漫游輕量用戶端于廣域網絡中的系統與方法

專利名稱：漫游輕量用戶端于廣域網絡中的系統與方法
技術領域：
本發明涉及一輕量用戶端主從架構(thin-client/serverarchitecture)，特別是一種漫游輕量用戶端于廣域網絡中的系統與方法，該輕量用戶端主從系統之多重應用服務器架構(multiple-application-server architecture)，使得輕量用戶端裝置(thin-client device)的使用者能夠漫游于廣域網絡中，同時體驗到透明的工作環境。
于傳統的輕量主從計算模式中，如圖1所示，一或多個輕量用戶端裝置1a連接到應用服務器1b。只要輕量用戶端裝置1a是連接到應用服務器1b所屬的局域網絡上，無論是使用哪一種輕量用戶端裝置、以及無論此輕量用戶端裝置1a位于此局域網絡的何處，使用者都會得到一個具有區域性限制的透明工作環境。
顯示協議(display protocol)用于輕量用戶端裝置與應用服務器之間的溝通，針對特定的軟件應用程序接口(API)有特定的顯示協議以降低頻寬的需求。X協議(X protocol)、獨立計算架構(independent computing architecture，ICA protocol)協議、遠程桌上計算機協議(remote desktop protocol，RDP)、以及無狀態低階接口機械協議(stateless low-level interface machine，SLIM protocol)等都是習知的顯示協議。
輕量用戶端裝置收集使用者利用鼠標以及鍵盤所傳達的輸入信息、將這些輸入信息傳送給應用服務器進行處理、并且將應用服務器所傳回來的響應更新在顯示屏幕上。
由于所有的應用程序都是安裝在應用服務器、并且于其上執行，所以應用服務器提供的是一種中央統一維護的環境，公司的信息系統部門可以在不需要“接觸”到每個桌上型計算機或個人計算機的情況下，立即部署以及更新應用程序，藉此可以大幅降低更新以及部署應用程序的成本。使用者也可以在有限的局域網絡內存取應用程序以及資料，如此可以提高生產力；并且由于所有的資料是統一在應用服務器上進行管理與維護，所以安全性也能夠提高；此外，輕量主從計算模式也能提高應用服務器上計算與內存資源的共享。
輕量用戶端裝置一般是低成本、無磁盤驅動器、將顯示協議裝在只讀存儲器中的計算機，它們只需要鍵盤、監視器、串行或網絡接口、高速串行端口、以及雙向并行端口等硬件元件。舉例而言，輕量用戶端裝置包括X終端機、SLIM操作臺、以及ICA以窗口為基礎的終端機等。通過安裝適當的支持顯示協議的軟件，普通的個人計算機、工作站、電視桌上機(TV set top box)、個人數字助理(personaldigital assistant，PDA)、或行動電話等，都能夠作為輕量用戶端裝置。
傳統輕量主從模式在使用上會受到限制，因為其應用在單一應用服務器的網絡上，于其中每一個輕量用戶端裝置總是連接到同樣的一臺應用服務器。由于使用者所有的資料以及應用程序都是儲存在同樣的一臺應用服務器上，因此使用者只能在局限的區域內，通常就是在局域網絡內漫游，而這個應用服務器就是連結在這個局域網絡上，如此才能提供使用者透明的工作環境。
唯有當輕量用戶端裝置都是連接到同一臺應用服務器上，如此使用者才能透明地存取自己所屬的檔案以及應用程序。此外，由于響應時間是決定于網絡頻寬以及應用服務器的負載，因此，唯有當輕量用戶端裝置是連接到與應用服務器相同的局域網絡上，才能夠達到理想的響應時間，然而，這會更進一步限制到輕量用戶端裝置的使用數量。
傳統輕量用戶端主從系統的缺點以及不方便，來自于將使用者資料儲存于同一臺應用服務器中所帶來的限制。如果使用者要離開此應用服務器所屬的局域網絡，她/他必須指定一臺位于她/他所即將前往地區的應用服務器，這可能需要一些環境的設定，而這可能是使用者所不熟悉的；再者，根據傳統的方法，所有使用者專屬的資料必須傳送到指定的應用服務器，這不僅導致每一個應用服務器都需要有非常大的儲存容量，而且會在數據傳輸的過程耗費非常大的頻寬。
舉工作于跨國公司的使用者為例，假使這使用者要離開她/他位于加州的辦公室到日本去，根據傳統的方法會遭遇到一些問題如果試著要從日本連接到位于加州的應用服務器的話，使用者會遭遇到幾乎是無法忍受的長網絡響應時間。
