CN102656579A - 互联网基础设施调查 - Google Patents

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Abstract

一种用于调查互联网访问质量的系统，包括域名服务器，其被注册为对域名具有权威并且被配置为接收用于解析伪装主机名的DNS查询并从伪装主机名中提取访问质量指示符，以及门户网站，其被配置为向web浏览器传输数据调查代码，该数据调查代码被配置为访问资源，响应于资源访问确定访问质量指示符，生成包括访问质量指示符和域名的伪装主机名，并且发起DNS查询。

Description

互联网基础设施调查
技术领域
本发明总体上涉及数据通信，并且尤其涉及用于访问计算机资源的方法、系统和计算机程序产品。
相关申请数据
本申请要求于2009年11月4日提交的题为“ResourceInfrastructure Data Survey”的美国临时专利申请61/258,042的优先权，其全文通过引用结合于此。
背景技术
诸如在个人计算机上或移动计算设备上运行的web浏览器之类的web客户端访问各种互联网资源(下文中称为“资源”)，该资源可以包括文件、web页面、应用和邮件服务器，以及包括用于语音和其它媒体的网关在内的访问服务。资源通常在基础设施内进行维护，上述基础设施可以包括企业数据中心、云计算基础设施和内容递送网络(CDN)。
为了访问互联网上的资源，web客户端必须发出包括互联网协议(IP)地址的请求。为了获得IP地址，web客户端通常发起用于解析诸如www.example.com之类的完全限定域名的域名系统(DNS)查询。DNS解析在题为“DOMAIN NAMES IMPLEMENTATION ANDSPECIFICATION”的互联网工程任务组(IETF)的出版物RFC 1035以及包括RFC 1033、1034、1912、2181、2136、2535和4033的涉及DNS的其它IETF出版物中描述，上述出版物的教导通过引用全部结合于此。通常，为域名(例如，example.com)注册权威(authoritative)域名服务器(nameserver)，从而使得权威域名服务器接收用于解析作为该域名的子域的FQDN的DNS查询。
可以由web客户端出于不同于寻求FQDN解析的原因而进行DNS查询。其教导通过引用结合于此的IETF RFC 5782描述了一种用于DNS黑名单(DNSBL)的协议，邮件服务器通过该协议发起DNS查询以检查邮件发送方是否处于黑名单上。查询包括具有两部分的FQDN。一个部分是通过其将查询路由至权威域名服务器的域名，而另一部分是邮件发送方的IP地址(按照反转八进制的形式)。权威域名服务器返回指示邮件发送方是否被列入黑名单的响应。
Levow等人的公开号为2009/0083413的美国专利申请描述了一种用于测量数据块在电子邮件中出现的频率的方法，其公开内容通过引用结合于此。高频率可以指示数据块是垃圾邮件(spam)或恶意软件。算法生成数据块的散列码。该散列码包括于在DNS查询中被递送至域名服务器的FQDN中。
Barrick，Jr.等人的美国专利6,006,260描述了收集与由信息用户在网络上所经历的加载时间相关的信息，其公开内容通过引用结合于此。浏览器代理响应于用户访问Web页面的请求而被发送至用户机器。浏览器代理测量下载时间间隔并且发送经修改的包含性能参数的HTTP GET请求。
Jones的美国专利申请2010/0161787描述了经由浏览器应用请求与所选择的web页面URL相对应的内容，解析捕获的分组以提取各种统计并且将统计存储至输出文件的设备，其公开内容通过引用结合于此。
发明内容
本发明的实施例提供了用于调查web客户端在访问给定基础设施处的资源时所遭遇的访问质量(下文中为“互联网访问质量”或者简单地为“访问质量”)的系统和方法。调查结果可以随后被应用于可包括确定访问路线、访问的定价以及维护服务质量(QoS)承诺在内的应用。
