網絡數據緩存的方法和系統的製作方法

2023-04-22 21:39:01

網絡數據緩存的方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種網絡數據緩存的方法和系統。其中的方法包括：在用戶網元處預先設置用戶側緩存裝置；將UE的DNS解析請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元；將接收到的與所述DNS解析請求對應的DNS響應報文發送給UE；將UE的數據請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元；將所述用戶側緩存裝置或邊緣網元返回的響應數據發送給UE。應用本發明可以顯著地減輕核心網內部數據流量的匯聚壓力，有效應對數據業務尤其是視頻業務的快速發展；此外，還可以將多個用戶網元處的用戶側緩存設備進行P2P組網，從而形成更大範圍內的數據服務能力。
【專利說明】網絡數據緩存的方法和系統
【技術領域】
[0001]本申請涉及移動通信【技術領域】，尤其涉及一種網絡數據緩存的方法和系統。
【背景技術】
[0002]在現有的3G核心網分組交換域內，提供分組數據業務的服務一般是由兩大功能 實體:通用分組無線服務支持節點(SGSN)和網關通用分組無線服務支持節點(GGSN)完成。 其中，SGSN是無線網絡接入部分和核心網分組域數據網部分的分界線，主要負責終端移動 性管理，並與GGSN協作完成用戶終端(UE)的數據在移動通信網絡上的傳輸。GGSN是核心 網分組域數據網部分與外部數據網的分界線，對內負責移動通信網絡數據網絡的傳輸，對 外體現為路由器，完成UE和外部數據網之間的會話管理。
[0003]終端(UE)如果需要進行外部數據網絡的訪問，則需要與SGSN和GGSN進行交互。 具體的交互過程包括兩個階段:通用分組無線服務(GPRS)附著階段和分組數據協議(PDP) 上下文激活請求階段。其中，在GPRS附著階段中，UE可成功接入分組核心網；而在PDP上 下文激活請求階段中，UE將得到GGSN分配的IP位址，從而可以通過該IP位址訪問外部數 據網。通過上述兩個階段，UE可接入核心網絡並從GGSN處獲取IP位址，繼而進行外部數 據網絡的訪問。
[0004]在對外部數據網絡進行訪問時，無論是終端請求數據還是伺服器響應數據，所傳 輸的數據均封裝為IP數據包，以便於在UE和外部數據網之間傳遞。上述IP數據包在傳輸 過程中需要依賴網元實體進行中轉和接續，具體執行過程包括:
[0005]步驟1、UE將數據請求封裝在IP數據包中並傳遞至無線網絡控制器(RNC)；
[0006]步驟2、RNC解析得出IP數據包，將IP數據包重新封裝在GPRS隧道協議(GTP)中 傳輸至SGSN ；
[0007]步驟3、SGSN解析得出IP數據包，將IP數據包重新封裝在GTP協議中傳輸至 GGSN ；
[0008]步驟4、GGSN解析GTP協議得出IP數據包，並將IP數據包傳送至外部數據網服務 器請求數據服務；
[0009]步驟5、外部數據網伺服器響應請求，響應數據以IP數據包的形式依次經GGSN、 SGSN和RNC回傳至UE。
[0010]從上述的具體執行過程可知，核心網內的RNC、SGSN和GGSN雖然都能獲得完整的 IP數據包，但均不對IP數據包進一步解析。也就是說，在現有的網絡系統中，核心網網元的 工作重點在於IP數據包的接續傳輸，而並不對IP數據包進行解析從而識別用戶的具體請 求。
[0011]在長期演進(LTE)網絡中，演進型基站(eNB)、服務網關(S-Gff)和分組數據網網關 (P-Gff)可以實現類似RNC、SGSN和GGSN的功能，也均能獲得完整IP數據包，但同時工作重 點也仍然在於IP數據包的接續傳輸，也並不對IP數據包做進一步解析。
[0012]由上可知，IP數據包是網絡系統中的傳輸重點，而如果整個網絡系統中未部署緩存系統，則IP數據包將頻繁地在網間傳輸，從而帶來高額的網間結算費用。
