CN101796491A - 长延时链路上提高http性能的方法和装置 - Google Patents

长延时链路上提高http性能的方法和装置 Download PDF

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CN101796491A CN200680019323A CN200680019323A CN101796491A CN 101796491 A CN101796491 A CN 101796491A CN 200680019323 A CN200680019323 A CN 200680019323A CN 200680019323 A CN200680019323 A CN 200680019323A CN 101796491 A CN101796491 A CN 101796491A
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Abstract

本发明涉及在长延时链路上经由聚合和流量可控信道通过并发预取对象提高HTTP的性能。代理和网关共同辅助Web浏览器通过长延时数据链路快速从因特网Web网址取出HTTP内容。通过将对象准备就绪并且在驻留浏览器需要的时候可以在主机平台得到的方式，网关和代理协作取出选择的嵌入式对象。这对于浏览器似乎可以瞬时得到对象并完成对象处理，不需要太多等待下请求下一个对象。不需要浏览器等待其请求以及相应的响应来遍历长时延链路，可以瞬时得到嵌入式对象。

Description

长延时链路上提高HTTP性能的方法和装置
技术领域
本发明涉及计算机网络性能的改进方法。更具体的，本发明涉及在长延时(latency)链路上经由聚合和流量控制的信道通过并发预取对象来提高HTTP的性能。
背景技术
因特网网页嵌入多种类型URL和对象。因特网网页的标准浏览器可以从他们的网页服务器数据库(repository)中并行取出一部分这些对象。利用浏览器性能并行取出对象的方案减少了由浏览器显示具有多个嵌入式对象的网页的时间。然而，当下载诸如JavaScript和StyleSheet的特定类型对象时，由于向后兼容、TCP(传输控制协议)的有效性以及浏览器实施的简化使得并行度受限。现今所熟知的网页浏览器通常顺序下载JavaScript以及在分阶段下载StyleSheet。
对象的顺序提取导致终端用户经历这种URL(统一资源定位器)处于高延时以及低带宽网络，诸如无线接入网下。简而言之，服务器已经准备接收新的请求，但客户端直到相应的响应到达才发出这些请求。这将引起链路处于低利用状态。
浏览器上的通用缓存用于改进再次访问相同网页所花费的时间。然而，通用缓存无助于无线链路上第一次访问网页。同时，如果浏览器具有缓存清除部分用来容纳从其它网址依次取出的对象，则对后续的再次访问没有益处。因此，通用缓存的使用未提供一致并可预测的改进性能。
当两个终端都支持HTTP 1.1请求流水线(Request Pipelining)标准(RFC2616)时如果该标准正确使用将使得并发度提高。然而，现今浏览器由于诸如向后兼容、简化执行以及流量控制的有效性等多种原因而未在最佳方式下使用。因此，该标准未改变浏览器的特性，从而不能总是优化链路使用。
在低带宽和高延时网络而不改变浏览器特性情况下，提供一种减轻顺序访问所带来的负面影响的方法和装置是有利的。
发明内容
本发明在低带宽高延时网络而在不改变浏览器特性的情况下减轻了顺序接入所带来的负面影响。这通过使用不同的下载策略，即，从代理到服务器网关预取，在长延时链路上提高并行度来实现。低并行度问题局限在浏览器和代理之间，其中对于HTTP处理基本上无延时以及带宽限制。从而，该问题得到了缓解。
在一个实施方式中，本发明包含一套软件(客户端)，其与相应的服务器软件通信，该服务器软件准备必要的对象从而在寄主浏览器的平台上能够获得。当浏览器从源Web(环球网)服务器顺序下载对象时或在并发度小于最佳情况下，长延时链路利用率低。这造成终端用户经历的主要延时。通过使用本发明的预取装置大大地减小了该延时。从而本发明经由聚合和流量控制信道通过并发预取对象提高长延时链路上HTTP的性能。代理和网关共同协助Web浏览器通过长延时数据链路快速从因特网Web网址预取HTTP内容。通过在驻留浏览器需要之前准备好对象并在主机平台上可以得到该对象的方式，该网关和代理协作取出选择的嵌入式对象。对于浏览器似乎瞬时得到对象使得完成对象处理不需要等待就可以请求下一个对象。在不能瞬时获得嵌入式对象情形下，浏览器需要等待请求以及相应的响应来遍历长延时链路。本发明不限于在浏览器上缓存历史记录。在浏览器请求特定对象之前，浏览器在高并发方式下主动从网关服务器执行有选择性的预取。不需要Web浏览器以及终端源服务器的任何支持。在高并行度情况下，没有引入任何流量控制问题。从而本发明改进客户端-服务器实施中HTTP性能，尤其是对于使用多个JavaScript和Style Sheet的Web网址。
