高速撥號工作原理

引言

典型的電話線調(diào)制解調(diào)器

上網(wǎng)時，您是否會在頁面加載的間隙去沖杯咖啡、取本雜志甚或把浴室的瓷磚重鋪一下？如果是這樣，很可能您使用的是撥號上網(wǎng)，并且您或許不由得心生疑問：我的連接是否變得更慢了？

過濾、緩存和測試結(jié)果

當(dāng)您在瀏覽器的地址欄中鍵入一個URL（如 www.AnyWebSite.com）時，您就發(fā)送了對某個特定網(wǎng)頁的請求。如果該網(wǎng)頁使用彈出廣告，那么就會有一些彈出操作參數(shù)隱藏在其編程代碼中。當(dāng)信息被送回您的計算機(jī)時，隱藏代碼就會運行彈出廣告的程序。為了使彈出廣告能夠顯示，隱藏代碼必須顯示一些參數(shù)，告訴您的計算機(jī)該廣告的尺寸、在屏幕上出現(xiàn)的位置以及有關(guān)該廣告的其他細(xì)節(jié)。這些廣告占用了寶貴的帶寬，降低了向您的計算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的速度。

為解決這個問題，高速撥號提供商在發(fā)送給用戶的軟件中集成了彈出窗口攔截器。它們對彈出窗口攔截器進(jìn)行了相應(yīng)的編程，以便識別那些描述廣告參數(shù)的代碼行。當(dāng)攔截器發(fā)現(xiàn)那些描述廣告參數(shù)的代碼行后，就會拒絕廣告的顯示請求。這樣就減少了通過電話線發(fā)送到您的計算機(jī)的信息量。發(fā)送的數(shù)據(jù)越少，加載頁面的時間就越短。

緩存
您的瀏覽器第一次加載某個網(wǎng)頁時，必須加載所有內(nèi)容（包括網(wǎng)頁上顯示的所有圖像）。如果瀏覽器將這些圖像和文本保存起來，那么它第二次加載同一網(wǎng)頁時，就可以檢查是否存在重復(fù)內(nèi)容。如果某個圖像沒有變化，就不必重新下載它。這個保存文件以便將來重用的過程叫做緩存。有關(guān)緩存過程的完整闡釋，請參閱高速緩存工作原理。

高速撥號使用類似的機(jī)制來處理經(jīng)常被請求的網(wǎng)頁。加速服務(wù)器記錄下哪些網(wǎng)頁通常受到用戶的請求，而不是不斷地請求同一網(wǎng)頁。因此，如果它可以訪問博聞網(wǎng)主頁，它不是每天請求博聞網(wǎng)服務(wù)器數(shù)千次，而是只請求一次。接著，它將該網(wǎng)頁存儲在內(nèi)存中，每當(dāng)有其他用戶請求訪問博聞網(wǎng)時，它只是將該網(wǎng)頁從其內(nèi)存中傳輸給該用戶。這叫做服務(wù)器端緩存，它通過消除冗余請求來節(jié)省時間。

在另一端也可進(jìn)行緩存——這叫做客戶端緩存。IE或Netscape等互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器可以緩存用戶頻繁查看的網(wǎng)頁以減少加載時間。

瀏覽器將緩存網(wǎng)頁存儲在您的計算機(jī)的硬盤上。高速撥號軟件增強(qiáng)了該功能。除了存儲用戶頻繁查看的網(wǎng)頁以外，它還尋找這些網(wǎng)頁中保持不變的元素。例如，它尋找博聞網(wǎng)主頁中保持不變的元素，而不是緩存整個主頁（主頁的大部分每天都在變化）。在我們的主頁上，網(wǎng)站標(biāo)識、標(biāo)題、導(dǎo)航欄以及搜索欄每天都保持不變。軟件記錄下這一特性，保存上述元素，然后在您每次訪問博聞網(wǎng)主頁時，只加載那些變化的元素。