[0013]為了降低網間結算成本，並進一步提升用戶體驗，現有技術中常用的解決方法是 在與外部數據網交互的互聯互通口處部署一個緩存(Cache)系統。該緩存系統可以存儲網 絡系統中的各種靜態數據，以服務於用戶的靜態數據請求，從而減少網間數據流量傳遞。具 體來說，由互聯互通口傳輸的UE請求數據的IP數據包將首先進入緩存系統，該緩存系統 將解析該UE請求數據的的IP數據包，並查看在緩存系統中是否能命中UE所請求的數據。 如果UE所請求的數據在緩存系統中命中(即緩存系統中存儲了所請求的數據)，則該UE請 求數據的IP數據包將不再傳輸到外部數據網，而是由緩存系統直接提供相應的數據請求 服務，從而節約互聯互通口網間傳輸的數據量，降低網間結算成本；如果UE所請求的數據 在緩存系統中未命中(即緩存系統中未存儲所請求的數據)，則按原有方式將UE請求數據的 IP數據包傳輸到外部數據網，由外部數據網提供相應的數據請求服務。
[0014]但是，現有技術中的上述在互聯互通口部署緩存系統的方法，存在如下所述缺 陷:
[0015]1、核心網將隨著數據業務流量的激增由輕載狀態轉變為重載狀態，而且核心網的 匯聚型網絡架構將使得互聯互通口的數據流量成為整個網絡系統的瓶頸。
[0016]具體來說，隨著數據業務的快速發展、終端計算能力的不斷提升，核心網內傳輸的 數據流量處於不斷激增的狀態。快速增長的數據流量將改變目前核心網絡的輕載狀態，使 核心網由輕載網絡狀態轉換到重載網絡狀態，從而增大核心網內部的網絡流量壓力，增加 網絡總體運營成本。
[0017]再者，現有核心網的架構屬於匯聚型網絡架構，即所有由終端產生的流量都需經 過底層網元實體(例如，SGSN)，最後匯聚到出口網元實體(例如，GGSN)，然後再由出口網元 實體與外部數據網進行IP數據包路由轉發和請求。由於目前的緩存系統集中部署在與外 部數據網交互的互聯互通口，因此該緩存系統只能服務於所有通過該互聯互通口傳輸到外 部數據網絡的數據請求。然而，隨著數據業務不斷快速發展，核心網內流量的不斷激增，核 心網將由輕載狀態轉變為重載狀態，核心網內的數據流量最終都將匯聚到互聯互通口，將 會使得互聯互通口面臨流量重載壓力，從而使得互聯互通口的數據流量成為整個網絡系統 的瓶頸。
[0018]2.互聯互通口的緩存服務不能有效應對數據業務尤其是視頻業務的快速發展。
[0019]具體來說，當前部署在互聯互通口的緩存系統主要提供網頁緩存(Web Cache)的 緩存服務，主要針對頁面瀏覽業務，而頁面瀏覽業務的數據訪問量一般都比較小。然而，隨 著近年來的數據業務的不斷發展，尤其是視頻業務的快速發展，視頻業務產生的數據流量 也在急速增長，且視頻業務將成為未來數據業務的核心業務。視頻業務具有數據流量大、用 戶體驗要求高的特點，當用戶請求一段視頻文件時，將會在視頻源伺服器與用戶之間長期 佔用鏈路以傳輸視頻文件數據，從而對核心網造成較大的傳輸承載壓力。因此，面對流量規 模發展迅猛的視頻業務，現有的部署在互聯互通口的緩存系統將無法有效地為視頻業務提 供緩存服務。

【發明內容】

[0020]有鑑於此，本發明提供了一種網絡數據緩存的方法和系統，從而可以顯著地減輕核心網內部數據流量的匯聚壓力，有效應對數據業務尤其是視頻業務的快速發展。
[0021]本發明的技術方案具體是這樣實現的:
[0022]一種網絡數據緩存的方法，該方法包括:
[0023]在用戶網元處預先設置用戶側緩存裝置；
[0024]將UE的DNS解析請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元；
[0025]將接收到的與所述DNS解析請求對應的DNS響應報文發送給UE ；
[0026]將UE的數據請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元；
[0027]將所述用戶側緩存裝置或邊緣網元返回的響應數據發送給UE。
[0028]本發明還提供一種網絡數據緩存系統，該系統包括:至少一個UE、用戶網元、設置 在用戶網元處的用戶側緩存裝置和邊緣網元；其中，
[0029]所述UE，用於向用戶網元發送DNS解析請求；將最先收到的與所述DNS解析請求 對應的DNS響應報文中攜帶的IP的地址作為目的IP位址，並向用戶網元發送數據請求；接 收所述用戶網元返回的響應數據；
