基於移動軟體代理的跨網絡文件同步方法
2023-09-22 20:11:25 2
專利名稱：基於移動軟體代理的跨網絡文件同步方法
技術領域：
本發明涉及一種計算機網絡間文件同步的方法，屬於計算機應用領域，特別是使用 了移動軟體代理技術，實現了跨網絡的文件同步。
二背景技術：
隨著個人計算設備的大量普及和移動辦公的需求越來越廣泛，在各類異構的網絡中 進行個人文件系統共享的需求日益突出。人們己不再滿足於"打包->網絡傳輸一>解壓" 的手工同步文件系統的方式，期望有一種自動化的過程完成這一工作。此外，雖然現存 很多文件同步工具，但都只具備本地同步或區域網內同步能力，不能適應如辦公室和家 庭計算設備之間的跨網絡遠程同步需要。
一種好的文件同步系統，不僅能適應複雜的網絡拓撲結構，完成跨網絡文件同步功 能，同時還要具備高效，易用的特點。
三
發明內容
本發明的目的是針對現有文件同步軟體能力的不足，提供了一種基於移動軟體代理 的網絡文件同步方法。該方法可以探測用戶相關文件的變化，並利用移動軟體代理將文 件的變化反應到網絡上需同步的計算機。該系統對網絡結構具有較好的適應能力，並能 智能的減少同步時的網絡負載，提高同步效率。
本系統提供一種基於移動軟體代理技術的文件同步方案，它包括
同步源主機同步文件被讀取的主機，亦即接受同步軟體代理的主機。
同步目的主機同步文件被寫入的主機，亦即用戶提出同步請求的主機，以及發送 同步軟體代理的主機。
同步區用戶指定的兩臺同步主機之間需要保持一致的文件或文件夾，同步點需要 在兩臺主機上一一對應。用戶可以建立多個同步點。
同步源點同步源主機上的同步區。
同步目的點同步目的主機上的同步區。
文件同步代理 一種可以進行跨網絡移動，進行指定個人文件同步的軟體代理。 系統監控並同步用戶指定的同步區，具體步驟包括 1)由用戶在同步點兩端確定文件同步點及相關設置；2) 探測源點文件系統變化信息；
3) 使用移動軟體代理技術進行網絡穿透；
4) 文件同步代理在兩同步設備之間比較文件變動情況；
5) 文件同步代理進行數據傳輸，同步個人文件；
此外，在同步過程中，對需要同步的大文件，同步軟體代理會在出發前將這些大文 件劃分成若干塊，計算每一塊的散列(如MD5)，並攜帶這些散列到達同步源主機。在 源主機，同步軟體代理頁計算源文件相應每一塊的散列，若且唯若散列值不符時，那一 塊才被攜帶會目的主機，從而有效的減小網絡負載，提高同步效率。
本發明與現有技術相比，優點在於使用移動軟體代理技術，網絡拓撲結構適應性 強；另外在同步過程中通過文件監控和大型文件散列技術，智能降低網絡負載，達到高 效同步。
四
圖1:系統在區域網上的布局；
圖2:系統在網際網路上的布局和支撐系統；
圖3:新子域的註冊流程；
圖4:域名査找流程；
圖5:移動代理遷移流程；
五具體實施例方式
1. 環境要求
1) 兩臺可以某種網絡連接方式直接或間接相連的個人電腦；
2) 兩臺個人電腦分別安裝有個人文件同步服務代理；
3) 在同步過程中電腦必須都處於開啟狀態且代理服務必須處於開啟狀態。 所需設備和服務可以部署在區域網或網際網路之中，如圖1 (區域網)或圖2 (網際網路)所示。
2. 應用場景
用戶在同步源點對苯些文件進行了修改，同步源主機上的文件同步代理會記錄這些 被修改的文件。
當用戶在目的主機要求進行同步時，目的主機會派遣一個文件同步代理到源主機， 與源主機文件同步代理進行交互，讀取變化，攜帶這些變化的文件到目的主機，並將這些變化寫入目的端文件系統，完成同步。 3. 技術描述
1) 文件變化監控
現代作業系統都提供文件系統發生變化時的通知，文件同步代理可以利用這些通知， 記錄哪些文件被添加，刪除或修改，從而在目的端提出同步請求時，略去未被修改過的 文件，從而減少網絡負載和提高同步效率。
2) 大型文件同步優化策略
