TWI384812B - 運用暫存管理與資料傳輸負載平衡之點對點代理服務裝置與方法 - Google Patents

Description

運用暫存管理與資料傳輸負載平衡之點對點代理服務裝置與方法

本發明主要有關於點對點通訊代理服務(peer-to-peer proxy service)技術，特別係有關於一種運用快取管理與資料傳輸負載平衡之點對點代理服務裝置與方法。

近年來，使用點對點通訊技術進行檔案分享之應用受到廣泛的使用，例如比特洪流(BitTorrent簡稱BT)和電騾(eMule)等通訊協定，使用者可以很方便地由網際網路上的其他使用者下載取得想要的檔案，點對點網路技術與傳統下載方式不同之處在於，傳統的下載方式通常是由一位使用者透過其上傳頻寬分享檔案給其他使用者，而當下載該分享檔案的使用者越多時，會造成分享端的網路資源和系統資源吃緊，且每個下載端的使用者所分配到的下載頻寬也越小。在點對點通訊技術架構下，以比特洪流為例，每個下載檔案的使用者也同時扮演分享檔案的角色，因此當下載同一分享檔案的使用者越多時，每個下載端的使用者所能取得的下載頻寬就越大，由於上傳的任務分散至每個下載使用者，因此解決了以往由單一使用者進行上傳時之資源大量耗用問題。

然而，使用此點對點通訊技術之應用服務所產生的連線數目遠比其他應用服務來得多，因此對於廣泛使用於一般中小型公司或家庭的網路位址(IP)分享器造成極大的負擔。網路位址分享器使用了網路位址轉換(Network Address Translation，NAT)的技術，在網路位址分享器所連接的內部網域(private network)中的電腦皆使用內部網路位址(private IP)來定址，當內部網域中的電腦需要連接上外部網域(public network)的電腦時，網路封包會經由網路位址分享器中的網路位址轉換技術將內部網路位址轉換成對外的外部網路位址(public IP)位址，因此網路位址分享器可視為一種網路閘道器(NAT gateway)。在這個轉換的過程中，網路閘道器會建立一個網路位址轉換表(NAT Translation Table)用以紀錄每個網路連線的內部網路位址與外部網路位址的對應關系，包括來源網路位址(source IP)、來源埠口(source port)、目的網路位址(destination IP)、目的埠口(destination port)、混雜網路位址(mangled IP)、混雜埠口(mangled port)、以及其它連線的旗標等資訊。

點對點下載服務有很多種形式，其中一種最常見的稱之為比特洪流式(bit-stream based)的點對點下載。在比特洪流式的點對點下載中，在外部網路上會有一至數個伺服器負責提供比特種子檔(.torrent)來供民眾下載。比特種子是原始的比特洪流所用的稱呼。這個種子檔是一個點對點檔案下載超描述檔，負責描述有關於可以透過點對點方式下載進行的某個檔案的相關資料，並且包含一或數個針對點對點追蹤伺服器(tracker)的資訊。透過點對點追蹤伺服器，以點對點方式下載檔案的電腦可以知道，網路上有哪些電腦可以參與點對點分享。隨後欲下載檔案的電腦再根據點對點追蹤伺服器提供的可分享電腦清單來分別進行詢問是否有所需之檔案片段。

第1圖係顯示網路位址轉換過程中的網路位址轉換表內容之範例。在使用者操作網路應用程式時，每個封包皆會藉由查表來轉換成正確的資料，其中一內部網域120之一電腦121執行一類比特洪流式(BT-like)之下載應用，根據所下載的洪流檔(torrent file)101向位於一外部網路110之一外部點對點追蹤伺服器111詢問可分享檔案資料片段之電腦資訊，然後根據此資訊建立與電腦112和電腦113之連線，於連線建立後電腦121詢問電腦112以及電腦113是否有所需之檔案資料片段，並向電腦112和電腦113要求下載所分享之檔案資料片段。連接外部網域110與內部網域120之一網路閘道器130根據內部網域120之連線狀況維護一網路位址轉換表131，其中包括電腦121與電腦112以及電腦121與電腦113之比特洪流連線資訊，其他所有進出網路閘道器130之網路連線亦均需進行網路位址轉換之動作。由於每一個位於內部網域之電腦與每一個位於外部網域之電腦之間的組合，在對外進行點對點下載服務時都會在網路位址轉換表131上產生一個甚至多個網路位址轉換對應項。這個轉換表會在執行點對點下載應用時成長得非常快，導致網路閘道器130的記憶體快速地被消耗、同時因為所接受的每一個網路封包都必須要進行網路位址轉換的查表導致網路閘道器130的負荷加重，尤其當網路位址轉換表131所含的連線數目越多、連線的上下載速度越快、或封包數目越多時，將導致網路閘道器130的效能明顯下降，而其中又以點對點通訊技術之應用服務所產生的連線數目佔最高比例。