[0030]所述用戶網元，用於將UE發送的DNS解析請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和 邊緣網元；將接收到的與所述DNS解析請求對應的DNS響應報文發送給UE ;將UE的數據請 求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元；將所述用戶側緩存裝置或邊緣網元返回的 響應數據發送給UE ；
[0031]所述用戶側緩存裝置，用於接收用戶網元發送的DNS解析請求和數據請求，並根 據所述DNS解析請求向所述用戶網元返回DNS響應報文，還可根據所述數據請求向所述用 戶網元返迴響應數據；
[0032]所述邊緣網元，用於接收用戶網元發送的DNS解析請求和數據請求，並根據所述 DNS解析請求向所述用戶網元返回DNS響應報文，還可根據所述數據請求向所述用戶網元 返迴響應數據。
[0033]由上述技術方案可見，本發明將在接入網或者核心網數據分組域靠近UE側的用 戶網元處設置一個用戶側緩存裝置，由於該用戶側緩存裝置設置在UE側，因此UE可通過與 所述用戶側緩存裝置的交互儘快獲取所需的數據，可實現一次請求多次復用的目的，因而 儘可能地減少對外部數據網的訪問次數，從而可顯著地減輕核心網內部數據流量的匯聚壓 力，有效應對數據業務尤其是視頻業務的快速發展；並可進一步降低互聯互通口的網間結 算成本，更加快捷地響應用戶的請求，提升並改善用戶體驗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為本發明實施例中的網絡數據緩存的方法的流程圖。
[0035]圖2為本發明實施例中的用戶側緩存裝置的結構示意圖。
[0036]圖3是本發明實施例中的網絡數據緩存系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037]為使本發明的技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施例，對本 發明作進一步詳細的說明。
[0038]圖1為本發明實施例中的網絡數據緩存的方法的流程圖。[0039]如圖1所示，本發明實施例中的網絡數據緩存的方法包括如下所述步驟:
[0040]步驟101，在用戶網元處預先設置用戶側緩存裝置。
[0041]在目前的通信網絡中，設置有實現各種功能的網元。例如，邊緣網元和用戶網元。 其中，在本發明的具體實施例中，所述邊緣網元是與外部數據網進行數據交換的網元設備， 該邊緣網元一般設置在核心網/接入網與外部數據網的分界線處，例如，所述邊緣網元可 以但不局限於是3G網絡中的GGSN或LTE網絡中的P-GW等。所述用戶網元則是設置在靠 近用戶側的網元設備，一般可負責終端移動性管理，並與邊緣網元協作完成終端數據在核 心網/接入網內的傳輸,例如,所述用戶網元可以但不局限於是3G網絡中的SGSN或LTE網 絡中的S-GW等。
[0042]在現有技術中的通信網絡中，緩存系統設置在互聯互通口處，即邊緣網元處，在用 戶網元處卻並未部署緩存系統。因此，在本步驟中，將在用戶網元處預先設置一個緩存裝 置，用於緩存UE所需的各種數據。由於該緩存裝置位於用戶網元側，因此可將該緩存裝置 稱之為用戶側緩存裝置。
[0043]圖2為本發明實施例中的用戶側緩存裝置的結構示意圖。較佳的，如圖2所示，在 本發明的具體實施例中，所述用戶側緩存裝置200可以包括:緩存伺服器201和緩存代理 (Proxy) 202。其中，所述緩存伺服器201用於緩存數據；而所述緩存代理202則用於接收 並處理用戶網元發送的域名系統(DNS)解析請求以及數據請求，根據所述DNS解析請求向 用戶網元返回DNS響應報文，並根據所述數據請求讀取緩存伺服器201中的數據，將所讀取 的數據返回給所述用戶網元。
[0044]較佳的，在本發明的具體實施例中，為了充分利用IP協議的特性，所述用戶網元 和用戶側緩存裝置可通過乙太網接口直連，用戶網元與用戶側緩存裝置可通過IP報文交 互數據信息。由於上述乙太網接口主要負責IP數據的傳輸，而且所採用的是直連方式，因 此不涉及IP路由問題。