在另一些情況中，有些公司/組織可能會試著將每一個使用者的資料與應用程序復制到所有的應用服務器上，然而，完整復制使用者的資料通常需要非常高的成本，使得這個方式的可行性不高。假設一個企業擁有一萬個使用者，每個使用者的磁盤空間配額是100MB，那么，如果要完整復制使用者的資料，每個應用服務器需要分配10,000X 100MB，也就是相當于高達1,000GB的磁盤儲存空間！除了龐大的磁盤空間需求之外，同步化使用者的資料會占用相當大的網絡頻寬。例如，更新10 MB的檔案會造成總共10,000×10MB＝100GB的資料于所有應用服務器中傳送(如果使用習知讀一寫入所有(read-one-write-all)方式的話)。
請注意，于上述范例中，假設應用程序是完整地復制在所有的應用服務器上，所以應用程序本身并沒有計算在內。
因此，從上述說明可知，有必要克服傳統輕量主從模式的不足之處。

發明內容
本發明的目的是揭示一創新輕量主從計算模式，稱為多重應用服務器輕量用戶端主從系統(multiple-application-server thin-client/server system，簡稱MAS TC/S系統)，此多重應用服務器輕量用戶端主從系統(MAS TC/S系統)提供輕量用戶端裝置于漫游廣域網絡時一個透明的工作環境，使得能夠有效率地達成一具有存取、位置以及移動透明性的工作環境并且能夠提供迅速的服務。
為達成上述目的，本發明提出了一種漫游輕量用戶端于廣域網絡中的系統與方法，其技術方案如下
本發明的一種漫游輕量用戶端于廣域網絡的方法，包含下列步驟連接一輕量用戶端裝置至一具有復數個應用服務器之網絡；識別出位于該具有復數個應用服務器之網絡中的一適當應用服務器；引導該輕量用戶端裝置連接至該適當應用服務器；以及預取一使用者的資料到該適當應用服務器以提供一透明工作環境，使得無論該使用者連接到該具有復數個應用服務器之網絡中的任何應用服務器，該使用者都會體驗到實質上相同的工作環境。
本發明的一種多重應用服務器輕量用戶端主從系統，包含一應用服務器尋找協議，使得一輕量用戶端裝置識別出位于一具有復數個應用服務器之網絡中的一適當應用服務器；一顯示協議，使得該輕量用戶端裝置與該應用服務器得以互相溝通；以及一檔案分散系統，提供一透明工作環境，使得無論一使用者連接到該具有復數個應用服務器之網絡中的任何應用服務器，該使用者都會體驗到實質上相同的工作環境。
實施例結果顯示，本發明的多重應用服務器輕量用戶端主從系統，提供于廣域網絡中以服務為導向之行動應用的一個實用基礎架構。本發明的多重應用服務器輕量主從(MAS TC/S)系統提供一透明的工作環境，使得使用者無論是連接到一具有復數個應用服務器之網絡上的哪一個應用服務器，她/他都會體驗到實質上相同的工作環境。
根據本發明，使用者不僅可以從局域網絡，還可以從廣域網絡中不同的地點，以同樣的帳號名稱與密碼登入系統，不需要手動設定環境，并且與實質上相同的檔案、應用程序與其偏好設定、以及工作接口進行作。
本發明的多重應用服務器輕量主從(MAS TC/S)系統可以被廣泛地應用在各種情況，例如網絡服務提供者的以服務為導向的基礎建設、以及跨國公司的辦公室自動化等。
配合下列發明詳細說明與圖式，可以更加了解本發明的優點以及精神。


圖1例示一傳統的輕量主從(thin-client/server)計算模式；圖2例示本發明的一多重應用服務器輕量主從(MAS TC/S)架構；圖3例示本發明多重應用服務器輕量用戶端主從系統(MASTC/S)方法的步驟流程圖；圖4例示運用單一播送搜尋(unicast lookup)以識別出適當應用服務器的步驟流程圖；圖5a至5c顯示根據存取型式進行預取(prefetching)的實例；圖6a至6e例示本發明多重應用服務器輕量用戶端主從系統的一個實施例；以及圖7a以及7b例示輕量用戶端裝置與應用服務器的連接過程。
具體實施例方式
透明工作環境分散系統一般在組成元件彼此隱蔽、整個系統被視為是一個整體，而非各個獨立元件的組合時，被認為是透明的。本發明的多重應用服務器輕量主從(MAS TC/S)系統提供一透明的工作環境，使得使用者無論是連接到一具有復數個應用服務器之網絡上的哪一個應用服務器，她/他都會體驗到實質上相同的工作環境。也就是說，使用者在漫游廣域網絡時，她/他并不會知道是連接到哪一個應用服務器；使用者會體驗到實質上相同的工作環境，即使此使用者是從不同的地點連接到此廣域網絡。
