網(wǎng)關(guān)中的數(shù)據(jù)緩存的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了在網(wǎng)關(guān)（即，家庭網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)之間的邊緣處的設(shè)備）中緩存要備份/上傳的內(nèi)容。網(wǎng)關(guān)被視為穩(wěn)定的和幾乎總是連接的。網(wǎng)關(guān)的穩(wěn)定性大大高于連接到局域網(wǎng)的其他設(shè)備的穩(wěn)定性。此外，局域網(wǎng)上的數(shù)據(jù)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于廣域網(wǎng)。在向云上傳數(shù)據(jù)期間，本發(fā)明提出在本地網(wǎng)關(guān)中緩存數(shù)據(jù)以便一旦數(shù)據(jù)已被上傳到本地網(wǎng)關(guān)，設(shè)備可以離開(kāi)局域網(wǎng)并且之后網(wǎng)關(guān)將內(nèi)容上傳至云，例如遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)或連接到這些遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)的對(duì)等體，以便備份內(nèi)容。
【專利說(shuō)明】網(wǎng)關(guān)中的數(shù)據(jù)緩存的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在網(wǎng)關(guān)中緩存數(shù)據(jù)的方法。本發(fā)明特別涉及數(shù)據(jù)的備份。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變得越來(lái)越普遍(照片、視頻、文件)和越來(lái)越重要。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在盤(pán)上，而盤(pán)是容易發(fā)生故障、被盜或例如火災(zāi)的任何災(zāi)難性事件的脆弱載體。然而，很少有人為他們的個(gè)人內(nèi)容進(jìn)行良好的備份實(shí)踐的幾個(gè)原因在于從沒(méi)有意識(shí)到備份的重要性或者缺乏適合于他們的良好的自動(dòng)備份策略。最好的備份手段是部署類似于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中采用的自動(dòng)場(chǎng)外(ofT-site)備份。場(chǎng)外特征是非常重要的，因?yàn)樵谶B接到計(jì)算機(jī)上的第二個(gè)盤(pán)上的備份使得用戶遠(yuǎn)離遭受盜竊、火災(zāi)或雷電。然而，用戶的互聯(lián)網(wǎng)連接的緩慢上行鏈路阻礙了場(chǎng)外備份以及相關(guān)的共享問(wèn)題。因此，執(zhí)行備份需要長(zhǎng)時(shí)間的可用時(shí)間(uptime)以上傳內(nèi)容。此外，人們從臺(tái)式計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)移到具有少得多的可用時(shí)間的便攜/移動(dòng)設(shè)備而同時(shí)增加了他們要備份和共享的數(shù)字內(nèi)容的產(chǎn)量。然而，用戶希望可以在設(shè)備的可用時(shí)間內(nèi)透明地處理共享或備份所需的任何上傳任務(wù)，而無(wú)需用戶確保它將保持接通足夠長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)檫@需要侵入式(intrusive)的改變，例如禁用自動(dòng)待機(jī)和為設(shè)備接通電源。
[0003]與短的連接周期相結(jié)合的緩慢上行鏈路阻礙了在線存儲(chǔ)應(yīng)用(備份、共享)的大規(guī)模部署。隨著要備份的內(nèi)容的尺寸增加而ADSL帶寬在過(guò)去幾年中還沒(méi)有發(fā)展很多，這已變得越來(lái)越真實(shí)。例如，上傳IGB (300張照片的相冊(cè))到在線存儲(chǔ)需要至少2個(gè)小時(shí)的連續(xù)可用時(shí)間。因此，這些應(yīng)用要求用戶改變他們的行為(即，整個(gè)晚上為他們的計(jì)算機(jī)供電)，從而限制了他們的部署并使得自動(dòng)和無(wú)縫的備份成為不可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)中緩存要備份/上傳的內(nèi)容。
[0005]為此，本發(fā)明提出了一種在包含記錄介質(zhì)的第一網(wǎng)關(guān)中進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存的方法，所述第一網(wǎng)關(guān)通過(guò)第一局域網(wǎng)連接到至少一個(gè)本地設(shè)備，并通過(guò)廣域網(wǎng)連接到至少一個(gè)包含記錄介質(zhì)的遠(yuǎn)程設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，該方法包括以下步驟:
[0006]-通過(guò)局域網(wǎng)，從所述至少一個(gè)本地設(shè)備經(jīng)由所述第一網(wǎng)關(guān)發(fā)送要被存儲(chǔ)在所述至少一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備上的數(shù)據(jù)，
[0007]-在第一網(wǎng)關(guān)上接收數(shù)據(jù)，
[0008]-在第一網(wǎng)關(guān)中緩存數(shù)據(jù)；
[0009]-經(jīng)由廣域網(wǎng)，從第一網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)發(fā)送到用于存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)的所述至少一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備。