根據本發明一實施例所述之一種網路閘道裝置，連接於一外部網域和一內部網域之間，包括一點對點超描述檔偵測器，偵測來自上述外部網域之一原始點對點超描述檔，上述原始點對點超描述檔包括被分享檔案片段之資訊和一點對點追蹤伺服器位址；一點對點代理伺服器控制單元，將上述原始點對點超描述檔中所紀錄的上述點對點追蹤伺服器位址修改成上述內部網路位址以產生一修改點對點超描述檔，以及將上述修改點對點超描述檔轉送至上述內部網域中之一第一電腦；一內部點對點追蹤伺服器，可根據上述第一電腦之詢問產生一下載紀錄表與一分享電腦列表，發出一請求信息，並根據所收到之回應回覆上述第一電腦；一儲存元件，用以儲存上述被分享檔案片段；一對外模擬點對點用戶端，設定其網路位址為上述外部網路位址，載入上述原始點對點超描述檔；以及一對內模擬點對點用戶端，設定其網路位址為上述內部網路位址，可根據上述請求信息執行一第一內部詢問程序與一負載平衡程序，根據上述負載平衡程序之回應回覆上述內部點對點追蹤伺服器，根據上述第一電腦之請求檢查上述儲存元件是否具有上述第一電腦所請求之被分享檔案片段，於上述儲存元件具有上述第一電腦所請求之被分享檔案片段時，將上述第一電腦所請求之被分享檔案片段從上述儲存元件中取出並傳送給上述第一電腦。

根據本發明一實施例所述之一種在一網路閘道裝置中提供暫存管理與資料傳輸負載平衡點對點伺服服務之點對點通訊方法，其中上述網路閘道裝置連接於一外部網域和一內部網域之間，包括：偵測來自上述外部網域之一原始點對點超描述檔，上述原始點對點超描述檔包括被分享檔案片段之資訊和一點對點追蹤伺服器位址；將上述原始點對點超描述檔載入一對外模擬點對點用戶端；將上述原始點對點超描述檔中所紀錄的上述點對點追蹤伺服器位址修改成上述內部網路位址以產生一修改點對點超描述檔；將上述修改點對點超描述檔轉送至上述內部網域中之一電腦；接收來自上述電腦之詢問；產生一下載紀錄表與一分享電腦列表；執行一內部詢問程序；執行一負載平衡程序；以及根據上述負載平衡程序之回應回覆上述電腦。

根據本發明另一實施例所述之一種在一網路閘道裝置中提供暫存管理與資料傳輸負載平衡點對點伺服服務之點對點通訊方法，其中上述網路閘道裝置連接於一外部網域和一內部網域之間，包括：接收來自上述外部網域之一電腦之詢問；取得一下載紀錄表、一分享電腦列表、以及一內部電腦資訊列表；以及根據上述電腦所詢問之被分享檔案片段資訊、一儲存元件所儲存之被分享檔案片段、上述下載紀錄表、以及一遮罩規則計算一第一擁有區塊資訊，以及將上述第一擁有區塊資訊回覆予上述電腦。

關於本發明其他附加的特徵與優點，部份將於實施方法中揭露、部份可從實施方法中明顯觀察得到、部份則可由實施過程中習得。本發明之特徵與優點將可由附屬項專利宣告範圍所指出的要素與組合方法得以實現。

上述發明內容和接下來的實施方法僅為本發明之範例與說明，然其並非用以限定本發明的範圍，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一些較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述在一網路閘道裝置中提供暫存管理與資料傳輸負載平衡點對點伺服服務(peer-to-peer proxy service)之點對點通訊方法。在此實施例中，一網路閘道器230連接於一外部網域210與一內部網域220之間，並具有一外部網路位址140.96.115.210和一內部網路位址192.168.0.1，且網路閘道器230使用了點對點代理服務，將點對點類別的網路連線交予此點對點代理服務之相關元件去處理，網路閘道器230包括一點對點超描述檔偵測器231、一點對點代理伺服器控制單元232、一內部點對點追蹤伺服器233、一對內模擬點對點用戶端234、一儲存元件235、一對外模擬點對點用戶端236、以及一網路位址轉換單元237。相較於第1圖的架構，第2圖中的網路位址轉換表238就不再需要紀錄並維護眾多的點對點連線資訊了，因此可大幅減少網路位址轉換表238中所紀錄的連線資訊，另外，更藉由儲存元件235將下載過的點對點被分享檔案片段儲存起來，使對內與對外的點對點下載更有效率。

根據第2圖，網路位址轉換單元237於網路閘道器230啟動時即產生一內部電腦資訊列表，紀錄內部網域220中所有電腦之網路頻寬資訊、上傳網路使用量資訊、下傳網路使用量資訊、以及回應(ping)能力資訊，並隨時針對除了點對點通訊資料包(datagram)之外的所有來自或送往外部網域210之資料包執行一網路位址轉換程序。

當內部網域220中的一電腦221試圖執行點對點連線時，會從外部網域210下載一原始點對點超描述檔201，原始點對點超描述檔201包括被分享檔案片段之資訊和一點對點追蹤伺服器位址，網路閘道器230中的點對點超描述檔偵測器231會攔截原始點對點超描述檔201，並將之轉送給點對點代理伺服器控制單元232，點對點代理伺服器控制單元232將原始點對點超描述檔轉201送給對外模擬點對點用戶端236，再將原始點對點超描述檔201中所紀錄的點對點追蹤伺服器位址修改為內部點對點追蹤伺服器233之位址，即為網路閘道器230的內部網路位址192.168.0.1，以產生一修改點對點超描述檔202，然後將修改點對點超描述檔202轉送給電腦221。對外模擬點對點用戶端236收到原始點對點超描述檔201後，載入原始點對點超描述檔201。