多重應用服務器輕量用戶端主從系統的透明工作環境，主要是通過預取一部份----不必然是全部----使用者的資料到適當的應用服務器所達成，而此適當的應用服務器較佳者是離使用者最近的服務器。較佳者，多重應用服務器輕量用戶端主從系統提供一透明工作環境，包括無論使用者連接到廣域網絡上哪一個應用服務器，實質上皆相同的操作接口；使用者的操作接口，例如桌上計算機操作窗口、以及應用軟件的使用者偏好設定等，保持實質上相同，使得使用者能夠得到一個熟悉的工作環境。然而，需要特別說明的是，顯示在使用者操作接口上的些微不同，例如于接口上標示現在連接到哪一個應用服務器，并不偏離這里對于透明工作環境所做的定義。
一般而言，透明工作環境具有下列幾種形式存取透明使用相同的操作能夠存取區域以及遠程的資源。
位置透明能夠存取資源但并不知道它們的位置。以及移動透明資源以及用戶端于廣域網絡內移動，但并不影響使用者的操作。
根據本發明，使用者不僅可以從局域網絡，還可以從廣域網絡中不同的地點，以同樣的帳號名稱與密碼登入系統，不需要手動設定環境，并且與實質上相同的檔案、應用程序與其偏好設定、以及工作接口進行作業，而這也就是這里所稱的透明工作環境。
能夠在局域網絡中維持透明工作環境的系統范例包括Sun’s NFS+NIS、Novell Netware、以及Microsoft Windows NT；然而，它們工作環境的透明性并不適用于廣域網絡。多重應用服務器輕量用戶端主從系統(MAS TC/S系統)本發明的多重應用服務器輕量用戶端主從系統包括下列主要組成元件，并請參考圖2配合詳細說明應用服務器尋找(application-server discovery)協議21，使得一輕量用戶端裝置2a找出位于一具有復數個應用服務器之網絡22中的適當應用服務器；顯示協議23，使得輕量用戶端裝置2a與應用服務器得以互相溝通；以及檔案分散系統24，提供一透明工作環境，使得無論使用者連接到此具有復數個應用服務器之網絡22中的任何應用服務器，都會體驗到實質上相同的工作環境。
請注意圖2中所顯示的元件21至24作為例示說明之用，所以可能無法詳細地表現它們之間的連接與功能。
多重應用服務器輕量用戶端主從系統中的顯示協議23可以是與傳統輕量主從計算模式中的顯示協議相同的，例如X協議(Xprotocol)、獨立計算架構(independent computing architecture，ICA protocol)協議、遠程桌上計算機協議(remote desktopprotocol，RDP)、以及無狀態低階接口機械協議(stateless low-level interface machine，SLIM protocol)等。因此，用于傳統輕量主從計算模式的輕量用戶端裝置，都可以用于本發明的多重應用服務器輕量用戶端主從系統，例如X終端機(X terminal)、SLIM操作臺(SLIM console)、ICA以窗口為基礎的終端機(ICA’s windows-based terminal)、個人計算機、工作站、電視桌上機(TV set topbox)、個人數字助理(PDA)、或行動電話等。
如圖2所示，于具有復數個應用服務器之網絡22中，包括復數個應用服務器2d、2e、2f、2g、以及2h。此具有復數個應用服務器之網絡22所代表的，可能是廣域網絡，或者甚至是網際網絡(Internet)。
假設一個情況以例示說明此MAS TC/S系統是如何動作的。于圖2中，一使用者通常是連接到應用服務器2d，能夠得到最有效率與便利的服務，而且使用者所有的資料與檔案是儲存在此服務器2d當中；當使用者要離開此應用服務器2d所屬的局域網絡，而前往其它地區時，此MAS TC/S系統以下列方式運作當使用者利用輕量用戶端裝置2a連接到具有復數個應用服務器之網絡22時，應用服務器尋找協議21幫助輕量用戶端裝置2a找到最適合連接的應用服務器2h。此適當應用服務器2h通常是與輕量用戶端裝置2a位于同一個局域網絡，如此，輕量用戶端裝置2a可以得到最迅速的服務而不用受限于網絡的傳輸速率。于一實施例中，一內含有網絡22中所有可用應用服務器資料之數據庫2c的轉向服務器(redirection server)2b，協助輕量用戶端裝置2a找到適當的應用服務器2h。當輕量用戶端裝置2a連接上適當應用服務器2h之后，二者以顯示協議23互相溝通，且檔案分散系統24用以維持有效率的透明工作環境。
