一种基于卫星通信的CDN网络系统的工作方法与流程

一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法
技术领域
1.本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法。


背景技术：

2.随着互联网日益发展，流媒体在线视听、网络游戏、海量新闻资讯等满足了广大网民生活工作娱乐的信息需求；视频分享、博客、论坛等让广大网名参与了整个互联网内容的繁荣；在线购物、网络广告等无处不在的网络营销手段，令企业看到了互联网应用的效益增长点。互联网的普及率与使用率不断增加，造成整体流量出口也持续增长。
3.作为现代通信技术的重要成果，卫星通信是在地面微波通信和空间技术的基础上发展起来的，具有通信覆盖区域大，通信距离远，通信频段宽，容量大等优点，用户只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，即可接收到卫星信号，并可以实现与外界互联互通，进行语音视频通信，体验上网功能。然而，卫星通信也存在传输时延长，信号易衰减，误码率大、带宽资源紧张等缺点，用户如果需要下载大流量文件或者体验流媒体服务，则会出现加载缓慢、访问速度下降、易出错等问题，导致用户体验度下降。
4.cdn(content delivery network)即内容分发网络，它是构建在现有网络基础之上的智能虚拟网络，依靠部署在各地的资源服务器，通过中心平台的负载均衡、内容分发、调度等功能模块，使用户就近获取所需的内容，降低网络拥堵，提高用户访问相应速度以及用户体验度。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，具体通过将互联网内容加速技术引入卫星通信系统中，使得用户可以直接从远端站资源服务器上获取请求资源，而不必经过卫星链路到源站获取，极大的提高同一资源再次访问的速度，降低网络时延，提供用户的体验度，并可以节省卫星带宽资源，降低卫星链路压力。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，其创新点在于，具体步骤如下：
7.s1、远端用户通过接入设备接入包含cdn服务的卫星通信系统；
8.s2、远端用户请求资源服务；
9.s3、远端资源服务器接收到用户请求后，检查是否含有用户请求的资源；若有，返还用户请求资源完成请求；若无，则通过卫星链路向地面中心站请求用户内容；
10.s4、地面中心服务器接收到远端站服务器的请求后，检查地面中心站服务器上是否含有请求的资源；若有，则通过卫星链路返还远端资源服务器请求资源完成请求；若无，则从互联网回源下载资源并通过卫星链路返还给远端资源服务器，同时中心站将资源数据以文件类型在地面中心站服务器存储；
11.s5、远端资源服务器接收到地面中心站的响应，存储数据并响应用户，完成用户的
一次请求；远端用户后续再次请求到同一资源时，即可直接由该用户所在远端资源服务器提供，实现内容加速效果。
12.进一步的，所述远端用户是指处于中远海或偏远山区中，接收不到基站信号的用户，只能通过卫星通信与外界建立联系；所述接入设备包括手机、平板电脑或计算机。
13.进一步的，所述步骤s2中远端用户为浏览特定资源发起dns解析请求，请求信息通过端口镜像或分光旁路的方式发送给远端资源服务器。
14.进一步的，所述步骤s3中远端资源服务器接收到请求信息后，系统的重定向分析控制模块根据用户请求内容及系统设置要求即白名单，决定是否对请求的信息提供服务；如该内容数据属于白名单范围，则重定向分析控制模块向用户发送302重定向数据包，引导用户向缓存模块重新发出访问请求。缓存模块接收到用户请求后，若检查到本地含有请求资源，则将缓存服务器地址发送给用户，引导用户直接通过内网访问缓存资源服务器，获取资源。
15.进一步的，所述重定向分析控制模块是针对监听到的远端用户上行访问数据进行分析，并重定向用户访问请求到缓存模块上。
16.进一步的，所述重定向分析控制模块若检测到内容数据不在白名单范围内，则不提供缓存加速服务，并将请求直接指向资源源站，即远端用户直接从源站获取所需资源。
17.进一步的，所述卫星链路包括远端收发站、上行链路、卫星转发器、下行链路以及地面收发站组成的传输链路。
18.进一步的，所述步骤s4中，地面中心站服务器接收到来自远端站的资源请求信息，先在本地缓存服务器上查询是否有匹配的资源，若有，则将资源数据通过卫星链路返还给远端资源服务器；若无，则通过互联网直接从源站下载资源数据，并将资源数据在本地资源缓存服务器上以文件类型的方式进行存储，然后再通过卫星链路将资源数据返还给远端资源服务器。
19.进一步的，当远端用户请求的资源，在本地资源服务器上已经有缓存时，用户可以直接从资源服务器上获取资源。
20.本发明有益效果为：
21.与现有卫星通信系统相比，本发明在保证远端用户可以通过卫星链路与外界互联互通的前提下，创新性地引入互联网内容加速系统cdn，构建一套适用于卫星通信的cdn网络系统，使得远端用户再次请求同一资源时，不必再从源站获取，从而可以实现一次缓存多次利用、节省卫星带宽资源、降低运营成本等目的。
附图说明
22.图1为本发明的总流程图；
23.图2为本发明远端用户请求资源流程图；
24.图3为本发明地面中心站响应资源请求流程图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施
