΦΦ* φφ

ČE-.23:

obsluhovat čtvrtý region, který pokrývá Švýcarsko a severní část Itálie, a nakonec pátý server může obsluhovat pátý region zahrnující Rakousko.

Povšimněte si, že definovaná geografická oblast podle vynálezu nemusí představovat homogenní, spojitou oblast ohraničenou uzavřenou hranicí, ale může jít i o množinu geograficky oddělených podoblastí, které společně definují oblast podle vynálezu.

Podle vyhodnocení provedeného vynálezcem je v některých částech světa, například v Indii a Jižní Americe, kapacita šířky pásma telekomunikačních sítí natolik nízká, že je ve skutečnosti výhodnější poslat konkrétní balík informací ke všem vyrovnávacím serverům v rámci definované globální oblasti již na základě požadavku na získání informace od sítě od jediného uživatele, než nechat dalšího uživatele podruhé prohledávat síť ve snaze získat stejnou informaci. Pravidla pro určení kritérií, zda a kdy provádět distribuované vyrovnávání, lze definovat mnoha různými způsoby na základě konkrétního prostředí a jsou podrobněji diskutována dále v textu.

Distribuce informací k množině vyrovnávacích serverů podle vynálezu se může provádět mnoha různými způsoby. Jednou z cest je použít samotný Internet. To by však kladlo ještě větší nároky na přenosovou kapacitu sítě. Proto se v přednostním provedení vynálezu informace k množině vyrovnávacích serverů distribuují prostřednictvím univerzální datové komunikace, která navíc s výhodou probíhá po vyhrazených datových kanálech oddělených od kanálů Internetu.

V přednostním provedení se informace k množině vyrovnávacích serverů distribuují přes satelitní spoj. Každý ze serverů má s výhodou přístup k odchozímu spoji pro

pl

odesílání informací a všechny servery přijímají příchozí spoj, který přináší informace vyslané z jednoho ze serverů. Hardware a software pro ošetření takové distribuce může být příslušné samotnému vyrovnávacímu serveru, případně jej může zajistit například poskytovatel služeb sítě Internet nebo poskytovatel spoje satelitní komunikace. Obdobně, software pro řízení informačního toku a provádění rozhodování v rámci systému se může, jak je jistě odborníkům zřejmé, nacházet ve vyrovnávacím serveru, u poskytovatele služeb sítě Internet nebo na libovolném jiném vhodném místě. Pokud se použije satelitní systém, lze satelitní spoj použít také pro přenášení a předávání požadavků do jiných částí světa, například z Evropy do USA a naopak.

V alternativním provedení jsou všechny vyrovnávací servery v systému připojeny datovými kanály k centrální řídicí jednotce. Tato centrální řídicí jednotka může například řídit rozhodování, zda se má informace kopírovat, jak se má distribuovat, atd.

Distribuovaná vyrovnávací technika podle vynálezu se může uzpůsobit různým kritériím určujícím co distribuovat a co ne v závislosti například na velikosti komunity, kapacitě vyrovnávacích serverů, dostupné komunikační kapacitě sítě, cílech poskytovatele vyrovnávacího systému, apod. Podle přednostního provedení vynálezu se zpracovávají pouze požadavky nebo rámce, které se odkazují na konkrétní komunikační formát nebo aplikaci odpovídající typu informační služby poskytované místním paměťovým prostředkem. Například pouze takzvané TCP dotazy k WWW portu. V dalším příkladu se může poskytovatel vyrovnávání rozhodnout kopírovat pouze z konkrétních adres (například .org nebo .com adresy), nebo pouze až po určitém počtu požadavků (například po třech nezávislých požadavcích) atd.

ft «

• ftftft ft ft · · • ft ftft • ft • · • · • ft •gB-fcS··

Zpracovací prostředek potřebný pro provádění takových rozhodnutí může být součástí každého z vyrovnávacích serverů, výše zmíněné centrální řídící jednotky, zařízení poskytovatele služeb sítě Internet nebo jiného zařízení pracujícího v součinnosti s vyrovnávacími servery.

Rovněž požadavky týkající se poskytovatele informačního obsahu, který se nachází v regionu obsluhovaném jedním z vyrovnávacích serverů z množiny vyrovnávacích serverů, lze v různých provedeních vynálezu ošetřovat různými způsoby.