電腦221根據修改點對點超描述檔202所紀錄之點對點追蹤伺服器位址，送出一第一詢問信息向內部點對點追蹤伺服器233詢問分享中的電腦資訊，當內部點對點追蹤伺服器233接收到此詢問時，產生一分享電腦列表與一下載紀錄表，並發出一請求信息請求對內模擬點對點用戶端234詢問內部網域220中是否有電腦正在分享對應於上述詢問信息之被分享檔案片段，其中上述分享電腦列表紀錄上述內部網路位址，而上述下載紀錄表紀錄電腦資訊、擁有檔案資訊、下載時間、以及檔案擁有量資訊。當對內模擬點對點用戶端234收到上述請求信息時，執行一第一內部詢問程序詢問內部網域220內有哪些電腦擁有對應於上述請求信息之被分享檔案片段，並根據詢問的結果更新上述下載紀錄表和上述分享電腦列表，然後執行一負載平衡程序從上述分享電腦列表挑選資料傳輸負載較輕的電腦，並將所挑選出的電腦回覆予內部點對點追蹤伺服器233，內部點對點追蹤伺服器233進一步根據所收到的回應內容，再加上上述內部網路位址192.168.0.1後，意即對內模擬點對點用戶端234也擁有對應於上述第一請求信息之被分享檔案片段，再回覆電腦221。

上述第一內部詢問程序可根據上述下載紀錄表找出內部網域220中有哪些電腦可能擁有所要詢問的被分享檔案片段，然後針對這些電腦進行詢問；或上述第一內部詢問程序可根據上述內部電腦資訊列表向內部網域220中目前所有的電腦進行詢問。上述負載平衡程序可根據上述內部電腦資訊列表中的網路頻寬資訊、上傳網路使用量資訊、下傳網路使用量資訊、或回應能力資訊挑選上述分享電腦列表中的電腦，或根據上述下載紀錄表中的檔案擁有量資訊、或下載時間資訊挑選上述分享電腦列表中的電腦，或採用循環式排程(round-robin scheduling)挑選上述分享電腦列表中的電腦，而後以挑選出的電腦網路位址作出回應。

電腦221根據內部點對點追蹤伺服器233的回覆內容，向對內模擬點對點用戶端234請求下載被分享檔案片段，對內模擬點對點用戶端234在收到請求後，檢查儲存元件235是否具有電腦221所請求之被分享檔案片段，如果有，則將電腦221所請求之被分享檔案片段從儲存元件235中取出並傳送給電腦221。如果沒有，則有兩個方案可選擇；

方案1：

對內模擬點對點用戶端234要求對外模擬點對點用戶端236從上述外部網域下載電腦221所請求之被分享檔案片段，對外模擬點對點用戶端236根據原始點對點超描述檔201開始進行下載動作，該下載動作包括先向外部點對點追蹤伺服器211詢問外部網域210中有哪些電腦擁有電腦221所請求之被分享檔案片段，然後根據詢問的結果將電腦221所請求之被分享檔案片段下載至儲存元件235，最後發出一完成下載之回應給對內模擬點對點用戶端234，對內模擬點對點用戶端234再將電腦221所請求之被分享檔案片段從儲存元件235中取出並傳送給電腦221。

方案2：

對內模擬點對點用戶端234從上述負載平衡程序所挑選出的電腦下載電腦221所請求之被分享檔案片段至儲存元件235，然後再將電腦221所請求之被分享檔案片段從儲存元件235中取出並傳送給電腦221。

網路閘道器230會在儲存元件235被要求寫入資料但容量已滿時，從儲存元件235所儲存的資料中挑選淘汰上述外部網域中最常見的資料、或挑選淘汰存在上述儲存元件中最久的資料、或挑選淘汰上述內部網域中最常見的資料。並且網路閘道器230會定期根據上述下載紀錄表與上述分享電腦列表將內部網域220已不再需要的資料從儲存元件235中刪除。

根據第2圖，當外部網域210中的電腦212欲下載內部網域曾下載的被分享檔案片段時，會先向對外模擬點對點用戶端236詢問其所擁有的被分享檔案片段為何，對外模擬點對點用戶端236從上述下載紀錄表中取得內部網域220中所擁有的全部被分享檔案片段之資訊，將此資訊與儲存元件235中所儲存的全部被分享檔案片段之資訊作一邏輯或運算(OR)，再將邏輯或運算的結果與一遮罩規則進行邏輯且運算(AND)得到一第一擁有區塊資訊，並將上述第一擁有區塊資訊回覆予電腦212。上述遮罩規則可為「保留外部網域210中最少見的資料」、或「捨棄內部網域220中已不再需要的資料」。

若第一擁有區塊資訊指示對外模擬點對點用戶端236具有電腦212所欲下載的資料，電腦212會進一步向對外模擬點對點用戶端236請求進行點對點連線下載，對外模擬點對點用戶端236收到此請求後，先檢查儲存元件235是否具有電腦212所請求之被分享檔案片段，如果有，則將電腦212所請求之被分享檔案片段從儲存元件235中取出並傳送給電腦212。如果沒有，則要求對內模擬點對點用戶端234執行一第二內部詢問程序，上述第二內部詢問程序根據上述下載紀錄表或上述內部電腦資訊列表詢問內部網域220中有哪些電腦擁有電腦212所請求之被分享檔案片段，並根據詢問的結果更新上述下載紀錄表和上述分享電腦列表，然後對內模擬點對點用戶端234再執行上述負載平衡程序從上述分享電腦列表挑選資料傳輸負載較輕的電腦，若上述負載平衡程序之回應指出內部網域220中沒有任何電腦擁有電腦212所請求之被分享檔案片段，則從上述下載紀錄表中取得內部網域220中所擁有的全部被分享檔案片段之資訊，將此資訊與儲存元件內所擁有的全部被分享檔案片段之資訊作一邏輯或運算(OR)，再將邏輯或運算的結果與上述遮罩規則進行邏輯且運算(AND)得到一第二擁有區塊資訊，並將上述第二擁有區塊資訊回覆予電腦212；若上述負載平衡程序之回應指出內部網域中220有電腦(電腦221、電腦222、電腦223、以及電腦224之至少一者)擁有電腦212所請求之被分享檔案片段，則從這些電腦下載電腦212所請求之被分享檔案片段至儲存元件235，然後將電腦212所請求之被分享檔案片段從儲存元件235中取出並傳送給電腦212。

