[发明专利]用于在数据通信网络中执行结合的高速缓存的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一般涉及数据通信网络。更具体来说，本发明涉及一种用于在数据通信网络中执行数据的高速缓存的方法和设备。

背景技术

网络业务的增长速度一直在加速，虽然不完全按90年代后期呈指数级速度增长。这种扩张的步伐使承载业务的基础设施承担着压力。已经出现多种解决方案来使网络运营商处理这种不断增长的问题，包括高速缓存技术的开发。利用高速缓存，可以复用内容并提供给客户而不会造成服务器基础设施的负荷。此外，高速缓存可以使内容置于更靠近最终用户，由此改善响应时间同时还减轻服务器基础设施的负荷。

高速缓存通过监视网络上一个或多个客户机向服务器发出的对象请求并将此类请求的结果存储在网络上装置的存储器中来工作。通过高速缓存截取相同对象的后续请求，并交付来自其存储器的对象，而非将请求传递到原服务器。以此方式，高速缓存提供降低响应时间和降低服务器基础设施上的负载的双重优点。

但是，随着因特网扩张，已开发出多种处理数据的模式，以便为网络业务提供多种性能、安全性和其他优点。但是，这些处理模式限制了高速缓存的效力和性能能力。传统方式下，高速缓存无法办理或处理在更加复杂且处理的网络环境中数据可以采用的多种形式，因此此类高速缓存的功能和有用性受到相当大的限制。

传统方式下，高速缓存还因为不能为将内容交付给用户之前必须被网络认证和/或获授权的用户提供服务而受到限制。认证和授权特征尚未成为高速缓存功能的一部分。

高速缓存的其他限制包括不能处理和高速缓存基于安全套接字层(HTTPS)的超文本传输协议业务。传统的高速缓存无法解密、理解或处理加密的业务，因此无法高速缓存任何HTTPS对象或提供高速缓存的对象的端到端加密。

而且，高速缓存与其他网络服务和技术(包括负载平衡技术和其他类型的加速和分组处理)结合使用的能力尚次于最优。该问题是由于传统结合模式导致的处理重复和其他无效率所致，因为传统结合模式通常要求多个存储器副本和频繁地上下文切换以实现结合。

将高速缓存与其他类型的网络处理结合的传统方法常常包括将多个产品置于线上，以便每个功能在单独且独立的节点处执行。该方法引入相当多的附加处理和许多如下文描述的其他无效率。即使这些技术组合在相同产品内，这种组合常常以高速缓存与任何其他处理结合时的优点在结合过程中被弱化的方式实现。此类结合的限制是由于将这些技术工作集中在一起时涉及到的过多处理、复制和上下文切换所致。

过多的复制和切换是因为必须首先由应用将每个请求或对象复制到处理器存储空间中的新形式所致。执行复制到存储空间，以便使附加的处理(例如加密/解密、压缩、连接卸载或任何其他类型的处理)能够执行。然后在由高速缓存本身处理之前必须将请求或对象复制回分组级。每个附加类型的处理一般要求将分组复制到处理器缓冲器、由应用执行，然后复制回去以供高速缓存服务。因此处理结合的这种方法引入多个附加的存储器副本，这对网络基础设施造成附加且非必要的负荷。本发明的实施例将这种上下文切换和重复处理最小化，下文将对此予以描述。

发明内容

为了达到最大性能，根据本发明实施例的设备有效率地将高速缓存与如下操作的其中一个或多个的处理结合：(1)安全套接字层(SSL)加密/解密；(2)压缩；(3)分组处理；(4)负载平衡；(5)传输控制协议(TCP)缓冲；(6)认证、授权和记账(AAA)；(7)抵御分布式服务拒绝攻击；(8)抵御例如Nimda、Code-Red、MyDoom等的基于HTTP/S的攻击；(9)网络处理的卸载以及(10)其他处理、例如保护网络免于基于网络的病毒或攻击的技术。

具体来说，根据本发明实施例的设备在设备的操作系统(OS)或内核级而非在用户/应用级将前文的技术结合为过程或模块。通过在此计算结构和层次结构级结合高速缓存功能特征，本发明的实施例可以远远更有效率地将高速缓存过程与要由装置执行或在其上执行的连接的其他处理(包括SSL解密和端点处理以及与在装置处执行的上文提及或其他方面的多种其他处理)同步。除了上文描述的每个过程，此类其他过程还可以包括连接处理、全局服务器负载平衡(GSLB)、超文本传输协议(HTTP)压缩、TCP压缩、抵御TCP和HTTP分布式服务拒绝攻击、HTTP病毒防范扫描等。