附图说明
图1示出了根据本发明的在长延时链路上实施提高HTTP性能的方法和装置的系统结构的方框图；
图2示出了根据本发明的模块间交互概述的方框图；
图3示出了根据本发明的经由本地缓存的连接流的流程图；
图4示出了根据本发明的来自本地缓存的连接流的流程图；以及
图5示出了根据本发明的预取后置HTML处理连接的方框图。
具体实施方式
定义
HTTP：超文本传输协议-基于TCP/IP协议通过因特网传输网页、文本等。
HTML：超文本标记语言
API：应用程序接口
VTP：传输协议
XML：可扩展的超文本标记语言
当今，由于随着TCP连接数量的增加减小了流量控制的影响，公开可获得的HTTP浏览器开放有限数量的并发TCP连接到Web服务器。这将限制用于页面对象下载的并发度。HTTP1.1 Pipelining标准supra试图通过相同的TCP连接在接收到响应之前发送多个请求解决此问题。然而，由于向后兼容以及浏览器和服务器限制，并发度通常较低。
另外，儿种类型对象，如JavaScript和Cascading Style Sheet(层叠样式单)由于简化实施通常通过浏览器顺序下载。因此进一步地减小了并发度，并且其中由于在等待响应花费的时间而使用长延时链路。
本发明的优选实施方式包括代理和网关系统，由于使用独立的流量控制机制(VTP)，不考虑在浏览器主机平台和源Web(或代理)服务器之间实质上开放的TCP连接数，从而对于并行下载对象来说是有用的。通过在客户端使用缓存，可以在代理得知的时候并行下载Web对象，独立于终端浏览器和源Web服务器的操作。
图1示出了根据本发明的在长延时链路上实施提高HTTP性能的方法和装置的系统结构的方框图。在优选系统中有四个主要实体：浏览器11，通常位于主机平台10内；含有具有预取功能代理17以及Web对象缓存13的客户端12；服务器14，与所述客户端经由具有流量可控信道19的长延时链路进行通信；以及与所述服务器14通信的源Web服务器16。在现有技术中，浏览器请求在传输协议(VTP)下转化为信号消息和流量控制，并路由到服务器。服务器将请求转化回原来的、规则的HTTP请求发送到源Web服务器，并向服务器发回响应。然后，使用本领域熟知的有损技术或无损技术对其进行处理或压缩。并再次通过VTP传送回客户端。客户端将压缩后的消息提供给浏览器。优选实施方式使用基于UDP的、VTP流量控制以及传输协议，将在下面进行讨论(也可参见USPN 6,529,516和USPN 6,115,384，在此引入全部内容作为参考)。
在并行度较低并且请求数较低的情形下，本发明证实多个浏览器分支JavaScript和Style Sheet是按顺序的方式而不是并行的方式。从而，本发明显示预取这种类型的对象，具有显著提高的整体性能。
例如，网页可以具有几个JavaScript和Style Sheet以及多个GIF。这些是网页的组成部分，并且他们用于描述网页。网页也包括其它的HTML、JPEG以及FLASH等。
发明者已经确定两个对象，即，JavaScript和Style Sheet作为减缓系统的主要因素，但本发明不限于只对这些对象的预取。浏览器可能已经执行某种并行取出，但通常没有取出JavaScript和Style Sheet，也未试图区分要取出的对象的类型。通过有选择地预取某些对象，如这些类型的对象，系统的性能明显提高。从而，优选实施方式执行客户端选择性的预取，在现有的优选实施方式，包括JavaScript和Style Sheet预取。
本发明优选地包括预取17和缓存18组成部分，其中后者引入到系统的客户端部分。为了进行预取，系统也包括解析器、预取处理器以及保持预取对象的存储系统(将在下面详细讨论)。
在运行中，浏览器请求对象。该对象通过服务器发送回客户端。如果对象是对网页的描述，例如HTML，客户端为代理对其进行解析并确定网页所具有的某些组成部分。在优选实施方式中，解析器确定例如，在网页中是否存在任何JavaScript或Style Sheet。如果存在，通过代理在Web服务器中获得这些对象，而不是等待用户浏览器请求这些对象。从而，当网页返回给用户时，网页返回到浏览器，在并发取出JavaScript时，页面没有暂停。
网页是描述对象。它指定组件对象。主页面总是返回的第一个对象，并且它描述了描述页面所需要的内容。大多数情况下，浏览器一次取回JavaScript和Style Sheet对象。每次取回所述对象，用户必须等待时延。发明者已经得出，浏览器不会对其它类型的对象如GIF、JPEG或FLASH做相同的事情。典型的浏览器并行取回其它类型的对象，至少在一定程度上，并且有时每次只取回某些类型的对象。