V prvních dvou provedeních vynálezu se předpokládá, že místní požadavek na informaci od konečného uživatele na poskytovatele informačního obsahu Internetu má jen místní význam. Potom se informace a) nikdy nekopíruje, protože místní uživatel by měl mít k místnímu poskytovateli obsahu vždy snadný přístup; b) uloží se pouze v místním vyrovnávacím serveru a nedistribuuje se do. celé množiny geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů, protože požadavek má s velkou pravděpodobností pouze místní význam. V tomto kontextu přísluší přívlastek místní rysům příslušným jednomu z regionů.

Podle dalšího provedení vynálezu se předpokládá, že odpověď na požadavek na informaci od konečného uživatele na poskytovatele informačního obsahu, kteří se oba nachází ve stejném regionu, se nemusí zpracovat vyrovnávacím serverem, který daný region obsluhuje, ale získaná informace by se měla distribuovat ke všem ostatním vyrovnávacím serverům v systému, neboť místní uživatel bude mít vždy snadný přístup k místnímu poskytovateli informačního obsahu (neexistuje tedy potřeba místního vyrovnávání), ale uživatel mimo region to tak snadné mít nebude (tedy potřeba vyrovnávání vně regionu existuje).

• ·

S£^J25.·

4 · · • · * «44 4 ··

V dalším provedení vynálezu se předpokládá, že kapacita vyrovnávacího serveru je dostatečná k tomu, aby se ošetřovaly všechny požadavky, a není tedy nutno s informacemi, které se týkají místních poskytovatelů obsahu Internetu, zacházet jinak než s ostatními. Následně, zkopírování informace na jednom serveru systému vede k distribuování stejné informace ke všem vyrovnávacím serverům v systému.

V dalším provedení vynálezu, v závislosti na volbě pravidel pro rozhodování v rámci systému, je k dispozicí seznam poskytovatelů informačního obsahu Internetu, kteří jsou z vyrovnávání vynecháni. Potom se v každém vyrovnávacím serveru zkontroluje příchozí požadavek na informaci oproti seznamu na to, zda se má vyrovnávat či nikoliv.

V závislosti na žádoucím stupni služby budou zkopírované informace ve vyrovnávacích serverech uloženy pouze po určitou dobu. Například mohou vyrovnávací paměti pracovat na principu první dovnitř - první ven. Podle dalšího příkladu se mohou určité informace opatřit aktualizačním požadavkem, který udá maximální dobu, po kterou se může zkopírovaná informace používat, resp. po kterou je považována za aktuální. Samozřejmě, jak je jistě odborníkům zřejmé, v tomto i jiném aspektu lze vynález kombinovat s různými jinými typy konvenčních vyrovnávacích technik.

Dále, každý z vyrovnávacích serverů může tvořit několik sub-serverů spojených, výhodně pomocí vysokorychlostního přepínacího prostředku, se správcem vyrovnávání (cache manager), který činnost serveru řídí. Dále, počet vyrovnávacích serverů v systému není nijak omezen. Každý server může být rovněž využíván i více než jedním poskytovatel služeb sítě Internet.

• ♦ * « · · • · · •ft·· ·· ·· : *se-26 :

·* ·» ··

V případě poruchy jednoho z vyrovnávacích serverů jej lze v rámci systému rychle obejít a po dobu, než se vyrovnávací server opraví nebo nahradí, obnovit alespoň některé služby. Vyrovnávací funkce lze poskytovat v rámci systému z jiného serveru v jiném regionu. Výhodou vynálezu je skutečnost, že pomocný vyrovnávací server uchovává stejný obsah jako server odstavený, a je tak zaručeno, že uložené informace jsou i pro koncové uživatele regionu odstaveného serveru aktuální.

Ačkoliv byl vynález popsán v souvislosti s internetovým komunikačním systémem, je jistě odborníkům zřejmé, že vynález lze použít i v jiných podobných typech globálních informačních komunikačních systémů, které se mohou objevit v budoucnu a které mohou trpět podobnými druhy komunikačních problémů. Vynález se tím neomezuje pouze na internetové aplikace.

Dále, ačkoliv byl vynález popsán v souvislosti zejména s aplikací celosvětové sítě WWW, rozumí se, že jej lze stejně dobře použít i pro jiné typy aplikací sítě.