上述負載平衡程序可經由一使用者設定而取消對上述分享電腦列表進行挑選的動作，直接以上述分享電腦列表中的電腦之網路位址作為回應，意即網路閘道器230取消了資料傳輸負載平衡的功能，但仍提供暫存管理與點對點伺服服務。且網路閘道器230會在儲存元件235被要求寫入資料但容量已滿時，從儲存元件235所儲存的資料中淘汰掉外部網域210中最常見的、存在儲存元件235中最久的、或內部網域220中最常見的被分享檔案片段，且網路閘道器230會定期根據上述下載紀錄表與上述分享電腦列表將內部網域220已不再需要的資料從儲存元件235中刪除。

在其它實施例中，網路閘道器230可具有複數個內部網路位址，而使得內部點對點追蹤伺服器233與對內模擬點對點用戶端234能夠分別使用不同內部網路位址為其代表網路位址。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述在一網路閘道裝置中對內提供暫存管理與資料傳輸負載平衡點對點伺服服務之點對點通訊方法流程圖。當點對點超描述檔偵測器231偵測到原始點對點超描述檔201時(步驟S101)，會將原始點對點超描述檔201轉送至點對點代理伺服器控制單元232，點對點代理伺服器控制單元232直接將原始點對點超描述檔201轉送至對外模擬點對點用戶端236，讓對外模擬點對點用戶端236載入原始點對點超描述檔201(步驟S102)，點對點代理伺服器控制單元232再修改原始點對點超描述檔201以產生修改點對點超描述檔202(步驟S103)，然後將修改點對點超描述檔轉202送至內部網域220之電腦221(步驟S104)，當電腦221收到修改點對點超描述檔202後，向網路閘道裝置230傳送一詢問信息，網路閘道裝置230收到上述詢問信息時(步驟S105)，由內部點對點追蹤伺服器233產生一下載記錄表和一分享電腦列表(步驟S106)，上述分享電腦列表中紀錄了對內模擬點對點用戶端234之網路位址，即網路閘道裝置230之內部網路位址192.168.0.1，而上述下載紀錄表紀錄了電腦資訊、擁有檔案資訊、下載時間、以及檔案擁有量資訊。然後再由對內模擬點對點用戶端234執行一內部詢問程序(步驟S107)，上述內部詢問程序包括根據上述下載紀錄表或上述內部電腦資訊列表詢問內部網域220內有哪些電腦擁有對應於上述第二請求信息之被分享檔案片段，以及根據詢問的結果更新上述下載紀錄表和上述分享電腦列表。然後，對內模擬點對點用戶端234再執行一負載平衡程序(步驟S108)，根據循環式排程方式、或檔案擁有量、下載時間、網路頻寬、上傳網路使用量、下傳網路使用量、以及回應能力等資訊從上述分享電腦列表挑選資料傳輸負載較輕的電腦，然後以所挑選出的電腦之網路位址再加上上述內部網路位址192.168.0.1，意即對內模擬點對點用戶端234也擁有對應於上述第一請求信息之被分享檔案片段，回覆電腦221(步驟S109)，當電腦221收到此回應後，會再向網路閘道裝置230傳送一請求信息，網路閘道裝置230收到上述請求信息(步驟S110)後，會由對內模擬點對點用戶端234檢查儲存元件235中是否具有對應於上述請求信息之被分享檔案片段(步驟S111)，如果有，將對應於上述請求信息之被分享檔案片段從儲存元件235中取出並傳送給電腦221(步驟S112)，流程結束；如果沒有，有兩個方案可選擇：選擇方案1，則由對外模擬點對點用戶端236根據原始點對點超描述檔201開始從外部網域將對應於上述請求信息之被分享檔案片段下載至儲存元件235(步驟S113)，然後再將對應於上述請求信息之被分享檔案片段從儲存元件235中取出並傳送給電腦221(步驟S114)，流程結束；選擇方案2，則對內模擬點對點用戶端234從上述負載平衡程序所挑選出的電腦下載對應於上述請求信息之被分享檔案片段至儲存元件235(步驟S115)，然後再將對應於上述請求信息之被分享檔案片段從儲存元件235中取出並傳送給電腦221(步驟S116)，流程結束。

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述在一網路閘道裝置中對外提供暫存管理與資料傳輸負載平衡點對點代理服務之點對點通訊方法流程圖。在此實施例中，電腦221已透過如第3圖所示之點對點通訊方法進行點對點通訊，此時，位於外部網域210之電腦212可透過外部點對點追蹤伺服器211所提供之資訊，向網路閘道裝置230送出一外部詢問訊息，當網路閘道裝置230收到上述外部詢問訊息時，對外模擬點對點用戶端236從上述下載紀錄表中取得內部網域220中所擁有的全部被分享檔案片段之資訊，將此資訊與儲存元件235內所擁有的全部被分享檔案片段之資訊作一邏輯或運算(OR)，再將邏輯或運算的結果與一遮罩規則進行邏輯且運算(AND)得到一第一擁有區塊資訊(步驟S201)，並將上述第一擁有區塊資訊回覆予電腦212(步驟S202)。上述遮罩規則可為「保留外部網域210中最少見的資料」、或「捨棄內部網域220中已不再需要的資料」。

