專利名稱：通過分組網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)進行并行存取的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及從數(shù)據(jù)庫接入數(shù)據(jù)，并且具體來說，涉及從遠程站點接入大文件或流式傳送(非實時)視頻數(shù)據(jù)。
背景技術：
當前，當具有高比特率(2Mb/s)ADSL(非對稱數(shù)字用戶環(huán)線)連接的用戶試圖從遠程地點(可能在另一個國家)“流式傳送”高比特率視頻計算機文件時，所接收的比特率通常會比用戶連接所能實現(xiàn)的比特率低得多，可能只有100-400kb/s，這是由于共享的國際連接上的擁堵和與其它用戶爭用容量造成的。在這種速率下，視頻質(zhì)量會很差，并且?guī)缀跏菬o法接受的?？梢詾樘厥獾挠脩舾鼡Q底層網(wǎng)絡來提供所述的2Mb/s流量，不過這需要對核心網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)絡進行改變。已經(jīng)以反多路復用(IMA)ATM的形式建立和實現(xiàn)了使用多個虛連接和接入連接來支持提高后的流量的概念(ATM論壇(ATM-Forum)AF-PHY-0086.0010)對于因特網(wǎng)接入，最終用戶可以得到唯一的IP地址，并且接入服務器可以將數(shù)據(jù)重組為一個流，通過因特網(wǎng)發(fā)送。注意，接入服務器是面向連接的ATM接入網(wǎng)絡和IP路由核心之間的網(wǎng)關。因此如果在接入服務器和所接入的數(shù)據(jù)庫之間實際上存在著瓶頸，則上述方法不會有益處。
大多數(shù)接入網(wǎng)絡具有使得最終用戶能夠(如果用戶進行了這樣的選擇)使用相同或不同的因特網(wǎng)服務供應商同時得到數(shù)次接入的能力。用戶每次登錄都會得到另一個IP地址。對于核心IP網(wǎng)絡來說，這些地址全部被看作是獨立的用戶。當負荷過重時，核心網(wǎng)絡在爭用接入的地址之間等分其帶寬，所以登錄了三次的用戶將會得到三倍于僅登錄了一次的用戶的帶寬。用于多次登錄的機制可以是多個異步傳輸模式(ATM)的永久或交換虛擬連接(PVC或SVC)，或者是PPPoE(基于以太網(wǎng)的點對點協(xié)議)。不過，如果向最終用戶流式傳送數(shù)據(jù)的因特網(wǎng)應用接收到了來自三個獨立IP地址的對特定流的請求，它將會向所有這三個地址發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，所以額外的帶寬并不具有實用價值，因為該數(shù)據(jù)將會僅僅在各個鏈路之間進行簡單的復制。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種通過分布式信息網(wǎng)絡從因特網(wǎng)應用接入數(shù)據(jù)的方法，其中用戶終端產(chǎn)生通過多個路徑的、用于請求由因特網(wǎng)應用傳送同一數(shù)據(jù)的多個接入請求，每個請求向所指向的因特網(wǎng)應用傳送它們來自共同來源的指示，該因特網(wǎng)應用識別對同一數(shù)據(jù)進行請求的多個地址是否與相同的最終用戶相關，并且在確實是這種情況的情形下切分所請求的數(shù)據(jù)，并且將該數(shù)據(jù)的不同部分流式傳送到對其做出請求的不同地址，然后該用戶終端通過多個路徑接收所請求的數(shù)據(jù)并且將其組合為單個流。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種因特網(wǎng)應用，其具有設置成用于識別對同一數(shù)據(jù)進行請求的多個地址是否與相同的最終用戶相關的裝置，并且在該多個地址確實與相同的最終用戶相關的情形下，該裝置切分所請求的數(shù)據(jù)，并且將該數(shù)據(jù)的不同部分流式傳送到對其做出請求的不同地址。根據(jù)互為補充的方面，最終用戶應用配有用于產(chǎn)生通過多個路徑的、請求由因特網(wǎng)應用傳送同一數(shù)據(jù)的多個接入請求的裝置，每個請求向所指向的因特網(wǎng)應用傳送它們來自共同來源的指示，并且該最終用戶應用還配有用于接收所請求的數(shù)據(jù)并將通過多個路徑傳來的數(shù)據(jù)組合為用戶所要接入的單個流的裝置。