Přehled obrázků

Další aspekty, rysy a výhody vynálezu budou zřejmé . z následujícího popisu přednostních příkladných provedení s odkazy na doprovodné výkresy, na nichž:

Na obr. 1 je schematické zobrazení provedení internetového vyrovnávacího systému podle vynálezu;

Na obr. 2 je schematické zobrazení uspořádání vyrovnávacího serveru, který tvoří část systému dle obr. 1;

• « · • ··· · ·

ϊ. i ’áE-85 i

Na obr. 3 je schematické zobrazení uspořádání vyrovnávacího serveru;

alternativního

Na obr. 4 je schematické zobrazení dalšího 5 alternativního uspořádání vyrovnávacího serveru;

Na obr.	5		vývojový	diagram	činností	prováděných
vyrovnávacím	serverem	dle obr.	4;
10 Na obr.	6	je	vývojový	diagram	činností	prováděných
vyrovnávacím	serverem	dle obr.	3;

Na obr. 7 je schematické zobrazení dalšího provedení internetového vyrovnávacího systému podle vynálezu; a

Na obr. 8 je schematické zobrazení dalšího provedení internetového vyrovnávacího systému podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

První provedení internetového vyrovnávacího systému podle vynálezu bude nyní popsáno s odkazy na obr. 1. Jazykově a/nebo kulturně definovaná oblast 200 zahrnuje čtyři geografické regiony A, B, C a D. Oblastí 200 mohou být například britské ostrovy a regiony A, B, C a D mohou být

Irsko, Wales, Skotsko a severní Anglie a jižní Anglie.

V každém z regionů A, B, C a D je nejméně jeden poskytovatel 110a, 110b, 110c a HOd služeb sítě Internet, který v daném regionu zajišťuje přístup k Internetu 1QQ.

Každý z poskytovatelů 110a, 110b, 110c a HOd služeb sítě Internet poskytuje internetové připojení počtu koncových uživatelů 120a, 120b, 120c a 120d a počtu poskytovatelů 130a, 130b, 130c a 130d Informačního obsahu. Rozumí se, že ačkoliv jsou koncový uživatel 120 a poskytovatel 130 informačního ·

obsahu na obr. 1 zobrazeni jako samostatné entity, může být ve skutečnosti koncový uživatel zároveň poskytovatelem obsahu.

* * · · * • · · · «•toto ··

Každý poskytovatel služeb je připojen k nejméně jednomu internetovému vyrovnávacímu serveru 140a, 140b, 14Qc a 140d. Každý vyrovnávací server 140 zajišťuje vyrovnávací funkce pro všechny konečné uživatele 120 v rámci regionu. Každý vyrovnávací server 140a, 140b, 140c a 140d má spojeni k satelitnímu zařízení 150a, 150b, 150c a 150d a může tak přes satelit 160 vysílat informace ke všem ostatním vyrovnávacím serverům v rámci oblasti 200.

Nyní popíšeme činnost systému podle obr. 1. Když, například, poskytovatel 110a služeb v regionu A přijme požadavek od uživatele 120a na informace poskytované poskytovatelem 13Qe obsahu, který se nachází v regionu E, který v tomto případě leží mimo oblast 200 (například v Severní Americe), poskytovatel 110a služeb nejprve zkontroluje přidružený vyrovnávací server 14Qa, zda je v něm uložena aktualizovaná kopie požadované informace. Pokud ano, odešle se požadovaná informace ke konečnému uživateli z vyrovnávacího serveru. Pokud však kopie požadované informace není ve vyrovnávacím serveru 140a k dispozici, předá poskytovatel 110a služeb přes Internet 100 požadavek výchozímu poskytovateli 130e obsahu. Poté, co poskytovatel 130e obsahu požadovanou informaci po Internetu 100 vrátí, dodá poskytovatel 110a služeb informaci ke konečnému uživateli a zároveň přijatou informací aktualizuje vyrovnávací server 140a. Součástí aktualizační procedury je odeslání aktualizované informace přes satelitní zařízení 150a a satelit 160 k ostatním vyrovnávací serverům 140b, 140c a

14Qd v ostatních regionech B, C a D a tedy aktualizace všech serverů systému stejnou informací. Po provedení aktualizace již nepotřebuje žádný z koncových uživatelů 120 v oblasti 200

4 · 4

4· 49 • 9 4 4

9 9

9994 99

5EU5 :

přístup k původnímu poskytovateli 130e obsahu přes Internet, neboť může využít kopie uložené místně v příslušném vyrovnávací serveru. Pokud je jeden ze serverů již před aktualizací zaplněn, vymaže se ze serveru informace, která je v něm uložena po nejdelší dobu (od posledního vyžádání koncovým uživatelem). Každý ze serverů může používat pro zajištění přesnosti a aktuálnosti v něm uložených informací, tj, spolehlivých kopií původních stránek, několik způsobů.