然後電腦212根據所收到的回覆，向網路閘道裝置230送出一外部請求訊息，當網路閘道裝置230收到上述外部請求訊息時，由對外模擬點對點用戶端236檢查儲存元件235中是否有對應於上述外部請求訊息之被分享檔案片段(步驟S203)，如果有，將對應於上述外部請求信息之被分享檔案片段從儲存元件235中取出並傳送給電腦212(步驟S204)，流程結束；如果沒有，則由對內模擬點對點用戶端234執行一內部詢問程序(步驟S205)，上述內部詢問程序包括根據上述下載紀錄表或上述內部電腦資訊列表詢問內部網域220中有哪些電腦擁有對應於上述外部請求信息之被分享檔案片段，以及根據詢問的結果更新上述下載紀錄表和上述分享電腦列表。然後，對內模擬點對點用戶端234再執行上述負載平衡程序(步驟S206)，根據循環式排程方式、或檔案擁有量、下載時間、網路頻寬、上傳網路使用量、下傳網路使用量、以及回應能力等資訊從上述分享電腦列表挑選資料傳輸負載較輕的電腦。若上述負載平衡程序之回應指出內部網域220中沒有任何電腦擁有對應於上述外部請求信息之被分享檔案片段，則從上述下載紀錄表中取得內部網域220中所擁有的全部被分享檔案片段之資訊，將此資訊與儲存元件235內所擁有的全部被分享檔案片段之資訊作一邏輯或運算(OR)，再將邏輯或運算的結果與上述遮罩規則進行邏輯且運算(AND)得到一第二擁有區塊資訊(步驟S207)，並將上述第二擁有區塊資訊回覆予電腦212(步驟S208)，流程結束；若上述負載平衡程序之回應指出內部網域中220有電腦(電腦221、電腦222、電腦223、以及電腦224之至少一者)擁有對應於上述外部請求信息之被分享檔案片段，則從這些電腦下載對應於上述外部請求信息之被分享檔案片段至儲存元件235(步驟S209)，然後將對應於上述外部請求信息之被分享檔案片段從儲存元件235中取出並傳送給電腦212(步驟S210)，流程結束。

第3和4圖所述之點對點通訊方法更包括在欲寫入資料到儲存元件235卻發現儲存元件235的容量已滿時，從儲存元件235中淘汰掉外部網域210中最常見的、存在儲存元件235中最久的、或內部網域220中最常見的被分享檔案片段。並定期根據上述下載紀錄表與上述分享電腦列表將內部網域220已不再需要的資料從儲存元件235中刪除。

上述負載平衡程序可經由一使用者設定而取消對上述分享電腦列表進行挑選的動作，直接以上述分享電腦列表中的電腦之網路位址作為回應，意即網路閘道器230取消了資料傳輸負載平衡的功能，但仍提供暫存管理與點對點伺服服務。

在其它實施例中，網路閘道器230可具有複數個內部網路位址，而使得內部點對點追蹤伺服器233與對內模擬點對點用戶端234能夠分別使用不同內部網路位址為其代表網路位址。

本發明雖以範例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

101、202．．．原始點對點超描述檔

110、210．．．外部網域

112~113、121、211、212、221~224．．．電腦

120、220．．．內部網域

130、230．．．網路閘道器

131、238．．．網路位址轉換表

202．．．修改點對點超描述檔

111、211．．．外部點對點追蹤伺服器

231．．．點對點超描述檔偵測器

232．．．點對點代理伺服器控制單元

233．．．內部點對點追蹤伺服器

234．．．對內模擬點對點用戶端

235．．．儲存元件

236．．．對外模擬點對點用戶端

以及

237．．．網路位址轉換單元

第1圖係顯示網路位址轉換過程中的網路位址轉換表內容之範例。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述在一網路閘道裝置中提供暫存管理與資料傳輸負載平衡點對點伺服服務之點對點通訊方法。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述在一網路閘道裝置中對內提供暫存管理與資料傳輸負載平衡點對點代理服務之點對點通訊方法流程圖。

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述在一網路閘道裝置中對外提供暫存管理與資料傳輸負載平衡點對點代理服務之點對點通訊方法流程圖。

201．．．原始點對點超描述檔

202．．．修改點對點超描述檔

210．．．外部網域

211．．．外部點對點追蹤伺服器

220．．．內部網域

212、221~224．．．電腦

230．．．網路閘道器

231．．．點對點超描述檔偵測器

232．．．點對點代理伺服器控制單元

233．．．內部點對點追蹤伺服器

234．．．對內模擬點對點用戶端

235．．．儲存元件

236．．．對外模擬點對點用戶端

237．．．網路位址轉換單元

238．．．網路位址轉換表

Claims (46)