浏览器解析页面描述，并且同时浏览器对页面描述操作，解析部件也解析此页面描述来确定JavaScript和Style Sheet。这些特定的对象通常为顺序提取的类型。并发使用预取装置与浏览器转到原始Web服务器，在浏览器仍然加载这些页面的同时，取出这些对象。系统取出这些对象并将他们交给缓存，从而这些对象驻留在缓存中。因此，不需要必须通过具有伴随延时的系统，来顺序得到这些对象完成网页的创建，只需要接入本地客户端完成网页的加载。这使得系统速度相当快。因此，本发明使用并行和选择性的预取给出减小的往返时间(round trip)。
功能规范
问题定义
在当前客户端结构中，浏览器请求的时候取出HTML页面。在某种情形下，浏览器顺序请求页面，如JavaScript。由于没有并行，顺序请求没有最大化VTP。为了最大化VTP，在客户端需要预取。
假设
本发明的实施假定浏览器针对某些文件顺序执行HTML请求，诸如JavaScript。
需求
本发明按照以下需求执行客户预取特性：
通过XML可配置的属性
基于浏览器请求的HTML页面优先级
不同的运行会话上的非持久性
执行HTML文件预取
功能
需要以下功能部件：后置HTML处理、客户侧预取控制以及文件缓存。
后置HTML处理模块用于解析HTML页面以检索预取的URL表单，不考虑文件扩展名。将该URL表单加进客户预取控制模块。
客户端预取控制模块执行HTTP请求所识别的对象。
文件缓存处理本地持久存储器上的缓存预取文件。
可用性
本发明优选地实施为终端用户提供能够提取文件或不能提取文件。对于此特征，GUI呈现选项或者使此特征能用或不能用。在此特征失效的选项下，清除本地缓存的文件，以及内部预取记录。
设计规范
本讨论提供用于后置HTML处理、客户预取控制以及文件缓存模块的设计细节。
概述
图2示出了模块间交互概况的方框图。在图2中，浏览器11通过OS(操作系统)套接字层20与文件缓存25交互，该OS套接字层与应用层21交互，依次与压缩层23和传输装置22交互。HTTP处理模块24是本发明实施的关键，并且除了与应用层和压缩层交互外，还与预取控制模块27和客户端预取控制模块26交互，客户端预取控制模块26本身与文件缓存控制模块18交互。
模块设计
以下讨论描述用于每一个子系统的模块设计，即，后置HTML处理、客户端预取控制以及文件缓存。以下对图3-5的每个图进行讨论，通过数字和星号，如“1*”表示操作流程。
图3示出了根据本发明的经由本地缓存的连接流的流程图；当用户接入浏览器浏览网页1*时，OS套接字层/VLSP(虚拟局域网链路状态协议)依次与应用层2*通信。后置HTML处理模块接入3*并将输出返回给应用层4*。随后应用接入传输模块5*，提取网页，以及接入文件缓存模块6*，将网页返回到OS套接字层/VLSP 7*。
图4示出了来自本地缓存的连接流的流程图。当激活协议模块时，它接入OS套接字层/VLSP 1*，顺序接入应用层2*。应用层与后置HTML处理模块交互3*、4*，然后应用层使用传输模块5*，随后将缓存内容提供给OS套接字层/VLSP 6*。
图5示出了根据本发明的预取后置HTML处理连接的方框图。此时，服务器接入OS套接字层1*。VLSP依次与应用层通信2*，然后与HTTP处理模块通信3*。当流程进行到HTML处理模块4*，该HTML处理模块与客户端块通信3*。当流程进行到HTML处理模块4*，该HTML处理模块与客户端预取控制模块交互5*。客户端预取控制模块与传输模块交互6*，该传输模块顺序与协议模块通信7*。协议模块将请求结果返回给OS套接字层/VLSP 8*。
后置HTML处理模块设计
后置HTML处理模块生成用于预取的URL表单。将每一个URL加到客户端预取控制模块中。
客户端预取控制模块设计
客户端预取控制模块包括确定逻辑单元以确定是否以及何时取出网页。预取URL存储在索引链接表单结构中。一旦确定应该预取URL，建立到本地缓存模块的旁路连接。缓冲地址和端口数量通过查询本地缓冲模块而确定。当连接建立起来，并且接收到来自本地缓存的数据时，连接立即关闭。因此，必须配置本地缓存以在即使连接关闭的时候继续下载。
VTP(UDP)传输设计
实施概述
以下讨论将描述基于UDP(用户数据报协议)的VTP协议类型的设计，该设计可在本发明优选实施方式实施中使用。
该防议提供如TCP具有的顺序的、可靠的数据传输。然而，该协议使用不同的速率控制机制能更好地适合于高宽带变化以及高丢包率环境。另外，该协议也支持经过两个主机之间的单个流量可控信道的多路传输流。该协议的主要目的之一在于在TCP没有高宽带、高时延、和/或高丢包的区域，能够更好的执行。无线链路上的TCP的一些缺点包括较小的初始发送窗口、较大的最大化发送窗口尺寸以及激进的拥塞控制机制。
