用于高效的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換和應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)處理的裝置和方法
【專利摘要】公開了用于高效的NAT和ALG處理的裝置和方法。示例性的方法包括下面的操作：對通過連接所接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定要對該分組執(zhí)行的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理；將該連接與ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)；以及基于所述關(guān)聯(lián)，對通過該連接所接收的額外分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以接收ALG處理，使得繞過對這些額外的分組的深度掃描。示例性的裝置包括：處理器，其用于對通過連接所接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定要對該分組執(zhí)行的ALG處理；數(shù)據(jù)庫，其用于將該連接與ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)；以及分組發(fā)射機(jī)，其用于基于所述關(guān)聯(lián)，對通過該連接所接收的其它分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以接收ALG處理，使得繞過對這些額外的分組的深度掃描。
【專利說明】用于高效的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換和應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)處理的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]概括地說，本申請涉及無線通信系統(tǒng)的操作，具體地說，本申請涉及實(shí)現(xiàn)高效的分
組路由。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)用于擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的可使用地址空間。在一種實(shí)現(xiàn)中，NAT模塊只轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)分組的IP/傳輸報(bào)頭信息。這影響在數(shù)據(jù)分組有效載荷中向它們的對等體傳輸網(wǎng)絡(luò)IP/端口信息的應(yīng)用，這是由于NAT模塊不對該信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換。由于NAT模塊可能拒絕這些IP/端口上的輸入分組連接，因此這導(dǎo)致丟棄的分組。
[0003]應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)通過將應(yīng)用有效載荷中嵌入的IP/端口信息轉(zhuǎn)換成NAT外部的IP/端口，來實(shí)現(xiàn)特定于應(yīng)用的NAT穿越(traversal)。ALG可以與NAT模塊交互以允許輸入的數(shù)據(jù)連接，或者在NAT模塊與外部領(lǐng)域中的對等體通信的后臺(tái)，執(zhí)行實(shí)現(xiàn)應(yīng)用所需要的其它操作。
[0004]不幸地，在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，ALG是特定于應(yīng)用的，并且由于它們對應(yīng)用有效載荷進(jìn)行解析來搜索嵌入的IP/端口信息，因此引入了顯著的處理延遲。如果在NAT處理路徑中直接引入這些延遲，則這些延遲可能影響所有分組流，從而導(dǎo)致往返時(shí)間(RTT)的不適當(dāng)?shù)脑黾?，并且因此還使整個(gè)吞吐量下降。另外，無線嵌入設(shè)備(或者移動(dòng)路由器)在CPU帶寬方面受到限制，這意味著NAT處理的增加將影響通用系統(tǒng)性能。此外，由于ALG增加而導(dǎo)致的增加的NAT處理還將使移動(dòng)路由器消耗更多的功率，這導(dǎo)致電池的更快速消耗和頻繁的充電。
[0005]因此，期望具有一種提供高效的NAT和ALG處理以克服如上所述的與傳統(tǒng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的問題的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了一種用于提高路由器(例如，移動(dòng)路由器)中的NAT-ALG處理的效率的包括裝置和方法的系統(tǒng)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，維持用于將特定連接的分組與選擇的ALG處理相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)接收到額外的分組時(shí)，可以根據(jù)該數(shù)據(jù)庫容易地且快速地確定針對每一個(gè)分組所需要的ALG處理，從而避免需要對每一個(gè)分組進(jìn)行深度掃描并且查找ALG規(guī)則來確定其ALG處理需求。每一個(gè)ALG處理還包括其自己的輸入/輸出隊(duì)列，因此進(jìn)一步增加了 NAT處理效率。
[0007]在一個(gè)方面，提供了一種用于進(jìn)行分組路由的方法，該方法包括:對通過選擇的連接接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定要對所述分組執(zhí)行的選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理；將所選擇的連接與所選擇的ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)；以及基于所述關(guān)聯(lián)，對通過所選擇的連接接收的額外分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以接收所選擇的ALG處理，使得繞過對所述額外分組的深度掃描。
[0008]在一個(gè)方面，提供了一種用于進(jìn)行分組路由的裝置，該裝置包括:處理器，其被配置為對通過選擇的連接接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定要對所述分組執(zhí)行的選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理；數(shù)據(jù)庫，其被配置為將所選擇的連接與所選擇的ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)；以及分組發(fā)射機(jī)，其被配置為基于所述關(guān)聯(lián)，對通過所選擇的連接接收的額外分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以接收所選擇的ALG處理，使得繞過對所述額外分組的深度掃描。
[0009]在一個(gè)方面，提供了 一種用于進(jìn)行分組路由的裝置，該裝置包括:用于對通過選擇的連接接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定要對所述分組執(zhí)行的選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理的單元；用于將所選擇的連接與所選擇的ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)的單元；以及用于基于所述關(guān)聯(lián)，對通過所選擇的連接接收的額外分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以接收所選擇的ALG處理，使得繞過對所述額外分組的深度掃描的單元。
[0010]在一個(gè)方面，提供了一種用于進(jìn)行分組路由的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)體現(xiàn)可由處理器執(zhí)行以進(jìn)行以下操作的指令:對通過選擇的連接接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定要對所述分組執(zhí)行的選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理；將所選擇的連接與所選擇的ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)；以及基于所述關(guān)聯(lián)，對通過所選擇的連接接收的額外分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以接收所選擇的ALG處理，使得繞過對所述額外分組的深度掃描。