如果一條路徑上的流量低于另一個路徑上的流量，則需要緩存。
在優(yōu)選實施例中，因特網(wǎng)應用包括用于識別與數(shù)據(jù)請求結(jié)合在一起的相關碼的裝置、用于將各所述數(shù)據(jù)請求與請求同一數(shù)據(jù)的、具有相同相關碼的在先請求關聯(lián)起來的裝置、和用于在與這些數(shù)據(jù)請求相關聯(lián)的地址之間切分所請求的數(shù)據(jù)的裝置。相應的用戶終端包括用于產(chǎn)生具有代表其來源的相關碼的第一接入請求的裝置、用于判斷響應于所述第一請求而接收到的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率是否滿足預定水平的裝置、和用于產(chǎn)生使用相同相關碼的、通過不同路徑的一個或多個其它請求的裝置。
本發(fā)明可以改善服務質(zhì)量、提高下載速度。本發(fā)明需要因特網(wǎng)應用和用戶設備協(xié)同工作，從而因特網(wǎng)應用能夠識別利用本發(fā)明的用戶的地址，但是不需要改變目前采用的核心因特網(wǎng)或IP網(wǎng)絡或者它們的組成設備(路由器和接入服務器)。用戶可以按照傳統(tǒng)的方式多次與同一因特網(wǎng)服務供應商進行連接，或者優(yōu)選地同時與多個因特網(wǎng)服務供應商連接一這是已知可通過多個(永久的或交換的)虛擬信道實現(xiàn)的能力。
因此，只要簡單地改變寬帶接入網(wǎng)、最終用戶客戶機軟件和因特網(wǎng)應用，最終用戶就能夠以數(shù)倍于僅使用單個因特網(wǎng)連接的用戶的速率來接收非實時數(shù)據(jù)。接入網(wǎng)的管理和支持系統(tǒng)可能需要修改，以提供這樣的能力使用戶的寬帶因特網(wǎng)連接作為多個虛擬信道工作，這些虛擬信道可以分別與不同的ISP相連接。
較大的延遲以及這種延遲的較大變化可能需要較大的初始緩存器，并且可能會造成視頻數(shù)據(jù)在被請求之后花費較長的時間開始播放并顯現(xiàn)在屏幕上。在一種優(yōu)選結(jié)構中，按照傳統(tǒng)方式連接第一個流，如果認為所接收到的比特率不夠，則添加其它的流。這樣起始延遲會最小。頻繁地在不同電視頻道間切換的觀看者因此能夠沒有延遲地看到該頻道上放映的內(nèi)容，但是可能不得不等待質(zhì)量達到最佳水平。


現(xiàn)在將參照附圖、以示例的方式對本發(fā)明的實施例進行說明，在附圖中圖1是現(xiàn)有的傳統(tǒng)單個ISP連接服務的示意圖；圖2是三個交換虛擬連接(SVC)與三個因特網(wǎng)協(xié)議(IP)地址相連接的示意圖；圖3是流式傳送不能通過多個傳統(tǒng)的SVC實現(xiàn)的原因的示意圖；圖4是按照本發(fā)明進行工作的系統(tǒng)的示意圖，具有通過多個路徑的相關流式傳送；
圖5是表示本發(fā)明的一個實施例的操作方法的流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，當前，在ADSL用戶的用戶終端1和接入服務器11之間建立了單個的永久虛電路(PVC)10。接入服務器11終接PVC10和封裝在該PVC上的PPP(12)信令。它還會給予最終用戶終端1一個IP地址1X，以使其能夠與因特網(wǎng)14相連接并且向任何其它的因特網(wǎng)應用(例如廣播網(wǎng)頁服務器13(圖3和圖4))發(fā)送數(shù)據(jù)。