[0010]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述方法還包括在發(fā)送步驟之前，加密在本地網(wǎng)關(guān)上緩存的數(shù)據(jù)的步驟。
[0011]這使得能夠保存存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程設(shè)備上的用戶數(shù)據(jù)的隱私，因此沒(méi)有來(lái)自數(shù)據(jù)所屬的用戶的任何控制。[0012]優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟:將數(shù)據(jù)分割成k個(gè)塊，k個(gè)塊中的每個(gè)塊被分別發(fā)送到用于存儲(chǔ)它的k個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備之一。
[0013]由于數(shù)據(jù)被分割，因此更容易找到用于存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)空間，而不是在同一記錄介質(zhì)上存儲(chǔ)整個(gè)數(shù)據(jù)。
[0014]優(yōu)選地，該方法包括以下進(jìn)一步的步驟:在發(fā)送步驟之前添加冗余數(shù)據(jù)到所述數(shù)據(jù)、獲得η個(gè)數(shù)據(jù)塊，其中n>k。
[0015]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述η個(gè)塊復(fù)制k個(gè)塊，(n-k)個(gè)塊是k個(gè)塊中的一些塊的副本。
[0016]由于數(shù)據(jù)是復(fù)制的，這使得數(shù)據(jù)的取回更容易并且系統(tǒng)更安全。如果在用戶需要取回他的數(shù)據(jù)時(shí)記錄介質(zhì)之一是不可用的，可從另一記錄介質(zhì)取回在該記錄介質(zhì)中包含的塊。
[0017]按照一種變型，使用k個(gè)塊的數(shù)據(jù)形成η個(gè)塊，其中，向k個(gè)塊添加糾錯(cuò)數(shù)據(jù)。
[0018]添加糾錯(cuò)數(shù)據(jù)使得能夠針對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障來(lái)保護(hù)內(nèi)容。
[0019]優(yōu)選地，所述第一網(wǎng)關(guān)包括建立每個(gè)塊和存儲(chǔ)該塊的遠(yuǎn)程設(shè)備之間的索引的索引表。
[0020]因此，所述第一網(wǎng)關(guān)能夠管理所述塊到遠(yuǎn)程設(shè)備的分配，這對(duì)于取回塊是必要的。這可以作為文件系統(tǒng)來(lái)管理。
[0021]所述小卻珍貴的索引可被存儲(chǔ)到某種分布式彈性結(jié)構(gòu)(DHT)上，或存儲(chǔ)在安全的中央服務(wù)器中。
[0022]根據(jù)最優(yōu)實(shí)施例，遠(yuǎn)程設(shè)備是遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)。
[0023]由于網(wǎng)關(guān)是普遍用于互連局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的設(shè)備并且是大多數(shù)時(shí)間處于通電的設(shè)備，因此網(wǎng)關(guān)是用于緩存數(shù)據(jù)的優(yōu)選設(shè)備。
[0024]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，通過(guò)局域網(wǎng)將遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)連接到本地設(shè)備，所述方法還包括當(dāng)遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)的本地的設(shè)備可用時(shí)，通過(guò)局域網(wǎng)從遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)向遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)的本地的設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的步驟。
[0025]由于網(wǎng)關(guān)可能不具有大容量的記錄空間，通過(guò)在備份過(guò)程中關(guān)聯(lián)遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)的本地的設(shè)備來(lái)添加額外的存儲(chǔ)空間可能是有用的。
[0026]優(yōu)選地，所述k個(gè)數(shù)據(jù)塊或所述η個(gè)數(shù)據(jù)塊中的每一個(gè)存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)的本地的一個(gè)設(shè)備上。
[0027]為了優(yōu)化取回，更方便的在于，不將復(fù)制的塊存儲(chǔ)在同一網(wǎng)關(guān)上，這使得當(dāng)用于對(duì)一個(gè)已被復(fù)制的塊進(jìn)行備份的設(shè)備之一不可用并且假設(shè)其他設(shè)備是可用時(shí)，能夠取得該塊。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，在將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)的本地的設(shè)備之前，將數(shù)據(jù)緩存到遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)。