因此，依据本发明的实施例，提供了一种用于调查访问质量的方法，包括：在DNS域名服务器接收用于解析伪装主机名的DNS查询。伪装主机名包括访问质量指示符，并且该方法包括从伪装主机名提取访问质量指示符。一些实施例可以进一步包括响应于访问质量指示符生成访问质量简档，并且将该访问质量简档输送至请求方。典型地，访问质量简档专用于基础设施，并且也可专用于客户端区域，该客户端区域可能为网络或地理区域。可以通过在域名服务器处接收提供访问质量的一个或多个附加的相应指示符的一个或多个附加DNS查询，并且计算多个所接收的指示符的平均或差异或时间加权平均来生成访问质量简档。一些实施例还可以包括响应于简档确定优选互联网访问路线。确定互联网访问路线通常包括确定web客户端在其处访问资源的基础设施。
通常，DNS域名服务器被注册为对伪装主机名中所包括的域名具有权威，由此DNS查询被路由至DNS域名服务器。典型地，由访问质量指示符所指示的访问质量是包括互联网通信的往返时间、连接延迟时间、传输速度、传输速度的可变性、通信错误率和资源可用性在内的一组访问质量类型之一。
依据本发明的另外的实施例，还提供了一种调查互联网访问质量的方法，包括：向web客户端传输代码，其中该代码被配置为在web客户端处执行以确定访问质量指示符，创建包括访问质量指示符和域名的伪装主机名，以及发起用于解析伪装主机名的DNS查询。该代码可以被配置为通过发出针对资源的请求并且测量关于响应的访问质量类型来确定访问质量指示符。所测量的访问质量类型通常是包括互联网通信的往返时间、连接延迟时间、传输速度、传输速度的可变性、通信错误率和资源可用性在内的一组访问质量类型之一。通常，资源在基础设施处被配置为web客户端可访问的。可以从基础设施处的高速缓存访问测试资源，并且该代码被配置为通过发出两个针对测试资源的请求并且将随机生成的资源参数添加到每个请求来发出针对测试资源的请求。
代码可以被配置为通过请求由伪装主机名所指定的地址处的资源来发起DNS查询。在一些实施例中，web客户端是web浏览器，并且代码被配置为以对于web浏览器的用户透明的方式在web浏览器内运行。在一些实施例中，代码被配置为将访问质量指示符四舍五入至较低精确度，从而使得用于解析伪装主机名的DNS请求可以被解析器所解析。
依据本发明的实施例，提供了一种用于调查互联网访问质量的方法，包括：发出针对资源的请求，响应于请求生成访问质量指示符，创建包括访问质量指示符的伪装主机名，以及发起用于解析伪装主机名的DNS查询。
依据本发明的实施例，还提供了一种用于调查互联网访问质量的系统，包括：门户网站，其被配置为向web浏览器传输数据调查代码，其中数据调查代码被配置为在web浏览器内运行以执行如下步骤：访问资源，响应于资源访问确定访问质量指示符，生成包括访问质量指示符和域名的伪装主机名，以及发起用于解析伪装主机名的DNS查询；以及域名服务器，其被注册为对域名具有权威并且被配置为接收DNS查询并且从伪装主机名中提取访问质量指示符。
附图说明
本发明可以通过结合附图对其实施例进行的以下详细描述而得到更为全面的理解，其中：
图1是根据本发明的实施例的用于调查访问质量的系统的说明性示意图；以及
图2是根据本发明的实施例的用于调查访问质量的方法的流程图。
具体实施方式
图1是根据一个实施例的包括访问质量监测器(AQM)22的系统20的说明性示意图。AQM 22是被注册为对诸如aqm.net之类的域具有权威的DNS域名服务器。AQM被配置为处理DNS查询，特别是用于解析对访问质量的指示符进行编码的完全限定域名(FQDN)的DNS查询。
下文中，对访问质量指示符进行编码的FQDN被称作伪装主机名。伪装主机名通常包括两个部分。一个部分是针对其诸如AQM 22之类的AQM具有权威的域名(即，在给定情形中的域名aqm.net)。伪装主机名的另一部分是包括访问质量指示符的关键字符串。出于说明的原因，访问质量指示符可以具有值2314，其可以表示通信延迟为231.4ms。利用指示符进行编码的伪装主机名可以是2314.aqm.net。关键字符串中可以包括附加信息，诸如可以访问的基础设施和资源的标识符以及所测量的访问质量的类型。如以上所描述的，包括“rtt”访问质量类型的示例性伪装主机名将是rtt.2314.aqm.net。