圖3顯示本發明多重應用服務器輕量用戶端主從系統(MASTC/S)方法的步驟流程圖。于步驟3a，輕量用戶端裝置連接到具有復數個應用服務器之網絡；于步驟3b，識別出位于此具有復數個應用服務器之網絡中最適合輕量用戶端裝置連接的適當應用服務器；于步驟3c，此輕量用戶端裝置被引導至連接此適當應用服務器；以及于步驟3d，檔案被分散到此適當應用服務器以維持此輕量用戶端裝置一個透明的工作環境，也就是，預取一使用者的資料到此適當應用服務器以提供一透明工作環境，使得無論使用者連接到具有復數個應用服務器之網絡中的任何應用服務器，都會體驗到實質上相同的工作環境。應用服務器尋找協議當一使用者試著使用輕量用戶端裝置連接到一應用服務器時，應用服務器尋找協議用來幫助識別出位于具有復數個應用服務器之網絡當中最適合的應用服務器。本發明提出二種應用服務器尋找協議(1)多重播送尋找(multicast discovery)協議輕量用戶端裝置執行一多重播送廣播(multicast broadcast)以尋找具有一或多個特定群組名稱、或者預設群組名稱的應用服務器；以及(2)單一播送尋找(unicast discovery)協議輕量用戶端裝置所發布的每一個尋找應用服務器的搜尋，被送到一或多個內含有所有應用服務器資料之數據庫的轉向服務器，而此轉向服務器會根據輕量用戶端裝置的位置，告知輕量用戶端裝置哪一個是最適合的應用服務器，引導輕量用戶端裝置連接到最適合的應用服務器。較佳者，最適合的應用服務器是最接近輕量用戶端裝置的那一個。再者，除了位置，轉向服務器可以根據網絡中應用服務器的布局以及狀態，而識別出最適合的應用服務器；例如，應用服務器的負載狀態(loading status)可以被納入考慮，以決定哪一個是最適合的應用服務器。
圖4顯示運用單一播送搜尋以識別出適當應用服務器的步驟流程圖。于步驟4a，輕量用戶端裝置發布尋找應用服務器的單一播送搜尋至一轉向服務器；以及于步驟4b，轉向服務器根據輕量用戶端裝置的位置、網絡中可用應用服務器的布局以及狀態，而識別出最適合的應用服務器。檔案分散系統本發明多重應用服務器輕量用戶端主從系統的檔案分散系統，用以有效率地達成透明的工作環境，其較佳者具有存取、位置、以及移動透明。在廣域網絡中，可能安裝有大量的應用服務器，而這意謂著將所有使用者的資料或檔案復制到所有應用服務器，所衍生的儲存以及通訊成本會是非常的高，而很難真正做到。在此多重應用服務器輕量用戶端主從系統當中，具有一個有效率的檔案分散系統，是非常重要的；而此檔案分散系統較佳者必須擁有一個檔案預取(fileprefetching)機制，能夠預測使用者的資料需求。本發明的檔案分散系統包含傳統檔案分散系統的功能，而另外做了檔案預取的加強機制。
一個使用者的工作環境需要下列各種類型的資料使用者的記錄或偏好包括窗口管理員的記錄以及各種應用程序的記錄文件。
使用者的檔案使用者會有個人專屬的檔案，例如電子郵件、文書處理器、展開窗體(spread sheet)、圖表、以及多媒體等等的檔案。
應用程序軟件各種應用程序的程序代碼(binary code)。
這三種類型的資料以檔案的型式存在于應用服務器中。于接下來的說明當中，“使用者的資料”用來統稱表示使用者的記錄以及檔案。為了要提供使用者透明的工作環境，所需要的檔案必須在使用者登入應用服務器之后準備就緒，然而，在廣域網絡中，使用者可能到任何地方去，并且使用輕量用戶裝置登入任何一個應用服務器，因此應用服務器必須準備每一個使用者的資料以便提供迅速的服務。
本發明的檔案分散系統不需要將使用者的資料完整地復制到每一個應用服務器，因此，必須針對當使用者登入適當應用服務器時，有些使用者的資料可能不在其中、這樣的一個情況，而特別提出解決方法；如果使用者需要某些不在的檔案，這個被連接的應用服務器必須去抓取這(些)檔案。
于傳統的輕量主從計算模式中，要能夠達到可接受的響應時間，必須符合二個條件(1)輕量用戶端裝置與連接的應用服務器之間的網絡頻寬，對于顯示協議而言必須夠快，以及(2)應用服務器上的負載是適量的。然而，于本發明的多重應用服務器輕量用戶端主從系統中，由于使用者的資料并不是復制在所有的應用服務器上，因此，在決定可接受的響應時間時，除了上述二個因素之外，尚需要另外考慮抓取不在的檔案時所產生的延遲。