[0045]較佳的，在本發明的具體實施例中，所述緩存代理處理域名解析的方法可以通過 對現有技術中的DNS伺服器進行設置達到相同目的，即將用戶域名請求解析重定向至緩存 伺服器的IP位址。所述對現有技術中的DNS伺服器進行設置可以包括:對現有技術中的 DNS伺服器進行配置，將所述緩存伺服器的IP位址設置為域名解析地址，從而可以通過別 名(CNAME)方式將UE域名解析重定向到緩存伺服器的IP位址。
[0046]較佳的，在本發明的具體實施例中，所述用戶側緩存裝置可以是獨立的物理設備， 並與所述用戶網元部署在同一物理位置，也可以集成在所述用戶網元中。
[0047]步驟102，將UE的DNS解析請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元。
[0048]當UE完成PDP上下文激活請求後，將獲取自身的IP位址，從而具備訪問外部數據 網絡的權限。而當UE需要訪問外部數據網時，UE則首先需要通過DNS解析獲取其所需訪 問的域名的IP位址(即目的IP位址)，從而便於向該域名所在的伺服器發送數據請求。因 此，在本步驟之前，UE將首先向用戶網元發送攜帶有UE所需訪問的域名的DNS解析請求。
[0049]在現有的DNS解析方式中，UE的DNS解析請求將被用戶網元發送至本地DNS域名 伺服器，本地DNS域名伺服器通過與網際網路中其他的DNS域名伺服器進行交互，通過網絡層 基於IP協議再進行路由接續，最終響應UE的DNS解析請求，返回與所需訪問的域名對應的 IP位址。但是，在移動通信網絡中，UE將DNS解析請求封裝在IP數據包後，系統並非依據該IP數據包的目的地址進行尋址，而是通過PDP鏈路進行傳輸，該PDP鏈路在UE接入分組 數據網絡的時候建立。因此，該DNS解析請求在核心網內將無法通過基於IP協議的網絡層 進行路由中轉，所以無法在非IP路由的網絡中實現DNS解析。
[0050]因此，在本發明的具體實施例中，UE將向用戶網元發送攜帶有所需訪問域名的 DNS解析請求。較佳的，所述UE可通過GIP協議將攜帶有所述DNS解析請求的IP數據包發 送給所述用戶網元。
[0051]在本步驟中，用戶網元在接收到UE發送的攜帶有所需訪問域名的DNS解析請求 時，會將UE的DNS解析請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元。
[0052]較佳的，所述用戶網元可通過乙太網接口將攜帶有DNS解析請求的IP數據包發送 給用戶側緩存裝置，並通過GIP協議將攜帶有所述DNS解析請求的IP數據包發送給所述邊 緣網元。
[0053]進一步的，在本發明的較佳實施例中，用戶側緩存裝置和邊緣網元在接收到DNS 解析請求後，將分別對所述DNS解析請求進行解析，獲得與所述DNS解析請求對應的域名， 並獲取與所述域名相對應的IP位址，然後將與所述域名相對應的IP位址攜帶在DNS響應 報文發送給用戶網元。
[0054]具體來說，在本發明的較佳實施例中，所述用戶側緩存裝置中預先設置有白名單， 所述白名單中存儲有允許通過用戶側緩存裝置(例如，用戶側緩存裝置中的緩存伺服器)提 供數據服務的域名。如果白名單中存儲有某域名，則表示與該域名相對應的內容可以由用 戶側緩存裝置提供，因此UE可以直接從用戶側緩存裝置中讀取與該域名相對應的數據，而 不必再去訪問外部數據網。通過在用戶側緩存裝置中設置上述的白名單，可以有效地減小 緩存系統服務範圍，提升緩存系統服務性能。較佳的，如果用戶側緩存裝置中設置有緩存服 務器，則與域名相對應的內容存儲於所述緩存伺服器中。
[0055]當所述用戶側緩存裝置接收到DNS解析請求時，將根據所述DNS解析請求中攜帶 的域名檢索所述白名單；如果所述白名單中未存儲所述域名，貝1J丟棄該DNS解析請求，不向 所述用戶網元返回DNS響應報文；如果所述白名單中存儲有所述域名，則向所述用戶網元 返回攜帶有所述用戶側緩存裝置的IP位址的DNS響應報文。
[0056]較佳的，當所述用戶側緩存裝置中包括緩存代理和緩存伺服器時，所述緩存代理 中還可進一步包括:服務觸發模塊和白名單存儲模塊。
[0057]其中，所述白名單存儲模塊，用於存儲所述預先設置的白名單；