[0029]這并不妨礙當(dāng)遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)的本地的設(shè)備不是立即可用時(shí)來(lái)使用他們。當(dāng)設(shè)備可用時(shí)，可以異步地執(zhí)行從遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)傳輸數(shù)據(jù)。而且當(dāng)所述設(shè)備可用時(shí)，每個(gè)塊可被傳輸?shù)侥康牡卦O(shè)備，并且根據(jù)目的地設(shè)備的可用性，可以與其他塊異步地將每個(gè)塊傳輸?shù)狡淠康牡卦O(shè)備?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0030]通過(guò)本發(fā)明的非限制性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)，將在附圖的幫助下說(shuō)明本發(fā)明的非限制性實(shí)施例，其中:
[0031]-圖1表示實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)的概覽圖，
[0032]-圖2表示根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]圖1中，四個(gè)局域網(wǎng)LANl、LAN2、LAN3和LAN4通過(guò)廣域網(wǎng)(優(yōu)選地是互聯(lián)網(wǎng)類型)連接。在優(yōu)選實(shí)施例中有4個(gè)以太網(wǎng)類型的網(wǎng)絡(luò)，但也可以是相互連接外圍設(shè)備的任何其他網(wǎng)絡(luò)。
[0034]每個(gè)局域網(wǎng)包括網(wǎng)關(guān)GW, (LAN1中的GW1、LAN2中的GW2、LAN3中的GW3、LAN4中的Gff4)并包括一組外圍設(shè)備，LANl上的11、12、13和14 ；LAN2上的21、22、23 ；LAN3上的31、32,33 和 LAN4 上的 41、42、43、44、45。
[0035]網(wǎng)關(guān)GW1、GW2、GW3和GW4通過(guò)廣域網(wǎng)相互連接。
[0036]每個(gè)網(wǎng)關(guān)或它們中的至少一些包含記錄介質(zhì)。記錄介質(zhì)優(yōu)選地是高容量記錄介質(zhì)，例如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光學(xué)記錄介質(zhì)、藍(lán)光、USB記憶棒存儲(chǔ)器、SDRAM存儲(chǔ)器......[0037]每個(gè)設(shè)備或它們中的至少一些還包括記錄設(shè)施。
[0038]網(wǎng)關(guān)被視為穩(wěn)定的和幾乎總是連接的。網(wǎng)關(guān)的穩(wěn)定性大大高于連接到LAN的其他設(shè)備的穩(wěn)定性。為了簡(jiǎn)化，我們可以認(rèn)為網(wǎng)關(guān)和對(duì)等體(局域網(wǎng)上的設(shè)備)貢獻(xiàn)相同數(shù)量的存儲(chǔ)空間，但只是因?yàn)橛斜染W(wǎng)關(guān)更多的對(duì)等體，因此對(duì)等體上比網(wǎng)關(guān)上有更多的可用存儲(chǔ)空間。網(wǎng)關(guān)之間使用P2P (點(diǎn)對(duì)點(diǎn))網(wǎng)格或系統(tǒng)互連，因此具有有限的帶寬接入，從而導(dǎo)致長(zhǎng)的發(fā)送時(shí)間。
[0039]對(duì)等體并不總是連接的，在這個(gè)意義上它們被視為是易失的。用戶啟動(dòng)它們時(shí)，它們就連接到系統(tǒng)。但是，它們提供了一些重要的自由空間，并且可以通過(guò)提供一定的存儲(chǔ)空間來(lái)貢獻(xiàn)于系統(tǒng)，但由于設(shè)備的波動(dòng)(churn)，所述存儲(chǔ)空間只具有有限的可用性。它們也具有到網(wǎng)關(guān)的高速LAN連接。
[0040]當(dāng)用戶想要備份一些數(shù)據(jù)時(shí)，本發(fā)明提出在將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭鎯?chǔ)的遠(yuǎn)程設(shè)備之前，在本地網(wǎng)關(guān)中緩存這些數(shù)據(jù)。也可以在用戶設(shè)備上自動(dòng)運(yùn)行備份應(yīng)用程序而無(wú)需任何用戶交互，例如備份存儲(chǔ)在用戶設(shè)備上的照片、個(gè)人電影、個(gè)人文件或文件夾。此應(yīng)用程序可以按周期運(yùn)行(每周一次、每月一次)，或者可以在用戶設(shè)備連接到局域網(wǎng)后盡快啟云力......[0041]例如，當(dāng)LANl上計(jì)算機(jī)12的用戶想要備份他的設(shè)備12的部分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)，該數(shù)據(jù)以本地局域網(wǎng)接口的速度被傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)GW1。因此，網(wǎng)關(guān)起到緩存的作用。這利用了高速局域網(wǎng)LANl的優(yōu)勢(shì)。例如，相比于具有比特率為128KB/S的ADSL線路(與網(wǎng)關(guān)互連)，LANl可以具有7MB/s的比特率。因此，在將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆浦霸诰W(wǎng)關(guān)GWl上緩存數(shù)據(jù)是有利的，所述云是連接到廣域網(wǎng)的其它設(shè)備(主要是網(wǎng)關(guān))復(fù)合成的。
[0042]所以，當(dāng)數(shù)據(jù)被傳輸?shù)奖镜鼐W(wǎng)關(guān)GWl后，可以關(guān)閉計(jì)算機(jī)12，這不會(huì)干涉?zhèn)浞葸^(guò)程的其他部分。