该协议与TCP一样提供可靠的数据传输。然而，该协议使用不同的速率控制机制能更好的适合高带宽变化以及高丢包率环境。另外，该协议也支持经过两个主机之间的单个流量可控信道的多路多应用数据流。这在两个主机之间使用大量TCP连接时使得大大增加两个主机之间应用会话的数量，而不受减小的流量控制效率的负面影响。
连接建立
UDP是无连接的，面向数据报的协议。在VTP中，由于以下一个或多个原因必须在客户端和服务器之间建立逻辑连接。
·  改变确保顺序传送的序列号
·  鉴权在服务器端连接的客户端
·  从每个终端得到所有的起始参数
在所有的应用级流建立之前，建立两个主机之间的VTP连接。一旦VTP连接建立，两个已连接的VTP主机之间的单独应用会话不需要三相交握(three-way hand-shaking)。VTP终端重定向机制允许将TCP流不需要很长的建立时延而重定向到VTP信道。
VTP连接建立包括鉴权和顺序号交换来保证来自单独应用流(TCP流)的控制包和数据包的传输。
如果先前没有与服务器的连接，则打开新的连接。通过向服务器发送REQ_CONN(请求连接)包发起来自客户端的连接打开请求。在每一个REQ_CONN包中发送连接请求标识来匹配REQ_CONN和REQ_ACK包。在发送此数据包之后，客户端应该开始计时。如果REQ_CONN定时器超时，使发送具有不同的连接标识的另一个REQ_CONN包。在发送n个(可配置的参数)REQ_CONN包后，如果没有从其它端接收到响应，则客户端放弃并向呼叫方报告“不能建立连接”。在客户端发送REQ_CONN包后，将连接从关闭状态(VTP_CLOSED)变为“进行连接”(VTP_REQ_CONN)状态。
服务器打开套接字并绑定到一些已知的用于监听客户端连接请求的端口。无论什么时候服务器得到REQ_CONN，它应该分配新的实际连接节点并通过发送REQ_CONN+ACK包来回复REQ_CONN包。在这种情况下，服务器将连接移到“连接已建立”(VTP_EST)状态。一旦客户端收到REQ_CONN+ACK包，将实际连接节点移到“连接已建立”状态。
客户确认收到服务器的具有ACK包的REQ_CONN+ACK包。注意到客户端可以从REQ_CONN和REQ_CONN+ACK包推算到服务器的往返时间，同时服务器可以从来自客户端的REQ_CONN+ACK和ACK推算它本身和客户端之间的往返时间。每一个终端应该根据需要获得RTT估计来了解网络。
如果实际连接成功地打开，则数据可以通过呼叫ta_send()在虚拟连接上发送。
数据流和显示速率流量控制
传输层的目的之一是有效地发送数据并从网络得到最大可能的吞吐量。一旦连接建立，发送者和接收者之间的任何中间路由器可以传送下去(go down)或者可以在路径上使用一个或多个链路建立更多的新连接。发送方应该决不发送导致网络拥塞的数据。发送方发送的没有得到接收方任何反馈的数据量称作“发送窗口”，计算为：
Send_Window＝(const1*带宽*时延)+(const2*N)
其中：
带宽是链路宽带(将在下面解释)的瓶颈(以下解释)
时延为发送方和接收方的往返时间
const1为校正(correct)带宽和时延估计的整数常数
const2为计算丢弃的ACK包的整数常数
N为在发送ACK之前接收到的最大字节
由于网络能够承载的数据量以及缓冲器的空间使得连接吞吐量受到限制，接收方在将数据传到应用层之前必须存储这些数据。在本发明中，不考虑接收缓冲器的约束。因为现在网络是瓶颈，考虑到中间路由器以及发送主机的缓冲器，发送方不应发送超过网络所能接受的数据。例如，1Mbps链路的发送方和接收方由128kbps链路相互连接在一起。此时的吞吐量受限于128kbps(16KBytes/s)链路。如果发送方有如2MB的数据要发送，不应将这些数据全部一齐发送，因为他们可能在中间路由器处会被丢弃。确切地说，发送方每秒发送不应该超过～16KB。这使得发送方能够清楚了解到从其本身到发送方的路径中的链路瓶颈，能够调节其发送速率，从而在二者之间不会有包丢弃。
继续上面所述的例子，所述发送窗口为30KB。由于所有的数据在发送窗口发送，全部发送窗口字节(complete send window worth of bytes)可以一次发送。这将在下一个路由器处产生包突发，如果没有缓冲空间来容纳这些包，它们将被丢弃。为了避免这种情况发生，由于发送方知道带宽，它可以可控的方式来发送那些字节。这就是传输的流量控制方案。只要该连接可获得的带宽保持不变，丢包机会就较小。发送窗口对于避免网络拥塞是必要的并且流量控制对于避免突发是必要的。
一旦发送方发送其窗口字节，窗口将关闭并等待接收方的反馈。理想情况下，如果发送方有数据要发送，它将在所有的数据都到达另一端后才停止发送，即，发送方不应该关闭其发送窗口。当发送方得到接收方表示从发送方所发送的数据已经部分或全部接收到的反馈时，则发送方应该再打开其发送窗口。注意到发送方直到收到来自接收方的正面确认，才释放其发送窗口中的数据。为了保持发送方一直打开以及有容纳更多数据的空间，接收方应该根据需要频繁地发送反馈。