方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.实施例1
28.参阅图1，一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，具体步骤如下：
29.s1、远端用户通过接入设备接入包含cdn服务的卫星通信系统；
30.s2、远端用户请求资源服务；
31.s3、远端资源服务器接收到用户请求后，检查是否含有用户请求的资源；若有，返还用户请求资源完成请求；若无，则通过卫星链路向地面中心站请求用户内容；
32.s4、地面中心服务器接收到远端站服务器的请求后，检查地面中心站服务器上是否含有请求的资源；若有，则通过卫星链路返还远端资源服务器请求资源完成请求；若无，则从互联网回源下载资源并通过卫星链路返还给远端资源服务器，同时中心站将资源数据以文件类型在地面中心站服务器存储；
33.s5、远端资源服务器接收到地面中心站的响应，存储数据并响应用户，完成用户的一次请求；远端用户后续再次请求到同一资源时，即可直接由该用户所在远端资源服务器提供，实现内容加速效果。
34.本实施例中，远端用户是指处于中远海或偏远山区中，接收不到基站信号的用户，只能通过卫星通信与外界建立联系；所述接入设备包括手机、平板电脑或计算机。
35.本实施例中，步骤s2中远端用户为浏览特定资源发起dns解析请求，请求信息通过端口镜像或分光旁路的方式发送给远端资源服务器。
36.本实施例中，步骤s3中远端资源服务器接收到请求信息后，系统的重定向分析控制模块根据用户请求内容及系统设置要求即白名单，决定是否对请求的信息提供服务；如该内容数据属于白名单范围，则重定向分析控制模块向用户发送302重定向数据包，引导用户向缓存模块重新发出访问请求。缓存模块接收到用户请求后，若检查到本地含有请求资源，则将缓存服务器地址发送给用户，引导用户直接通过内网访问缓存资源服务器，获取资源。
37.本实施例中，重定向分析控制模块是针对监听到的远端用户上行访问数据进行分析，并重定向用户访问请求到缓存模块上。
38.本实施例中，重定向分析控制模块若检测到内容数据不在白名单范围内，则不提供缓存加速服务，并将请求直接指向资源源站，即远端用户直接从源站获取所需资源。
39.本实施例中，卫星链路包括远端收发站、上行链路、卫星转发器、下行链路以及地面收发站组成的传输链路。传输链路主要用于中远海或偏远山区的用户与外界建立联系，实现互联互通；cdn中心站服务部署在地面收发站服务器上，用于回源下载内容资源及提供加速服务；cdn远端站服务器部署在远端收发站服务器上，用于为远端用户提供缓存加速服务；上下行链路及卫星转发器主要用于搭建卫星链路，远端用户通过该卫星链路与外界建立联系，实现互联互通。
40.本实施例中，步骤s4中，地面中心站服务器接收到来自远端站的资源请求信息，先在本地缓存服务器上查询是否有匹配的资源，若有，则将资源数据通过卫星链路返还给远端资源服务器；若无，则通过互联网直接从源站下载资源数据，并将资源数据在本地资源缓存服务器上以文件类型的方式进行存储，然后再通过卫星链路将资源数据返还给远端资源
服务器。
41.本实施例中，当远端用户请求的资源，在本地资源服务器上已经有缓存时，用户可以直接从资源服务器上获取资源，因此不必再次占用卫星链路带宽去源站获取资源，从而实现一次缓存多次利用，节省卫星带宽的目的，进而缩短用户访问互联网的时延，提升用户体验度。
42.实施例2
43.参阅图2，本发明提供的一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，，其远端用户请求资源的流程如下：
44.处于中远海或偏远山区的远端用户，通过手机、平板电脑以及其他电子终端设备接入卫星通信系统中，并尝试通过卫星网络访问相关的资源。
45.远端用户请求的资源信息通过端口镜像或者分光旁路的方式发送到远端站资源服务器上，远端站资源服务器上的cdn服务捕获到用户的请求信息后，系统的重定向分析模块会根据用户的请求内容以及系统的白名单设置，决定是否对请求的信息提供加速服务。若请求内容不包含在白名单内，则直接将用户的请求指向源站，远端用户通过卫星链路从源站获取相关资源；若请求内容包含在白名单内，则重定向分析模块向用户发送302重定向数据包。
46.远端用户接收到302重定向数据包后，向系统缓存模块重新发送访问请求，缓存模块接收到用户请求后，检查本地是否包含该资源的缓存数据，若包含，则将缓存服务器地址发送给客户，引导远端用户直接通过内网访问缓存资源服务器，获取需要的资源；若不包含，则将请求信息通过卫星链路发送给地面中心站资源服务器。
47.参阅图3，本发明提供的一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，其地面中心站响应资源请求的流程如下：
48.地面中心站服务器上cdn服务接收到远端用户的资源请求后，检查本地服务器上是否含有请求的资源。
49.若含有相应的请求资源，则通过卫星链路将资源发送给远端站资源服务器，并返还给远端用户，完成用户请求。
50.若不含有相应的请求资源，则通过互联网回源下载相应的资源，并将资源数据按文件类型在中心站资源服务器上进行存储，同时通过卫星链路将资源发送给远端站资源服务器，并返还给远端用户，完成用户请求。