1. 一種網路閘道裝置，連接於一外部網域和一內部網域之間，包括：一點對點超描述檔偵測器，偵測來自位於上述外部網域之一原始點對點超描述檔，上述原始點對點超描述檔包括被分享檔案片段之資訊和一點對點追蹤伺服器位址；一點對點代理伺服器控制單元，將上述原始點對點超描述檔中所紀錄的上述點對點追蹤伺服器位址修改成一內部網路位址以產生一修改點對點超描述檔，以及將上述修改點對點超描述檔轉送至上述內部網域中之一第一電腦；一內部點對點追蹤伺服器，可根據上述第一電腦之詢問產生一下載紀錄表與一分享電腦列表，發出一請求信息，並根據所收到之回應回覆上述第一電腦；一儲存元件，用以儲存上述被分享檔案片段；一對外模擬點對點用戶端，設定其網路位址為一外部網路位址，載入上述原始點對點超描述檔；以及一對內模擬點對點用戶端，設定其網路位址為上述內部網路位址，可根據上述請求信息執行一第一內部詢問程序與一負載平衡程序，根據上述負載平衡程序之回應回覆上述內部點對點追蹤伺服器，根據上述第一電腦之請求檢查上述儲存元件是否具有上述第一電腦所請求之被分享檔案片段，於上述儲存元件具有上述第一電腦所請求之被分享檔案片段時，將上述第一電腦所請求之被分享檔案片段從上述儲存元件中取出並傳送給上述第一電腦。
2. 如申請專利範圍第1項所述之網路閘道裝置，其中上述下載紀錄表紀錄電腦資訊、擁有檔案資訊、下載時間、或檔案擁有量資訊，而上述分享電腦列表紀錄被分享檔案片段位於上述內部網路電腦之網路位址。
3. 如申請專利範圍第1項所述之網路閘道裝置，其中上述儲存元件更儲存上述被分享檔案片段之片段位置、上述被分享檔案片段之片段大小、以及上述被分享檔案片段之已存在時間值。
4. 如申請專利範圍第1項所述之網路閘道裝置，更包括一網路位址轉換單元，產生一內部電腦資訊列表，上述內部電腦資訊列表紀錄上述內部網域中所有電腦之網路頻寬資訊、上傳網路使用量資訊、下傳網路使用量資訊、或回應能力資訊。
5. 如申請專利範圍第4項所述之網路閘道裝置，其中上述第一內部詢問程序包括根據上述下載紀錄表或上述內部電腦資訊列表詢問上述內部網域中的電腦是否有上述第一電腦所請求之被分享檔案片段，以及更新上述下載紀錄表和上述分享電腦列表。
6. 如申請專利範圍第1項所述之網路閘道裝置，其中上述負載平衡程序係根據循環式排程挑選上述分享電腦列表中的電腦，以挑選出的電腦之網路位址為回應內容。
7. 如申請專利範圍第1項所述之網路閘道裝置，其中上述負載平衡程序係根據上述下載紀錄表中的檔案擁有量資訊或下載時間資訊挑選上述分享電腦列表中的電腦，以挑選出的電腦之網路位址為回應內容。
8. 如申請專利範圍第4項所述之網路閘道裝置，其中上述負載平衡程序係根據上述內部電腦資訊列表中的網路頻寬資訊、上傳網路使用量資訊、下傳網路使用量資訊、或回應能力資訊挑選上述分享電腦列表中的電腦，以挑選出的電腦之網路位址為回應內容。
9. 如申請專利範圍第1項所述之網路閘道裝置，其中上述負載平衡程序可由一使用者設定而取消進行，並且以上述分享電腦列表中的電腦網路位址為回應內容。
10. 如申請專利範圍第1項所述之網路閘道裝置，其中上述對內模擬點對點用戶端於上述儲存元件不具有上述第一電腦所請求之被分享檔案片段時，要求上述對外模擬點對點用戶端從上述外部網域下載上述第一電腦所請求之被分享檔案片段至上述儲存元件，以及將上述第一電腦所請求之被分享檔案片段從上述儲存元件中取出並傳送給上述第一電腦。
11. 如申請專利範圍第1項所述之網路閘道裝置，其中上述對內模擬點對點用戶端於上述儲存元件不具有上述第一電腦所請求之被分享檔案片段，根據上述負載平衡程序之回應下載上述第一電腦所請求之被分享檔案片段至上述儲存元件，以及將上述第一電腦所請求之被分享檔案片段從上述儲存元件中取出並傳送給上述第一電腦。
12. 如申請專利範圍第1項所述之網路閘道裝置，其中上述對外模擬點對點用戶端更根據來自上述外部網域之一第二電腦所詢問之被分享檔案片段資訊、上述儲存元件、 上述下載紀錄表、以及一遮罩規則計算一第一擁有區塊資訊，並將上述第一擁有區塊資訊回覆予上述第二電腦。
13. 如申請專利範圍第12項所述之網路閘道裝置，其中上述遮罩規則為以下其中之一：保留上述外部網域中最少見的資料；以及捨棄上述內部網域已不再需要的資料。
14. 如申請專利範圍第12項所述之網路閘道裝置，其中上述對外模擬點對點用戶端更接收來自上述第二電腦之請求，檢查上述儲存元件是否具有上述第二電腦所請求之被分享檔案片段，於上述儲存元件具有上述第二電腦所請求之被分享檔案片段時，將上述第二電腦所請求之被分享檔案片段從上述儲存元件中取出並傳送給上述第二電腦。