[0058]所述服務觸發模塊，用於當接收到DNS解析請求時，根據所述DNS解析請求中攜 帶的域名檢索白名單存儲模塊中存儲的白名單；如果白名單中未存儲所述域名，則丟棄該 DNS解析請求，不向所述用戶網元返回DNS響應報文；如果所述白名單中存儲有所述域名， 則向所述用戶網元返回攜帶有所述緩存伺服器的IP位址的DNS響應報文。此時，所述緩存 伺服器的IP位址即為所述用戶側緩存裝置的IP位址。
[0059]較佳的，在本發明的具體實施例中，當所述邊緣網關接收到DNS解析請求時，該邊 緣網元將所述DNS解析請求發送給外部網絡DNS伺服器；所述外部網絡DNS伺服器將根據 所述DNS解析請求中的域名，查找到與該域名對應的源伺服器IP位址，並將所述源伺服器 IP位址攜帶在DNS響應報文發送給用戶網元。
[0060]步驟103，將接收到的與所述DNS解析請求對應的DNS響應報文發送給UE。[0061]由於用戶側緩存裝置和邊緣網元均有可能返回與所述DNS解析請求對應的DNS響 應報文，因此，在本步驟中，用戶網元會將用戶側緩存裝置和邊緣網元返回的DNS響應報文 都轉發給UE。
[0062]在一般情況下，與邊緣網元相比，用戶側緩存裝置在物理位置上離用戶網元更近， 因此一般能比邊緣網元更快、更及時地通過用戶網元向UE返回DNS響應報文。所以，UE僅 需將最先收到的與所述DNS解析請求對應的DNS響應報文(即用戶側緩存裝置返回的DNS 響應報文)中攜帶的IP的地址作為目的IP位址，而丟棄其它隨後收到的與所述DNS解析請 求對應的DNS響應報文。
[0063]另外，如果由於某些原因，當邊緣網元返回的DNS響應報文先到達UE時，該UE也 仍然僅需將最先收到的DNS響應報文(即邊緣網元返回的DNS響應報文)中攜帶的IP的地 址作為目的IP位址，而丟棄其它隨後收到的DNS響應報文。
[0064]UE在確定目的IP位址後，即可根據該目的IP位址發送攜帶有所述目的IP位址的 數據請求，進行後續的數據請求流程，以訪問所需訪問的域名，並獲取所需的數據。
[0065]步驟104，將UE的數據請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元。
[0066]由於在本步驟之前，UE在接收到DNS響應報文並確定目的IP位址後，將向用戶網 元發送攜帶有所述目的IP位址的數據請求，因此，在本步驟中，用戶網元在接收到UE發送 的數據請求時，會將UE的數據請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元。
[0067]較佳的，所述用戶網元可通過乙太網接口將攜帶有數據請求的IP數據包發送給 用戶側緩存裝置，並通過GIP協議將攜帶有所述數據請求的IP數據包發送給所述邊緣網
J Li o
[0068]進一步的，在本發明的較佳實施例中，用戶側緩存裝置在接收到數據請求後，將對 所述數據請求進行解析，獲得所述數據請求中攜帶的目的IP位址。此時，用戶側緩存裝置 並不將所述數據請求中攜帶的目的IP位址作為路由尋址的依據，即並不根據該目的IP地 址進行路由尋址操作，而只是將該目的IP位址作為用戶側緩存裝置是否啟動相應的數據 服務的識別標識。因此，如果所述目的IP位址為用戶側緩存裝置的IP位址，則啟動相應的 數據服務，即根據所述數據請求在用戶側緩存裝置中查詢所請求的數據，並根據查詢結果 向所述用戶網元發送響應數據；而如果所述目的IP位址不是用戶側緩存裝置的IP位址，而 是源伺服器的IP位址，則不啟動相應的數據服務，即不向所述用戶網元發送響應數據。
[0069]較佳的，所述根據查詢結果向所述用戶網關返迴響應數據包括:
[0070]當所述用戶側緩存裝置中存儲有所請求的數據時，則從所述用戶側緩存裝置中直 接獲取所請求的數據，並將所請求的數據作為響應數據發送給用戶網元；
[0071]當所述用戶側緩存裝置中未存儲所請求的數據時，用戶側緩存裝置向與所請求的 數據相應的源伺服器請求數據，並將從所述源伺服器獲得的數據作為響應數據發送給用戶 網元。
[0072]更進一步的，所述用戶側緩存裝置還可以存儲從所述源伺服器獲得的數據，以便 於UE進行下一次訪問。