很明显，了解传输的带宽和行程时间能够有效进行工作。以下部分描述VTP如何获得瓶颈带宽以及行程时间。
往返时间
往返时间(RTT)为包到达另一终端并返回所用的时间。该时间包括发送方的排队、传输时延，中间路由器的排队和处理时延以及在最终主机的处理时延。
行程时间(TT)为包从发送方到接收方的时间。VTP使用以下公式推算出RTT：
RTT＝(发送的最后一个包到接收到ACK的时间)-(接收方时延)-((pkt)尺寸/带宽)
只有当发送方响应SACK，即，正面ACK，释放一个或多个包的时候才测量RTT。当SACK表示接收方什么都没有收到时，则不需要测量。因为等式中的第二项需要数据包。
以下例子表示RTT的计算：
接收方                              发送方
                                    send 1 2<----time t1
                                    send 3 4<----time t2
                                    send 5 6<----time t3
t4--->  1
t5--->  3
t6--->  6
t7--->SACK表示接收方得到1、3、6
                                    SACK到达<--时间t8
RTT@sender＝(t8-t3)-(t7-t6)-((pkt 6)的尺寸/带宽)
RTT用于计算发送窗口也可用于估算重传时延(后面解释)。发起连接(实际)的客户端传输能够在与REQ_CONN和REQ_CONN+ACK的连接建立时得到RTT。如果服务器得到客户端的ACK包，则能够推算出其到客户端的RTT。如果客户端的ACK包丢失，则服务器必须使用以上的公式从来自接收方的第一个SACK得出RTT。这需要发送方为每一个发送的包打上时间戳。SACK包应该携带最后数据包到该SACK之间的时间间隔。
发送窗口关闭超时(WTO)
如前面所提到的，当从应用层得到最后的数据包发送之后或发送整个窗口的字节后，发送方应该停止发送。这取决于发送方要确保每次以及每一个由应用层发送的字节都能顺序地且无任何差错地发送到接收方。接收方发送关于接收到的包以及没有接收到的包的反馈。如果反馈是关于接收的包丢失，则发送方应该以某种方式得知在接收方接收到的包。为了确保接收方得到正在发送的包，当发送完最后的包之后，应该开启在一定时间就超时的定时器。该超时称为最后包ACK超时(LTO)。如果发送方在LTO时间内没有得到任何反馈，则将发送“请求sack”包使得接收方发送反馈(何时发送反馈在SACK中说明)。LTO定时器不能设置太早或太晚超时。不应设为太早超时有两个原因：反馈可能已经在到发送方的途中；太早超时引起多次重传。也不应设置为太晚超时原因在于管道不再承载来自本连接的任何包。以下给出LTO公式：
LTO＝K5*(RTT+bytes_sent/带宽)
其中：
K5-调整时延的整数常量
RTT-发送方的RTT
bytes_sent-发送的总字节数
带宽-传输速率
当发送方已经发送全部发送窗口的字节，必须停止发送任何新包。当虚拟连接队列中有更多的数据要发送时传输层应该确保不会发生这种情况。发送窗口关闭，并且发送方不发送任何包的事实表明发送方没有最大程度使用管道(pipe)。SACK确认接收到的包能够使发送方从其发送窗口释放ACK字节，从而为要发送的新字节提供空间。
发送方开启“发送窗口关闭定时器”，只要整个发送窗口发送后应该停止计时。如下给出发送窗口关闭定时器(WTO)：
WTO＝2^M*Const*RTT
其中：
M-重试的最大数
Const-整数常量
RTT-发送方到客户端的RTT
当WTO超时时，发送方发送称为SEND_SACK的新包来请求接收方发送它的SACK。发送方尽可能在配置好的特定次数(M)之前发送这些SEND_SACK包。如果在最后的SEND_SACK包发送后没有收到任何反馈，则发送方将关闭实际连接上的所有虚连接，丢弃实际连接中队列之外的所有包，并释放该实际连接。
如果网络没有丢弃任何包，则在WTO定时器上可能从来不会有超时发生。
带宽
路径的带宽为从发送方向接收方传输一定量字节所需的时间。该时间包括设备传输时间加上发送方和接收方之间链路传播时间。链路是媒介，有线或无线，位于两个主机之间。VTP通过在发送方没有时间间隔情形下发送两个包，一个接一个，来测量路径带宽。根据遍历的路径的带宽，它们在一定时间间隔下到达接收方。到达时间为经由recvfrom()系统呼叫，接收方获得UDP套接字缓冲区中的包的时间。注意到在高速链路下，如4Mbps，两个或多个包可以在零时间间隔到达。以下示出如何在4KB/s的链路上，通过发送大小都为1KB的两个包来得到带宽。