伪装主机名被生成为符合FQDN规范，诸如IETF RFC 2181中所规定的255字节的长度限制。如以下进一步描述的，AQM被配置以使得响应于接收到用于解析伪装主机名的DNS查询，提取并处理访问质量的指示符。由于在DNS查询内的访问质量指示符被接收，所以指示符的通信避免了许多典型形式的互联网客户端/服务器通信中IP解析所需的时间延迟。此外，由于如以下进一步描述的解析器高速缓存，可以有利地减少一些通信负载。
AQM也可以实施如在指派给本发明发明人的申请号US 10/51720(PCT US10/51720)的PCT申请中所公开的数据调查服务器的功能，并且上述PCT申请的全文通过引用结合于此。PCTUS 10/51720公开了一种数据调查服务器，其将访问质量数据传输至在图1中被示为DNS应用服务器24的DNS应用服务器。数据可以由AQM作为连续、同步或异步的数据流进行传输，或者可以按照要求进行传输，也就是说在DNS应用服务器或另一个数据请求方请求时进行传输。DNS应用服务器基于访问质量数据将由web客户端所进行的访问指引到基础设施。备选地或附加地，AQM可以实现DNS应用服务器的功能，包括指引访问的功能。
在说明性的情形中，AQM 22从解析器25接收包括伪装主机名的DNS查询，该DNS查询已经由web客户端26所发起。web客户端26可以是web浏览器，诸如Microsoft Internet Explorer或GoogleChrome，其支持诸如JavaScript之类的动态可执行代码。DNS查询通常利用用户数据报协议(UDP)进行传输，但是也可以通过传输控制协议(TCP)进行传输。所传输的消息通常包括解析器的IP地址。在一些实施例中，AQM可以被配置为将解析器地址与客户端区域28相关联。客户端区域28可以是IP网络，诸如在IETF RFC 1930中所描述的自治系统(AS)，其通常是互联网服务提供商(ISP)所管理的网络。备选地或附加地，客户端区域可以关联至地理区域，诸如城市、国家或大陆。
在本发明的实施例中，web客户端26执行调查代码30，其生成包括伪装主机名的DNS查询。典型地，调查代码30是在web页面32内执行的动态HTML(DHTML)代码的形式。
通常，web页面32提供服务或者包括与调查代码的操作无关的内容，并且调查代码被配置为在web客户端内与web页面服务或内容的执行并行地运行。调查代码的执行对于web客户端的用户通常是透明的。
web客户端可以从门户网站34接收web页面。门户网站34被理解为被配置为利用超文本传输协议(HTTP)或者诸如文件传输协议和流媒体协议之类的其它互联网访问协议提供所请求的资源的软件和硬件的系统。从门户网站可访问的资源可以在一个或多个互联网基础设施内物理地维护，该基础设施包括基础设施36。
调查代码被配置为具有用于确定对与访问诸如基础设施36处的测试资源38之类的资源相关联的访问质量的测量的指令。测试资源38可以是任意类型的互联网资源，其在被访问时向web客户端返回消息或其它形式的内容。在一个实施例中，测试资源可以是JavaScript代码。以JavaScript进行编码的调查代码以及同样为JavaScript代码的测试资源的示例在附录中示出。
在说明性情形中，访问质量的测量可以是与访问测试资源相关联的时间延迟。时间延迟可以包括以下的一个或多个：响应或“往返”时间(发送请求资源的传输和接收响应之间所流逝的时间)；连接时间(诸如进行IP连接、SSL连接或者到事务应用服务器的连接的时间)；以及传输字节之间的时间(即，传输速度，通常以字节/秒进行测量)。
由于一些基础设施，特别是CDN，对来自主要或“原始”来源的资源进行高速缓存，所以访问质量的进一步测量可以是测量测试资源的第二次访问的时间延迟，由此当测试资源处于CDN高速缓存中时测量访问质量。
访问质量的附加测量可以是错误或数据损坏比率(datacorruption rate)(诸如坏字节或坏分组的百分比，或者分组丢失的比率)、连接可变性或抖动(诸如传输速度或错误率的可变性)，以及对可用性的测量(连接或服务是否完成的指示符)。
调查代码可以被配置为在访问不同类型的资源时测量访问质量的不同方面。例如，可以针对诸如大于10千字节的文件之类的相对大的文件测量传输时间和抖动，而可以在访问提供短响应消息的资源时测量可用性和连接时间的测量。抖动可能尤其与音频或视频流传输资源相关。