使用交換虛電路(SVC)ADSL復用器(DSLAM)20，最終用戶終端15可以同時連接到多個接入服務器21、22、23上。圖2示出了用戶登錄到三個不同的因特網(wǎng)服務供應商上的情況。再次地，通過使用PPP，用戶的各個連接分別被給予了唯一的可路由IP地址21X、22Y、23Z。雖然連接數(shù)量的增加稍稍增加了爭用程度(試圖接入數(shù)據(jù)的各個IP地址的數(shù)量)，但是在繁忙的時候，如圖2中所示那樣與三個ISP連接的單個用戶仍將得到幾乎三倍于圖1中所示的例子中的與單個ISP相連接的用戶得到的數(shù)據(jù)流量。(實際的速率增加量為3n/(n+2)，其中n是接入數(shù)據(jù)的IP地址的總數(shù)。在通信繁忙時，“n”的值很大，所以該表達式收斂于值3.0)。
如果所有三個連接都連接到相同的目標服務器13，則圖2中的方案中的用戶15將不會在總信息速率方面得到增加，因為大部分數(shù)據(jù)是重復的。圖3表明使用現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡流式傳送協(xié)議，因為所接入的服務器3接收了來自三個不同IP地址21X、22Y、23Z的請求，所以該服務器將用戶15看作三個不同的用戶。然后通過經(jīng)由接入服務器21、22、23的三個不同的路徑中的每一個向用戶15發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，所以很明顯，就設立額外的SVC并試圖通過它們下行流式傳送數(shù)據(jù)而言，幾乎沒有任何效果。
考慮這樣一種情形用戶15試圖從另一個洲的廣播網(wǎng)頁服務器13以500kb/s的速度下行流式傳送視頻數(shù)據(jù)。連接21、22、23中的每一個都負荷很重并且每個連接僅可提供200kb/s的速率。用戶僅能以三個連接中的最快速率獲得有用的數(shù)據(jù)。
在圖4和圖5所示的實施例中，提供了一種經(jīng)過強化的流式傳送協(xié)議，該協(xié)議包含來自最終用戶的相關ID。對該相關ID進行選擇，使其不可能與其它的用戶重復。該ID可以以多種多樣的方式產(chǎn)生，可以隨機產(chǎn)生或基于用戶的唯一地址產(chǎn)生。
如圖5所示，用戶終端15登錄到數(shù)個因特網(wǎng)服務供應商的接入服務器21、22、23、…上，從各個服務器獲得不同的地址X、Y、Z、…(步驟50)。其可以與相同的ISP建立兩個或更多個連接。不過，某些ISP具有被設計為用于防止同一用戶同時登錄的認證系統(tǒng)，以防止欺詐性接入(fraudulent access)。這種認證系統(tǒng)需要重新配置，以允許進行所述的同時登錄。
用戶終端15首先做出通過第一接入服務器21的初始流式傳送請求51，該請求包括唯一相關碼。
廣播網(wǎng)頁服務器13將這一請求與所存儲的先前請求進行核對(步驟52)，但未能找到任何具有相同相關碼的這種請求。由于這是用戶1對這一數(shù)據(jù)進行的第一次請求，所以并沒有記錄過這樣的先前請求，視頻流以傳統(tǒng)的方式返回給用戶1(步驟53)。
接下來，用戶終端15將視頻流的數(shù)據(jù)速率與預定值進行核對(步驟54)。如果數(shù)據(jù)速率過低，則用戶終端1發(fā)送類似的請求55，其使用相同的相關碼，但使用不同的接入服務器22。
用戶終端還可以開始顯示視頻流(該視頻流因比特率較低而質(zhì)量較差)，從而用戶可以知道接收到的內(nèi)容。另選地，可以對數(shù)據(jù)進行緩存，從而在加入了另外一個流或另外多個流的時候，以最佳質(zhì)量顯示該流。降低質(zhì)量顯示的第一種可選方案在不希望有延遲的時候是優(yōu)選方案，比如在傳送實時信號的情況下，或者在用戶篩選多個輸入來查看可以得到的內(nèi)容的情況下。