[0011]在閱讀下文闡述的對附圖、【具體實(shí)施方式】和權(quán)利要求書的簡短描述以后，其它方面將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]參照下面結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述，本文描述的上述方面將變得更加顯而易見，其中:
[0013]圖1示出了用于在路由器使用的傳統(tǒng)NAT配置；
[0014]圖2示出了用于高效的NAT和ALG處理的裝置的示例性實(shí)施例；
[0015]圖3示出了示例性NAT查找模塊；
[0016]圖4示出了示例性分類模塊；
[0017]圖5示出了示例性規(guī)則數(shù)據(jù)庫；
[0018]圖6示出了示例性連接數(shù)據(jù)庫；
[0019]圖7描繪了用于執(zhí)行NAT處理的示例性方法，其中該方法減少分組掃描需求和對ALG規(guī)則的表格查找，從而提供增加的效率；
[0020]圖8示出了用于分組分類和傳輸?shù)氖纠苑椒ǎ?br> [0021 ]圖9示出了示例性NAT查找裝置；
[0022]圖10示出了示例性分組分類裝置；
[0023]圖11描繪了用于執(zhí)行減少分組掃描需求的NAT處理的示例性方法；以及
[0024]圖12示出了用于分組分類和傳輸?shù)氖纠苑椒ā?br> 【具體實(shí)施方式】
[0025]下面的說明描述了用于提高路由器(例如，移動(dòng)路由器)中的NAT-ALG處理的效率的包括裝置和方法的系統(tǒng)。該系統(tǒng)特別適合于結(jié)合移動(dòng)設(shè)備來使用，但也可以結(jié)合作為路由器進(jìn)行操作的任何類型的設(shè)備來使用。[0026]圖1示出了用于在路由器使用的傳統(tǒng)NAT配置100。配置100包括NAT裝置102，NAT裝置102通過局域網(wǎng)(LAN)連接104來接收和發(fā)送分組。NAT裝置102包括NAT查找模塊106、一個(gè)或多個(gè)ALG引擎108和NAT處理模塊110。
[0027]在操作期間，從LAN接收的分組流到NAT查找模塊106，其中在NAT查找模塊106處，對這些分組進(jìn)行掃描以確定要執(zhí)行哪一種ALG處理(如果有的話)。例如，ALG處理操作以根據(jù)這些分組的有效載荷來確定任何應(yīng)用規(guī)范信息，其中該信息將在對這些分組進(jìn)行路由時(shí)使用。在掃描之后，將這些分組傳送給適當(dāng)?shù)腁LG引擎108。在ALG引擎108進(jìn)行的處理之后，這些分組流到NAT處理模塊110，其中在NAT處理模塊110處，確定用于這些分組的目的地路由地址。隨后，在廣域網(wǎng)(WAN)連接112上將這些分組發(fā)送給目的地地址。對于在相反的方向上行進(jìn)的分組，該處理是相反的。
[0028]NAT配置100描繪了用于執(zhí)行ALG處理的次最佳配置，這是由于直接在NAT數(shù)據(jù)路徑中處理這些分組。由ALG引擎處理的分組可以造成當(dāng)處理在輸入隊(duì)列中等待的其它分組時(shí)發(fā)生延遲，這導(dǎo)致建立輸入隊(duì)列，從而增加所有分組流的RTT。如果ALG處理任務(wù)不夠快，則隊(duì)列可能被快速地建立，從而導(dǎo)致分組丟失。對于TCP連接，這轉(zhuǎn)換成可能的超時(shí)和回退，并最終造成較低的吞吐量。維持的同步處理還造成CPU的不高效使用，從而減少了系統(tǒng)的空閑時(shí)間并且增加了電池消耗。
[0029]圖2示出了用于高效的NAT和ALG處理的系統(tǒng)200的示例性實(shí)施例。在各種實(shí)現(xiàn)中，針對LAN和WffAN處理或者為了處理與任何類型的連接相關(guān)聯(lián)的分組，可以對稱/非對稱地布置ALG處理。系統(tǒng)200使ALG處理是異步的，并且執(zhí)行至少下面四個(gè)主要功能。
[0030]1、分組查找
[0031]2、分類和異步分組操縱
[0032]3、有效載荷轉(zhuǎn)換
[0033]4、分組路由
[0034]系統(tǒng)200包括NAT查找模塊202、分類和異步分組操縱器206 (其還稱為“分組操縱器”)和NAT處理模塊212。系統(tǒng)200還包括一個(gè)或多個(gè)ALG引擎208，并且每一個(gè)ALG引擎包括相關(guān)聯(lián)的輸入/輸出隊(duì)列210。
[0035]使用關(guān)于如何對與特定的應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的分組進(jìn)行處理的規(guī)則，來對NAT查找模塊202進(jìn)行初始化。例如，每一個(gè)ALG引擎208向NAT查找模塊202提供規(guī)則信息，使得可以在NAT查找模塊202處維持規(guī)則數(shù)據(jù)庫。該規(guī)則數(shù)據(jù)庫包括規(guī)定各種分組類型的一組規(guī)則，并且每組規(guī)則與將用于處理該相關(guān)聯(lián)的分組類型的相應(yīng)ALG引擎相關(guān)聯(lián)。可以(例如通過用戶輸入或者通過使用從其它網(wǎng)絡(luò)實(shí)體接收的信息)使用任何其它輸入來初始化、更新或者維持該規(guī)則數(shù)據(jù)庫。
[0036]NAT查找模塊202還包括連接數(shù)據(jù)庫。該連接數(shù)據(jù)庫將特定連接的分組與特定的ALG引擎進(jìn)行關(guān)聯(lián)。這允許將特定連接的分組高效地傳送到適當(dāng)?shù)腁LG引擎，而無需對與該連接相關(guān)聯(lián)的每一個(gè)分組都進(jìn)行深度掃描。
[0037]在示例性操作期間，NAT查找模塊202從LAN204接收要被路由到無線WAN214的分組。NAT查找模塊202首先確定接收的分組是否與已在該連接數(shù)據(jù)庫中標(biāo)識(shí)的連接相關(guān)聯(lián)。如果該分組與連接數(shù)據(jù)庫中標(biāo)識(shí)的任何連接都不相關(guān)聯(lián)，則將該分組視作新連接的第一分組。假定該分組是新連接的第一分組，則對該分組進(jìn)行深度掃描，以確定針對該分組需要的ALG處理。例如，在深度掃描期間，對分組有效載荷或者任何其它分組信息進(jìn)行掃描以確定關(guān)于該分組的信息。將通過對分組進(jìn)行深度掃描所獲得的信息與規(guī)則數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相互參照，以確定針對該分組所需要的ALG處理的類型。隨后，對連接數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新，以便將該特定連接的分組與特定的ALG引擎相關(guān)聯(lián)。使用標(biāo)識(shí)期望的ALG處理的信息來標(biāo)記該分組，隨后將該分組傳送給分組操縱器206以執(zhí)行適當(dāng)?shù)腁LG處理。
[0038]當(dāng)NAT查找模塊202接收到該連接的額外分組時(shí)，將它們相對于連接數(shù)據(jù)庫進(jìn)行核查，以確定將用于處理該分組的ALG引擎。使用標(biāo)識(shí)根據(jù)連接數(shù)據(jù)庫所確定的期望的ALG處理的信息，對該連接的每一個(gè)額外分組進(jìn)行標(biāo)記。隨后，將這些額外的分組傳送到分組操縱器206，以執(zhí)行適當(dāng)?shù)腁LG處理。因此，一旦使用來自特定連接的第一分組的信息對連接數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了更新，就可以標(biāo)識(shí)與該連接相關(guān)聯(lián)的所有其它分組，并將它們傳送到分組操縱器206以進(jìn)行適當(dāng)?shù)腁LG處理，而無需對每一個(gè)額外的分組都進(jìn)行深度掃描。在一些情況下，分組將不需要任何ALG處理，并且將對這些分組進(jìn)行標(biāo)記以指示不需要ALG處理并將這些分組傳送到NAT處理模塊以進(jìn)行路由。因此，NAT查找模塊202可以從多個(gè)連接接收分組，并且可以使用連接數(shù)據(jù)庫將這些分組高效地路由到適當(dāng)?shù)腁LG處理，同時(shí)繞過對每一個(gè)識(shí)別的連接的額外分組進(jìn)行深度掃描的需要。
[0039]分組操縱器206操作以對去往/來自ALG引擎208和去往NAT處理模塊212的分組的流進(jìn)行協(xié)調(diào)。分組操縱器206接收旨在進(jìn)行ALG處理的分組，并且將這些分組路由到與期望的ALG處理引擎208相關(guān)聯(lián)的特定隊(duì)列210。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，向每一個(gè)ALG引擎提供輸入隊(duì)列和輸出隊(duì)列。例如，每一個(gè)隊(duì)列可以被配置為先入先出(FIFO)隊(duì)列或者任何其它類型的適當(dāng)隊(duì)列。這些隊(duì)列為要由每個(gè)引擎處理的分組提供臨時(shí)存儲(chǔ)，并且為已經(jīng)由每個(gè)引擎處理的分組提供臨時(shí)存儲(chǔ)。各個(gè)隊(duì)列操作以減少或者消除可能當(dāng)沒有使用隊(duì)列并且系統(tǒng)被迫等待任何特定的ALG處理完成時(shí)發(fā)生的瓶頸。
