非侵入式Web請求加速平臺研究

毛正雄,趙志宇,孫北寧

（云南電網有限責任公司信息中心，云南昆明，650051）

非侵入式Web請求加速平臺研究

毛正雄,趙志宇,孫北寧

（云南電網有限責任公司信息中心，云南昆明，650051）

通過對非侵入式web請求加速平臺的研究建設，要達到在不對原有系統(tǒng)做較大改動的前提下，有效加快web頁面的加載速度，節(jié)約服務器、帶寬等硬件資源的目的。從而提高系統(tǒng)性能，使得web應用能夠更好地為企業(yè)提供信息化服務。因此，構建非侵入式web請求加速平臺意義十分重大。

非侵入式Web；平臺構建；分析探討

1 研究方向和指標

1.1 主要技術內容

1.1.1 非侵入式保障。研究靜態(tài)資源從web應用系統(tǒng)中分離的方式，將web應用的靜態(tài)資源內容分發(fā)到加速平臺。非侵入式的加速，通過對請求的數(shù)據(jù)報文分析，通過對于鏈路中業(yè)務系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)流量的精確識別與解析，識別出報文協(xié)議或會話類型后，按照指定的配置策略將滿足匹配條件的請求，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)、策略配置及資源分布情況，將用戶訪問請求引導至平臺的緩存系統(tǒng)，若請求的資源在平臺中存在，則直接生成對應的響應消息；若請求的資源不存在平臺上，請求將被轉發(fā)到原業(yè)務系統(tǒng)，當請求返回時，平臺將解析資源并緩存。

1.1.2 壓縮資源。為了提高WEB應用的響應速度，降低網絡資源消耗，對資源進行必要的壓縮能夠取得良好的效果。將系統(tǒng)的資源內容進行壓縮，使其減小被下載時占用的內存和網絡帶寬。資源的壓縮，分為資源的壓縮傳輸和圖片資源的縮放兩塊內容。普通靜態(tài)資源的壓縮傳輸方面，主流瀏覽器均支持接收gzip壓縮的html流，因此加速平臺可以開啟GZIP壓縮，能夠大大降低網絡傳輸量，起到節(jié)約帶寬，避免不必要開銷的作用。圖片壓縮方面，因為原始尺寸的圖片可能過大，加速平臺需要對于圖片資源提供必要的縮放功能。

1.1.3 資源合并。對于css、js等資源文件，研究盡量合并多次請求為一次請求，減少請求次數(shù)，加快頁面加載速度的方法。盡管目前主流的HTTP服務器都提供了KEEP-ALIVE的能力，但是現(xiàn)今企業(yè)內部信息系統(tǒng)的復雜度較高，單個頁面往往包含大量的樣式文件、腳本文件、圖片資源等文件。反復多次的請求既增加了帶寬開銷（HTTP請求頭和響應頭較多），又加大了服務器的響應壓力，為解決此問題，可以在加速平臺端提供資源的合并下載能力。

1.1.4 緩存的使用。在瀏覽器端發(fā)送web請求以后，加速平臺利用緩存直接返回瀏覽器端。對于命中內容直接向用戶提供服務，對未命中內容代理用戶向源站請求獲取相關內容，通過重復利用緩存內容實現(xiàn)訪問加速與流量本地化的目標。平臺緩存對于請求的文件，通過文件名、文件大小、文件Hash值和黑白名單等結合的方式，智能的判斷文件是否需要進行緩存。緩存的文件準確率高，避免重復緩存帶來的帶寬和緩存空間的浪費。緩存系統(tǒng)根據(jù)所設置的閾值，對于需要緩存的文件，只在內網存在用戶下載次文件時，緩存系統(tǒng)才會緩存該文件。例如，當某文件達到閾值緩存系統(tǒng)開始緩存此文件，并同時為用戶提供緩存服務；在這個文件未緩存完，但是在緩存系統(tǒng)服務的網絡中沒有用戶在下載此文件，系統(tǒng)本身也停止下載。這樣做，首先可以避免因惡意下載攻擊；其次，不會因用戶錯誤點擊而造成緩存觸發(fā)，緩存用戶不需要文件，造成緩存帶寬和緩存空間的浪費。

1.1.5 資源負載均衡。Web請求加速平臺建立統(tǒng)一的配置生成機制，基于一系列約定自動生成并更新配置文件，配置修改后，通過重加載實現(xiàn)動態(tài)加載配置。對用戶請求和互聯(lián)網流量進行管理分配，支持多種負載均衡算法，能夠將請求和數(shù)據(jù)流有效分發(fā)至不同的緩存服務設備，使得平臺可以通過集群機制支持較高的用戶規(guī)模。

1.1.6 資源管理。平臺統(tǒng)一管理靜態(tài)資源文件，將靜態(tài)內容介質從運行容器中剝離出來，實現(xiàn)各個不同web應用系統(tǒng)靜態(tài)資源文件的統(tǒng)一管控。

1.2 主要技術難點

（1）非侵入式難點在于如何在不對原有的代碼、系統(tǒng)運行環(huán)境做大的改造的前提下來加速web請求。要求平臺本身具有輕量級的特點，與應用本身無耦合。

（2）節(jié)約服務器資源，提高服務器效率。要加速web請求，在終端配置不受控制的情況下，如何節(jié)約服務器資源，同時提高服務器效率就變得極為重要。提高能力節(jié)約資源可以分為兩部分，一部分是如何讓應用本身卸下其不擅長的靜態(tài)資源下載的重擔，成為專門專業(yè)的業(yè)務服務；第二部分是如何構建高效、低成本的靜態(tài)資源服務器。