V následujících obrázcích jsou pro označení prvků, které mají stejné funkce jako prvky popsané v souvislosti s obr. 1, pro zjednodušení a názornost použita stejná číselná označení. Vyrovnávací server, který je součástí systému dle obr. 1, je dále popsán s odkazy na obr. 2. Tři terminály nebo stanice

120 koncových uživatelů jsou připojeny k multiplexní jednotce

17Q, kterou může být víceuživatelský modem nebo LAN router podle toho, o jaký typ uživatelského systému se jedná. Multiplexní jednotka 170 je spojena s interceptorem 110, přes který má poskytovatel služeb přístup k Internetu 100.

Multiplexní jednotka 170 multiplexuje komunikaci k a od uživatelských terminálů 120.

Pokud si uživatel 120 přeje získat informace poskytované například ve formě WWW domácích stránek poskytovatelem informačního obsahu Internetu (není zobrazen), jejichž původní místo zveřejnění se nachází kdesi na Internetu 100, vyšle přes multiplexní jednotku 170 k poskytovateli 110 služeb sítě Internet požadavek na informaci, konkrétně HTTP požadavek k WWW portu. Od poskytovatele 110 služeb se požadavek směruje po Internetu 100 až k poskytovateli obsahu. Poskytovatel obsahu na požadavek odpoví a odešle požadovanou informaci přes Internet 100 a přes poskytovatele 110 služeb zpět k uživateli 120.

• Φ «

Φ · · Φ • Φ ·Φ • ΦΦΦ

Φ · ΦΦ •ÍE-Š25 :

• Φ φφ v uspořádání dle obr. 2 je však požadavek na informaci od uživatele 120 nejprve u poskytovatele služeb vyhodnocen interceptorem 110. Interceptor určí, zda požadovaná informace, například informace poskytnutá poskytovatelem obsahu, existuje jako kopie nebo v podobné formě v místním vyrovnávacím serveru 140 uspořádaném tak, aby přímo komunikoval s interceptorem 110. Pokud je kopie nebo obdobná forma požadované informace v místním serveru 140 k dispozici, přesměruje se požadavek od uživatele přímo k serveru 140, který poté požadovanou informaci vrátí uživateli. V tomto případě informace je informace již k dispozici na všech vyrovnávací serverech v rámci oblasti 200 dle obr. 1 a není tedy třeba ji dále distribuovat.

Pokud cvšem interceptor 110 zjistí, že kopie nebo jiná forma informace, o níž je zájem, na místním vyrovnávací serveru 140 neexistuje, odešle požadavek na informaci od uživatele 120 po Internetu 100 jako v obvyklém případě internetové komunikace. Interceptor 110 poté sleduje odpověď

Internetu 100 uživateli 120 a po přijetí požadované informace se jí vyrovnávací server 140 aktualizuje.

Uložení nové nebo aktualizované informace ve vyrovnávacím serveru 140 je podle vynálezu doprovázeno distribuováním této nové nebo aktualizované informace k jiným vyrovnávacím serverům stejné oblasti 200 dle obr. 1. Tuto distribuci spouští například buď vyrovnávací server 140 nebo interceptor 110 u poskytovatele služby a probíhá prostřednictvím satelitního odchozího spoje k satelitu 160, který informace předá všem vyrovnávacím serverům v dané oblasti. Obdobně, vyrovnávací server 140 přijímá nové nebo aktualizované informace od jiného vyrovnávací serveru v dané oblasti přes příchozí spoj od satelitu 160, • ·* ft ft • ft ftft·· ft*

Povšimněte si, že interceptor 110 v tomto příkladu zachycuje pouze komunikaci určitého typu. Zachycuje například pouze požadavky na informace z WWW od koncových uživatelů. Jiné typy komunikačních služeb, jako je e-mail a jiné, prochází interceptorem 110 neovlivněny.