[0040]分組操縱器206還從隊(duì)列210接收已由ALG引擎208處理的分組。分組操縱器206將這些分組與來自NAT查找模塊202的不需要任何ALG處理的分組進(jìn)行組合，以形成流到NAT處理模塊212的分組流。因此，分組操縱器206操作以執(zhí)行異步多處理，以允許ALG引擎對分組進(jìn)行處理，并且形成向NAT處理模塊212發(fā)送的分組流。NAT處理模塊212操作以對去往/來自無線WAN網(wǎng)絡(luò)214上的實(shí)體的分組進(jìn)行路由。因此，減少或者消除了系統(tǒng)的瓶頸，并且更高效地使用了 CPU和電池資源。
[0041]圖3示出了示例性NAT查找模塊300。例如，NAT查找模塊300適合于在圖2中所示的NAT查找模塊202處使用。NAT查找模塊300包括處理器302、規(guī)則數(shù)據(jù)庫304、連接數(shù)據(jù)庫306、分組發(fā)射機(jī)308和分組接收機(jī)310，其均通過總線312耦合在一起以進(jìn)行通信。應(yīng)當(dāng)注意的是，NAT查找模塊300僅僅只是一種實(shí)現(xiàn)，并且其它實(shí)現(xiàn)是可能的。
[0042]分組接收機(jī)310包括硬件和/或執(zhí)行軟件的硬件，其操作以允許NAT查找模塊300從網(wǎng)絡(luò)(例如，LAN)接收分組。
[0043]規(guī)則數(shù)據(jù)庫304包括允許存儲(chǔ)、獲取和維持與接收的分組的ALG處理相關(guān)聯(lián)的規(guī)則的任何適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器或存儲(chǔ)設(shè)備。例如，在初始化處理期間，將與每一個(gè)ALG引擎相關(guān)聯(lián)的規(guī)則提供給NAT查找模塊300，并存儲(chǔ)在規(guī)則數(shù)據(jù)庫304中。在操作期間，使用規(guī)則數(shù)據(jù)庫304來確定針對特定的分組所需要的ALG處理的類型。因此，可以針對滿足特定的一組規(guī)則的任何分組，確定ALG處理的類型。[0044]連接數(shù)據(jù)庫306包括允許存儲(chǔ)、獲取和維持連接/分組與ALG處理引擎之間的關(guān)聯(lián)的任何適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器或存儲(chǔ)設(shè)備。連接數(shù)據(jù)庫306由處理器302維持，并被不斷地更新以反映連接/分組與ALG處理引擎之間的關(guān)聯(lián)。例如，當(dāng)接收到與新連接相關(guān)聯(lián)的第一分組時(shí)，處理器302對該分組進(jìn)行深度掃描以確定所需要的ALG處理，并在連接數(shù)據(jù)庫306中存儲(chǔ)該連接與所需要的ALG處理之間的關(guān)聯(lián)。通過使用連接數(shù)據(jù)庫306，可以高效地確定用于對在該連接上接收的任何額外的分組進(jìn)行處理的適當(dāng)ALG引擎，而無需對每一個(gè)額外的分組都進(jìn)行深度掃描，從而繞過對這些額外的分組的深度掃描。
[0045]分組發(fā)射機(jī)308包括硬件和/或執(zhí)行軟件的硬件，其操作以允許NAT查找模塊300向分組操縱器(例如，圖2中所示的分組操縱器206)發(fā)送分組。
[0046]處理器302包括CPU、處理器、門陣列、硬件邏輯、存儲(chǔ)器元件和/或執(zhí)行軟件的硬件中的至少一個(gè)。處理器302操作以控制NAT查找模塊300來執(zhí)行本文所描述的功能。例如，處理器302操作以使用任何適當(dāng)?shù)慕涌趤砼cALG引擎進(jìn)行通信，從而接收存儲(chǔ)在規(guī)則數(shù)據(jù)庫304中的規(guī)則。處理器302還操作以對分組接收機(jī)310所接收的每一個(gè)連接的第一分組進(jìn)行深度掃描，并且根據(jù)規(guī)則數(shù)據(jù)庫304確定該分組所需要的ALG處理的類型。隨后，處理器302更新連接數(shù)據(jù)庫306，以指示將與該連接相關(guān)聯(lián)的分組將傳送到所確定的ALG引擎以進(jìn)行處理。此外，處理器302使用來自連接數(shù)據(jù)庫的指示要向每一個(gè)分組應(yīng)用的ALG處理的類型(如果有的話)的信息，對這些分組進(jìn)行標(biāo)記。隨后，處理器302控制分組發(fā)射機(jī)308向分組操縱器(例如，圖2中所示的分組操縱器206)發(fā)送標(biāo)記的分組。下面提供NAT查找模塊300的操作的更詳細(xì)描述。
[0047]圖4示出了示例性分組操縱器400。例如，分組操縱器400適合用作圖2中所示的分組操縱器206。分組操縱器400包括處理器402、NAT查找接口 404、NAT處理接口 406、分組發(fā)射機(jī)408和分組接收機(jī)410，其均通過總線412耦合在一起以進(jìn)行通信。應(yīng)當(dāng)注意的是，分組操縱器400僅僅是一種實(shí)現(xiàn)，并且其它實(shí)現(xiàn)是可能的。
[0048]NAT查找接口 404包括CPU、處理器、門陣列、硬件邏輯、存儲(chǔ)器元件和/或執(zhí)行軟件的硬件中的至少一個(gè)。NAT查找接口 404提供與NAT查找模塊(例如，圖2中所示的NAT查找模塊202或者圖3中所示的NAT查找模塊300)的通信。NAT查找接口 404操作以從NAT查找模塊接收標(biāo)記的分組。這些標(biāo)記的分組指示要對每一個(gè)分組執(zhí)行的ALG處理的類型。
[0049]分組發(fā)射機(jī)408包括CPU、處理器、門陣列、硬件邏輯、存儲(chǔ)器元件和/或執(zhí)行軟件的硬件中的至少一個(gè)。分組發(fā)射機(jī)408提供與可用的ALG引擎的通信。例如，將需要ALG處理的分組發(fā)送到與期望的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的適當(dāng)隊(duì)列(B卩，隊(duì)列210)。進(jìn)入每一個(gè)隊(duì)列的分組將由相關(guān)聯(lián)的ALG引擎按照順序進(jìn)行處理。
[0050]分組接收機(jī)410包括CPU、處理器、門陣列、硬件邏輯、存儲(chǔ)器元件和/或執(zhí)行軟件的硬件中的至少一個(gè)。分組接收機(jī)410提供與可用的ALG引擎/隊(duì)列的通信。例如，從與ALG引擎相關(guān)聯(lián)的適當(dāng)隊(duì)列(即，隊(duì)列210)接收處理后的分組。
[0051 ] NAT處理接口 406包括硬件和/或執(zhí)行軟件的硬件，其操作以允許分組操縱器400向NAT處理模塊(例如，圖2中所示的NAT處理模塊212)發(fā)送分組，以進(jìn)行進(jìn)一步路由。
[0052]處理器402包括CPU、處理器、門陣列、硬件邏輯、存儲(chǔ)器元件和/或執(zhí)行軟件的硬件中的至少一個(gè)。處理器402操作以控制分組操縱器400，以執(zhí)行本文所描述的功能。例如，處理器402操作以使用接口 404來與NAT查找模塊進(jìn)行通信，從而接收用于ALG處理的標(biāo)記的分組。處理器402還控制分組發(fā)射機(jī)408向適當(dāng)?shù)腁LG隊(duì)列發(fā)送分組，以進(jìn)行處理。該處理器還控制分組接收機(jī)410從ALG隊(duì)列接收處理后的分組，并且控制NAT處理接口 406向NAT處理模塊發(fā)送這些處理后的分組。在一些情況下，接口 404可以接收不需要ALG處理的分組。處理器402控制NAT處理接口 406針對這些分組繞過ALG處理，并且將它們發(fā)送到NAT處理模塊。下面提供分組操縱器400的操作的更詳細(xì)描述。
[0053]應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然已經(jīng)將NAT查找模塊300和分組操縱器400描述成不同的實(shí)體，但也可以將這些模塊組合成單個(gè)模塊或者實(shí)體。此外，在一個(gè)或多個(gè)各種實(shí)施例中，可以根據(jù)期望對每一個(gè)模塊的功能進(jìn)行重新排列或者重新分布。
[0054]圖5示出了示例性規(guī)則數(shù)據(jù)庫500。例如，規(guī)則數(shù)據(jù)庫500代表圖3中所示的規(guī)則數(shù)據(jù)庫304。規(guī)則數(shù)據(jù)庫500包括標(biāo)識(shí)規(guī)則的三列(規(guī)則I一規(guī)則3)，其中這些規(guī)則當(dāng)被滿足時(shí)，標(biāo)識(shí)特定的分組類型502。例如，“X”指示滿足相關(guān)聯(lián)的規(guī)則。因此，規(guī)定了不滿足任何規(guī)則的第一分組類型，并且規(guī)定了滿足規(guī)則I和規(guī)則2但不滿足規(guī)則3的第四分組類型。應(yīng)當(dāng)注意的是，可以指定更多或者更少的規(guī)則，并且可以使用規(guī)則的任意期望的組合(與、或、非等等)來對任何特定的分組類型進(jìn)行分類或者規(guī)定。例如，為了規(guī)定FTP協(xié)議分組的ALG處理，可以在規(guī)則數(shù)據(jù)庫500中指定下面兩種規(guī)則。