同步區中可能存在某些大型文件，如資料庫文件等。如果在同步過程中將整個文件 通過網絡同步，會佔用大量網絡資源，並降低同步效率。考慮到通常應用程式對這類大 文件的修改不會涉及整個文件，相反它們一般僅會修改文件中的某一塊，所以可以採用 分塊散列方式加以優化。
具體的說，對需要同步的大文件，同步軟體代理會在出發前將這些大文件按一定大 小劃分成塊，計算每一塊的散列(如MD5)，並攜帶這些散列到達同步源主機。在源主 機，同步軟體代理頁計算源文件相應每一塊的散列，若且唯若散列值不符時，那一塊才 被攜帶會目的主機。由於散列大小相對於原有塊尺寸大大減小，網絡負載減小很多，效 率也大大提高。而在錯誤率方面，現有很多散列算法(如MD5)在不同數據下產生系 統散列的概率極小，這樣進行文件同步也只有極小的概率出現錯誤。當然如果用戶認為 文件十分重要，不允許任何錯誤，也可以設置完全同步，從而除非傳輸過程中出現問題， 不會出現同步錯誤。
3) 軟體代理的網絡穿透技術
當系統需要在網際網路上進行同步時，軟體代理的穿透是一個關鍵環節。其主要 的難題有
a)通常企業為了節省開支以及信息保護的需求，具有自身的區域網，用戶使用的 計算機和企業區域網相連，可以直接訪問企業區域網內的其它計算機或其它資 源，而當其要訪問網際網路的時候則必須通過企業網關訪問；與此同時，企業外 部的計算機只能夠直接訪問企業的網關(因為只有它具有公網合法IP)。這樣就
導致企業外部的計算機無法直接訪問企業內部的計算機。當用戶家中網絡和辦 公室網絡都分屬於不同的區域網的時候，情況更加複雜，兩臺計算機互相都不 可能互相直接訪問。b)現如今家庭所使用的絕大部分網絡都是ADSL，雖然撥通ADSL可以獲得一個 公網IP，可以直接訪問網際網路，然而其IP位址卻是不固定的，每次撥通所獲得 的IP位址通常不一樣，因此想通過固定的IP位址直接訪問用戶家庭中的電腦也 難以實現(雖然可以通過動態域名的方式予以解決，但或者不甚穩定，或者需 要支付額外的費用)。
為了解決上述兩個主要問題，本發明提出了移動代理跨網段遷移框架，它主要由以 下兩個部分組成
路由信息服務(*0"^ ^//1/< /"# < /< /|5^1^6 ^ezy)
該服務包括計算機名服務和基於該名服務的路由信息註冊/査詢服務。與DNS類似， 這裡將網絡劃分為多個域fZ)owaf"人這裡i)wimi'w可定義如下:設計算機^具有m個(物理 的或虛擬的)網絡/"to，/flce，其中具有一個/"teryiice與^4的網關連接,稱為"p/F,設識為則 所有除去wp/F之外的一個/"紐r/flce(0-^-m-l)，且與某物理或虛擬區域網i^V/相連, 則LA/V/中以A為網關的所有計算機的集合為MS鴻,則Z)wiiai'iM可定義為集合 ^ULT^^(當m二1時，即^只具有"/JF時，"tf附fl^只包括一臺計算機4);此 時，計算機/1稱為Z)柳a^的D柳ai."及o",iitg in/0rma//o" 5"ervi'ce Master-iW /5"M。
從上述定義可以看出，系統中每一臺計算機都是一個DifiSM，負責管轄整個 Z)wmif"(可能是多臺計算機，也可能就只有其自身)；當一個i)JWSM是網關的時候，則 其同時具有另一個身份，即其自身"/，/F所連網絡所屬i)wmii'i1的成員；由此我們引入 _^麥7^fZWrecZ Z)wim^1, DCC9和^^^fPfirren, Z)owflf/^的概念以Z)owfl&M中除 了 4以外的其它計算機作為ZMf/SM的Dwmw'"稱為Z)wmi^4的直麥f裙，相應的 Dwiw&M為這些"wmif/i的義鍵；設DOXSe《4)為Z)owa^4所有直接子域的集合，則 Z)0Wflf^所有子域的集合Cftfo^4人則可定義為
和DNS類似，每個Dtww/"具有一個名(/)rwwf" iVflwie, DiV)，用於唯一的標識一個 Z>w W ;由於每個Z)wfiafw都具有一個i)J /M，所以將該的名來命名對應的 Dif/M，這樣系統中的每臺計算機就都具有一個2)JV，該DiV可以唯一標識該計算機或 者它所管轄的"wiwif";而且，類似DNS，每個子域的名必須以其父域的名作為後綴；