有二種抓取機制依要求抓取(demand fetching)以及預取機制(prefetching mechanism)。依要求抓取是在使用者要求存取檔案時進行，而預取則是在之前抓取檔案。
資料抓取的類似技術在中央處理器快取(CPU cache)、以及操作系統的內存分頁系統當中都可以發現。在中央處理器快取以及分頁系統當中的資料抓取單元分別是快取線(cache lines)以及記憶頁(memory page)，然而，在應用服務器當中，抓取的是檔案。根據先前在中央處理器快取以及分頁系統當中關于預取技術的研究，對于遺失比(miss ratio)而言，預取較佳于依要求抓取，因為一般程序的內存存取通常是連續的。
顯然地，處理器的內存存取與使用者的檔案存取是有一些不同的。首先，快取線與記憶頁通常是固定大小的，然而檔案的大小是不固定的；其次，檔案擁有一些額外的信息，例如建立日期、更新時間、擁有者、以及類型等。在設計MAS TC/S系統當中適當的預取機制時，必須額外考量二個因素(1)具有復數個應用服務器之網絡；以及(2)透明工作環境的要求。
本發明包括二個預取機制智能預取以及約定預取。詳細說明如下智能預取(Intelligent prefetching)智能預取機制與應用服務器處理使用者的要求同時進行，主要任務是預測在現行資料要求之后，使用者接下來會需要哪些資料。在一個連接期間中，使用者的資料區分為下列三種1.系統資料在登入之后，使用者的桌上工作環境所立即需要的資料組，包括窗口管理員的記錄文件、各種應用程序的設定、以及關于主檔案目錄的信息等。應用服務器需要使用者的系統資料以提供使用者專用的環境。
2.工作資料在連接期間，使用者需要用到的檔案。
3.未使用資料所有其它在連接期間未使用到的檔案。
較佳者，系統資料與工作資料二者最好能夠在它們真正被需要之前就被預先抓取。然而，系統資料能夠被準確地知道，但是工作資料則不太可能同樣準確地被知道。再者，使用者的系統資料大小相較于工作資料而言，是小許多的；系統資料大小通常不大于100kB，然而，使用者通常擁有數百甚至數千兆字節的檔案于他的主目錄底下。因此，對于系統資料而言，依要求抓取通常就足夠了，因為系統資料通常不大，而且經常是保持不變的。
智能預取機制較佳者根據前次連接當中所得到的歷史信息而預測工作資料，包括存取時間、存取作業類別、以及檔案大小。本發明提供二個方式1.依優先權預取(priority prefetching)這個方式以某些優先權的次序列出使用者相關的檔案。一個檔案的優先權度量可以指定為檔案屬性的函數；例如，常常被存取、而且檔案大小比較小的檔案，應該具有較高的優先權。
2.根據存取型式預取(access-pattern-basedprefetching)這個方式根據使用者現在的檔案要求、以及使用者最經常的存取型式而動態地預取檔案。例如，當使用者要求開啟一檔案時，在一定的機率之下進行預測接下來會需要哪些檔案，而這些檔案就是預取的候選對象。
有幾種技術可以應用在智能預取，例如資料探勘(datamining)、神經網絡(neural network)、人工智能(artificialintelligence)以及模糊理論(fuzzy theory)等。本發明開發出一根據資料采礦技術的綜合性算法，用于根據存取型式預取，而這會在下面進行說明。
當討論到如何預測與現行檔案相關的下一個檔案存取時，應用服務器要找出下列問題的解答“找出在接下來Θ單位時間內，至少s％的機率下，哪些檔案會被存取到；其中Θ以及s是使用者指定的限值。”要回答這個問題，必須追蹤最經常出現的檔案存取型式。檔案存取型式是由無回路有向圖(directed acyclic graph)來表示，其中的節點是檔案，而其中連接檔案的邊(f1，f2)表示檔案f1的存取后，經過一小段時間后常常會跟著存取檔案f2。這樣的一個圖稱為時態圖(temporal graph)。在時態圖中任意兩個檔案有兩種可能的關系跟隨(followed)或重疊(overlapped)。若在時態圖上存在一路徑由f1連接到f2，則稱f2是跟隨f1，否則f1及f2稱為重疊的。事實上，一個檔案存取實例也可以用時態圖來表示。例如，參考圖5a的檔案存取實例，橫軸表示時間，每一條線表示一個檔案由開啟使用到關閉所經過的時間。圖5b顯示由F1到F6間叫用(invocation)的關系。其中F1叫用F2及F3，然后F3叫用F5及F6。