網(wǎng)頁服務器13再次將這一請求55與所存儲的先前請求進行核對(步驟52)，但是這次發(fā)現(xiàn)請求51、55雖然來自不同的IP地址21X、22Y，但是實際上來自同一來源1。然后服務器3在連接21、22之間按照它們各自能夠承受的速率分配數(shù)據(jù)(步驟56)。關于可達到的數(shù)據(jù)速率的信息可以通過(例如)當前TCP/IP堆棧中的TCP滑動窗口大小來獲得。該窗口大小與當前因特網(wǎng)TCP會話中的數(shù)據(jù)流量相適應，所以它可以合理地精確代表流量。在所傳送的數(shù)據(jù)中需要小的數(shù)據(jù)報頭，用來確定重組數(shù)據(jù)的順序。
重復進行這一處理，直到用戶終端1確定達到了滿意的數(shù)據(jù)速率(或者使用了所有的可用地址)(步驟54)，然后對所接收的數(shù)據(jù)進行緩存，并且以正確的順序?qū)ζ溥M行重組(步驟57)。從而，通過數(shù)個服務供應商21、22、23，用戶的有效數(shù)據(jù)速率是這些服務供應商流量的總和，而不僅僅是其本身的最快速率。所以在這個例子中，三個200kb/s的連接會實現(xiàn)600kb/s的速率。這樣，500kb/s的TV流可以由三個連接(它們中的任何一個自身都不能實現(xiàn)這一速率)共同工作來支持。為了避免用戶試圖進行大量并行接入的嘗試所造成的網(wǎng)絡過載，因特網(wǎng)應用可以限制任何給定用戶可用的連接的數(shù)量。不過，在實踐中，嘗試使用更多連接的用戶會發(fā)現(xiàn)沒有更大的益處，因為他自己的接入連接的帶寬會成為限制因素。
本發(fā)明可以與本申請人與本發(fā)明同日提交的并且要求了英國專利申請0225359.9的優(yōu)先權的共同未決國際申請中介紹的發(fā)明協(xié)同使用。該另一申請介紹了一種改善信號的等待時間(延遲)的方法，該方法通過數(shù)個并行信道整體發(fā)送信號，從而，對于發(fā)送到目的地的各個數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包到達的第一實例數(shù)據(jù)與其它數(shù)據(jù)包到達的第一實例數(shù)據(jù)相組合，以形成單個輸出流。例如使用六個輸送通道(IP地址)，根據(jù)本發(fā)明，可以將流分成兩部分，以加倍帶寬，然后將這兩個流各自復制三次，以減小延遲。
權利要求
1.一種因特網(wǎng)應用，用于在通過分布式信息網(wǎng)絡接收到來自用戶終端的請求時提供數(shù)據(jù)，該因特網(wǎng)應用具有設置成用于識別對同一數(shù)據(jù)進行請求的多個地址是否與相同的最終用戶相關的裝置，并且在確實是這種情況的情形下，該裝置切分所請求的數(shù)據(jù)，并且將所述數(shù)據(jù)的不同部分流式傳送到對所述數(shù)據(jù)做出請求的不同地址。
2.根據(jù)權利要求1所述的因特網(wǎng)應用，包括用于識別與數(shù)據(jù)請求結(jié)合在一起的相關碼的裝置、用于將每一所述數(shù)據(jù)請求與請求同一數(shù)據(jù)的、具有相同相關碼的任何在先請求相關聯(lián)的裝置、和用于在與所述這些數(shù)據(jù)請求相關聯(lián)的地址之間切分所請求的數(shù)據(jù)的裝置。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的因特網(wǎng)應用，包括用于識別各個請求地址可實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率并據(jù)此在所述地址之間分配數(shù)據(jù)的裝置。
4.一種用戶終端，用于通過分布式信息網(wǎng)絡從因特網(wǎng)應用接入數(shù)據(jù)，該用戶終端配備有用于產(chǎn)生通過多個路徑的、請求因特網(wǎng)應用傳送同一數(shù)據(jù)的多個接入請求的裝置，每個請求都向所指向的因特網(wǎng)應用傳送它們來自共同來源的指示；以及用于接收所請求的數(shù)據(jù)并且將通過所述多個路徑傳來的數(shù)據(jù)組合為用戶所接入的單個流的裝置。