現(xiàn)在您可以看出緩存是如何通過避免不必要的數(shù)據(jù)傳輸來節(jié)省時間的。這一工具最令人驚奇之處在于，通過結(jié)合使用服務(wù)器端緩存和客戶端緩存，系統(tǒng)可掌握您的網(wǎng)絡(luò)瀏覽習(xí)慣。它利用所掌握的內(nèi)容來盡可能地改善您的連接過程。所以，您用得越多，它就會變得越快。

壓縮、過濾和緩存是提高撥號上網(wǎng)速度的三個關(guān)鍵步驟。但是，當(dāng)同時使用這三種技術(shù)時，會有什么結(jié)果？性能果真會得到改善嗎？如有改善，是否顯而易見？

答案是肯定的，在下一部分中，我們將用NetZero進(jìn)行測試，觀察使用它訪問真實網(wǎng)頁時到底效果如何。

測試結(jié)果
既然您已了解了相關(guān)工作原理，那么就讓我們花點兒時間來觀察一下實際效果吧。我們決定用比較流行的高速撥號提供商之一NetZero進(jìn)行測試，觀察它的服務(wù)將撥號連接的速度提高了多少。

注冊該服務(wù)并選擇“即裝即用”設(shè)置后，博聞網(wǎng)分別用普通和高速這兩種撥號連接來訪問互聯(lián)網(wǎng)，以測試它們的速度差別。

登錄之后，我們反復(fù)瀏覽互聯(lián)網(wǎng)上一些流行網(wǎng)站。不同網(wǎng)站的測試結(jié)果各不相同，但舉例來講，博聞網(wǎng)在用高速撥號連接進(jìn)行訪問時，速度提高了三倍。有關(guān)完整的測試結(jié)果，請參見下表。

看來，巧妙地結(jié)合使用相當(dāng)簡單的技術(shù)，能在一定程度上改善網(wǎng)絡(luò)撥號連接的速度問題。這些進(jìn)展可以延長網(wǎng)絡(luò)撥號連接的壽命，也為那些厭倦標(biāo)準(zhǔn)撥號方式但尚未完全準(zhǔn)備好升級到寬帶的人提供了一種備選方案。如果能繼續(xù)取得進(jìn)展，撥號連接還可能存在相當(dāng)長一段時間。

說不說都一樣。撥號上網(wǎng)的速度受電話線帶寬的限制；但與此同時，Web內(nèi)容的平均文件大小卻在不斷增加。更多的人使用可處理較大負(fù)荷的寬帶連接，因此網(wǎng)站將其網(wǎng)頁設(shè)計得臃腫不堪而少有顧忌。通過撥號連接傳送所有那些數(shù)據(jù)十分費時。

新技術(shù)提供了解決連接速度緩慢的問題，而不必使用寬帶。像NetZero和EarthLink這樣的服務(wù)目前提供“高速撥號”。這些服務(wù)的廣告中宣稱，它們提供的連接速度比傳統(tǒng)撥號服務(wù)快5倍。

那么，這是如何實現(xiàn)的？在本文中，博聞網(wǎng)將探究提高撥號速度所用的方法。

加速服務(wù)器
當(dāng)您在互聯(lián)網(wǎng)上搜索某個網(wǎng)頁時，您的搜索請求將通過您的ISP傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)。互聯(lián)網(wǎng)上有一些幫助您查找所尋找網(wǎng)頁的計算機(jī)，您的請求在它們那里進(jìn)行一系列逗留之后，您的計算機(jī)就連接到所請求的網(wǎng)頁的計算機(jī)了。連接一經(jīng)建立，數(shù)據(jù)就可以自由地從Web服務(wù)器傳到您的計算機(jī)。當(dāng)信息離開Web服務(wù)器并到達(dá)您的撥號連接時，典型互聯(lián)網(wǎng)事務(wù)處理中的瓶頸就顯露出來了。

但是，高速撥號服務(wù)提供商已經(jīng)想出一些非常巧妙的辦法來解決這個瓶頸問題。他們在服務(wù)器中加載特殊軟件，從而將其變成了所謂的加速服務(wù)器。通過將加速服務(wù)器插入撥號連接和互聯(lián)網(wǎng)之間，可以顯著提高撥號連接的速度。

