高速撥號工作原理

引言

典型的電話線調制解調器

上網時，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，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、緩存和測試結果

當您在瀏覽器的地址欄中鍵入一個URL（如 www.AnyWebSite.com）時，您就發送了對某個特定網頁的請求。如果該網頁使用彈出廣告，那么就會有一些彈出操作參數隱藏在其編程代碼中。當信息被送回您的計算機時，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，告訴您的計算機該廣告的尺寸、在屏幕上出現的位置以及有關該廣告的其他細節。這些廣告占用了寶貴的帶寬，降低了向您的計算機傳輸數據的速度。

為解決這個問題，高速撥號提供商在發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行了相應的編程，以便識別那些描述廣告參數的代碼行。當攔截器發現那些描述廣告參數的代碼行后，就會拒絕廣告的顯示請求。這樣就減少了通過電話線發送到您的計算機的信息量。發送的數據越少，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頁時，必須加載所有內容（包括網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頁時，就可以檢查是否存在重復內容。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制來處理經常被請求的網頁。加速服務器記錄下哪些網頁通常受到用戶的請求，而不是不斷地請求同一網頁。因此，如果它可以訪問博聞網主頁，它不是每天請求博聞網服務器數千次，而是只請求一次。接著，它將該網頁存儲在內存中，每當有其他用戶請求訪問博聞網時，它只是將該網頁從其內存中傳輸給該用戶。這叫做服務器端緩存，它通過消除冗余請求來節省時間。

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

瀏覽器將緩存網頁存儲在您的計算機的硬盤上。高速撥號軟件增強了該功能。除了存儲用戶頻繁查看的網頁以外，它還尋找這些網頁中保持不變的元素。例如，它尋找博聞網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，網站標識、標題、導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主頁時，只加載那些變化的元素。

現在您可以看出緩存是如何通過避免不必要的數據傳輸來節省時間的。這一工具最令人驚奇之處在于，通過結合使用服務器端緩存和客戶端緩存，系統可掌握您的網絡瀏覽習慣。它利用所掌握的內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速度的三個關鍵步驟。但是，當同時使用這三種技術時，會有什么結果？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進行測試，觀察使用它訪問真實網頁時到底效果如何。

測試結果
既然您已了解了相關工作原理，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進行測試，觀察它的服務將撥號連接的速度提高了多少。

注冊該服務并選擇“即裝即用”設置后，博聞網分別用普通和高速這兩種撥號連接來訪問互聯網，以測試它們的速度差別。

登錄之后，我們反復瀏覽互聯網上一些流行網站。不同網站的測試結果各不相同，但舉例來講，博聞網在用高速撥號連接進行訪問時，速度提高了三倍。有關完整的測試結果，請參見下表。

看來，巧妙地結合使用相當簡單的技術，能在一定程度上改善網絡撥號連接的速度問題。這些進展可以延長網絡撥號連接的壽命，也為那些厭倦標準撥號方式但尚未完全準備好升級到寬帶的人提供了一種備選方案。如果能繼續取得進展，撥號連接還可能存在相當長一段時間。

說不說都一樣。撥號上網的速度受電話線帶寬的限制；但與此同時，Web內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荷的寬帶連接，因此網站將其網頁設計得臃腫不堪而少有顧忌。通過撥號連接傳送所有那些數據十分費時。

新技術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這樣的服務目前提供“高速撥號”。這些服務的廣告中宣稱，它們提供的連接速度比傳統撥號服務快5倍。

那么，這是如何實現的？在本文中，博聞網將探究提高撥號速度所用的方法。

加速服務器
當您在互聯網上搜索某個網頁時，您的搜索請求將通過您的ISP傳輸到互聯網。互聯網上有一些幫助您查找所尋找網頁的計算機，您的請求在它們那里進行一系列逗留之后，您的計算機就連接到所請求的網頁的計算機了。連接一經建立，數據就可以自由地從Web服務器傳到您的計算機。當信息離開Web服務器并到達您的撥號連接時，典型互聯網事務處理中的瓶頸就顯露出來了。

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

當您使用高速撥號連接搜索某個網頁時，您的請求將從計算機的撥號調制解調器傳送到ISP的加速服務器。現在，加速服務器將為您請求和提供網頁。加速服務器使用寬帶連接來快速搜索互聯網，尋找包含所需網頁的服務器。一旦找到該服務器，這兩臺計算機就開始會話并交換您需要的信息。您的ISP的加速服務器獲取這些信息，并將其發送至您的計算機。

加速服務器使用以下幾項技術來加快撥號數據傳輸速度：

• 壓縮
• 過濾
• 緩存

下面，我們將探究加速服務器是如何提高撥號連接的速度的。

文件壓縮
高速撥號網絡的關鍵步驟是文件壓縮。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。對這些文件進行解壓縮后，它們將恢復原樣。

照片和圖片可以使用有損壓縮方式進行傳輸。當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據。例如，在進行有損壓縮后，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站的壓縮程度。

文件壓縮是一項發展中的技術，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，由于數據性質方面的原因，不能將高速撥號中使用的實時文件壓縮應用于上述文件類型。例如，安全網站上的數據是加密的。傳輸這種數據時，代碼顯得雜亂無章，以至于沒有人能看懂。當這些代碼到達加速服務器時，加速服務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容（哪怕僅改動一個字符），都會導致數據不可用。

撥號上網的現狀
Pew Internet and American Life Project獨立完成的研究結果表明，2003年美國共有1.47億互聯網用戶。其中有2300萬用戶使用撥號上網。

下面是典型的加速服務器壓縮不同文件類型的方式：

• 對于文本文件（包括網頁的HTML文本和電子郵件中的文本），加速服務器實時壓縮文本并沿調制解調器線路發送這些文本。利用實時壓縮技術，文本通常至少可壓縮50%。
  
• 對于圖像文件（包括網頁上的GIF和JPG圖像以及許多廣告條），加速服務器從網站中讀取圖像，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，已經進行了壓縮。例如，MP3文件已經是CD上原始曲目大小的1/10。這些文件不可能再快速地進一步壓縮。對于安全網頁，我們已經討論過不能進行壓縮的原因。加速服務器不會改動這些文件——它只是將它們按原樣傳輸。

下一節，我們將了解高速撥號加速器如何過濾無用數據以提高速度。