[0055]規(guī)則I下一個(gè)協(xié)議應(yīng)當(dāng)是TCP (與)
[0056]規(guī)則2 TCP目的地端口 21
[0057]第四列504標(biāo)識(shí)了與每一個(gè)分組類型相關(guān)聯(lián)并且將用于處理每一個(gè)分組類型的ALG引擎。應(yīng)當(dāng)注意的是，對于所選擇的分組類型來說，可以不需要ALG處理。此外，與不同的連接相關(guān)聯(lián)的分組也可以滿足相同的一組規(guī)則，并且由相同的ALG引擎進(jìn)行處理。
[0058]圖6示出了示例性連接數(shù)據(jù)庫600。例如，連接數(shù)據(jù)庫600代表圖3中所示的連接數(shù)據(jù)庫306。連接數(shù)據(jù)庫600包括提供連接標(biāo)識(shí)符602的第一列和提供與每一個(gè)連接標(biāo)識(shí)符相關(guān)聯(lián)的ALG引擎604的第二列。
[0059]在操作期間，當(dāng)接收到每一個(gè)連接的第一分組時(shí)，在連接數(shù)據(jù)庫中將新連接標(biāo)識(shí)符與該連接進(jìn)行關(guān)聯(lián)。隨后，對該第一分組進(jìn)行深度掃描，以確定ALG處理需求。例如，規(guī)則數(shù)據(jù)庫500與根據(jù)深度掃描所確定的信息進(jìn)行相互參照，以確定該分組滿足的規(guī)則和相關(guān)聯(lián)的ALG引擎。隨后，在連接數(shù)據(jù)庫600中，將所確定的ALG引擎與該連接標(biāo)識(shí)符進(jìn)行關(guān)聯(lián)。因此，當(dāng)接收到該連接的額外分組時(shí)，訪問連接數(shù)據(jù)庫600以高效地確定針對這些分組的所需要的ALG處理，而無需對每一個(gè)額外的分組都進(jìn)行深度掃描。
[0060]應(yīng)當(dāng)注意的是，對于所選擇的連接標(biāo)識(shí)符來說，可以不存在ALG處理需求。與不同的連接相關(guān)聯(lián)的分組也可能需要相同的ALG引擎來處理這些分組。例如，在連接數(shù)據(jù)庫600中，與連接I相關(guān)聯(lián)的分組不需要ALG處理，與連接2和6相關(guān)聯(lián)的分組需要通過相同的ALG引擎(即，ALG引擎I)進(jìn)行處理。
[0061]圖7描繪了用于執(zhí)行NAT處理的示例性方法700，其中該方法減少分組掃描需求和對ALG規(guī)則的表格查找，從而提供增加的效率。例如，方法700適合于由圖3中所示的NAT查找模塊300使用。在一種實(shí)現(xiàn)中，處理器302執(zhí)行一組或多組代碼或指令，以控制查找模塊300來執(zhí)行下面所描述的功能。
[0062]在框702，維持ALG規(guī)則的數(shù)據(jù)庫。例如，處理器302維持規(guī)則數(shù)據(jù)庫304，以維持由一個(gè)或多個(gè)ALG引擎、通過用戶輸入或者其它方式提供的規(guī)則。這些規(guī)則確定將使用哪個(gè)ALG引擎來處理具有特定的分組類型的分組(S卩，滿足指定的一組規(guī)則的分組)。可以對規(guī)則數(shù)據(jù)庫304進(jìn)行初始化，隨后在ALG引擎的數(shù)量和/或類型改變時(shí)并且在規(guī)則改變時(shí)，處理器302對規(guī)則數(shù)據(jù)庫304進(jìn)行不斷地更新。
[0063]在框704，維持分組/連接的數(shù)據(jù)庫。例如，處理器302維持連接數(shù)據(jù)庫306，以維持連接/分組和將用于處理這些連接的分組的ALG處理之間的關(guān)系。
[0064]在框706，對分組進(jìn)行接收，例如，在NAT查找模塊202處從LAN接收用于路由到WffAN的分組。在一種實(shí)現(xiàn)中，由分組接收機(jī)310接收該分組，并將其傳送給處理器302。
[0065]在框708，確定所接收的分組是否與連接數(shù)據(jù)庫中標(biāo)識(shí)的連接相關(guān)聯(lián)。例如，處理器302通過評(píng)估分組報(bào)頭或者關(guān)于該分組或連接的其它信息并且將該信息與連接數(shù)據(jù)庫306中的信息進(jìn)行比較，來進(jìn)行該確定。如果該分組與不存在于連接數(shù)據(jù)庫306中的連接相關(guān)聯(lián)，則確定該分組是新連接的第一分組，并且該方法前進(jìn)至框712。如果該分組與連接數(shù)據(jù)庫306中標(biāo)識(shí)的連接相關(guān)聯(lián)，則確定該分組與現(xiàn)有的連接相關(guān)聯(lián)，并且該方法前進(jìn)至框718。
[0066]在框712，對所接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定可以與規(guī)則數(shù)據(jù)庫306相互參照的關(guān)于該分組的信息。例如，處理器302對該分組進(jìn)行深度掃描，以確定來自其報(bào)頭、有效載荷和/或該分組的其它方面的信息，從而確定可以用于確定該分組是否滿足規(guī)則數(shù)據(jù)庫304中的規(guī)則中的任何一個(gè)的關(guān)于該分組的信息。處理器302使用來自深度掃描的該信息，來確定該分組滿足規(guī)則數(shù)據(jù)庫304中的哪些規(guī)則，并因此確定分組類型。
[0067]在框714，執(zhí)行規(guī)則查找，以確定針對該分組所需要的ALG處理。一旦確定了分組類型(即，滿足哪些規(guī)則)，處理器302就根據(jù)規(guī)則數(shù)據(jù)庫304確定針對該分組的所需要的ALG處理。
[0068]在框716，對連接數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新。一旦確定了用于該分組的ALG引擎，就在連接數(shù)據(jù)庫306中添加新條目，其標(biāo)識(shí)該連接和將用于對與該連接相關(guān)聯(lián)的分組進(jìn)行處理的相關(guān)聯(lián)的ALG處理。一旦使用新連接對連接數(shù)據(jù)庫306進(jìn)行了更新，就不需要在該連接條目的使用期，對與該連接相關(guān)聯(lián)的額外分組執(zhí)行另外的深度掃描。這節(jié)省了處理時(shí)間，并且繞過對該連接的額外分組的深度掃描。
[0069]在框718，使用來自連接數(shù)據(jù)庫的標(biāo)識(shí)針對每一個(gè)分組所需要的ALG處理的類型的信息，對分組進(jìn)行標(biāo)記。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，將連接標(biāo)識(shí)符和相關(guān)聯(lián)的ALG引擎標(biāo)識(shí)符添加到該分組中。因此，使用標(biāo)識(shí)該分組所需要的ALG處理的信息來標(biāo)記每一個(gè)分組。如果不需要ALG處理，則沒有標(biāo)記與分組相關(guān)聯(lián)，或者將指示不進(jìn)行ALG處理的特定標(biāo)記與該分組相關(guān)聯(lián)。
[0070]在框720，發(fā)送該分組以進(jìn)行處理。例如，處理器302控制分組發(fā)射機(jī)308將這些分組轉(zhuǎn)發(fā)到分類和異步分組操縱器(例如，圖4中所示的分組操縱器400)。
[0071 ] 因此，方法700操作以接收和識(shí)別用于ALG處理的分組，而無需對每一個(gè)分組都進(jìn)行深度掃描。應(yīng)當(dāng)注意的是，方法700僅僅是一種實(shí)現(xiàn)，并且可以對方法700的操作進(jìn)行重新排列或者以其它方式進(jìn)行修改，使得其它實(shí)現(xiàn)是可能的。
[0072]圖8示出了用于實(shí)現(xiàn)異步分類和分組操縱的示例性方法800。為了清楚起見，下面參照分組操縱器400來描述方法800。例如，方法800提供了對分組的異步并行和多任務(wù)ALG處理。例如，示出了可以并行地執(zhí)行的兩個(gè)處理。這些異步處理規(guī)定了以下內(nèi)容。
[0073]1、當(dāng)更快速地處理隊(duì)列時(shí)分組流的RTT降低，這導(dǎo)致該隊(duì)列中的分組丟棄的機(jī)率更低并且端到端吞吐量增加。
[0074]2、任何單個(gè)任務(wù)的CPU使用減少。
[0075]3、當(dāng)將每一分組處理劃分成更小的單元時(shí)，CPU的效率增加，這是因?yàn)槠淇梢圆⑿刑幚矶鄠€(gè)任務(wù)，從而增加了系統(tǒng)的空閑時(shí)間并因此顯著地減少了電池功耗。
[0076]在一種實(shí)現(xiàn)中，處理器402執(zhí)行一組或多組代碼或指令，以控制分組操縱器400執(zhí)行下面所描述的功能。
[0077]在框802，通過從NAT查找模塊接收標(biāo)記的分組，來開始第一處理。例如，從圖2中所示的NAT查找模塊202或者圖3中所示的NAT查找模塊300接收該標(biāo)記的分組。使用指示針對該分組所需要的ALG處理的類型的信息來標(biāo)記該分組,或者將該分組與該信息相關(guān)聯(lián)。還可以對該分組進(jìn)行標(biāo)記或者以其它方式指示不需要ALG處理。