就访问质量是网络和基础设施性能的函数这方面而言，web客户端在访问基础设施处的测试资源时所遭遇的访问质量通常类似于客户端区域中的其它web客户端所遭遇的访问质量。以下进一步描述的由AQM所生成的访问质量的简档通常表示从区域到给定基础设施的访问质量。
图2是根据本发明的实施例的用于调查访问质量的方法200的流程图。
在初始步骤202，门户网站34从web客户端26接收针对web页面32的请求。所请求的web页面包括如上所述的调查代码30。调查代码可以由页面的提供商(“资源提供商”)添加到web页面。响应于来自web客户端的请求，门户网站向web客户端递送包括调查代码的web页面。
在一些实施例中，添加到web页面的桩代码(stub code)指引web客户端以从诸如由AQM运营商所管理的位置之类的不同web位置获取调查代码。调查代码还可以被划分为若干代码段，每个代码段由web客户端单独接收。在备选的实施例中，web客户端可以被配置为最初包括调查代码。
在步骤204，web客户端执行调查代码，其为包括步骤206-212的操作。调查代码通常一旦web页面被加载到web客户端就开始执行。如在附录中所示出的示例性调查代码中所指示的，调查代码可以被配置为访问多个基础设施处的质量测量。在示例性代码中，多个选项中的一个基础设施被选择作为在那里访问测试资源的基础设施。
在步骤206，调查代码进行访问质量测量，其为包括请求测试资源38以及进行关于对该请求的响应的测量的操作。以上参考图1对访问质量的若干测量进行了描述。
在一个实施例中，如附录I的示例性调查代码中所示，由调查代码发出针对所选择基础设施处的测试资源的HTTP请求。还设置计时器以便测量发出请求和接收测试资源之间的时间延迟。在另外的实施例中，备选地或附加地，调查代码可以被配置为利用其他web协议发出资源请求，包括用于访问实时服务以及针对多媒体的协议。
如附录中的示例性调查代码的第15行中所示，随机生成的资源参数也可以被添加到请求。添加随机变量以使得所请求的资源不是从浏览器高速缓存或者ISP高速缓存服务器、网络中的其它高速缓存服务器所提供，而是从所选择的基础设施自身提供。
诸如作为动态可执行代码的JavaScript代码之类的测试资源可能是有利的，这是因为测试资源自身可以在测试资源一被接收和执行就关闭计时器(附录中的示例性测试资源代码的第3行)。因此，调查代码无需等待到web浏览器提供了资源接收通知。无论测试资源的类型如何，调查代码通常维护计时器的测试可用性，其在特定时间段内没有接收到响应时“超时”。
如以上所描述的，可以进行其它类型的访问质量测量，其中一些可能更适合不同类型的测试资源。调查代码可以依次或并行进行多种测量。
可以在待调查的基础设施上维护多个测试资源。在这些资源中，一些可以是相同的，由此允许在基础设置之间进行访问质量的比较。
在步骤208，调查代码基于所测量的访问质量生成指示符。该指示符可以被生成为整数，诸如指示可用性或时间延迟的标志，其可以以千分之一或万分之一秒为单位。该指示符也可以被四舍五入为较低的准确程度，诸如接近百分之一秒，从而使得0.2314秒的延迟将提供指示符2300而不是2314。如以下进一步描述的，平均化允许DNS查询由解析器从解析器高速缓存进行解析。
在步骤210，调查代码生成伪装主机名，其包括关键字符串和域名。关键字符串至少包括访问质量的指示符。关键字符串还可以包括与所测量的访问质量相关的附加参数，诸如所测量的访问质量的类型以及资源、基础设施和门户网站的名称。关键字符串继而被添加到域名。
在步骤212，调查代码执行访问资源的指令，资源的地址是伪装主机名。这样的指令的示例在附录中的示例性测试资源代码的第9-11行中示出。对于名为pub-infra0的基础设施以及访问质量的指示符2314而言，所生成的指令为：
<script src＝″http://rtt.2314.pub-infra0.aqm.net″></script>
该指令使得web客户端生成DNS查询，从而实际上由该指令发起DNS查询。在给定示例中，资源被指定为互联网地址，也就是伪装主机名。指令中所指定的资源也可以利用文件名来指定。