[0043]本發(fā)明充分利用了局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的比特率的差異。[0044]在這點(diǎn)上，數(shù)據(jù)已被部分備份，但尚未被提供最后一級(jí)的可靠性。
[0045]一旦將部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在網(wǎng)關(guān)GWl上，可以添加一定的冗余度(如果所述云是分布式結(jié)構(gòu))，所述冗余是數(shù)據(jù)的部分或全部的純粹的復(fù)制，在這種情況下，數(shù)據(jù)被上傳若干次；或者是擦除(erasure)代碼，在這種情況下，計(jì)算一些冗余數(shù)據(jù)并將其添加到原始數(shù)據(jù)。然后將所得的數(shù)據(jù)使用分布式(類似P2P)協(xié)議上傳至一組網(wǎng)關(guān)，在這里是GW2、Gff3, GW4。這意味著數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的一組網(wǎng)關(guān)GW2、GW3、GW4上散布。網(wǎng)關(guān)有具有非常低的波動(dòng)和幾乎總是在線的優(yōu)勢(shì)。因此，唯一的限制因素是互聯(lián)網(wǎng)連接吞吐量和要被發(fā)送的數(shù)據(jù)量。取決于如何配置網(wǎng)關(guān)(這里有2種可能的操作模式)，一旦已成功向遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)發(fā)送一條數(shù)據(jù)，本地網(wǎng)關(guān)決定將數(shù)據(jù)保留在其本地存儲(chǔ)裝置上(以提供數(shù)據(jù)的本地訪問(wèn)/共享)，或者從其本地存儲(chǔ)上丟棄該數(shù)據(jù)，使用其存儲(chǔ)作為簡(jiǎn)單的緩存。一旦向遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)發(fā)送了所有數(shù)據(jù)，可以認(rèn)為數(shù)據(jù)被成功上傳/備份。
[0046]根據(jù)某些標(biāo)準(zhǔn)，例如它們的可用性、連接到它們的對(duì)等體的數(shù)量，Gff2, Gff3, GW4中的某些網(wǎng)關(guān)可能會(huì)或可能不會(huì)被選中。GWl負(fù)責(zé)選擇用于備份的網(wǎng)關(guān)。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，由于GW2、GW3、GW4上可用的存儲(chǔ)空間可能會(huì)受到限制，如果易失設(shè)備21-23、31-33、41-45包括自己的一些記錄容量，為了將網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)卸載到它們的本地易失設(shè)備21-23、31-33、41-45上，其他步驟可能是有用的。數(shù)據(jù)從遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)卸載到本地易失設(shè)備。這允許在網(wǎng)關(guān)中以合理的水平保持所需的存儲(chǔ)量。一旦設(shè)備可用，可以立即從遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)向這些遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)的本地設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。可用可被理解為將設(shè)備連接到局域網(wǎng)，只要設(shè)備不可用(或接通)數(shù)據(jù)就保留在遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)上?？捎靡部杀焕斫鉃樵O(shè)備有足夠的存儲(chǔ)空間用于存儲(chǔ)它們必須存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
[0048]因此，數(shù)據(jù)塊被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)對(duì)等體上，例如，每個(gè)塊被存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)對(duì)等體上或若干塊可被存儲(chǔ)在一個(gè)對(duì)等體上。然而，通過(guò)GWl選擇塊和選擇存儲(chǔ)這些塊的對(duì)等體。一個(gè)總是連接的遠(yuǎn)程對(duì)等體可比一個(gè)不是經(jīng)常連接的遠(yuǎn)程對(duì)等體更多地被使用。當(dāng)分配對(duì)等體用于記錄一個(gè)或多個(gè)塊時(shí)，每個(gè)對(duì)等體的記錄容量也是GWl考慮的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。也可以考慮遠(yuǎn)程對(duì)等體的可靠性和對(duì)等體的類型(移動(dòng)的或桌面的......)。
[0049]也有可能部分?jǐn)?shù)據(jù)仍保留在遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)GW2、Gff3, GW4上。
[0050]遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)GW2、Gff3, GW4 (分別連接到存儲(chǔ)對(duì)等體21-23、31_33、41_45)也可以被用作塊的緩存。塊首先到達(dá)遠(yuǎn)程(存儲(chǔ))網(wǎng)關(guān)，在這里它被緩存一段時(shí)間。這個(gè)時(shí)間段對(duì)應(yīng)于最終存儲(chǔ)對(duì)等體21-23、31-33、41-45加入家庭網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)能夠推送數(shù)據(jù)(所述塊)到最終存儲(chǔ)對(duì)等體的等待時(shí)間。然而，考慮在所述塊達(dá)到存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)后立即備份數(shù)據(jù)是合理的；因?yàn)橐坏┧鰤K被存儲(chǔ)在網(wǎng)關(guān)GW2、GW3、GW4上，數(shù)據(jù)就是安全的。