c11为来自连接1的包1，c12为来自连接1的包2；以及
c21为来自连接2的包。
带宽＝(c12到达时间-c11到达时间)/c12包大小
忽略传播时延，1KB的包在0.25秒遍历4KB/s链路。
例1：    ------------------
发送方  |c12|c11|   接收方    bw＝(0.5-0.25)/1KB＝4
         ------------------
例2：
         ------------------
发送方  |c21|c12|c11| 接收方    bw＝(0.5-0.25)/1KB＝4
         ------------------
例3：
------------------
发送方  |c12|c21|c11|接收方    bw＝(0.75-0.25)/1KB＝2
------------------  
例4：
-----------------------
发送方  |c12|c22|c21|c11|接收方  bw＝(1-0.25)/1KB＝1.33
-----------------------
在例1中，连接1为使用链路的唯一连接，因此可以得到全部带宽，即传输可以看到的。在例2、3和4中，新连接c2也使用相同的链路。此时，理想情况下，用于连接1的接收传输应该检测2KB/s带宽。但是如上面所示，这将在1.33KB/s到4KB/s之间任何位置波动，取决于连接1的包如何得到空间。通过不断地平均带宽，VTP接近2KB/s。接收传输应该通过SACK接近其当前接收速率。
如果顺序中两个包的时间间隔为零，VTP测量作为缺省的最大的带宽。
选择性的确认(SACK)
SACK为来自接收方的反馈。接收方应该与接收同样频繁的周期发送数据相关的反馈，原因如下：
·以在发送端保持发送窗口打开
·以让发送方得知丢弃的和接收到的包
·以让发送方得知接收方当前接收速率
SACK应该只在需要的时候发送。
处理确认
在以下情况下，接收方发送确认：
1、当RTO超时的时候
2、当接收序列中的16KB或32KB包的时候
3、任何未决的ACK可以附带在数据包中
4、先出的序列包
5、带宽的根本性变化
前三个ACK包括与丢弃/接收到的数据包相关的信息；即使接收方没有接收到新的数据包，可以发送最后两个。一旦收到具有丢失/已接收信息的ACK，发送方应该马上释放已经确认的VBuf。如果引入的ACK正面确认out_queue中的所有，即，发送但末确认的，以及如果发送方有要发送的，则将清除‘下一个发送定时器’并发送新的数据，因为管道已经清空。
(Re)传输策略
如果发送方符合当前发送窗口，则可以发送新包。否则，发送方应该将数据包留在虚拟连接界外队列(out bound queue)并在发送窗口由下一个SACK打开时，将它们发送。无论什么时候发送发传输新的包时，应该开始新的能够在LTO时间中超时的定时器。LTO时间包括传输时间加上行程时间。当该定时器超时时，发送方发送REQUEST_SACK包并重新开始定时。如果发送方在发送N个(可配置的)REQUEST_SACK包后，没有从接收方得到任何回复，则发送方必须关闭与接收方的连接。发送方认为发送的包已经超出基于当前带宽和延时的网络时才应当进行重传。如果在该时间(flight time)中接收到重传请求，则发送方忽略该重传请求。
发送方一次不应该发送整个窗口字节(window worth of bytes)。这将导致在下一个或中间的路由器处包突发以及在没有足够的缓冲区情况下将引起丢包。为了避免这样情况发生，该发送方必须根据时间一直控制包流，根据带宽和路径时延将它们间隔开。
连接终止
应用层应该终止在各个时间的虚拟连接。传输层应该发送关闭类型的连接关闭包，如中止或友好的关闭。如果应用层中止它的连接传输层应该丢弃任何来自该虚拟连接的朝向其他终端的包并发送新的TP_ABORT类型包。否则，应该发送所有的包并随后关闭VC。在后面的例子中，在最后出来的VC包中设置TP_CLOSE位来转达VC包已经关闭了。一旦关闭虚拟连接，在该连接上将没有数据发送和接收。接收传输层通知应用层其他端已经请求连接关闭。注意到，实际连接从来没有关闭。实际连接只在一个连接端停止时才关闭。
校验和计算
传输应该保证数据在无任何差错地传送到另一端。为了检测传输中的位错误，在向接收方发送数据包之前对整个包计算校验和。接收方应该重新计算到达的包的校验和，并比较包中的校验和。如果校验和不同，则考虑为已破坏的包并丢弃它。在包头中校验和字段在计算校验和之前必须为零。为了计算校验和，所有的数据分为16位数，并计算他们的余数和的一个余数。这类似于因特网中的校验和计算。
鉴权