[0073]另外，如果用戶側緩存裝置中設置有緩存伺服器，則所述用戶側緩存裝置的IP地 址即為所述緩存伺服器的IP位址，所述根據所述數據請求在用戶側緩存裝置中查詢所請 求的數據即為:根據數據請求在緩存伺服器中查詢所請求的數據。[0074]此外，在本發明的較佳實施例中，邊緣網元在接收到數據請求後，將對所述數據請 求進行解析，獲得所述數據請求中攜帶的目的IP位址。如果所述目的IP位址為源伺服器 的IP位址，則根據所述源伺服器的IP位址向源伺服器請求數據，並將從所述源伺服器獲得 的數據作為響應數據發送給用戶網元；而如果所述目的IP位址不是源伺服器的IP位址，而 是用戶側緩存裝置的IP位址，則不向所述用戶網元發送響應數據。
[0075]步驟105，將所述用戶側緩存裝置或邊緣網元返回的響應數據發送給UE。
[0076]由於用戶側緩存裝置和邊緣網元均有可能返回與所述數據請求對應的響應數據， 因此在本步驟中，用戶網元將接收所述用戶側緩存裝置或邊緣網元返回的響應數據，並將 所接收的響應數據發送給UE。
[0077]根據上述的描述可知，通過上述的步驟102?105，即可在接入網或者核心網數據 分組域靠近UE側的用戶網元處設置一個用戶側緩存裝置，由於該用戶側緩存裝置設置在 UE偵彳，因此UE可通過與所述用戶側緩存裝置的交互儘快獲取所需的數據，可實現一次請求 多次復用的目的，因而儘可能地減少對外部數據網的訪問次數，從而可顯著地減輕核心網 內部數據流量的匯聚壓力，有效應對數據業務尤其是視頻業務的快速發展；並可進一步降 低互聯互通口的網間結算成本，更加快捷地響應用戶的請求，提升並改善用戶體驗；此外， 在實際部署用戶側緩存設備時，還可以將多個用戶網元處的用戶側緩存設備進行P2P組 網，從而形成更大範圍內的數據服務能力。
[0078]根據本發明提供的上述方法，本發明還提供了相應的網絡數據緩存系統，具體請 參見圖3。
[0079]圖3是本發明實施例中的網絡數據緩存系統的結構示意圖。
[0080]如圖3所示，該系統包括:至少一個UE 301、用戶網元302、設置在用戶網元302處 的用戶側緩存裝置200和邊緣網元303。
[0081]所述UE 301，用於向用戶網元302發送DNS解析請求；將最先收到的與所述DNS解 析請求對應的DNS響應報文中攜帶的IP的地址作為目的IP位址，並向用戶網元302發送 數據請求；接收所述用戶網元302返回的響應數據；
[0082]所述用戶網元302，用於將UE 301發送的DNS解析請求同時發送給所述用戶側緩 存裝置200和邊緣網元303 ;將接收到的與所述DNS解析請求對應的DNS響應報文發送給 UE 301;將UE 301的數據請求同時發送給所述用戶側緩存裝置200和邊緣網元303;將所 述用戶側緩存裝置200或邊緣網元303返回的響應數據發送給UE 301 ；
[0083]所述用戶側緩存裝置200，用於接收用戶網元302發送的DNS解析請求和數據請 求，並根據所述DNS解析請求向所述用戶網元302返回DNS響應報文，還可根據所述數據請 求向所述用戶網元302返迴響應數據；
[0084]所述邊緣網元303，用於接收用戶網元302發送的DNS解析請求和數據請求,並根 據所述DNS解析請求向所述用戶網元302返回DNS響應報文，還可根據所述數據請求向所 述用戶網元302返迴響應數據。
[0085]較佳的，所述用戶側緩存裝置200還可以包括:緩存伺服器201和緩存代理202。
[0086]所述緩存伺服器201，用於緩存數據；
[0087]所述緩存代理202，用於接收並處理用戶網元302發送的DNS解析請求以及數據請 求，根據所述DNS解析請求向用戶網元302返回DNS響應報文，並根據所述數據請求讀取緩存伺服器201中的數據，將所讀取的數據返回給所述用戶網元302。
[0088]較佳的，所述緩存代理中202還可進一步包括:服務觸發模塊和白名單存儲模塊(圖2和圖3中均未示出)。
[0089]其中，所述白名單存儲模塊，用於存儲預先設置的白名單；
[0090]所述服務觸發模塊，用於當接收到DNS解析請求時，根據所述DNS解析請求中攜帶的域名檢索白名單存儲模塊中存儲的白名單；當白名單中未存儲所述域名時，則丟棄該DNS解析請求，不向所述用戶網元302返回DNS響應報文；當所述白名單中存儲有所述域名時，則向所述用戶網元302返回攜帶有所述緩存伺服器的IP位址的DNS響應報文。