[0078]在框804，確定針對所接收的分組是否需要ALG處理。例如，處理器402檢查分組標(biāo)記來確定是否需要ALG處理，如果需要的話，確定需要哪種類型的ALG處理。如果分組標(biāo)記指示不需要ALG處理，則該方法前進(jìn)至框810。如果分組標(biāo)記指示需要ALG處理，則該方法前進(jìn)至框806。
[0079]在框810，發(fā)送該分組以用于NAT處理。例如，向NAT處理模塊212發(fā)送該分組，以進(jìn)行進(jìn)一步處理和路由。例如，處理器402控制NAT處理接口 406來向NAT處理模塊212發(fā)送該分組。
[0080]在框806，將該分組轉(zhuǎn)發(fā)給通過分組的標(biāo)記所確定的適當(dāng)ALG引擎。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)ALG弓丨擎包括輸入隊(duì)列和輸出隊(duì)列，這些隊(duì)列允許ALG弓丨擎按照接收分組的順序，對與多個(gè)連接相關(guān)聯(lián)的分組進(jìn)行處理。隊(duì)列的使用空出了(free up)NAT處理，這是由于當(dāng)系統(tǒng)等待ALG處理完成時(shí)，不需要對分組處理進(jìn)行暫停或者延遲。例如，一旦選擇的分組輸入到適當(dāng)?shù)腁LG隊(duì)列中，就可以在所選擇的分組由ALG引擎進(jìn)行處理的同時(shí)，對額外的分組進(jìn)行操縱。這種類型的多任務(wù)幫助減少對端到端RTT的影響。
[0081]處理器402控制分組發(fā)射機(jī)408向適當(dāng)?shù)腁LG引擎隊(duì)列發(fā)送該分組。向ALG引擎通知處于其接收隊(duì)列中的該分組，并當(dāng)ALG引擎對該分組進(jìn)行處理時(shí)，其根據(jù)協(xié)議規(guī)定來轉(zhuǎn)換該分組的應(yīng)用有效載荷。在ALG處理完成之后，ALG引擎將該分組放入到其輸出隊(duì)列中。
[0082]第二處理開始于框808，其中在框808，在處理之后，從ALG引擎接收處理后的分組。例如，處理后的分組由分組接收機(jī)410接收，并傳送給處理器402。隨后，該方法前進(jìn)至框810，其中在框810，發(fā)送處理后的分組以進(jìn)行NAT處理，如上所述。
[0083]因此，方法800提供了由分組操縱器執(zhí)行的兩個(gè)處理。在第一處理中，將從NAT查找模塊接收的分組導(dǎo)向選擇的ALG引擎以進(jìn)行ALG處理。在第二處理中，將經(jīng)ALG處理的分組和不需要ALG處理的任何分組發(fā)送給NAT處理模塊，以進(jìn)行進(jìn)一步處理。應(yīng)當(dāng)注意的是，方法800僅僅是一種實(shí)現(xiàn)，并且可以對方法800的操作進(jìn)行重新排列或者以其它方式進(jìn)行修改，使得其它實(shí)現(xiàn)是可能的。
[0084]圖9示出了示例性NAT查找裝置900。例如，NAT查找裝置900適合用作圖3中所示的NAT查找模塊300。在一個(gè)方面，通過包括一個(gè)或多個(gè)模塊的至少一個(gè)集成電路來實(shí)現(xiàn)NAT查找裝置900，其中所述一個(gè)或多個(gè)模塊被配置為提供如本文所描述的NAT查找模塊的各個(gè)方面。例如，在一個(gè)方面，每一個(gè)模塊包括硬件和/或執(zhí)行軟件的硬件。
[0085]NAT查找裝置900包括第一模塊，第一模塊包括用于對通過選擇的連接接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定要對該分組執(zhí)行的選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理的單元(902)。NAT查找裝置900還包括第二模塊，第二模塊包括用于將所選擇的連接與所選擇的ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)的單元(904)，其在一個(gè)方面包括連接數(shù)據(jù)庫306。NAT查找裝置900還包括第三模塊，第三模塊包括用于基于所述關(guān)聯(lián)，對通過所選擇的連接接收的額外分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以接收所選擇的ALG處理的單元(906)，其中繞過對所述額外的分組的深度掃描，其在一個(gè)方面包括處理器302。
[0086]圖10示出了示例性分類裝置1000。例如，分類裝置1000適合用作圖4中所示的分類模塊400。在一個(gè)方面，通過包括一個(gè)或多個(gè)模塊的至少一個(gè)集成電路來實(shí)現(xiàn)分類裝置1000，其中所述一個(gè)或多個(gè)模塊被配置為提供如本文所描述的分類和分組操縱器的各個(gè)方面。例如，在一個(gè)方面，每一個(gè)模塊包括硬件和/或執(zhí)行軟件的硬件。
[0087]分類裝置1000包括第一模塊，第一模塊包括用于接收標(biāo)記的分組的單元(1002)，其在一個(gè)方面包括NAT查找接口 404。分類裝置1000還包括第二模塊，第二模塊包括用于基于與每一個(gè)標(biāo)記的分組相關(guān)聯(lián)的ALG處理信息，確定針對每一個(gè)標(biāo)記的分組是否需要任何ALG處理的單元(1004)，其在一個(gè)方面包括處理器402。分類裝置1000還包括第三模塊，第三模塊包括用于如果確定針對所選擇的標(biāo)記的分組需要ALG處理，則將所選擇的標(biāo)記分組分別傳送給選擇的ALG引擎，以接收ALG處理的單元(1006)，其在一個(gè)方面包括分組發(fā)射機(jī)408。分類裝置1000還包括第四模塊，第四模塊包括用于如果確定針對其它標(biāo)記的分組不需要ALG處理，則向網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)處理模塊發(fā)送這些其它標(biāo)記的分組的單元(1008)，其在一個(gè)方面包括NAT處理接口 406。
[0088]圖11描繪了用于執(zhí)行NAT處理的示例性方法1100，其中該方法減少分組掃描需求和對ALG規(guī)則的表格查找，從而提供增加的效率。例如，方法1100適合于由圖3中所示的NAT查找模塊300使用。在一種實(shí)現(xiàn)中，處理器302執(zhí)行一組或多組代碼或指令，來控制查找模塊300執(zhí)行下面所描述的功能。
[0089]在框1102，對通過選擇的連接接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定要對該分組執(zhí)行的選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理。例如，對接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定可以與規(guī)則數(shù)據(jù)庫306相互參照的關(guān)于該分組的信息。例如，處理器302對分組進(jìn)行深度掃描，以確定來自其報(bào)頭、有效載荷和/或該分組的其它方面的信息，從而確定可以用于確定該分組是否滿足規(guī)則數(shù)據(jù)庫304中的規(guī)則中的任何一個(gè)的關(guān)于該分組的信息。處理器302使用來自深度掃描的該信息，來確定該分組滿足規(guī)則數(shù)據(jù)庫304中的哪些規(guī)則，并因此確定分組類型。
[0090]在框1104，將所選擇的連接與選擇的ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并且對連接數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新。一旦確定了用于該分組的ALG引擎，就在連接數(shù)據(jù)庫306中添加新條目，其標(biāo)識(shí)該連接和將用于對與該連接相關(guān)聯(lián)的分組進(jìn)行處理的相關(guān)聯(lián)的ALG處理。一旦使用新連接對連接數(shù)據(jù)庫306進(jìn)行了更新，就不需要在該連接條目的使用期，對與該連接相關(guān)聯(lián)的額外分組執(zhí)行另外的深度掃描。這節(jié)省了處理時(shí)間，并且繞過對該連接的額外分組的深度掃描。
[0091]在框1106，基于連接數(shù)據(jù)庫306中的關(guān)聯(lián)，對通過所選擇的連接接收的額外分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以接收所選擇的ALG處理，使得繞過對這些額外分組的深度掃描。例如，處理器302控制分組發(fā)射機(jī)308將這些分組轉(zhuǎn)發(fā)給分類和異步分組操縱器(例如，圖4中所示的分組操縱器400)。
[0092]因此，方法1100操作以接收并識(shí)別用于ALG處理的分組，而無需對每一個(gè)分組都進(jìn)行深度掃描。應(yīng)當(dāng)注意的是，方法1100僅僅是一種實(shí)現(xiàn)，并且可以對方法1100的操作進(jìn)行重新排列或者以其它方式進(jìn)行修改，使得其它實(shí)現(xiàn)是可能的。