DNS查询被解析器所接收，其继而解析来自解析器高速缓存的伪装主机名或者将查询转发至AQM 22。通常，解析器在生存时间(TTL)内对伪装主机名进行高速缓存，上述生存时间是通过来自AQM的DNS响应设置的时间周期。当来自给定客户端区域的访问质量相对恒定时，许多DNS查询将不会到达AQM，在解析器高速缓存中被解析。这样的操作在AQM向可能仅在访问质量变化时需要通知的应用提供访问质量数据时是特别成本有效的，上述应用包括诸如性能监测和访问路由之类的应用。如以上所描述的，指示符的四舍五入增大了可以认为其上访问质量没有变化的范围。因此，要理解的是，AQM上的负载可以通过TTL设置以及对访问质量指示符所执行的四舍五入的程度来控制。
在步骤214，AQM接收并处理DNS查询，其为包括步骤216-220的操作。
AQM首先确定DNS请求包括伪装主机名。调查代码可以被配置为生成多种格式的伪装主机名，其可以出于安全原因而随时间变化。在步骤216，AQM从伪装主机名的关键字符串提取访问质量指示符，以及附加的关键字符串参数。在步骤218，AQM继而可以向解析器提供DNS响应。在一些实施例中，AQM可以利用本地IP地址127.0.0.1向web客户端自身发送解析作为DNS响应。本地解析可以在web页面生成错误消息，这是通常被忽略的错误消息。备选地，DNS响应可以包括针对实际web服务器的解析，其被配置为利用实际资源进行响应，也就是利用实际可访问的资源进行响应。由调查代码所执行的指令还可以被配置为包括实际资源的名称，如果被接收，其也可以被web页面所忽略。
在取得了访问质量指示符之后，AQM可以在步骤220生成访问质量的简档。简档是可以提供至DNS应用服务器22或访问质量数据的其它请求方的数据值或数据流。诸如资源提供商或CDN提供商之类的一些请求方可以将访问质量数据用于记账目的或者用于确认或维护服务质量(QoS)承诺。
在一些实施例中，简档专用于给定基础设施。备选地或附加地，简档可以基于两个或更多基础设施之间的访问质量的差异。简档还可以专用于客户端区域，也就是说，专用于给定网络、ISP或地理区域。简档也可以通过向一系列访问质量指示符应用附加函数来生成。例如，简档可以是访问质量依赖于时间的移动平均，该移动平均用来过滤掉假测量。移动平均也可以被时间加权，从而使得更为近期的结果(即，访问质量指示符)在所计算的平均中具有更大权重。
在步骤222，AQM可以将简档输送至DNS应用服务器或其它请求方。备选地或附加地，AQM可以应用访问质量简档来执行DNS应用服务器的功能。特别地，AQM可以通过确定针对访问的优选基础设施来确定具体客户端区域中的web客户端访问资源所可以通过的路线，基于一个或多个访问质量简档选择该优选基础设施。
所要理解的是，上面所描述的实施例通过示例被加以引用，并且本发明的范围包括以上所描述的各种特征的组合和子组合二者，以及本领域技术人员在阅读了以上描述之后可以对其进行的没有在现有技术中所公开的变化和修改。
附录
示例性调查代码和测试资源
调查代码：
测试资源(JAVASCRIPT代码示例)：
Figure BPA00001547142300122
Figure BPA00001547142300131

Claims (21)

1.一种用于调查互联网访问质量的方法，包括：
在DNS域名服务器接收用于解析伪装主机名的DNS查询，其中所述伪装主机名称包括访问质量指示符；以及
从所述伪装主机名提取所述访问质量指示符。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
响应于所述访问质量指示符生成访问质量简档；以及
将所述访问质量简档输送至请求方。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述访问质量简档专用于基础设施。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述访问质量简档专用于客户端区域。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述访问质量指示符是第一指示符，并且生成访问质量简档包括：
在所述域名服务器接收提供访问质量的一个或多个附加的相应指示符的一个或多个附加DNS查询；以及
计算第一指示符以及一个或多个附加指示符的平均。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述访问质量指示符是第一指示符，并且生成访问质量简档包括：