15. 如申請專利範圍第14項所述之網路閘道裝置，其中上述對外模擬點對點用戶端於上述儲存元件不具有上述第二電腦所請求之被分享檔案片段時，要求上述對內模擬點對點用戶端執行一第二內部詢問程序與上述負載平衡程序。
16. 如申請專利範圍第15項所述之網路閘道裝置，其中上述對外模擬點對點用戶端於上述負載平衡程序之回應指示上述內部網域中沒有任何電腦擁有上述第二電腦所請求之被分享檔案片段時，根據上述儲存元件、上述下載紀錄表、以及上述遮罩規則計算一第二擁有區塊資訊，以及將上述第二擁有區塊資訊回覆予上述第二電腦。
17. 如申請專利範圍第15項所述之網路閘道裝置，其中 上述對外模擬點對點用戶端於上述負載平衡程序之回應指示上述內部網域中有電腦擁有上述第二電腦所請求之被分享檔案片段時，根據上述負載平衡程序之回應下載上述第二電腦所請求之被分享檔案片段至上述儲存元件，以及將上述第二電腦所請求之被分享檔案片段從上述儲存元件中取出並傳送給上述第二電腦。
18. 如申請專利範圍第15項所述之網路閘道裝置，其中上述第二內部詢問程序包括根據上述下載紀錄表或上述內部電腦資訊列表詢問上述內部網域中的電腦是否有上述第二電腦所請求之被分享檔案片段，以及更新上述下載紀錄表和上述分享電腦列表。
19. 如申請專利範圍第1項所述之網路閘道裝置，在欲將資料寫入上述儲存元件但上述儲存元件容量已滿時，淘汰上述儲存元件中符合一淘汰規則的資料，上述淘汰規則可為以下其中之一：淘汰上述外部網域中最常見的資料；淘汰存在上述儲存元件中最久的資料；以及淘汰上述內部網域中最常見的資料。
20. 如申請專利範圍第1項所述之網路閘道裝置，更定期根據上述下載紀錄表與上述分享電腦列表將上述內部網域已不再需要的資料從上述儲存元件中刪除。
21. 一種在一網路閘道裝置中提供暫存管理與資料傳輸負載平衡點對點伺服服務之點對點通訊方法，其中上述網路閘道裝置連接於一外部網域和一內部網域之間，包括： 偵測來自上述外部網域之一原始點對點超描述檔，上述原始點對點超描述檔包括被分享檔案片段之資訊和一點對點追蹤伺服器位址；將上述原始點對點超描述檔載入一對外模擬點對點用戶端；將上述原始點對點超描述檔中所紀錄的上述點對點追蹤伺服器位址修改成一內部網路位址以產生一修改點對點超描述檔；將上述修改點對點超描述檔轉送至上述內部網域中之一電腦；接收來自上述電腦之詢問；產生一下載紀錄表與一分享電腦列表；執行一內部詢問程序；執行一負載平衡程序；以及根據上述負載平衡程序之回應回覆上述電腦。
22. 如申請專利範圍第21項所述之點對點通訊方法，其中上述下載紀錄表紀錄電腦資訊、擁有檔案資訊、下載時間、或檔案擁有量資訊，而上述分享電腦列表紀錄被分享檔案片段位於上述內部網路電腦之網路位址。
23. 如申請專利範圍第21項所述之點對點通訊方法，更包括從上述網路閘道裝置之一網路位址轉換單元取得一內部電腦資訊列表，其中上述內部電腦資訊列表紀錄上述內部網域中所有電腦之網路頻寬資訊、上傳網路使用量資訊、下傳網路使用量資訊、以及回應能力資訊。
24. 如申請專利範圍第23項所述之點對點通訊方法，其中上述內部詢問程序包括根據上述下載紀錄表或上述內部電腦資訊列表詢問上述內部網域中的電腦是否有對應於上述電腦所詢問之被分享檔案片段，以及更新上述下載紀錄表和上述分享電腦列表。
25. 如申請專利範圍第21項所述之點對點通訊方法，其中上述負載平衡程序係根據循環式排程挑選上述分享電腦列表中的電腦，以挑選出的電腦之網路位址為回應內容。
26. 如申請專利範圍第21項所述之點對點通訊方法，其中上述負載平衡程序係根據上述下載紀錄表中的檔案擁有量資訊或下載時間資訊挑選上述分享電腦列表中的電腦，以挑選出的電腦之網路位址為回應內容。
27. 如申請專利範圍第23項所述之點對點通訊方法，其中上述負載平衡程序係根據上述內部電腦資訊列表中的網路頻寬資訊、上傳網路使用量資訊、下傳網路使用量資訊、或回應能力資訊挑選上述分享電腦列表中的電腦，以挑選出的電腦之網路位址和上述內部網路位址為回應內容。
28. 如申請專利範圍第21項所述之點對點通訊方法，其中上述負載平衡程序可由一使用者設定而取消進行，並且以上述分享電腦列表中的電腦網路位址為回應內容。
29. 如申請專利範圍第21項所述之點對點通訊方法，更包括接收來自上述電腦之請求，檢查一儲存元件是否具有上述電腦所請求之被分享檔案片段，以及於上述儲存元件具有上述電腦所請求之被分享檔案片段時，將上述電腦 所請求之被分享檔案片段從上述儲存元件中取出並傳送給上述電腦。
30. 如申請專利範圍第29項所述之點對點通訊方法，更包括於上述儲存元件不具有上述電腦所請求之被分享檔案片段時，透過上述對外模擬點對點用戶端從上述外部網域下載上述電腦所請求之被分享檔案片段至上述儲存元件，以及將上述電腦所請求之被分享檔案片段從上述儲存元件中取出並傳送給上述電腦。