Na obr. 3 je alternativní uspořádání vyrovnávacího serveru. Uspořádání dle obr. 3 se liší od uspořádání dle obr. 2 jedině tím, že interceptor 110 u poskytovatele služeb je spojen nejenom s vyrovnávacím serverem 140, ale navíc i s rychlou vyrovnávací pamětí 112. Ve srovnání s vyrovnávacím serverem 140 podle vynálezu, jehož paměťová kapacita je několik set GB, má rychlá vyrovnávací paměť 112 kapacitu mnohem menší, například pouze okolo jednoho GB. Ve vyrovnávací paměti 112 se ukládají v podstatě všechny informace procházející interceptorem 110, ale pouze po relativně krátkou dobu.

Rychlá vyrovnávací paměť, která se skládá z paměťových oblastí 112 a vyhledávací tabulky 111, která slouží pro zaznamenání toho, jaké informace jsou právě uloženy v paměťové oblasti, slouží jako pracovní paměť interceptoru 110. Tedy, když interceptor 110 zaznamená požadavek na informace od uživatele 120, zkontroluje nejprve svou rychlou vyrovnávací paměť 111, 112, zda požadovanou informaci obsahuje. Na vyrovnávací server 140 se potom obrátí pouze v případě, že požadovanou informaci nelze nalézt v rychlé vyrovnávací paměti 112. Činnost uspořádání dle obr. 3 dále sleduje činnost výše popsaného uspořádání dle obr. 2 s tou výjimkou, že veškeré informace týkající se každého požadavku na informace od uživatele 120 se dočasně uleží do rychlé vyrovnávací paměti 112, a to jak informace přijaté od Internetu 100, tak informace přijaté od vyrovnávacího serveru 140. Vyrovnávací server 140 se ovšem aktualizuje pouze v případě, že se přijme nové informace od Internetu 100.

ft • · : · íe«5 :

> ftft ftft pro uložení i • ftft ftft· • ftftft ftft

Navíc lze vyrovnávací paměť 112 použít informací jiných typů, než jsou informace uchovávané ve vyrovnávacím serveru 140. Například navíc k uchovávání WWW informací stejných jako ve vyrovnávacím serveru 140, se mohou v rychlé vyrovnávací paměti 112 uchovávat informace příslušné jiným typům dotazů. Informace uchovávané ve vyrovnávací paměti 112 se také automaticky nedistribuuj! k ostatním vyrovnávacím serverům/pamětím v dané oblasti 200.

Další alternativní provedení uspořádání vyrovnávacího serveru je ukázáno na obr. 4. V tomto uspořádání předává poskytovatel 110 služeb všechny WWW požadavky vyrovnávacímu serveru 140, který poté na požadavky buď odpoví, pokud je v něm požadovaná informace již uložena, nebo sám ošetří získání této informace z Internetu 100, buď přes satelit 100 nebo přes jiné spojení 141 k Internetu. Po přijetí požadované informace se vyrovnávací server 140 sám zaktualizuje, na základě vlastního rozhodnutí zaktualizuje ostatní paměti přes satelit 160 a předá informaci přes poskytovatele 110 služeb koncovému uživateli 120.

Povšimněte si, že v uspořádání dle obr. 4 může poskytovatel 110 služeb stále ošetřovat jiné typy služeb, jako je e-mail a jiné, přímo, aniž by je předával přes vyrovnávací server.

Příklad činností prováděných vyrovnávacím serverem 140 dle obr. 4 bude nyní popsán na vývojovém diagramu dle obr. 5. Po aktivaci v kroku SI vyrovnávací server od koncového uživatele přijme v S2 požadavek na informace týkající se konkrétního poskytovatele obsahu. V kroku S3 vyrovnávací server určí, zda má k dispozici kopii požadované informace. Pokud ano, požadovanou informaci dodá v kroku S4 koncovému uživateli a proces skončí v kroku 510 (samozřejmě, že krokem S10 může být návrat do Sl).