一旦在传输层建立实际网络连接，但在数据在每个终端之间传输之前，客户端和/或服务器端的鉴权可以通过鉴权模块来验证。注意到根据鉴权参数可以不建立实际连接。例如，如果服务器需要鉴别一个客户端，而该客户端鉴权失效或客户端不支持鉴权，则在传输层拒绝实际连接。
安全
在传输中提供安全来避免恶意黑客发送看上去类似于系统发送的包。一种方法是通过在客户端/服务器发送的鉴权包的序列中发送假包来中断实际连接。在VTP中，安全的目的在于在中途攻击中不为这样的人留下任何漏洞。为了避免这种情况，每一个终端发送仅能被相关的对点实体解码的伪随机序列号(PRSN)。
客户端能够在来自用户界面(UI)的传输层处启用安全。如果传输没有设定为安全的，则将使用连续序列号进行数据传输和ACK处理。
虽然在此已描述了本发明的优选实施方式，但应当理解对于本领域的技术人员可以设计将落入所公开的本发明的精神和范围内的其它替代的应用。例如，预取装置可以执行任何所选对象的选择性预取，不公仅是顺序加载。预取装置可用各种启发式、规则或适应性的特性来确定有选择地预取哪些对象。此外，Web页面可以包括预取装置所说明的元标记，并确定有选择地预取哪些对象。
因此，本发明应该仅限于以下权利要求所作的限制。

Claims (21)

1.一种利用浏览器显示由多个网页对象组成的网页的显示装置，其中必须在长延时链路上分别取出所述网页对象，该装置包括：
用于通过聚合和流量可控信道，选择性地并发预取对象的装置；
用于缓存接近所述浏览器的所述预取对象的装置；
其中，不改变浏览器特性的情况下顺序接入在低带宽和高时延网络中提供的所述网页对象。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用于选择性预取的装置从代理到网关服务器执行所述预取；其中低并行度局限在所述浏览器和所述代理之间。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用于选择性预取的装置包含用于与相应服务器模块通信的模块，并且准备必要的网页对象从而可以在寄主所述浏览器上的平台上得到。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在提取Web网页对象时，所述代理和所述网关一起辅助所述Web浏览器，协作取出选择的嵌入式网页对象；其中选择的嵌入式网页对象对于所述浏览器在本地是可以得到的；并且其中在对象得到之前，所述浏览器不需要等待请求以及相应的响应来遍历长时延链路。
5.一种装置，包含：
与浏览器以及主机平台相关的代理；
与源Web服务器通信的网关；
在所述代理和所述网关之间的长延时链路；
用于从所述源Web服务器到所述浏览器经由所述低延时链路并行下载网页对象的独立的流量控制装置；以及
与所述主机平台相关的缓存，其中在所述代理得知网页对象后，立即有选择地并行下载Web页面对象，独立执行所述浏览器和所述源Web服务器；其中所述浏览器可以在本地通过所述代理在所述缓存处得到已选择嵌入式网页对象；以及
其中所述浏览器在获得Web对象之前，不需要等待请求以及相应的相应遍历所述长延时链路。
6.用于在长延时链路提高HTTP性能的装置，包括
在主机平台中的浏览器；
与所述平台相关的客户端，所述平台含有具有预取功能的代理以及Web对象缓存，所述代理显式预取所选择的，顺序加载的网页对象，并在所述Web对象缓存中存储预选对象；
与所述客户端通过具有流量可控信道的长延时链路通信的服务器；以及
与所述服务器通信的源Web服务器；
其中通过所述浏览器依照请求顺序加载的所述源Web服务器请求的网页对象通过所述代理加载到所述Web对象缓存；其中所述顺序加载的网页对象是可以在所述请求时的所述网页缓存得到，并从在所述请求时的所述Web对象缓存加载；其中所述请求和响应没有遍历所述长延时链路。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述顺序加载的对象包含任何JavaScript和Style Sheet。
8.一种用于提高通过长延时链路加载的网页性能的方法，包括以下步骤：
与客户相关的浏览器，请求来自所述长延时链路的一端的网页；
在所述长延时链路的另一端处接收所述请求的网关，所述网关从源Web服务器中找到网页描述并经由所述长延时链路将所述网页描述发送到所述客户端。
所述浏览器接收并解析所述网页描述；
当所述网页描述运行时，通过所述浏览器加载所述网页，独立解析所述页面描述，以及同时，所述浏览器识别通常顺序提取的已选的网页对象类型；
与所述浏览器并发地利用预取装置接入所述源Web服务器取出所述对象，同时所述浏览器仍然加载所述网页；
在取出具有预取装置地所述对象后，将所述对象存储在本地缓存中；以及
所述浏览器接入用于所示对象地所述本地缓存来完成所述网页地加载；
