用于連接通信網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)的方法和相應(yīng)中繼模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于連接通信網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)的方法和相應(yīng)中繼模塊。本發(fā)明涉及一個(gè)中繼模塊R，包括用于截取由第一主機(jī)H1發(fā)送的第一連接建立請(qǐng)求的捕獲模塊CM；被配置為發(fā)送在中繼模塊R和第二主機(jī)H2間建立初始輔助連接第二連接建立請(qǐng)求并從所述第二主機(jī)H2接收第一確認(rèn)響應(yīng)的通信模塊11和上下文發(fā)現(xiàn)單元3，上下文發(fā)現(xiàn)單元被配置為在第一連接建立請(qǐng)求和第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)同樣的多路徑屬性時(shí)激活處理由已建立的所述主連接承載的流量的轉(zhuǎn)發(fā)模式；并且在第一連接建立請(qǐng)求和第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)不同的多路徑屬性時(shí)，激活處理由以下部分承載的流量的中繼模式。
【專利說明】用于連接通信網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)的方法和相應(yīng)中繼模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開總體上涉及數(shù)據(jù)分組通過一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)在第一和第二主機(jī)間的傳 輸，并且特別但并非排他性地涉及用于通過中繼器模塊連接至少在一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)上的多宿 主的并且有多路徑協(xié)議功能的主機(jī)和單路徑協(xié)議主機(jī)的方法和中繼模塊。

【背景技術(shù)】
[0002] 本部分旨在向讀者介紹本領(lǐng)域的各個(gè)方面，其可能涉及下文中所描述和/或所要 求的各個(gè)方面。這種討論被認(rèn)為有助于給讀者提供背景信息以利于更好地里理解本發(fā)明的 各個(gè)方面。因此，應(yīng)該理解這些陳述應(yīng)當(dāng)從這個(gè)角度被領(lǐng)會(huì)，而不是作為對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的承 認(rèn)。
[0003] 當(dāng)今，多媒體和數(shù)據(jù)服務(wù)使用多種多樣的通信路徑（例如衛(wèi)星、電纜、ADSL、3G和 4G、WiFi等）。為利用可用的這樣的各種通信路徑，大部分最近的設(shè)備包括多個(gè)無(wú)線接口。 特別地，新一代移動(dòng)設(shè)備比如膝上型計(jì)算機(jī)、智能電話和平板電腦通常配有WiFi、3G和藍(lán) 牙接口。
[0004] 然而，多媒體服務(wù)通常以對(duì)兩個(gè)設(shè)備間的每個(gè)連接只使用單一的通信路徑的傳輸 控制協(xié)議（簡(jiǎn)寫為TCP)作為傳輸協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)。結(jié)果，為了提高性能、彈性或可用性，多媒體 服務(wù)不能利用移動(dòng)設(shè)備的多個(gè)接口所提供的可用的通信路徑多樣性。
[0005]為克服這種缺點(diǎn)，研究界已開發(fā)了多路徑傳輸控制協(xié)議（簡(jiǎn)寫為MPTCP)，這是常 規(guī)TCP協(xié)議的擴(kuò)展，提供在兩個(gè)設(shè)備間的多個(gè)路徑上同時(shí)傳輸單一端到端連接的數(shù)據(jù)的 功能?；ヂ?lián)網(wǎng)工程任務(wù)組在2013年1月的發(fā)表的IETFRFC-6824"TCPExtensionsfor MultipathOperationwithMultipleAddresses(對(duì)具有多地址的多路徑操作的TCP擴(kuò) 展）"（A.Ford等人）中對(duì)MPTCP進(jìn)行了定義。
[0006] 在本發(fā)明的框架內(nèi)，應(yīng)當(dāng)理解：
[0007] _"多宿主的（multi-homed)設(shè)備或主機(jī)"，包括（有線和/或無(wú)線的）至少兩 個(gè)通信接口的設(shè)備，其中每個(gè)接口具有其自身的通信地址（例如IP地址），以能與處于多路 徑模式中（可能是不同類型的）遠(yuǎn)程通信設(shè)備交換數(shù)據(jù)分組。因此，多宿主設(shè)備可以涉及 固定或移動(dòng)電話（可能是"智能電話"類型）、固定式或便攜式計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理（PDA)、 內(nèi)容接收機(jī)（比如解碼器、家庭網(wǎng)關(guān)或機(jī)頂盒（STB))或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（比如內(nèi)容服務(wù)器）；