• · · · · i. í · • · · · · · * «·«· ·· ·· ··

Pokud se v kroku S3 zjistí, že kopie požadované informace uložena krokem S5, v němž vyrovnávací server vyšle přes Internet 5 požadavek na tuto informaci k označenému poskytovateli obsahu. Požadovanou informaci přijme v kroku S6 a koncovému uživateli ji předá v kroku S7. V kroku S8 se přijatá informace uloží ve vyrovnávacím serveru a nakonec, v kroku S9, se distribuuje ke všem ostatním vyrovnávacím serverům 10 v rámci oblasti 200 dle obr. 1. Přijatá nová, dosud nezaznamenaná informace, se tak uloží ve všech vyrovnávacích serverech v oblasti a stane se tak snadno dostupná všem uživatelům v rámci této oblasti.

Na obr. 6 je znázorněn vývojový diagram činnosti prováděné interceptorem nebo poskytovatelem 110 služeb dle obr. 3. Po aktivaci v kroku Sil interceptor 110 čte v S12 požadavek na informace týkající se konkrétního poskytovatele obsahu, který přišel od koncového uživatele. V kroku S13 interceptor 110 zkontroluje vyhledávací tabulku 111 rychlé vyrovnávací paměti 112 na to, zda paměť 112 požadovanou informaci obsahuje. Pokud ano, pokračuje se krokem S15 popsaným dále. Pokud ne, následuje krok S14, ve kterém interceptor vyšle dotaz k vyrovnávacímu serveru 140 aby zjistil, zda má požadovanou informaci k dispozici server. Pokud je odpověď kladná, proces pokračuje krokem S15, ve kterém je požadavek uživatele zachycen, a krokem S16, ve kterém je požadovaná informace dodána uživateli, buď z paměti 112 nebo ze serveru 140. Ovšem pokud je odpověď ze serveru záporná, pokračuje proces krokem S17, v němž se interceptor nastaví jako průchozí a nechá požadavek přes Internet projít k označenému poskytovateli obsahu. Dále proces pokračuje krokem S18, kde interceptor čeká na odpověď poskytovatele obsahu koncovému uživateli. Po projití informace interceptorem na její cestě ke koncovému uživateli ve vyrovnávacím serveru není, pokračuje proces ·· ·· ·· ·· 7»· interceptor v kroku 519 uloží dříve nedostupnou informaci ve vyrovnávacím serveru 140 a v kroku S20 ji distribuuje všem ostatním vyrovnávacím serverům v rámci oblasti 200 dle obr.

1. Přijatá nová, dosud nezaznamenaná informace, se tak uloží ve všech vyrovnávacích serverech v oblasti a stane se tak snadno dostupná všem uživatelům v rámci této oblasti. Pokaždé, když se přijme informace ze sítě nebo z vyrovnávacího serveru, uloží se její kopie s výhodou v rychlé vyrovnávací paměti 112.

Na obr. 7 je zobrazeno další příkladné provedení internetového vyrovnávacího systému podle vynálezu. Od provedení zobrazeného na obr. 1 se systém dle obr. 7 liší pouze tím, že odpověď poskytovatele 130e obsahu, který se v tomto případě nachází mimo oblast 200, na požadavek na informace, který odeslal koncový uživatel 120a, se zpět neposílá přes Internet 100, ale přímo přes satelit 160 k serverům 140a, 140b, 140c a 140d, které se tak automaticky aktualizují. Vyrovnávací server 140a a poskytovatel 110a služeb poté ošetří předání požadované informace koncovému uživateli 120a.

provedení vynálezu.

Na obr. 8 je zobrazeno další příkladné internetového vyrovnávacího systému podle 25 Vyrovnávací servery v oblasti 200, které příslušně obsluhují oblasti A, B, C a D, jsou datovými kanály spojeny s centrální řídicí jednotkou ,190. Centrální řídicí jednotka 190 řídí rozhodování, jaké informace se mají v příslušných vyrovnávacích serverech uchovávat a jak se mají distribuovat 30 dalším vyrovnávacím serverům v rámci oblasti 200. V tomto případě se informace mezi vyrovnávacími servery mohou předávat buď satelitním spojem nebo datovými kanály přes centrální řídicí jednotku 190.

* 0 0

00·0

0 0 « 0 · 0 ··

Rozumí se, že různá schémata rozhodování týkající se způsobu provádění uchovávání informací příslušných místním požadavkům, tj. například požadavkům na informace od koncového uživatele 120a k poskytovateli 130a obsahu, kteří se oba nachází ve stejné oblasti A, které bylo podrobně diskutováno výše v části Podstata vynálezu, lze včetně potřebných rozhodovacích procesů implementovat buď v každém z vyrovnávacích serverů 140, u každého z poskytovatelů 110 služeb nebo v centrální řídicí jednotce 190 (viz obr. 1, 7 a

8) .