[0093]圖12描繪了用于分類和分組操縱的示例性方法1200。為了清楚起見，下面參照分組操縱器400來描述方法1200。在一種實(shí)現(xiàn)中，處理器402執(zhí)行一組或多組代碼或指令，來控制分組操縱器400執(zhí)行下面所描述的功能。
[0094]在框1202，從NAT查找模塊接收標(biāo)記的分組。例如，從圖2中所示的NAT查找模塊202或者圖3中所示的NAT查找模塊300接收標(biāo)記的分組。使用指示針對該分組所需要的ALG處理的類型的信息來標(biāo)記該分組，或者將該分組與該信息相關(guān)聯(lián)。還可以對該分組進(jìn)行標(biāo)記或者以其它方式指示不需要ALG處理。
[0095]在框1204，確定針對所接收的分組是否需要ALG處理。例如，處理器402檢查分組標(biāo)記來確定是否需要ALG處理，如果需要的話，確定需要哪種類型的ALG處理。如果分組標(biāo)記指示不需要ALG處理，則該方法前進(jìn)至框1208。如果分組標(biāo)記指示需要ALG處理，則該方法前進(jìn)至框1206。
[0096]在框1206，將該分組轉(zhuǎn)發(fā)給通過分組的標(biāo)記所確定的適當(dāng)ALG引擎。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)ALG弓丨擎包括輸入隊(duì)列和輸出隊(duì)列，這些隊(duì)列允許ALG弓丨擎按照接收分組的順序，對與多個(gè)連接相關(guān)聯(lián)的分組進(jìn)行處理。隊(duì)列的使用空出了 NAT處理，這是由于當(dāng)系統(tǒng)等待ALG處理完成時(shí)，不需要對分組處理進(jìn)行暫停或者延遲。例如，一旦選擇的分組輸入到適當(dāng)?shù)腁LG隊(duì)列中，就可以在所選擇的分組由ALG引擎進(jìn)行處理的同時(shí)，進(jìn)行額外分組的處理。這種類型的多任務(wù)幫助減少對端到端RTT的影響。
[0097]處理器402控制分組發(fā)射機(jī)408向適當(dāng)?shù)腁LG引擎隊(duì)列發(fā)送該分組。向ALG引擎通知存在于其接收隊(duì)列中的該分組，并當(dāng)ALG引擎對該分組進(jìn)行處理時(shí)，其根據(jù)協(xié)議規(guī)定來轉(zhuǎn)換該分組的應(yīng)用有效載荷。在ALG處理完成之后，ALG引擎將該分組放入到其輸出隊(duì)列中。
[0098]在框1208，發(fā)送該分組以用于NAT處理。例如，已確定不需要對該分組進(jìn)行ALG處理，將該分組發(fā)送給NAT處理模塊212，以進(jìn)行進(jìn)一步處理和路由。例如，處理器402控制NAT處理接口 406來向NAT處理模塊212發(fā)送該分組。
[0099]因此，方法1200操作以從NAT查找模塊接收標(biāo)記的分組。如果需要ALG處理，則將這些分組發(fā)送給適當(dāng)?shù)腁LG引擎。如果不需要ALG處理，則直接將這些分組發(fā)送給NAT處理模塊。應(yīng)當(dāng)注意的是，方法1200僅僅是一種實(shí)現(xiàn)，并且可以對方法1200的操作進(jìn)行重新排列或者以其它方式進(jìn)行修改，使得其它實(shí)現(xiàn)是可能的。
[0100]在一個(gè)或多個(gè)示例性的實(shí)施例中，所描述的功能可以用硬件、軟件、固件或其任意組合的方式來實(shí)現(xiàn)。如果用軟件來實(shí)現(xiàn)，則可以將這些功能作為一個(gè)或多個(gè)指令或代碼存儲(chǔ)在或傳送到計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)，其中通信介質(zhì)包括便于從一個(gè)地方向另一個(gè)地方傳送計(jì)算機(jī)程序的任何介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)能夠存取的任何可用介質(zhì)，并且還可以稱為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。舉例說明而非限制性地，這種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲(chǔ)器、磁盤存儲(chǔ)器或其它磁存儲(chǔ)設(shè)備、或者能夠用于攜帶或存儲(chǔ)具有指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望的程序代碼并能夠由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存取的任何其它介質(zhì)。此外，任何連接都可以適當(dāng)?shù)胤Q為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。例如，如果軟件是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字用戶線(DSL)或者諸如紅外線、無線和微波之類的無線技術(shù)從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程源傳輸?shù)?，那么同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或者諸如紅外線、無線和微波之類的無線技術(shù)包括在所述介質(zhì)的定義中。如本文所使用的磁盤和光盤包括壓縮光盤(CD)、激光光盤、光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、軟盤和藍(lán)光光盤，其中磁盤通常磁性地復(fù)制數(shù)據(jù)，而光盤則用激光光學(xué)地復(fù)制數(shù)據(jù)。上面各項(xiàng)的組合也應(yīng)當(dāng)包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍之內(nèi)。
[0101]為了使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明，提供了對所公開的方面的描述。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對這些方面的各種修改是顯而易見的，并且本文定義的總體原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的基礎(chǔ)上適用于其它方面(例如，在即時(shí)消息傳送服務(wù)或者任何通用無線數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中)。因此，本發(fā)明并不旨在限于本文所給出的這些方面，而是與符合本文公開的原理和新穎性特征的最廣范圍相一致。本文專門使用的“示例性的”一詞意味著“用作例子、例證或說明”。本文描述為“示例性”的任何方面不應(yīng)被解釋為比其它方面更優(yōu)選或更具優(yōu)勢。
[0102]因此，雖然本文示出和描述了用于高效的NAT和ALG處理的裝置和方法的各個(gè)方面，但是應(yīng)當(dāng)清楚的是，在不脫離它們的精神或本質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，可以對這些方面做出各種修改。因此，本文的公開內(nèi)容和描述是說明性的，而不是對下面的權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于進(jìn)行分組路由的方法，包括: 對通過選擇的連接接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定要對所述分組執(zhí)行的選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理； 將所述選擇的連接與所述選擇的ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)；以及 基于所述關(guān)聯(lián)，對通過所述選擇的連接接收的額外分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以接收所述選擇的ALG處理，并且其中對所述額外分組的深度掃描被繞過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 維持對與一個(gè)或多個(gè)ALG處理相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)規(guī)則分別進(jìn)行標(biāo)識(shí)的規(guī)則數(shù)據(jù)庫；以及 確定所述分組滿足 所述一個(gè)或多個(gè)規(guī)則中的哪一些，以確定所述選擇的ALG處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述關(guān)聯(lián)包括:維持將所述選擇的連接與所述選擇的ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)的連接數(shù)據(jù)庫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述深度掃描包括:對分組報(bào)頭和分組有效載荷中的至少一個(gè)進(jìn)行掃描，以確定要對所述分組執(zhí)行的所述選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述轉(zhuǎn)發(fā)包括:使用ALG處理信息標(biāo)記所述分組和所述額外分組以形成標(biāo)記的分組，并且其中所述ALG處理信息包括標(biāo)識(shí)要執(zhí)行的所述選擇的ALG處理的信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括: 接收所述標(biāo)記的分組； 基于與每一個(gè)標(biāo)記的分組相關(guān)聯(lián)的所述ALG處理信息，確定針對每一個(gè)標(biāo)記的分組是否需要任何ALG處理； 如果確定針對選擇的標(biāo)記分組需要ALG處理，則將所述選擇的標(biāo)記分組分別傳送給選擇的ALG引擎，以接收ALG處理；以及 如果確定針對其它標(biāo)記分組不需要ALG處理，則向網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)處理模塊發(fā)送所述其它標(biāo)記分組。