6如果2W ZyM為網關，則它保存著其所管轄的所有直接子域的DJWSM所對應的Dwiw/ii iVawe^liWfeM映射記錄(DiVZ4rf(/r wcw^),即蘑磁^^息記;^fKtfiift'iig/"/w附flftVwi及ecwrf, JWR,這些記錄存放在"蘿籍鍵;^表"(2)OTii^ite JL/rf——i)Z)I;)中。由於一個
DJUSM可以管理多個(物理的或虛擬的)區域網或區域網聯盟(即多個通過路由可互相訪 問的區域網所組成的整體，聯盟中所有計算機可以直接互訪)，所以每個區域網或局域 網聯盟對應與一個DZ)丄；與此同時，DJ /SM還保存著其父域ZM ZSM所保存的與其邏 輯上直接連接(屬於同一區域網或區域網聯盟)的所有1WMSM所對應的J /及記錄，保存 在"雜凝身表"(S聽l麼'D國fw ——SZJ)I:) o
在計算機名服務建立的基礎上，/W /SM向其所管轄的計算機，即該Z)wiwH'"直接 子域的ZWWSM提供註冊新Doim^/i的服務(圖3)，子Domain的註冊過程如下
1) 設置直接子域的2W /5M配置文件，指定該新Domain的DJV以及其父域的 的IP位址或DNS域名；
2 ) 啟動直接子域的Z)^ffM上的Z)wiMr//1及o"rf/ig 5Wr/ce，讀取配置
文件，獲取DiV以及父域i)JMSM的IP位址或DNS域名；
3) 直接子域的ZWWSM上的Z)wfw/w及做rf"g/"/w附flftVw 5Wrfce向父域Z)^ffM
發送註冊信息。信息包括兩個內容新PiV和對應的^4rfrfr(IP位址或DNS域 名)；
4) 父域2W /SM收到註冊信息，如果某個ZM)l中存有記錄及，且見Z)A^ZW、 及J(Wi"^^Wr，則返回錯誤"域名已被使用"；否則在本地査詢獲取該直接 子域所對應的區域網相應的iM)z:，按照以下步驟進行註冊更新
a) 如果Z)Z)丄中存有記錄及，且及.Z)iV-Z)iV、及J<Wr=/4<W/s轉e);否則轉b)
b) 如果中存有記錄及，且兄DiV^Z)iV、及^4rfrfi^/4rfrfr，則更新該記錄 (兄/)Afe/)A0，轉d);否則轉c)
c) 中不存在上述記錄，則添加新的記錄及,且及./)^=/)^、 /L4rfrfr=^<Wi , 轉d)
d) 通知/)1)￡中其它ZWWSM有新的ZWWSM加入，即將更新的RIR記錄及發 給2MWL列表中的各個Z)JMSM;e) 將2M)i:發送給新註冊的2)iMSM;
f) 結束
5) 各個ZWfi5M在收到更新消息後採取4)中b)c)f)的步驟進行更新(此時不需執 行d)e));
6) 發送註冊請求的直接子域的DiWSM如果收到"域名已被使用"的錯誤，則 重新回到1)，設置其Z)iV，然後再次註冊；如果收到父域Z)JWSM返回的ZM)￡，
則將其設為自身的5x"z:;
7) 註冊完成
與此同時，D/WSM向同一主機的其它應用提供Dfwwf/1査詢服務(圖4)。具體過程 如下
J"/W:待査域名2)iV; 0M爾lrf;轉發4rfrffess
1) 檢査其各個2M)丄，若找到合適i /及記錄則返回對應IP或DNS域名，否則轉 2)
2) 如果S丄2)丄存在則檢査5XPi，若找到合適Jf/R記錄則返回對應IP或DNS 域名，否則轉3)
3) 無法找到合適的J /及記錄，如果該機具有父域，則直接返回父域的/WWSM的 IP或DNS域名，否則返回"目標域不存在"的錯誤；
注這裡所謂"合適的RIR記錄"是指待査域名Z)iV與記錄中的/)iV名相同或以 記錄中的DiV名結尾。當有多個匹配時，以最長匹配為準。
和DNS直接返回目標域名所對應的IP不同，Z)wiw/"查詢服務只有在待查Z)iV所對應 計算機和本機在與其邏輯上直接連接時才返回待查DiV所對應的IP或DNS域名。