[0091]綜上所述，在本發明的技術方案中，由於可在接入網或者核心網數據分組域靠近UE側的用戶網元處設置一個用戶側緩存裝置，由於該用戶側緩存裝置設置在UE側，因此UE可通過與所述用戶側緩存裝置的交互儘快獲取所需的數據，可實現一次請求多次復用的目的，因而儘可能地減少對外部數據網的訪問次數，從而可顯著地減輕核心網內部數據流量的匯聚壓力，有效應對數據業務尤其是視頻業務的快速發展；並可進一步降低互聯互通口的網間結算成本，更加快捷地響應用戶的請求，提升並改善用戶體驗；此外，還可以將多個用戶網元處的用戶側緩存設備進行P2P組網，從而形成更大範圍內的數據服務能力。
[0092]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
【權利要求】
1.一種網絡數據緩存的方法，其特徵在於，該方法包括:在用戶網元處預先設置用戶側緩存裝置；將UE的DNS解析請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元；將接收到的與所述DNS解析請求對應的DNS響應報文發送給UE ；將UE的數據請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元；將所述用戶側緩存裝置或邊緣網元返回的響應數據發送給UE。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述用戶網元為通用分組無線服務支持節點；所述邊緣網元為網關通用分組無線服務支持節點。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述用戶網元為服務網關；所述邊緣網元為分組數據網網關。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述用戶網元和用戶側緩存裝置通過乙太網接口直連。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述將UE的DNS解析請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元之前，該方法還進一步包括:接收UE發送的攜帶有UE所需訪問的域名的DNS解析請求。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於:所述UE通過通用分組無線服務隧道協議將攜帶有所述DNS解析請求的IP數據包發送給所述用戶網元。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述將UE的DNS解析請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元包括:通過乙太網接口將攜帶有DNS解析請求的IP數據包發送給用戶側緩存裝置，並通過通用分組無線服務隧道協議將攜帶有DNS解析請求的IP數據包發送給邊緣網元。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法還進一步包括:用戶側緩存裝置和邊緣網元在接收到DNS解析請求後，分別對所述DNS解析請求進行解析，獲得與所述DNS解析請求對應的域名，並獲取與所述域名相對應的IP位址；將與所述域名相對應的IP位址攜帶在DNS響應報文發送給用戶網元。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述用戶側緩存裝置中預先設置有白名單；所述白名單中存儲有允許通過用戶側緩存裝置提供數據服務的域名。
10.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述將UE的數據請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元之前，該方法還進一步包括:UE將最先收到的與所述DNS解析請求對應的DNS響應報文中攜帶的IP的地址作為目的IP位址，並向用戶網元發送攜帶有目的IP位址的數據請求。