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，所述傳送包括:將所述選擇的標(biāo)記分組分別輸入到與所述選擇的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的選擇的輸入隊(duì)列。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括: 從所述選擇的ALG引擎接收經(jīng)處理的分組；以及 將所述經(jīng)處理的分組轉(zhuǎn)發(fā)給所述NAT處理模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，所述接收包括:分別從與所述選擇的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的選擇的輸出隊(duì)列接收所述經(jīng)處理的分組。
10.一種用于進(jìn)行分組路由的裝置，包括: 處理器，其被配置為對通過選擇的連接接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定要對所述分組執(zhí)行的選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理； 數(shù)據(jù)庫，其被配置為將所述選擇的連接與所述選擇的ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)；以及分組發(fā)射機(jī)，其被配置為基于所述關(guān)聯(lián)，對通過所述選擇的連接接收的額外分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以接收所述選擇的ALG處理，并且其中對所述額外分組的深度掃描被繞過。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，所述處理器被配置為:維持對與一個(gè)或多個(gè)ALG處理相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)規(guī)則分別進(jìn)行標(biāo)識(shí)的規(guī)則數(shù)據(jù)庫；以及 確定所述分組滿足所述一個(gè)或多個(gè)規(guī)則中的哪一些，以確定所述選擇的ALG處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，所述數(shù)據(jù)庫被配置為:維持連接和ALG處理之間的關(guān)聯(lián)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，所述處理器被配置為:對分組報(bào)頭和分組有效載荷中的至少一個(gè)進(jìn)行深度掃描，以確定要對所述分組執(zhí)行的所述選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，所述處理器被配置為:使用ALG處理信息標(biāo)記所述分組和所述額外分組以形成標(biāo)記的分組，并且其中所述ALG處理信息包括標(biāo)識(shí)要執(zhí)行的所述選擇的ALG處理的信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，還包括: 第一接口，其被配置為接收所述標(biāo)記的分組； 第二處理器，其被配置為基于與每一個(gè)標(biāo)記的分組相關(guān)聯(lián)的所述ALG處理信息，確定針對每一個(gè)標(biāo)記的分組是否需要ALG處理； 第二分組發(fā)射機(jī)，其被配置為如果確定針對選擇的標(biāo)記分組需要ALG處理，則將所述選擇的標(biāo)記分組分別傳送給選擇的ALG引擎，以接收ALG處理；以及 第二接口，其被配置為如果確定針對其它標(biāo)記分組不需要ALG處理，則向網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)處理模塊發(fā)送所述其它標(biāo)記分組。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，所述第二分組發(fā)射機(jī)被配置為將所述選擇的標(biāo)記分組分別傳送到與所述選擇的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的選擇的輸入隊(duì)列。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，還包括: 分組接收機(jī)，其被配置為從所述選擇的ALG引擎接收經(jīng)處理的分組；以及 所述第二接口，其被配置為向所述NAT處理模塊發(fā)送所述經(jīng)處理的分組。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，所述分組接收機(jī)被配置為分別從與所述選擇的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的選擇的輸出隊(duì)列接收所述經(jīng)處理的分組。
19.一種用于進(jìn)行分組路由的裝置，包括: 用于對通過選擇的連接接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定要對所述分組執(zhí)行的選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理的單元； 用于將所述選擇的連接與所述選擇的ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)的單元；以及用于基于所述關(guān)聯(lián)，對通過所述選擇的連接接收的額外分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以接收所述選擇的ALG處理的單元，并且其中對所述額外分組的深度掃描被繞過。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，還包括: 用于維持對與一個(gè)或多個(gè)ALG處理相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)規(guī)則分別進(jìn)行標(biāo)識(shí)的規(guī)則數(shù)據(jù)庫的單元；以及 用于確定所述分組滿足所述一個(gè)或多個(gè)規(guī)則中的哪一些，以確定所述選擇的ALG處理的單元。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，所述用于關(guān)聯(lián)的單元包括:用于維持將所述選擇的連接與所述選擇的ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)的連接數(shù)據(jù)庫的單元。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，所述用于深度掃描的單元包括:用于對分組報(bào)頭和分組有效載荷中的至少一個(gè)進(jìn)行深度掃描，以確定要對所述分組執(zhí)行的所述選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理的單元。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，所述用于轉(zhuǎn)發(fā)的單元包括:用于使用ALG處理信息標(biāo)記所述分組和所述額外分組以形成標(biāo)記的分組的單元，并且其中所述ALG處理信息包括標(biāo)識(shí)要執(zhí)行的所述選擇的ALG處理的信息。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，還包括: 用于接收所述標(biāo)記的分組的單元； 用于基于與每一個(gè)標(biāo)記的分組相關(guān)聯(lián)的所述ALG處理信息,確定針對每一個(gè)標(biāo)記的分組是否需要任何ALG處理的單元； 用于如果確定針對選擇的標(biāo)記分組需要ALG處理，則將所述選擇的標(biāo)記分組分別傳送給選擇的ALG引擎，以接收ALG處理的單元；以及 用于如果確定針對其它標(biāo)記分組不需要ALG處理，則向網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)處理模塊發(fā)送所述其它標(biāo)記分組的單元。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，所述用于傳送的單元包括:將所述選擇的標(biāo)記分組分別輸入到與所述選擇的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的選擇的輸入隊(duì)列中。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，還包括: 用于從所述選擇的ALG引擎接收經(jīng)處理的分組的單元；以及 用于向所述NAT處理模塊轉(zhuǎn)發(fā)所述經(jīng)處理的分組的單元。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，所述用于接收的單元包括:用于分別從與所述選擇的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的選擇的輸出隊(duì)列接收所述經(jīng)處理的分組的單元。