因為F2及F3是由F1叫用，且它們開啟使用的時間也很接近，我們將F2及F3歸為重疊關系。而雖然F5及F6均由F3叫用，但因F5的開啟使用時間比F6早很多，所以F6是跟隨F5。相對應的時態圖請參見圖5c，其中的虛線表示重疊關系。關于如何由給定之檔案存取歷史上尋找經常出現的時態圖或資料探勘，請參考C.-P.Wei等人的作品(C.-P.Wei，S.-Y.Hwang，W.-S.Yang.MiningFrequent Temporal Patterns in Process Databases；Proc.ofthe 10’th International Workshop on Information Technologiesand Systems(WITS00)；Brisbane，Australia，2000)。
時態圖上每一個邊(fi，fj)都附屬一對時間值(time valuepair)(μ，σ)，其中μ與σ分別表示fi及fj開啟時間之持續分布(distribution of duration)的平均值及標準差。這些時間值可用來計算在一段時間后存取某檔案的可能性。例如，若在(fi，fj)中fi的機率是30％，且持續時間是常態分布(normal distribution)，我們可以說在存取fi之后的μ+σ單位時間，有30％×84.13％的機率fj會被存取，其中84.13％是由P(X ≤μ+σ)＝φ(1.0)＝0.8413所得來(X是常態分布，平均值μ、變異數σ2、且Φ(z)=∫-∞z12πe-u2/2du).]]>底下的算法1列出用以找出回答上述問題中之檔案的算法。
算法1根據存取型式的預取算法/*find the set of files that may be subsequentlyaccessed after the current data request fiwithin the nextΘunits of time with a probability of at least s％*/
1.Find the set T of temporal graphs with no edgesincident on f；2.Return-Set＝3.For each frequent temporal graph Tiin TA.Find the path with the largest value ond=Σjisanedgeinthepathμj+σj,]]>where(μj，σj)represents the durationdistribution associated with the j’th edge.If d＞Θ，continue with the next temporal graph；B.Find the longest path.Let the path length be 1 andthe supports of f and Tibe s1and s2，respectively.If s1/s2x(84.13％)＜s，continue with the next temporal graphC.Add the files in Tito Return-Set；4.Return Return-Set注意上述算法適用于一定數量之頻率時態圖。
如果設定較大的Θ值以及較小的s值，則會預取許多檔案，也因此接下來要存取的檔案也比較可能被包括在內；然而，一定量以上的檔案傳輸可能會降低網絡的效能，使得更早被需要用到的檔案可能無法實時取得，也就是說，Θ值與s值的設定之間有個取舍與平衡點存在。
檔案存取型式也可用來決定哪些檔案可被取代，即不用再存放于使用者所連到的應用服務器。所要回答的是下列問題“找出在接下來Θ2單位時間內，在s2％的機率下，哪些檔案S2會被存取到”。S2包含于一段足夠長的時間Θ2可能被存取的檔案，不屬于S2而被暫存于使用者所連到的應用服務器是要被取代之候選者。處理這個問題的方法可以參考算法1。
約定預取(Appointed prefetching)除了智能預取，于其中系統嘗試決定經常出現在使用者周期時間表的檔案存取型式，本發明提供另外一個預取機制，稱為約定預取，讓使用者設定預取的需求。約定預取機制指定至少一個使用者所需要的檔案，而這個被指定的檔案則預先被傳送到適當的應用服務器。于一實施例中，使用者的時間表(schedule)以工作流程(workflow)模式表示，焦點放在它們的數據流(dataflow)上。更特定而言，將時間表模型化為一組任務，每個任務都是以(D，L，Fs)組合表示，其中D與L分別表示任務會被執行的期間與位置，而Fs表示任務所需要的檔案。