（3）提高web請求速度，需要從減少網絡流量的角度出發(fā)，優(yōu)化協(xié)議等方式目前還不夠成熟，提供其他手段來減少流量成為當前web請求加速的一個重點和難點。

2 非侵入式Web請求的創(chuàng)新點2.1 指標創(chuàng)新目標

通過構建高效、可行的非侵入式web請求加速平臺，以期達到在不對原有系統(tǒng)做較大改動的前提下，有效提升web頁面的加載速度，節(jié)約服務器、帶寬等硬件資源的目標。通過對該項目的研究，尋找能夠降低硬件成本，節(jié)約帶寬資源，提高web請求的頁面加載速度的方法，降低IT建設成本，提高用戶滿意度，提高工作效率。項目中研究嘗試對靜態(tài)資源進行統(tǒng)一的剝離，建立一套獨立于應用運行平臺之外的靜態(tài)資源web加速平臺，使其具有輕量級、低耦合、非侵入式，高效性等特點。

2.2 加速平臺創(chuàng)新點

2.2.1 非侵入式

靜態(tài)資源從web應用系統(tǒng)中分離的方式，將web應用的靜態(tài)資源內容分發(fā)到加速平臺，只需通過簡單的外部配置即可實現(xiàn)動靜分離的目的，從而實現(xiàn)web請求加速。

2.2.2 無需人工干預自動進行靜態(tài)資源分離

2.2.3 正反向“資源”加速

（1）正向內容加速 —— 用戶端

加快互聯(lián)網訪問速度

提高下載速率

讓現(xiàn)有帶寬容納更多的用戶

（2）反向內容加速 —— 服務器端

加快網站的響應速度

降低網站服務器的負載

作為網站的遠程鏡像

3 主要技術經濟指標

3.1 一次建設后續(xù)受益

通過建立web請求加速平臺，現(xiàn)有的web應用和后續(xù)的web應用均可以從中受益，改造成本較低，受益面廣。業(yè)務質量指標將達到以下指標：

(1) 頁面打開成功率。定義：加速后，網站頁面打開成功次數(shù)與打開總次數(shù)之百分比。參考指標值：不低于99.99%

(2) 頁面下載速率。定義：加速后，業(yè)務系統(tǒng)頁面的下載速率； 參考指標值：在4M寬帶接入條件下，速率不低于128Kbps；

(3) 頁面下載加速比。定義：加速前后，頁面平均下載速度的比值； 參考指標值：不低于50%（快一倍以上）；

(4) 文件下載成功率。定義：加速后，HTTP文件下載成功次數(shù)與文件下載總次數(shù)之比。指標值要求：不低于99.99%

(5) 文件下載速率。定義：加速后，HTTP大文件所有字節(jié)數(shù)與下載時長的比值。指標值要求：在4M的寬帶接入條件下，下載速率不低于1Mbps

(6) 文件下載加速比。定義：加速前后，下載HTTP大文件平均下載速度的比值；。參考指標值：在4M的寬帶接入條件下，不低于50%（快一倍以上）；

4 結語

相比目前的模式，首先應用程序服務器原本用于靜態(tài)資源下載的服務器資源得以釋放，這樣原本可能需要投入大量的服務器資源的應用程序服務器可能因為將計算能力從無關細節(jié)轉移到主要業(yè)務上而提高使用率；從而降低硬件資源投入。此外，因為資源壓縮，所以網絡利用率可以大幅提高，因此企業(yè)在網絡上的成本也將大幅降低。

潘慶超.Web3.0下的信息服務探析[J].圖書館理論與實踐,2010(04)

毛正雄，男，大學本科，工程師，云南電網有限責任公司信息中心，主要從事電網信息化運維管理。

趙志宇，男，學士，高級工程師，云南電網公司信息部，從事信息化規(guī)劃管理。

孫北寧，男，學士，中級工程師，云南電網公司信息部，從事信息化規(guī)劃管理。

因為2%＜2.5%

所以該電表合格。

或 該電壓表的示值誤差為2V。

5 結束語

本文通過對幾個典型的誤差計算問題進行了具體求解。對相對誤差，引用誤差，準確度等級有了進一步的理解。然而對于日常檢定工作中出現(xiàn)的相關問題，還需我們在日常工作中通過經驗的積累和對概念的理解具體問題具體分析。

參考文獻

[1]陳劍釗.智能儀器儀表技術前景與應用[J].數(shù)字技術與應用.2014(03)

[2]范曉紅.淺談智能儀器儀表技術的發(fā)展及其應用[J].數(shù)字技術與應用.2014(05)

作者簡介

柳靜媛（1972年）女，大學本科，工程師，研究方向：壓力計量。

Research on non intrusive Web request acceleration platform

Mao Zhengxiong,Zhao Zhiyu,Sun Beining
（Information center of Yunnan Power Grid Co., Ltd., Kunming, Yunnan，650051）

Through the research and construction of the non intrusive web request acceleration platform, it is to achieve the premise that the original system does not change greatly,to effectively speed up the web page loading speed, save server,bandwidth and other hardware resources.In order to improve the performance of the system, the web application can provide information service for the enterprise.Therefore, it is very important to construct a non intrusive web request acceleration platform.

non intrusive Web；platform construction；analysis and discussion