Předpokládá se také, že konstrukce a funkce prvků popsaných s odkazy na výkresy budou odborníkům zřejmé.

Protože byl vynález popsán pouze na konkrétních příkladných provedeních, budou jistě odborníkům zřejmé mnohé různé odchylky, modifikace a změny, kterými lze příkladná provedení upravit. Proto by rozsah vynálezu, tak jak je definován připojenými patentovými nároky, neměl být chápán omezeně pouze v souvislosti s popsanými provedeními.

Claims (25)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob vyrovnávání toku internetových informací, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok získání se provede ve spojitosti s vyrovnávacím serverem, který obsluhuje koncového uživatele, koncový uživatel se nachází v geografickém regionu obsluhovaném vyrovnávacím

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že zahrnuje krok uložení informace ve vyrovnávacím serveru.

20

4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že zahrnuje krok uložení informace ve vyrovnávacím serveru pouze v případě, že poskytovatel obsahu se nachází mimo region.

5 nachází mimo region.

5 získá ve spojitosti s činností jednoho z vyrovnávacích serverů;

prostředek pro distribuování získané informace k v podstatě všem z vyrovnávacích serverů.

5. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že zahrnuje

25 krok uložení informace ve vyrovnávacím serveru pouze v případě, že poskytovatel obsahu se nachází uvnitř regionu.

5 získání informace poslané od poskytovatele obsahu

Internetu ke koncovému uživateli na základě požadavku na informaci od koncového uživatele;

distribuování informace k množině geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů.

6. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že zahrnuje provedení kroku distribuování pouze v případě, že

30 poskytovatel obsahu se nachází mimo region.

7. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že zahrnuje provedení kroku distribuování pouze v případě, že poskytovatel obsahu se nachází uvnitř regionu.

ft * ft ft • ftft • ftft ftftft ftft* • ftftft ftft ftft v

• · ft ftft

8. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující sa tím, že zahrnuje distribuování informace k množině geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů pomocí univerzální datové komunikace.

9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že zahrnuje distribuování informace k množině geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů pomocí satelitního spoje.

10 ve stejném regionu jako server, nemá informací uložit a k množině geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů distribuovat.

33. Internetový vyrovnávací server podle nároku 29, 30 nebo

10 distribuoval pouze v případě, že poskytovatel obsahu se nachází uvnitř regionu.

10 15. Internetový vyrovnávací systém podle nároku 14, vyznačující se tím, že získávací prostředek je uspořádán tak, aby informaci získal ve spojitosti s odesláním informace od poskytovatele obsahu Internetu ke koncovému uživateli, které je výsledkem konkrétního požadavku na informaci od koncového

10. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje distribuování informace pouze na základě výstupu pravidla, které pro každou získanou informaci určuje, zda se má k množině geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů distribuovat.

11. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že množina geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů obsluhuje různé geografické regiony.

12. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že množina geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů se rozmístí v jazykově nebo kulturně definované oblasti.

13. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že množina geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů se rozmístí v jazykově nebo kulturně definované oblasti, která zahrnuje řečené regiony.

tím, že

14 až 24, vyznačující se tím, že geograficky rozmístěné vyrovnávací servery jsou rozmístěny v jazykově nebo kulturně definované oblasti.

26. Internetový vyrovnávací systém podle některého z nároků 14 až 24, vyznačující se tím, že geograficky rozmístěné vyrovnávací servery jsou rozmístěny v jazykově nebo kulturně definované oblasti, která zahrnuje řečené regiony.

27. Internetový vyrovnávací server umístěný v geografickém regionu tak, aby mohl primárně obsluhovat uživatele v tomto regionu, vyznačující se tím, že zahrnuje:

prostředek pro získání informace odeslané poskytovatelem 15 obsahu Internetu ke koncovému uživateli, který se nachází uvnitř regionu, jako výsledek konkrétního požadavku na informaci od koncového uživatele;

prostředek pro distribuování získané informace k množině geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů, které 20 s výhodou obsluhují různé geografické regiony.