考慮這個例子彼得在一家位于加州的公司上班，而即將前往日本，在公司位于東京的研發部門發表演講；在演講中，他會使用下列檔案pre1.doc、pre1.ppt、以及pre1.scr。彼得并不是將這些檔案帶到日本去，他只是預先指定一個演講任務((2002/2/30900-2002/2/301200)，Japan R&D，(pre1.doc，pre1.ppt，pre1.scr))，本發明系統會在他于東京發表演講之前，預先將這些檔案傳送到位于日本研發部門的應用服務器。
就如同智能預取一般，約定預取所指定的時間表可以用于預取，也可以用于取代。通過考慮所需檔案的大小、任務預計要進行的時間和地點、以及網絡頻寬等，本發明系統在檔案必須于任務真正進行之前到達正確地點的條件之下，決定傳輸檔案最低成本的時間表。一旦任務執行的時間過了，這些檔案就成為被取代或清除的對象。
本發明已經建立一個未公開的MAS TC/S系統原型，這個原型橫跨分別位于臺灣不同城市的三個大學校園位于臺北的國立師范大學(位于北臺灣)、位于新竹的國立清華大學(位于中臺灣)、以及位于高雄的中山大學(位于南臺灣)，這三個大學的網絡系統構成一廣域網絡。
應用服務器是在執行Linux OS的Pentium PC上進行，由于每個Linux工作站都裝設有內建的X協議，這X協議就被選做是顯示協議。至于輕量用戶端裝置，考慮下列三種平臺輕量用戶端裝置類型一內建X協議以及網頁瀏覽器的一般用途個人計算機或工作站。
輕量用戶端裝置類型二內建X協議以及網頁瀏覽器的個人數字助理(PDA)。
輕量用戶端裝置類型三任何其它具有能夠執行Java JDK 1.3程序(applet)之網頁瀏覽器的計算機，這些并不需要內建的X協議。
因為使用一網頁服務器來執行單一播送應用服務器尋找協議，所以這三種輕量用戶端裝置都裝設有網頁瀏覽器。一轉向服務器上有一包括所有已安裝的應用服務器之資料的數據庫。一旦輕量用戶端裝置試著要連接到一應用服務器，它首先用它的網頁瀏覽器拜訪轉向服務器的首頁。如圖6a所示，所有已安裝的應用服務器被列出來，而使用者可以自己選擇應用服務器，或者是讓系統為他/她選擇適當的應用服務器。
輕量用戶端與應用服務器之間的連接過程例示于圖7a與7b。圖7a顯示第一類型或第二類型輕量用戶端裝置(也就是具有內建X協議)的連接過程；首先，于步驟(1)，輕量用戶端裝置7a拜訪轉向服務器7b的首頁(顯示于圖6a)，接著，于步驟(2)，轉向服務器7b將輕量用戶端裝置7a重新引導到被選取的應用服務器7c，此應用服務器7c具有一登入首頁，而且使用者按取網頁上之按鈕以便讓應用服務器7c知道它有內建X協議(顯示于圖6b)；最后，于步驟(3)，應用服務器7c執行使用X協議的適當窗口管理員以便與使用者的輕量用戶端裝置7a溝通。
圖7b顯示第三類型輕量用戶端裝置7d的連接過程。于步驟(1)與(2)，轉向服務器7e重新引導輕量用戶端裝置7d至被選取的應用服務器7f，這與圖5a所示的步驟幾乎相同----除了輕量用戶端裝置7d是第三類型，因此未安裝X協議以外。使用者將這情形表明給應用服務器7f(顯示于圖6c)；接著，于步驟(3)，應用服務器7f傳送一個模仿X協議、稱做Xweird的Java程序(applet)；最后，于步驟(4)，應用服務器7f執行使用X協議的適當窗口管理員以便與使用者端7d的Xweird Java程序溝通。圖6d顯示一具有內建X協議之操作中的輕量用戶端屏幕顯示，而圖6e則顯示以執行Xweird Java程序(Applet)之網頁瀏覽器連接到應用服務器的操作中輕量用戶端的屏幕畫面。
本發明的多重應用服務器輕量主從(MAS TC/S)系統可以被廣泛地應用在各種情況，例如網絡服務提供者的以服務為導向的基礎建設、以及跨國公司的辦公室自動化等。
上述詳細說明用以清楚描述本發明的特征與精神，而非用以限制本發明的范圍。在不脫離本發明所揭示之精神與范圍下所作的各種變更與改變，皆在本發明所涵蓋的范圍內。
權利要求