*移動遷移服務
擁有了廯磁信〕唐J ^TJW0之後，就可以利用其來實現移動代理的跨網段遷移。遷 移過程可以簡單概括為"査詢一>轉發"(圖5)，具體過程如下
1)移動代理請求遷移，請求中包括遷移目標計算機的Z)iV;2 )根據目標Domain名查詢本機Doma/zi及0W/fg //i/o/7na//o/t Servfce
3) 根據査詢結果分別進行以下操作
3.1) 如果査詢結果為"目標域不存在"的報錯，貝IJ:
a) 如果本機是移動代理遷移的出發端，則直接報錯
b) 如果本機是移動代理遷移的中轉站，則向上一中轉返回該報錯
3.2) 如果查詢結果為某個^<Wr
a) 如果移動代理來至"p/F，且4<Wr和ii/jJF所對應網絡/WWSM的地址相 同，轉c);
b) 如果該^Wr所對應的計算機可到達，將移動代理髮送至^Wr所對應計 算機，並等待其回復，轉5);否則，轉c)
c) 報錯"目標域不可達"
① 如果本機是移動代理遷移的出發端，則直接報錯
② 如果本機是移動代理遷移的中轉站，則向上一中轉返回該報錯
4) 當一臺計算機收到一個移動代理後，首先判斷是否本機就是遷移目標。如果是， 則恢復移動代理運行，並則向上一中轉返回"成功到達"信息；否則進行上述 2)3)步驟。
5) 當計算機收到下一中轉返回的"目標域不存在"/ "目標域不可達"的報錯或"成 功到達"的信息時，貝IJ:
a) 如果本機是移動代理遷移的出發端，則報錯或返回成功信息
b) 如果本機是移動代理遷移的中轉站，則向上一中轉返回該報錯或成功信息 至此，Agent就可以通過各個/)JMSM實現跨網段遷移。
權利要求
1、一種基於移動軟體代理的跨網絡文件同步方法，其特徵在於包括同步源主機同步文件被讀取的主機，亦即接受同步軟體代理的主機；同步目的主機同步文件被寫入的主機，亦即用戶提出同步請求的主機，以及發送同步軟體代理的主機；同步區用戶指定的兩臺同步主機之間需要保持一致的文件或文件夾，同步點需要在兩臺主機上一一對應；同步源點同步源主機上的同步區；同步目的點同步目的主機上的同步區；文件同步代理一種進行跨網絡移動，進行指定個人文件同步的軟體代理；系統監控並同步用戶指定的同步區，其步驟包括1)由用戶在同步點兩端確定文件同步點及相關設置；2)探測源點文件系統變化信息；3)使用移動軟體代理跨網段遷移框架進行網絡穿透；4)文件同步代理在兩同步設備之間比較文件變動情況；5)文件同步代理進行數據傳輸，同步個人文件。
2、 根據權利要求1所述的基於移動軟體代理的跨網絡文件同步方法，其特徵在於 步驟3)所述使用移動軟體代理跨網段遷移框架進行網絡穿透包括步驟31) 路由信息服務向子域提供註冊新域的能力，向所在域的主機提供域名査詢能力；32) 移動軟體代理遷移服務。
3、 根據權利要求2所述的基於移動軟體代理的跨網絡文件同步方法，其特徵在於 步驟32)移動軟體代理遷移服務的過程包括a. 軟體代理遷移請求；b. 査詢本機路由信息服務；c. 軟體代理傳輸。
4、 根據權利要求1所述的基於移動軟體代理技術的跨網絡文件同步系統，其特徵在 於步驟3)使用了基於散列的同步優化。
全文摘要
本發明公開了一種基於移動軟體代理的跨網絡文件同步方法，首先由用戶在同步點兩端確定文件同步點及相關設置，然後探測源點文件系統變化信息，使用移動軟體代理跨網段遷移框架進行網絡穿透；文件同步代理在兩同步設備之間比較文件變動情況，最後由文件同步代理進行數據傳輸，同步個人文件。本發明使用移動軟體代理技術，網絡拓撲結構適應性強，在同步過程中網絡智能降低網絡負載，達到高效同步。
文檔編號H04W56/00GK101534480SQ20091002949
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月14日 優先權日2009年4月14日
發明者建 呂, 陶先平, 駿 馬 申請人:南京大學