51.按照上述步骤完成资源信息请求后，远端用户若再次访问相同的资源，则可以通过内网直接从本地服务器上获取，而不必再次占用卫星资源去源站获取，从而可以实现一次缓存多次利用、节省卫星带宽资源、降低运营成本等目的。
52.实施例4
53.当远端用户第一次请求某资源时，cdn服务从源站请求资源，并在地面中心站服务器及远端资源服务器上保存缓存文件；当远端用户再次请求某资源时，cdn服务通过重定向的方式，指引用户直接从本地资源服务器上获取资源，而不必再次占用卫星链路带宽去源站获取资源，从而缩短用户访问互联网的时延，实现加速效果，提升用户体验度。
54.以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，
均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，其特征在于，具体步骤如下：s1、远端用户通过接入设备接入包含cdn服务的卫星通信系统；s2、远端用户请求资源服务；s3、远端资源服务器接收到用户请求后，检查是否含有用户请求的资源；若有，返还用户请求资源完成请求；若无，则通过卫星链路向地面中心站请求用户内容；s4、地面中心服务器接收到远端站服务器的请求后，检查地面中心站服务器上是否含有请求的资源；若有，则通过卫星链路返还远端资源服务器请求资源完成请求；若无，则从互联网回源下载资源并通过卫星链路返还给远端资源服务器，同时中心站将资源数据以文件类型在地面中心站服务器存储；s5、远端资源服务器接收到地面中心站的响应，存储数据并响应用户，完成用户的一次请求；远端用户后续再次请求到同一资源时，即可直接由该用户所在远端资源服务器提供，实现内容加速效果。2.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，其特征在于：所述远端用户是指处于中远海或偏远山区中，接收不到基站信号的用户，只能通过卫星通信与外界建立联系；所述接入设备包括手机、平板电脑或计算机。3.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，其特征在于：所述步骤s2中远端用户为浏览特定资源发起dns解析请求，请求信息通过端口镜像或分光旁路的方式发送给远端资源服务器。4.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，其特征在于：所述步骤s3中远端资源服务器接收到请求信息后，系统的重定向分析控制模块根据用户请求内容及系统设置要求即白名单，决定是否对请求的信息提供服务；如该内容数据属于白名单范围，则重定向分析控制模块向用户发送302重定向数据包，引导用户向缓存模块重新发出访问请求。缓存模块接收到用户请求后，若检查到本地含有请求资源，则将缓存服务器地址发送给用户，引导用户直接通过内网访问缓存资源服务器，获取资源。5.根据权利要求4所述的一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，其特征在于：所述重定向分析控制模块是针对监听到的远端用户上行访问数据进行分析，并重定向用户访问请求到缓存模块上。6.根据权利要求4所述的一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，其特征在于：所述重定向分析控制模块若检测到内容数据不在白名单范围内，则不提供缓存加速服务，并将请求直接指向资源源站，即远端用户直接从源站获取所需资源。7.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，其特征在于：所述卫星链路包括远端收发站、上行链路、卫星转发器、下行链路以及地面收发站组成的传输链路。8.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，其特征在于：所述步骤s4中，地面中心站服务器接收到来自远端站的资源请求信息，先在本地缓存服务器上查询是否有匹配的资源，若有，则将资源数据通过卫星链路返还给远端资源服务器；若无，则通过互联网直接从源站下载资源数据，并将资源数据在本地资源缓存服务器上以文件类型的方式进行存储，然后再通过卫星链路将资源数据返还给远端资源服务器。9.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的cdn网络系统的工作方法，其特征在于：
当远端用户请求的资源，在本地资源服务器上已经有缓存时，用户可以直接从资源服务器上获取资源。

技术总结
本发明公开一种基于卫星通信的CDN网络系统的工作方法，具体步骤如下：远端用户通过接入设备接入包含CDN服务的卫星通信系统；远端用户请求资源服务；远端资源服务器接收到用户请求后，检查是否含有用户请求的资源；地面中心服务器接收到远端站服务器的请求后，检查地面中心站服务器上是否含有请求的资源；远端资源服务器接收到地面中心站的响应，存储数据并响应用户，完成用户的一次请求。本发明在保证远端用户可以通过卫星链路与外界互联互通的前提下，引入互联网内容加速系统，构建一套适用于卫星通信的CDN网络系统，使得远端用户再次请求同一资源时，不必再从源站获取，从而可以实现一次缓存多次利用、节省卫星带宽资源、降低运营成本等目的。降低运营成本等目的。降低运营成本等目的。


技术研发人员：杨永杰 路易 肖李鹏
受保护的技术使用者：南通先进通信技术研究院有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8