[0051]從計(jì)算機(jī)12向GWl的數(shù)據(jù)發(fā)送，從GWl向GW2、GW3、GW4的數(shù)據(jù)發(fā)送和從GW2、GW3、GW4向它們的本地外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送可以重疊或者可以按順序一個(gè)接一個(gè)地進(jìn)行。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例，為了隱私考慮，假定在將要被備份的內(nèi)容被發(fā)送到云之前，先將其加密。
[0053]為了實(shí)現(xiàn)足夠的可靠性，GWl向要被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)添加冗余。內(nèi)容被分成k個(gè)塊，并通過(guò)使用擦除校正碼來(lái)將這個(gè)k個(gè)塊的集合擴(kuò)展成更大的η個(gè)塊的集合來(lái)添加冗余，從而使得η個(gè)塊中的任意k個(gè)塊的子集可以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。
[0054]Gffl中的分布式哈希表中保留允許找出哪些對(duì)等體和/或網(wǎng)關(guān)存儲(chǔ)了給定塊的索引；對(duì)等體保留它們已經(jīng)上傳到應(yīng)用程序的塊的列表。
[0055]本發(fā)明積極利用了被現(xiàn)有技術(shù)方法視為透明設(shè)備的網(wǎng)關(guān)。在本發(fā)明中，網(wǎng)關(guān)GWl負(fù)責(zé)添加冗余；隨著涉及更低的數(shù)據(jù)量，這允許從對(duì)等體12到網(wǎng)關(guān)GWl更快的傳輸。一旦進(jìn)行，這時(shí)它開(kāi)始以廣域網(wǎng)的速度上傳數(shù)據(jù)到其他網(wǎng)關(guān)GW2、GW3、GW4。
[0056]在其它實(shí)施例中，可以以延遲的方式將數(shù)據(jù)下載到其他網(wǎng)關(guān)?？梢云交瑤挼氖褂脕?lái)為用戶提供更透明的服務(wù)(即，當(dāng)用戶不使用他們的計(jì)算機(jī)/互聯(lián)網(wǎng)連接時(shí)，使用上傳來(lái)備份)。事實(shí)上，在用戶使用他的計(jì)算機(jī)時(shí)使用整體上傳可能會(huì)嚴(yán)重影響他的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽體驗(yàn)，從而使他認(rèn)識(shí)到不使用該系統(tǒng)。這種架構(gòu)還允許供應(yīng)商延遲從網(wǎng)關(guān)到互聯(lián)網(wǎng)的傳輸以便平滑使用其核心網(wǎng)絡(luò)。
[0057]從對(duì)等體快速上傳數(shù)據(jù)到網(wǎng)關(guān)。對(duì)等體可以隨時(shí)迅速離開(kāi)家庭網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)擔(dān)當(dāng)代表對(duì)等體的后臺(tái)代理。當(dāng)使用128kB/s的上行鏈路保存IG字節(jié)的存檔持續(xù)超過(guò)2個(gè)小時(shí)多一點(diǎn)時(shí)(復(fù)制比率為1，復(fù)制比率為K，K倍的時(shí)間)，相同的存檔通過(guò)7MB/s帶寬的家庭網(wǎng)絡(luò)在140秒內(nèi)從對(duì)等體上傳到網(wǎng)關(guān)。140秒后，對(duì)等體可以隨時(shí)離開(kāi)家庭網(wǎng)絡(luò)(例如，這可以
產(chǎn)生愉快的移動(dòng)體驗(yàn))，而網(wǎng)關(guān)應(yīng)作為后臺(tái)任務(wù)處理(復(fù)制、塊劃分、加密......)和備份該存檔。
[0058]當(dāng)涉及到回收備份數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)中的所有元件的作用是相反的。為了訪問(wèn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)求的對(duì)等體12通知其網(wǎng)關(guān)GWl它所感興趣的數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)GWl通過(guò)接觸在其中上傳了數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)或通過(guò)接觸在其中上傳了數(shù)據(jù)的網(wǎng)關(guān)處理對(duì)等體來(lái)代表客戶端對(duì)等體12執(zhí)行下載。如果數(shù)據(jù)被卸載到某一對(duì)等體，則該數(shù)據(jù)立即由相應(yīng)的遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)提取。這個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)之后將數(shù)據(jù)發(fā)送到請(qǐng)求的客戶端的網(wǎng)關(guān)GW1。當(dāng)客戶端網(wǎng)關(guān)GWl已成功獲得全部?jī)?nèi)容時(shí)，一旦其向回連接，它立即通知對(duì)等體12已經(jīng)完成了它的取回請(qǐng)求。