當(dāng)您使用高速撥號連接搜索某個網(wǎng)頁時，您的請求將從計算機(jī)的撥號調(diào)制解調(diào)器傳送到ISP的加速服務(wù)器。現(xiàn)在，加速服務(wù)器將為您請求和提供網(wǎng)頁。加速服務(wù)器使用寬帶連接來快速搜索互聯(lián)網(wǎng)，尋找包含所需網(wǎng)頁的服務(wù)器。一旦找到該服務(wù)器，這兩臺計算機(jī)就開始會話并交換您需要的信息。您的ISP的加速服務(wù)器獲取這些信息，并將其發(fā)送至您的計算機(jī)。

加速服務(wù)器使用以下幾項技術(shù)來加快撥號數(shù)據(jù)傳輸速度：

• 壓縮
• 過濾
• 緩存

下面，我們將探究加速服務(wù)器是如何提高撥號連接的速度的。

文件壓縮
高速撥號網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵步驟是文件壓縮。如果您讀過文件壓縮工作原理，那么您應(yīng)該知道有兩種類型的文件壓縮：有損壓縮和無損壓縮。

文本文件以及其他需要在壓縮過程中完全保持原樣的文件使用無損壓縮方式。對這些文件進(jìn)行解壓縮后，它們將恢復(fù)原樣。

照片和圖片可以使用有損壓縮方式進(jìn)行傳輸。當(dāng)這些文件被解壓縮后，它們與壓縮前并不完全相同：在傳輸過程中，它們損失了部分原始數(shù)據(jù)。例如，在進(jìn)行有損壓縮后，一幅原來有2000000種顏色的圖片可能只剩下16000種顏色。對用戶來講，通過壓縮過程獲取的速度方面的提高可能更有意義，而質(zhì)量方面的損失則顯得不是很重要。NetZero等公司允許用戶控制照片和某些網(wǎng)站的壓縮程度。

文件壓縮是一項發(fā)展中的技術(shù)，對某些文件類型還不適用。下圖將幫助您了解哪些文件類型可以通過高速撥號加速，哪些文件類型不能通過高速撥號加速。

目前，由于數(shù)據(jù)性質(zhì)方面的原因，不能將高速撥號中使用的實時文件壓縮應(yīng)用于上述文件類型。例如，安全網(wǎng)站上的數(shù)據(jù)是加密的。傳輸這種數(shù)據(jù)時，代碼顯得雜亂無章，以至于沒有人能看懂。當(dāng)這些代碼到達(dá)加速服務(wù)器時，加速服務(wù)器不能壓縮這些代碼：如果壓縮軟件試圖改動已加密的傳輸內(nèi)容（哪怕僅改動一個字符），都會導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可用。

撥號上網(wǎng)的現(xiàn)狀
Pew Internet and American Life Project獨立完成的研究結(jié)果表明，2003年美國共有1.47億互聯(lián)網(wǎng)用戶。其中有2300萬用戶使用撥號上網(wǎng)。

下面是典型的加速服務(wù)器壓縮不同文件類型的方式：

• 對于文本文件（包括網(wǎng)頁的HTML文本和電子郵件中的文本），加速服務(wù)器實時壓縮文本并沿調(diào)制解調(diào)器線路發(fā)送這些文本。利用實時壓縮技術(shù)，文本通常至少可壓縮50%。
  
• 對于圖像文件（包括網(wǎng)頁上的GIF和JPG圖像以及許多廣告條），加速服務(wù)器從網(wǎng)站中讀取圖像，然后重新壓縮圖像使其變小。在此過程中，圖像文件通常會減小50%-90%。
  
• 在其他許多文件（包括視頻文件、Zip文件和MP3文件）中，已經(jīng)進(jìn)行了壓縮。例如，MP3文件已經(jīng)是CD上原始曲目大小的1/10。這些文件不可能再快速地進(jìn)一步壓縮。對于安全網(wǎng)頁，我們已經(jīng)討論過不能進(jìn)行壓縮的原因。加速服務(wù)器不會改動這些文件——它只是將它們按原樣傳輸。

下一節(jié)，我們將了解高速撥號加速器如何過濾無用數(shù)據(jù)以提高速度。