其中在所述浏览器没有请求所述对象下经由所述长延时链路加载所述对象。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述解析步骤确定是否在所述Web网页中存在任何JavaScript或Style Sheet；并且其中所述预取装置与加载所述网页的所述浏览器并发预取所述对象。
10.根据权利要求8所述的方法，还包含步骤：
所述预取装置执行任何指定的对象的有选择性的预取；其中所述预取装置应用任何启发式、规则以及适应的特性来确定应该有选择地预取哪些对象来减小预取操作在由浏览器请求的对象预取的时延上的影响。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述网页包含由所述网关通过任何启发式应用在中心点提供的元标记；所述方法还包含步骤：
通过所述预取装置解释所述元标记来确定有选择地预取哪些对象。
12.一种利用浏览器显示由多个网页对象组成的网页的显示方法，其中所述Web网页对象必须通过长延时链路分别取出，所述方法包含的步骤：
通过聚合和流量可控信道并发地有选择地预取对象；以及
缓存接近所述浏览器的所述预取对象；
其中在低带宽和高时延网络中在没有改变浏览器特性的情况下顺序接入所述Web网页对象。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述有选择地预取步骤还包含从代理到网关服务器执行所述预取步骤，其中低并行度局限在所述浏览器和所述代理之间。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述有选择地预取还包含与相应的服务器模块通信的步骤，以及准备必要的网页对象，从而在寄主所述浏览器的平台上可以得到。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述代理和所述网关共同协助所述浏览器通过协作预取选择的嵌入式页面对象来预取网页对象；其中已选的网页对象可以在本地被所述浏览器得到；以及其中所述浏览器在得到对象之前不需要等待请求以及相应的响应来遍历长时延链路。
16.用于在长延时链路上改进HTTP性能的方法，包含以下步骤：
在主机平台中使用浏览器；
提供与含有具有预取功能的代理和Web对象缓存的所述平台相关的客户端，所述代理显式预取所选择的、顺序加载的网页对象并在所述Web对象缓存中存储所述预取对象；
提供通过具有流量可控信道的长延时链路与所述客户端通信的服务器；以及
接入与所述服务器通信的源网页对象；
其中通过所述浏览器依照请求顺序加载的所述源Web服务器请求的网页对象通过所述代理加载到所述Web对象缓存；其中所述按序加载的网页对象是可以得到的，以及从所述请求时的所述对象缓存加载；并且其中所述请求和响应没有遍历所述长延时链路。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述顺序加载的对象包含任何JavaScript和Style Sheet。
18.一种用于改进网页通过长延时链路加载的性能的装置；包含：
与客户端相关的浏览器，用于请求来自所述长延时链路的一端的网页；所述浏览器接收并解析网页描述；
在所述长延时链路的另一端处接收所述请求的网关，所述网关从源Web服务器中找到网页描述并经由所述长延时链路将所述页面描述发送到所述客户端；
用于独立解析所述网页描述的解析器，以及并发地，在所述网页描述通过所述浏览器加载所述网页的同时，所述浏览器识别通常为顺序提取的已选的网页对象类型；
与所述浏览器并发使用的预取装置，以接入所述源Web服务器取出所述对象，同时所述浏览器仍然加载所述网页；以及
在使用预取装置取出所述对象后，用于存储所述对象的本地缓存；
其中所述浏览器接入所述对象的本地缓存完成所述网页加载；以及
其中在所述浏览器未请求所述对象情况下通过所述长延时链路加载所述对象。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述解析器确定在所述网页中是否存在JavaScript或Style Sheet；以及其中所述预取装置与所述浏览器并发取出加载到所述网页的所述对象。
20.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，还包含：
用于执行任何指定对象的有选择预取的与所述预取装置相关的装置，其中所述预取装置使用任何启发式、规则以及适应的特性来确定有选择地预取哪些对象。
21.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述网页含有通过所述网关提供给代理的元标记，所述网关使用与多种流相关的集中的情报，所述装置还包含：
与所述预取装置相关的装置，用于解释所述元标记来确定有选择地预取哪些对象。
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