在所述域名服务器接收提供访问质量的一个或多个附加的相应指示符的一个或多个附加DNS查询；以及
计算第一指示符与一个或多个附加指示符的差异。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述访问质量指示符是第一指示符，并且生成访问质量简档包括：
在所述域名服务器接收提供访问质量的一个或多个附加的相应指示符的一个或多个附加DNS查询；
测量接收第一DNS查询和一个或多个附加DNS的每个附加DNS之前的时间；以及
计算所述第一指示符与一个或多个附加指示符的时间加权平均。
8.根据权利要求2所述的方法，进一步包括响应于所述简档确定优选互联网访问路线。
9.根据权利要求8所述的方法，其中确定优选互联网访问路线包括：确定web客户端在其处访问资源的基础设施。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述伪装主机名包括域名，并且进一步包括将所述DNS域名服务器注册为对所述域名具有权威的。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所指示的访问质量的类型是包括互联网通信的往返时间、连接延迟时间、传输速度、传输速度可变性、通信错误率和资源可用性的一组访问质量类型之一。
12.一种用于调查互联网访问质量的方法，包括：
向web客户端传输代码，其中所述代码被配置为在所述web客户端执行以确定访问质量指示符，创建包括所述访问质量指示符和域名的伪装主机名，以及发起用于解析所述伪装主机名的DNS查询。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述代码被配置为通过发出针对测试资源的请求以及测量关于响应的访问质量类型，确定所述访问质量指示符。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所测量的访问质量的类型是包括互联网通信的往返时间、连接延迟时间、传输速度、传输速度可变性、通信错误率和资源可用性的一组访问质量类型之一。
15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括在基础设施处将所述测试资源配置为所述web客户端可访问的。
16.根据权利要求15所述的方法，其中从所述基础设施处的高速缓存访问所述测试资源，并且所述代码被配置为通过发出针对所述测试资源的两个请求以及将随机生成的资源参数添加到每个请求，发出针对所述测试资源的请求。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述代码被配置为通过请求由所述伪装主机名所指定的地址处的资源来发起所述DNS查询。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述web客户端是web浏览器，并且所述代码被配置为以对所述web浏览器的用户透明的方式在所述web浏览器内运行。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述代码被配置为将所述访问质量指示符四舍五入为较低精确度，从而使得所述用于解析所述伪装主机名的DNS请求能够被解析器所解析。
20.一种用于调查互联网访问质量的方法，包括：
发出针对资源的请求；
响应于所述请求生成访问质量指示符；
创建包括所述访问质量指示符的伪装主机名；以及
发起用于解析所述伪装主机名的DNS查询。
21.一种用于调查互联网访问质量的系统，包括：
域名服务器，其被注册为对域名具有权威的，并且被配置为接收用于解析伪装主机名的DNS查询并且从所述伪装主机名中提取访问质量指示符；以及
门户网站，其被配置为向web浏览器传输数据调查代码，其中所述数据调查代码被配置为访问资源，响应于所述资源访问确定所述访问质量指示符，生成包括所述访问质量指示符和所述域名的所述伪装主机名，以及发起所述DNS查询。
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