1.一種漫游輕量用戶端于廣域網絡的方法，其特征是包含下列步驟連接一輕量用戶端裝置至一具有復數個應用服務器之網絡；識別出位于該具有復數個應用服務器之網絡中的一適當應用服務器；引導該輕量用戶端裝置連接至該適當應用服務器；以及預取一使用者的資料到該適當應用服務器以提供一透明工作環境，使得無論該使用者連接到該具有復數個應用服務器之網絡中的任何應用服務器，該使用者都會體驗到實質上相同的工作環境。
2.如權利要求1的所述方法，其特征是識別出該適當應用服務器的步驟是通過該輕量用戶端裝置執行一對于應用服務器的多重播送廣播而達成。
3.如權利要求1所述的方法，其特征是識別出該適當應用服務器的步驟包含步驟該輕量用戶端裝置發布尋找適當應用服務器的單一播送搜尋至一轉向服務器；以及該轉向服務器識別出該適當應用服務器。
4.如權利要求3所述的方法，其特征是該轉向服務器根據該輕量用戶端裝置的位置或位于該網絡中之應用服務器的布局與狀態而識別出該適當應用服務器。
5.如權利要求1所述的方法，其特征是該預取步驟包含一智能預取步驟以及一約定預取步驟。
6.如權利要求5所述的方法，其特征是該智能預取步驟根據優先權或使用者的存取型式而進行預取。
7.如權利要求1所述的方法，其特征是該輕量用戶端裝置為一X終端機、SLIM操作臺、ICA以窗口為基礎的終端機、個人計算機、工作站、電視桌上機、個人數字助理、或行動電話。
8.一種多重應用服務器輕量用戶端主從系統，其特征是包含一應用服務器尋找協議，使得一輕量用戶端裝置識別出位于一具有復數個應用服務器之網絡中的一適當應用服務器；一顯示協議，使得該輕量用戶端裝置與該應用服務器得以互相溝通；以及一檔案分散系統，提供一透明工作環境，使得無論一使用者連接到該具有復數個應用服務器之網絡中的任何應用服務器，該使用者都會體驗到實質上相同的工作環境。
9.如權利要求8所述的系統，其特征是該應用服務器尋找協議為一多重播送尋找協議，于其中該輕量用戶端裝置執行一對于應用服務器的多重播送廣播。
10.如權利要求8所述的系統，其特征是該應用服務器尋找協議為一單一播送尋找協議，于其中由該輕量用戶端裝置所發布的每一個應用服務器搜尋被傳送到一轉向服務器。
11.如權利要求10所述的系統，其特征是該轉向服務器內裝有一數據庫，該數據庫載有位于該網絡中的應用服務器的信息。
12.如權利要求10所述的系統，其特征是該轉向服務器根據該輕量用戶端裝置的位置而識別出該適當應用服務器。
13.如權利要求10所述的系統，其特征是該轉向服務器根據位于該網絡中之應用服務器的布局與狀態而識別出該適當應用服務器、并且引導該輕量用戶端裝置連接到該適當應用服務器。
14.如權利要求8所述的系統，其特征是該預取機制包含一智能預取機制以及一約定預取機制。
15.如權利要求14所述的系統，其特征是該智能預取機制包含一依優先權預取機制或一根據存取型式預取機制。
16.如權利要求15所述的系統，其特征是該依優先權預取機制根據檔案的存取頻率以及大小決定預取的優先權。
17.如權利要求15所述的系統，其特征是該根據存取型式預取機制根據先前的檔案存取型式來預測接下來的檔案存取。
18.如權利要求14所述的系統，其特征是該約定預取機制指定至少一個要被傳送的檔案。
19.如權利要求14所述的系統，其特征是該約定預取機制指定一任務，包括該任務被執行的期間與位置、以及包括至少一個該任務所需要的檔案。
20.如權利要求8所述的系統，其特征是該輕量用戶端裝置為一X終端機、SLIM操作臺、ICA以窗口為基礎的終端機、個人計算機、工作站、電視桌上機、個人數字助理、或行動電話。
全文摘要
本發明為一種漫游輕量用戶端于廣域網絡中的系統與方法，該方法，包含下列步驟連接一輕量用戶端裝置至一具有復數個應用服務器之網絡；識別出位于該具有復數個應用服務器之網絡中的一適當應用服務器；引導該輕量用戶端裝置連接至該適當應用服務器；以及預取一使用者的資料到該適當應用服務器以提供一透明工作環境，使得無論該使用者連接到該具有復數個應用服務器之網絡中的任何應用服務器，該使用者都會體驗到實質上相同的工作環境；而該主從系統則包含一應用服務器尋找協議；一顯示協議；以及一檔案分散系統；本發明可有效率地達成一具有存取、位置以及移動透明性的工作環境并且能夠提供迅速的服務。
文檔編號G06F15/16GK1459738SQ02120048
公開日2003年12月3日 申請日期2002年5月21日 優先權日2002年5月21日
發明者黃冠寰 申請人:黃冠寰