31. 如申請專利範圍第29項所述之點對點通訊方法，更包括於上述儲存元件不具有上述電腦所請求之被分享檔案片段時，根據上述負載平衡程序之回應從上述內部網域下載上述電腦所請求之被分享檔案片段至上述儲存元件，以及將上述電腦所請求之被分享檔案片段從上述儲存元件中取出並傳送給上述電腦。
32. 如申請專利範圍第29項所述之點對點通訊方法，更包括於上述儲存元件被要求寫入資料但容量已滿時，從所儲存的資料中挑選符合一淘汰規則的資料進行淘汰，其中上述淘汰規則為以下其中之一：淘汰上述外部網域中最常見的資料；淘汰存在上述儲存元件中最久的資料；以及淘汰上述內部網域中最常見的資料。
33. 如申請專利範圍第29項所述之點對點通訊方法，更包括定期根據上述下載紀錄表與上述分享電腦列表將上述內部網域已不再需要的資料從上述儲存元件中刪除。
34. 一種在一網路閘道裝置中提供儲存管理與資料傳輸負載平衡點對點伺服服務之點對點通訊方法，其中上述網路閘道裝置連接於一外部網域和一內部網域之間，包括：接收來自上述外部網域之一電腦之詢問；取得一下載紀錄表、一分享電腦列表、以及一內部電腦資訊列表；以及根據上述電腦所詢問之被分享檔案片段資訊、一儲存元件所儲存之被分享檔案片段、上述下載紀錄表、以及一遮罩規則計算一第一擁有區塊資訊，以及將上述第一擁有區塊資訊回覆予上述電腦。
35. 如申請專利範圍第34項所述之點對點通訊方法，其中上述下載紀錄表紀錄電腦資訊、擁有檔案資訊、下載時間、或檔案擁有量資訊；上述分享電腦列表紀錄被分享檔案片段位於上述內部網路電腦之網路位址；上述內部電腦資訊列表紀錄上述內部網域中所有電腦之網路頻寬資訊、上傳網路使用量資訊、下傳網路使用量資訊、或回應能力資訊。
36. 如申請專利範圍第34項所述之點對點通訊方法，其中上述遮罩規則可為以下其中之一：保留上述外部網域中最少見的資料；以及捨棄上述內部網域已不再需要的資料。
37. 如申請專利範圍第34項所述之點對點通訊方法，更包括接收來自上述電腦之請求，檢查上述儲存元件是否具有上述電腦所請求之被分享檔案片段，於上述儲存元件具有上述電腦所請求之被分享檔案片段時，將上述電腦所 請求之被分享檔案片段從上述儲存元件中取出並傳送給上述電腦。
38. 如申請專利範圍第37項所述之點對點通訊方法，更包括於上述儲存元件不具有上述電腦所請求之被分享檔案片段時，執行一內部詢問程序與一負載平衡程序，並於上述負載平衡程序之回應指示上述內部網域中沒有任何電腦擁有上述電腦所請求之被分享檔案片段時，根據上述儲存元件、上述下載紀錄表、以及上述遮罩規則計算一第二擁有區塊資訊，將上述第二擁有區塊資訊回覆予上述電腦。
39. 如申請專利範圍第38項所述之點對點通訊方法，更包括於上述負載平衡程序之回應指示上述內部網域中有電腦擁有上述電腦所請求之被分享檔案片段時，根據上述負載平衡程序之回應下載上述電腦所請求之被分享檔案片段至上述儲存元件，以及將上述電腦所請求之被分享檔案片段從上述儲存元件中取出並傳送給上述電腦。
40. 如申請專利範圍第38項所述之點對點通訊方法，其中上述內部詢問程序包括根據上述下載紀錄表或上述內部電腦資訊列表詢問上述內部網域中的電腦是否有上述電腦所請求之被分享檔案片段，以及更新上述下載紀錄表和上述分享電腦列表。
41. 如申請專利範圍第38項所述之點對點通訊方法，其中上述負載平衡程序係根據循環式排程挑選上述分享電腦列表中的電腦，以挑選出的電腦之網路位址為回應內容。
42. 如申請專利範圍第38項所述之點對點通訊方法， 其中上述負載平衡程序係根據上述下載紀錄表中的檔案擁有量資訊或下載時間資訊挑選上述分享電腦列表中的電腦，以挑選出的電腦之網路位址為回應內容。
43. 如申請專利範圍第38項所述之點對點通訊方法，其中上述負載平衡程序係根據上述內部電腦資訊列表中的網路頻寬資訊、上傳網路使用量資訊、下傳網路使用量資訊、或回應能力資訊挑選上述分享電腦列表中的電腦，以挑選出的電腦之網路位址和上述網路閘道裝置之一內部網路位址為回應內容。
44. 如申請專利範圍第38項所述之點對點通訊方法，其中上述負載平衡程序可由一使用者設定而取消進行，並且以上述分享電腦列表中的電腦網路位址為回應內容。
45. 如申請專利範圍第34項所述之點對點通訊方法，更包括於上述儲存元件被要求寫入資料但容量已滿時，從所儲存的資料中挑選符合一淘汰規則的資料進行淘汰，其中上述淘汰規則為以下其中之一：淘汰上述外部網域中最常見的資料；淘汰存在上述儲存元件中最久的資料；以及淘汰上述內部網域中最常見的資料。
46. 如申請專利範圍第34項所述之點對點通訊方法，更包括定期根據上述下載紀錄表與上述分享電腦列表將上述內部網域已不再需要的資料從上述儲存元件中刪除。