5.根據(jù)權利要求4所述的用戶終端，包括用于產(chǎn)生第一接入請求的裝置，所述第一接入請求具有代表其來源的相關碼；用于判斷響應于所述第一請求而接收到的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率是否滿足預定水平的裝置；以及用于產(chǎn)生使用相同的相關碼的、通過不同路徑的一個或多個另外請求的裝置。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的用戶終端，包括用于緩存收到的數(shù)據(jù)從而以該數(shù)據(jù)的內(nèi)容所指定的方式來實現(xiàn)對其重組的裝置。
7.一種通過分布式信息網(wǎng)絡從因特網(wǎng)應用接入數(shù)據(jù)的方法，其中用戶終端產(chǎn)生通過多個路徑的、請求因特網(wǎng)應用對同一數(shù)據(jù)進行傳送的多個接入請求，每個請求都向所指向的因特網(wǎng)應用傳送它們來自共同來源的指示，所述因特網(wǎng)應用識別對同一數(shù)據(jù)進行請求的多個地址是否與相同的最終用戶相關，并且在確實是這種情況的情形下切分所請求的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)的不同部分流式傳送到對所述數(shù)據(jù)做出請求的不同地址，并且所述用戶終端通過所述多個路徑接收所請求的數(shù)據(jù)并將其組合為單個流。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述用戶終端產(chǎn)生具有代表其來源的相關碼的初始接入請求，并且所述因特網(wǎng)應用保存所述相關碼，并且如果用戶終端判定響應于所述初始接入請求而接收到的數(shù)據(jù)未滿足預定的數(shù)據(jù)速率，則其發(fā)送使用相同相關碼的一個或多個另外請求，所述因特網(wǎng)應用將這些請求識別為與相同的最終用戶相關。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的方法，其中所述因特網(wǎng)應用識別與各個請求地址的連接上可實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率并且據(jù)此分配發(fā)送給各個所述地址的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權利要求7、8或9所述的方法，其中所收到的數(shù)據(jù)包含使用戶終端能夠?qū)ζ溥M行重組的信息，并且用戶終端緩存所述信息，并據(jù)此實現(xiàn)對其進行重組。
全文摘要
最終用戶應用(15)產(chǎn)生基于多個路徑(21，22，23)的、請求因特網(wǎng)應用對同一數(shù)據(jù)進行傳送的多個接入請求，每個請求向所指向的網(wǎng)頁服務器或其它的因特網(wǎng)應用傳達它們來自共同來源的指示。所指向的應用(13)具有設置成用于識別來自共同來源的指示并且因此判斷對同一數(shù)據(jù)做出多個請求的多個地址(21X，22Y，23Z)是否與同一最終用戶(15)相關的裝置，并且在確實是這種情況的情形下，該裝置切分所請求的數(shù)據(jù)，并且向請求它的不同地址流式傳送該數(shù)據(jù)的不同部分。最終用戶在接收到所請求的數(shù)據(jù)后，將通過多個路徑發(fā)來的數(shù)據(jù)組合為由用戶所接入的單個流。如果通過一條路徑傳送的流量低于通過另一個路徑傳送的流量，則需要緩存。
文檔編號H04L29/06GK1708972SQ200380102526
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月8日 優(yōu)先權日2002年10月31日
發(fā)明者喬納森·安德魯·克拉克 申請人:英國電訊有限公司