28.一種用于進(jìn)行分組路由的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括: 非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其體現(xiàn)可由處理器執(zhí)行以進(jìn)行以下操作的指令: 對通過選擇的連接接收的分組進(jìn)行深度掃描，以確定要對所述分組執(zhí)行的選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理； 將所述選擇的連接與所述選擇的ALG處理進(jìn)行關(guān)聯(lián)；以及 基于所述關(guān)聯(lián)，對通過所述選擇的連接接收的額外分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以接收所述選擇的ALG處理，并且其中對所述額外分組的深度掃描被繞過。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令被配置為使所述處理器執(zhí)行以下操作: 維持對與一個(gè)或多個(gè)ALG處理相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)規(guī)則分別進(jìn)行標(biāo)識(shí)的規(guī)則數(shù)據(jù)庫；以及 確定所述分組滿足所述一個(gè)或多個(gè)規(guī)則中的哪一些，以確定所述選擇的ALG處理。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令被配置為使所述處理器在數(shù)據(jù)庫中維持連接和ALG處理之間的關(guān)聯(lián)。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令被配置為使所述處理器對分組報(bào)頭和分組有效載荷中的至少一個(gè)進(jìn)行深度掃描，以確定要對所述分組執(zhí)行的所述選擇的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(ALG)處理。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令被配置為使所述處理器使用ALG處理信息標(biāo)記所述分組和所述額外分組以形成標(biāo)記的分組，并且其中所述ALG處理信息包括標(biāo)識(shí)要執(zhí)行的所述選擇的ALG處理的信息。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令被配置為使所述處理器執(zhí)行以下操作: 接收所述標(biāo)記的分組； 基于與每一個(gè)標(biāo)記的分組相關(guān)聯(lián)的所述ALG處理信息，確定針對每一個(gè)標(biāo)記的分組是否需要ALG處理； 如果確定針對選擇的標(biāo)記分組需要ALG處理，則將所述選擇的標(biāo)記分組分別傳送給選擇的ALG引擎，以接收ALG處理；以及 如果確定針對其它標(biāo)記分組不需要ALG處理，則向網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)處理模塊發(fā)送所述其它標(biāo)記分組。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令被配置為使所述處理器將所述選擇的標(biāo)記分組分別傳送到與所述選擇的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的選擇的輸入隊(duì)列。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令被配置為使所述處理器執(zhí)行以下操作: 從所述選擇的ALG引擎接收經(jīng)處理的分組；以及 向所述NAT處理模塊發(fā)送所述經(jīng)處理的分組。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令被配置為使所述處理器分別從與所述選擇的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的選擇的輸出隊(duì)列接收所述經(jīng)處理的分組。
37.一種用于進(jìn)行分組路由的裝置，包括: 第一接口，其被配置為接收標(biāo)記的分組； 處理器，其被配置為基于與每一個(gè)標(biāo)記的分組相關(guān)聯(lián)的所述ALG處理信息，確定針對每一個(gè)標(biāo)記的分組是否需要ALG處理； 分組發(fā)射機(jī)，其被配置為如果確定針對選擇的標(biāo)記分組需要ALG處理，則將所述選擇的標(biāo)記分組分別傳送給選擇的ALG引擎，以接收ALG處理；以及 第二接口，其被配置為如果確定針對其它標(biāo)記分組不需要ALG處理，則向網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)處理模塊發(fā)送所述其它標(biāo)記分組。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，所述分組發(fā)射機(jī)被配置為將所述選擇的標(biāo)記分組分別傳送到與所述選擇的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的選擇的輸入隊(duì)列。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，還包括: 分組接收機(jī)，其被配置為從所述選擇的ALG引擎接收經(jīng)處理的分組；以及 所述第二接口，其被配置為向所述NAT處理模塊發(fā)送所述經(jīng)處理的分組。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的裝置，所述分組接收機(jī)被配置為分別從與所述選擇的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的選擇的輸出隊(duì)列接收所述經(jīng)處理的分組。
41.一種用于進(jìn)行分組路由的方法，包括: 接收標(biāo)記的分組； 基于與每一個(gè)標(biāo)記的分組相關(guān)聯(lián)的所述ALG處理信息，確定針對每一個(gè)標(biāo)記的分組是否需要任何ALG處理； 如果確定針對選擇的標(biāo)記分組需要ALG處理，則將所述選擇的標(biāo)記分組分別傳送給選擇的ALG引擎， 以接收ALG處理；以及 如果確定針對其它標(biāo)記分組不需要ALG處理，則向網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)處理模塊發(fā)送所述其它標(biāo)記分組。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，所述傳送包括:將所述選擇的標(biāo)記的分組分別輸入到與所述選擇的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的選擇的輸入隊(duì)列中。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，還包括: 從所述選擇的ALG引擎接收經(jīng)處理的分組；以及 向所述NAT處理模塊轉(zhuǎn)發(fā)所述經(jīng)處理的分組。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，所述接收包括:分別從與所述選擇的ALG引擎相關(guān)聯(lián)的選擇的輸出隊(duì)列接收所述經(jīng)處理的分組。
【文檔編號(hào)】H04L29/12GK103999435SQ201280062382
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月19日
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