[0059]在在線服務(wù)的背景下，緩存內(nèi)容以在網(wǎng)關(guān)上備份允許用戶像他所習(xí)慣的那樣來(lái)待機(jī)，并且我們還表明它大大降低了備份的時(shí)間(即，備份的進(jìn)程)。在短時(shí)可用的P2P服務(wù)的背景下，在邊緣(edge)處進(jìn)行緩存比在互聯(lián)網(wǎng)中增加緩存高效得多。除了減少備份時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間，還減少了緩存所需的總的存儲(chǔ)量。因此，考慮了網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，大多數(shù)的P2P應(yīng)用程序忽略對(duì)等體和互聯(lián)網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)的存在。因此，它們不利用它的存在，而它可以大大提高性能。假設(shè)對(duì)等體連接網(wǎng)絡(luò)足夠頻繁，利用這個(gè)網(wǎng)關(guān)可以在即使在對(duì)等體具有相當(dāng)?shù)偷目捎眯缘那闆r下使得P2P存儲(chǔ)成為可能。
[0060]對(duì)等體的快速但短暫的連接和網(wǎng)關(guān)的緩慢但持久的連接的結(jié)合是有真正意義的。如果對(duì)等體直接上傳到互聯(lián)網(wǎng)，它們最多可以上傳460MB/天。但是，如果我們認(rèn)為網(wǎng)關(guān)是一個(gè)可以進(jìn)行緩存的活動(dòng)設(shè)備，對(duì)等體可以上傳到網(wǎng)關(guān)24GB/天，并且網(wǎng)關(guān)可以上傳直至IlGB/天。將網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換為活動(dòng)設(shè)備可以顯著增強(qiáng)在線存儲(chǔ)服務(wù)(P2P或云)。建議將上傳任務(wù)卸載到網(wǎng)關(guān)是因?yàn)樗峁┝巳舾蓛?yōu)點(diǎn):
[0061]在現(xiàn)有技術(shù)中已知的對(duì)等系統(tǒng)中，由于服務(wù)器對(duì)等體和客戶端對(duì)等體是反相關(guān)存在(ant1-correlated presence)的,提取內(nèi)容可能是緩慢的。通過(guò)弓I入持久可用的網(wǎng)關(guān)，對(duì)等體之間的同步不再是問(wèn)題了。這對(duì)于例如備份的延遲容忍應(yīng)用是有益處的。如前所述，一旦對(duì)等體中有要在網(wǎng)關(guān)上備份的緩存數(shù)據(jù)，備份處理就作為網(wǎng)關(guān)上的后臺(tái)處理繼續(xù)。在網(wǎng)關(guān)上，根據(jù)專用保護(hù)策略(簡(jiǎn)單復(fù)制或擦除代碼)復(fù)制數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)劃分成塊。網(wǎng)關(guān)輔助模型的優(yōu)點(diǎn)源于網(wǎng)關(guān)的幾乎持久的存在，省去了最終存儲(chǔ)對(duì)等體連接的等待時(shí)間。可用性是30%并且每天兩次連接家庭網(wǎng)絡(luò)的對(duì)等體的等待時(shí)間的平均值可估計(jì)為3個(gè)小時(shí)；而使用復(fù)制比率為3和上傳帶寬為128kB/s對(duì)IG字節(jié)的存檔的備份時(shí)間值是6.5小時(shí)。沒(méi)有活動(dòng)網(wǎng)關(guān)，最后的值將增加50%的等待時(shí)間。
[0062]圖2表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的方法的實(shí)施例。
[0063]在第一步驟中，設(shè)備12將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)GW1。所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)優(yōu)選地是計(jì)劃要在遠(yuǎn)程設(shè)備上備份的。
[0064]如前所述，數(shù)據(jù)傳輸可以是自動(dòng)的，或可由設(shè)備12的用戶控制。
[0065]經(jīng)由連接設(shè)備12和網(wǎng)關(guān)GWl的局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關(guān)GW1。
[0066]然后在步驟E2將數(shù)據(jù)緩存到網(wǎng)關(guān)GW1。一旦數(shù)據(jù)被緩存到GW1，可以斷開(kāi)設(shè)備12，其不再包含在備份過(guò)程中。所述設(shè)備利用局域網(wǎng)上的高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)并且因此數(shù)據(jù)被非常迅速地傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)GW1。因此，在此任務(wù)的一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有使用設(shè)備12的資源。
[0067]在步驟E3，網(wǎng)關(guān)GWl在將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接苫ヂ?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)和設(shè)備組成的云中之前加密該數(shù)據(jù)。
[0068]可以使用任何加密方法以便以有效的方式保護(hù)內(nèi)容。
[0069]一旦加密，在步驟E4向該數(shù)據(jù)添加冗余。所添加的冗余可以是該內(nèi)容的復(fù)制。復(fù)制使得能夠在若干遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)和設(shè)備上保存相同的數(shù)據(jù)。這將增加恢復(fù)內(nèi)容的機(jī)會(huì)。例如，當(dāng)含有要被取回的內(nèi)容的一部分的遠(yuǎn)程設(shè)備被斷開(kāi)時(shí)，如果該部分內(nèi)容也存儲(chǔ)在另一設(shè)備上，則用戶可以更快速地取回他的內(nèi)容。復(fù)制的塊越多，恢復(fù)內(nèi)容的備份副本的機(jī)會(huì)越高，但這也導(dǎo)致存儲(chǔ)資源大幅增加。復(fù)制的數(shù)據(jù)可以是由用戶設(shè)備根據(jù)要保存的數(shù)據(jù)的類型或由用戶自己調(diào)整的、或者由網(wǎng)關(guān)GWl根據(jù)數(shù)據(jù)的類型、根據(jù)云的存儲(chǔ)容量、根據(jù)用戶或系統(tǒng)管理員輸入的要求等調(diào)整的參數(shù)。