28. Internetový vyrovnávací server podle nároku 27, vyznačující se tím, že vyrovnávací servery jsou rozmístěny v jazykově nebo kulturně definované geografické oblasti.

29. Internetový vyrovnávací server podle nároku 27 nebo 28, vyznačující se tím, že zahrnuje zpracovací prostředek pro určení, zda se má konkrétní získaná informace do serveru zkopírovat.

30. Internetový vyrovnávací server podle nároku 27, 28 nebo 29, vyznačující se tím, že zahrnuje zpracovací prostředek pro určení, zda se má konkrétní získaná informace k množině geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů distribuovat.

31. Internetový vyrovnávací server podle nároku 29 vyznačující se tím, že rozhodování prováděná zpracovacím prostředkem jsou založena na tom, zda se poskytovatel obsahu nachází v daném regionu či nikoliv.

32. Internetový vyrovnávací server podle nároku 29, 30 nebo 31, vyznačující se tím, že zpracovací prostředek má takové uspořádání, aby instruoval server, že v případě, že se jak koncový uživatel, tak poskytovatel obsahu Internetu nachází

14, Internetový vyrovnávací systém, vyznačující se zahrnuje:

množinu geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů; prostředek pro získání internetové informace, která se

15 31, vyznačující se tím, že zpracovací prostředek má takové uspořádání, aby instruoval server, že v případě, že se poskytovatel obsahu Internetu nachází ve stejném regionu jako server, má informaci uložit a nemá informaci k množině geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů distribuovat.

34. Internetový vyrovnávací server podle nároku 29, 30 nebo 31, vyznačující se tím, že zpracovací prostředek má takové uspořádání, aby instruoval server, že v případě, že se poskytovatel obsahu Internetu nachází ve stejném regionu jako

15 uspořádán tak, aby informaci k množině vyrovnávacích serverů distribuoval pomocí univerzální datové komunikace.

15 uživatele, koncový uživatel se nachází v geografickém regionu obsluhovaném jedním z vyrovnávacích serverů.

15 serverem.

16. Internetový vyrovnávací systém podle nároku 15, vyznačující se tím, že jeden z vyrovnávacích serverů je

17. Internetový vyrovnávací systém podle nároku 16, vyznačující se tím, že jeden z vyrovnávacích serverů j® uspořádán tak, aby informaci uložil pouze v případě, že

25 poskytovatel obsahu se nachází mimo region.

18. Internetový vyrovnávací systém podle nároku 16, vyznačující se tím, že jeden z vyrovnávacích serverů je uspořádán tak, aby informaci uložil pouze v případě, že

30 poskytovatel obsahu se nachází uvnitř regionu.

• toto to · · · to · · •to·· ·· t to · • to · • toto · *« toto

19. Internetový vyrovnávací systém podle nároku 15, vyznačující se tím, že distribuční prostředek je uspořádán tak, aby informaci k množině vyrovnávacích serverů distribuoval pouze v případě, že poskytovatel obsahu se

20 tak, aby informaci k množině vyrovnávacích serverů distribuoval přes satelitní spoj.

20. Internetový vyrovnávací systém podle nároku 15, vyznačující se tím, že distribuční prostředek je uspořádán tak, aby informaci k množině vyrovnávacích serverů

20 uspořádán tak, aby informaci uložil.

21. Internetový vyrovnávací systém podle některého z nároků 14 až 20, vyznačující se tím, že distribuční prostředek je

22. Internetový vyrovnávací systém podle nároku 21, vyznačující se tím, že distribuční prostředek je uspořádán

23. Internetový vyrovnávací systém podle některého z nároků 14 až 22, vyznačující se tím, že zahrnuje zpracovací

25 prostředek pro určení, zda se má získaná informace k množině geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů distribuovat.

24. Internetový vyrovnávací systém z nároků 14 až 23, vyznačující se rozmístěné vyrovnávací servery jsou obsluhovaly různé geografické regiony.

podle některého o tím, že geograficky uspořádány tak, aby » · · · •eá-2^ z nároků • ► · · · • * · · ·· ··

25. Internetový vyrovnávací systém podle některého

25 server, nemá informaci uložit, ale má pouze informaci k množině geograficky rozmístěných vyrovnávacích serverů distribuovat.