11.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述將UE的數據請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元包括:用戶網元通過乙太網接口將攜帶有數據請求的IP數據包發送給用戶側緩存裝置，並通過通用分組無線服務隧道協議將攜帶有數據請求的IP數據包發送給邊緣網元。
12.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述將所述用戶側緩存裝置或邊緣網元返回的響應數據發送給UE之前，該方法還進一步包括:用戶側緩存裝置在接收到數據請求後，對所述數據請求進行解析，獲得所述數據請求中攜帶的目的IP位址；當所述目的IP位址為用戶側緩存裝置的IP位址時，根據所述數據請求在用戶側緩存裝置中查詢所請求的數據，並根據查詢結果向所述用戶網元發送響應數據。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述根據查詢結果向所述用戶網關返迴響應數據包括:當所述用戶側緩存裝置中存儲有所請求的數據時，從所述用戶側緩存裝置中直接獲取所請求的數據，並將所請求的數據作為響應數據發送給用戶網元；當所述用戶側緩存裝置中未存儲所請求的數據時，用戶側緩存裝置向與所請求的數據相應的源伺服器請求數據，並將從所述源伺服器獲得的數據作為響應數據發送給用戶網元。
14.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，該方法還進一步包括:所述用戶側緩存裝置存儲從所述源伺服器獲得的數據。
15.一種網絡數據緩存系統，其特徵在於，該系統包括:至少一個UE、用戶網元、設置在用戶網元處的用戶側緩存裝置和邊緣網元；其中，所述UE，用於向用戶網元發送DNS解析請求；將最先收到的與所述DNS解析請求對應的DNS響應報文中攜帶的IP的地址作為目的IP位址，並向用戶網元發送數據請求；接收所述用戶網元返回的響應數據；所述用戶網元，用於將UE發送的DNS解析請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元；將接收到的與所述DNS解析請求對應的DNS響應報文發送給UE ;將UE的數據請求同時發送給所述用戶側緩存裝置和邊緣網元；將所述用戶側緩存裝置或邊緣網元返回的響應數據發送給UE ；所述用戶側緩存裝置，用於接收用戶網元發送的DNS解析請求和數據請求，並根據所述DNS解析請求向所述用戶網元返回DNS響應報文，還可根據所述數據請求向所述用戶網元返迴響應數據；所述邊緣網元，用於接收用戶網元發送的DNS解析請求和數據請求，並根據所述DNS解析請求向所述用戶網元返回DNS響應報文，還可根據所述數據請求向所述用戶網元返迴響應數據。
16.根據權利要求15所述的系統，其特徵在於，所述用戶側緩存裝置還包括:緩存伺服器和緩存代理；所述緩存伺服器，用於緩存數據；所述緩存代理，用於接收並處理用戶網元發送的DNS解析請求以及數據請求，根據所述DNS解析請求向用戶網元返回DNS響應報文，並根據所述數據請求讀取緩存伺服器中的數據，將所讀取的數據返回給所述用戶網元。
17.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於，所述緩存代理中還進一步包括:服務觸發模塊和白名單存儲模塊；所述白名單存儲模塊，用於存儲預先設置的白名單；所述服務觸發模塊，用於當接收到DNS解析請求時,根據所述DNS解析請求中攜帶的域名檢索白名單存儲模塊中存儲的白名單；當白名單中未存儲所述域名時，則丟棄該DNS解析請求，不向所述用戶網元返回DNS響應報文；當所述白名單中存儲有所述域名時，則向所述用戶網元返回攜帶有所述緩存伺服器的IP位址的DNS響應報文。`
【文檔編號】H04L29/12GK103581258SQ201210275127
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月3日 優先權日:2012年8月3日
【發明者】張雲飛, 田光輝, 陳煒, 彭晉, 段曉東 申請人:中國移動通信集團公司