[0070]也可以添加冗余用于錯(cuò)誤保護(hù)。
[0071]在步驟E5，內(nèi)容被分割成多個(gè)塊。塊的數(shù)量由網(wǎng)關(guān)GWl按照數(shù)據(jù)的尺寸、廣域網(wǎng)的帶寬、所選遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)和/或這些遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)的本地的設(shè)備的數(shù)量等來(lái)調(diào)整。
[0072]塊的數(shù)量也可由網(wǎng)絡(luò)管理員來(lái)設(shè)置。
[0073]在步驟E6，然后所述塊被發(fā)送到云以便在遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)GW2、Gff3, GW4上記錄，每個(gè)塊被尋址到這些網(wǎng)關(guān)中的一個(gè)。
[0074]在步驟E7，塊被接收和緩存在遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)GW2、GW3和GW4中。數(shù)據(jù)可以明確地存儲(chǔ)在這些網(wǎng)關(guān)中，但網(wǎng)關(guān)也可以決定將內(nèi)容存儲(chǔ)在連接到它們的本地設(shè)備中。Gffl還可以防止遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到它們的本地設(shè)備中。例如，如果數(shù)據(jù)是重要的機(jī)密數(shù)據(jù)，或者如果需要經(jīng)常取回該數(shù)據(jù)。
[0075]當(dāng)GWl沒(méi)有做出這種預(yù)防時(shí)并且當(dāng)遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)決定將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到其本地設(shè)備中時(shí)，數(shù)據(jù)以塊的形式被傳輸?shù)奖镜卦O(shè)備。例如，一個(gè)或多個(gè)塊可以被存儲(chǔ)在連接到網(wǎng)關(guān)的部分或所有設(shè)備上。這些設(shè)備必須配備有存儲(chǔ)設(shè)施。遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)也可以在它們自己的記錄介質(zhì)中存儲(chǔ)部分內(nèi)容；當(dāng)本地設(shè)備連接或可用時(shí)，遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)也可以延遲向它們的本地設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0076]這并不妨礙當(dāng)遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)的本地的設(shè)備不是立即可用時(shí)來(lái)使用它們。當(dāng)設(shè)備可用時(shí)，可以對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊異步地執(zhí)行從遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)傳輸數(shù)據(jù)。而且當(dāng)所述設(shè)備可用時(shí)，每個(gè)塊可被傳輸?shù)侥康牡卦O(shè)備，并且根據(jù)目的地設(shè)備的可用性，可以與其他塊異步地將每個(gè)塊傳輸?shù)狡淠康牡卦O(shè)備。
[0077]至少遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)了解在其局域網(wǎng)上的哪個(gè)設(shè)備保留哪個(gè)塊。GWl可以具有表明哪個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)存儲(chǔ)了哪個(gè)數(shù)據(jù)的表，但每個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)GW2、Gff3, GW4負(fù)責(zé)保存其自己的給出哪個(gè)本地設(shè)備保存哪個(gè)塊的索引的表。GWl也可以存儲(chǔ)其中已經(jīng)存儲(chǔ)了來(lái)自其本地設(shè)備的數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)的索引表的副本。
[0078]所述珍貴的索引也可以被存儲(chǔ)在一些彈性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中(分布式哈希表)或者也可以存儲(chǔ)在中央服務(wù)器中。索引也可由對(duì)等體存儲(chǔ)，使得即使網(wǎng)關(guān)持續(xù)緩存數(shù)據(jù)也只使其起到更“被動(dòng)”的作用。
[0079]本發(fā)明并不限于這里給出的實(shí)施例，而是也適用于其他類型的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)以及其它類型的設(shè)備。
【權(quán)利要求】
1.一種在包含記錄介質(zhì)的第一網(wǎng)關(guān)(GWl)中進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存的方法，所述第一網(wǎng)關(guān)(GWl)通過(guò)第一局域網(wǎng)(LAN1)連接到至少一個(gè)本地設(shè)備(12)，并通過(guò)廣域網(wǎng)連接到至少一個(gè)包含記錄介質(zhì)的遠(yuǎn)程設(shè)備(GW1，Gff2, GW3)。所述方法的特征在于它包括以下步驟: -通過(guò)所述局域網(wǎng)(LAN1)，從所述至少一個(gè)本地設(shè)備(12)經(jīng)由所述第一網(wǎng)關(guān)(GWl)發(fā)送(El)要被存儲(chǔ)在所述至少一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備(GW1，Gff2, Gff3)上的數(shù)據(jù)， -在所述第一網(wǎng)關(guān)(GWl)上接收所述數(shù)據(jù)， -在所述第一網(wǎng)關(guān)(GWl)中緩存(E2)所述數(shù)據(jù)； -經(jīng)由所述廣域網(wǎng)，從所述第一網(wǎng)關(guān)(GWl)將所述數(shù)據(jù)發(fā)送(E6)到用于存儲(chǔ)(E7)該數(shù)據(jù)的所述至少一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備(GWl，Gff2, GW3)。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，它還包括在第二發(fā)送步驟(E6)之前，加密在本地網(wǎng)關(guān)(GWl)上的緩存的數(shù)據(jù)的步驟(E3)。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，它還包括將所述數(shù)據(jù)分割(E5)成k個(gè)塊的步驟，所述k個(gè)塊中的每個(gè)塊被分別發(fā)送到用于存儲(chǔ)它的k個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備之一(GW1，GW2，GW3)。
4.如權(quán)利要求3的方法，其特征在于，它還包括步驟(E4):在第二發(fā)送步驟(E7)之前添加冗余數(shù)據(jù)到所述數(shù)據(jù)，獲得η個(gè)數(shù)據(jù)塊，其中n>k。
5.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述η個(gè)塊復(fù)制所述k個(gè)塊，(n-k)個(gè)塊是k個(gè)塊中的一些塊的副本。
6.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于，使用所述k個(gè)塊的數(shù)據(jù)形成所述η個(gè)塊，其中，向所述k個(gè)塊添加糾錯(cuò)數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述k個(gè)塊包括要被記錄的數(shù)據(jù)和相關(guān)的糾錯(cuò)數(shù)據(jù)，(n-k)個(gè)塊是k個(gè)塊中的一些塊的副本。
8.如權(quán)利要求3的方法，其特征在于，所述第一網(wǎng)關(guān)(GWl)包括建立每個(gè)塊和存儲(chǔ)所述塊的遠(yuǎn)程設(shè)備(GW1，Gff2, Gff3)之間的索引的索引表。
9.如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)程設(shè)備(GW1，Gff2,Gff3)是遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)(GW1，Gff2, GW3)。
10.如權(quán)利要求9的方法，其特征在于，通過(guò)局域網(wǎng)(LAN2，LAN3,LAN4)將所述遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)(GW1，Gff2, GW3)連接到本地設(shè)備(21-23，31-33，41-45)，所述方法還包括步驟:當(dāng)遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)(GW1，Gff2, Gff3)的本地的設(shè)備(21-23，31-33，41-45)可用時(shí)，通過(guò)所述局域網(wǎng)(LAN2，LAN3，LAN4)從所述遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)(GW1，Gff2, Gff3)向所述遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)(GW1，Gff2, Gff3)的本地的設(shè)備(21-23，31-33，41-45)傳輸(E8)所述數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求10和權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述k個(gè)數(shù)據(jù)塊或所述η個(gè)數(shù)據(jù)塊中的每一個(gè)塊存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)(GW1，Gff2, Gff3)的本地的一個(gè)設(shè)備(21-23，31-33,41-45)上。
12.如權(quán)利要求10或11的方法，其特征在于，在將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)(GW1，Gff2,Gff3)的本地的設(shè)備(21-23，31-33，41-45)之前，將數(shù)據(jù)緩存到遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)(GW1，GW2，GW3)。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK103493461SQ201180069794
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】G.斯特勞布, E.勒梅里爾, N.勒斯古阿耐科, S.德弗朗斯, A.范肯彭 申請(qǐng)人:湯姆遜許可公司