[0008] _ "通信路徑"，由兩個(gè)通信接口（每個(gè)設(shè)備一個(gè)）連接兩個(gè)通信設(shè)備（可能是 多宿主的）的路徑，使得通信路徑由兩個(gè)相應(yīng)的通信接口的通信地址來(lái)標(biāo)識(shí)；以及
[0009] "子流"，在單一路徑上操作的TCP分組流，其形成更大的MPTCP連接的一部 分。這種子流以類似于常規(guī)TCP連接的方式被開始和被終止。
[0010] 第一和第二多宿主設(shè)備間的MPTCP連接由與主通信路徑相關(guān)聯(lián)的主常規(guī)TCP連 接、以及與輔助通信路徑相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)輔助TCP連接，輔助TCP被鏈接到主常規(guī)TCP 連接。這種MPTCP連接對(duì)兩端的應(yīng)用程序作為單一TCP連接繼續(xù)出現(xiàn)。
[0011] 如已經(jīng)公知的，能夠支持MPTCP協(xié)議的實(shí)施（也稱為有MPTCP能力的）多宿主 設(shè)備通常具有被分配為作為主接口用于發(fā)起MPTCP連接的通信的一個(gè)固定接口。
[0012] 為了獲益于路徑多樣性，至少一個(gè)設(shè)備需要是多宿主的，并且兩個(gè)設(shè)備都需要是 有MPTCP能力的，否者M(jìn)PTCP連接退回到常規(guī)TCP連接并且路徑多樣性不能被使用。
[0013] 如往常新的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的推出一樣，部署是漸進(jìn)的，在被廣泛使用之前需要一定 的時(shí)間。因此，有MPTCP能力的設(shè)備和只有TCP功能的設(shè)備間將會(huì)有很長(zhǎng)的共存時(shí)間，期間， 應(yīng)用多路徑的條件將不會(huì)被完全滿足。作為示例，無(wú)法實(shí)現(xiàn)MPTCP的TCP視頻服務(wù)器將它 的服務(wù)限制在標(biāo)準(zhǔn)TCP連接和單路徑方案，盡管客戶端設(shè)備配備有通向多路徑機(jī)會(huì)的多個(gè) 接口。
[0014] 本發(fā)明提出了一種解決方案以克服至少上面提到的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明涉及用于通過中繼模塊連接至少在一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中的第一主機(jī)和第二主 機(jī)的方法，該方法值得注意的是其在中繼模塊上包括：
[0016] -捕獲由第一主機(jī)發(fā)送的、與第二主機(jī)建立主連接的第一連接建立請(qǐng)求；
[0017] -向第二主機(jī)發(fā)送在中繼模塊和第二主機(jī)間建立初始輔助連接的第二連接建立請(qǐng) 求；
[0018] -從第二主機(jī)接收第一確認(rèn)響應(yīng)；
[0019] -如果第一連接建立請(qǐng)求和第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)同樣的多路徑屬性，則激活處理由 已建立的直接主連接所承載的流量的轉(zhuǎn)發(fā)模式，以及：
[0020] 丟棄從第二主機(jī)接收的第一確認(rèn)響應(yīng)以放棄初始輔助連接建立；
[0021] 將第一連接建立請(qǐng)求發(fā)送給第二主機(jī)；
[0022] 針對(duì)直接主連接的建立，響應(yīng)于先前發(fā)送的第一連接建立請(qǐng)求，將由第二主機(jī) 發(fā)送的第二確認(rèn)響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給第一主機(jī)；
[0023] _如果第一連接建立請(qǐng)求和第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)不同的多路徑屬性，則激活處理由 以下各項(xiàng)所承載的流量的中繼模式：
[0024] 在第一主機(jī)和中繼模塊間建立的附加輔助連接；以及
[0025] 在中繼模塊和第二主機(jī)間建立的初始輔助連接。
[0026] 因此，得益于本發(fā)明，該方法可以利用，例如多宿主和有多路徑協(xié)議功能的第一主 機(jī)和中繼模塊間的多路徑架構(gòu)，而無(wú)需要求第二主機(jī)的任何多路徑功能，反之亦然。當(dāng)?shù)谝?主機(jī)接口的性能低（低帶寬）并且是非確定性的（例如與無(wú)線接口相接）時(shí)本發(fā)明可以是 尤其有價(jià)值的。在這種情況下，通過聚合不同接口的帶寬多路徑架構(gòu)可以在第一主機(jī)側(cè)同 時(shí)提供更高的容量和更好的可靠性。
[0027] 根據(jù)實(shí)施例,該方法初步地進(jìn)一步地包括，在接收到第一連接建立請(qǐng)求時(shí),在中繼 模塊中創(chuàng)建第一接口以處理初始輔助連接建立。
[0028] 優(yōu)選地，所述第二連接建立請(qǐng)求可以要求初始輔助多路徑連接的建立。因此，作為 說明性示例，如果第一主機(jī)只是標(biāo)準(zhǔn)TCP而第二主機(jī)是多宿主的并且有MPTCP能力的，則在 中繼模塊和第二主機(jī)間的初始輔助連接可以是多路徑的。
[0029] 此外，第一連接建立請(qǐng)求和第一確認(rèn)響應(yīng)可以被存儲(chǔ)在中繼模塊的上下文發(fā)現(xiàn)單 元中。
[0030] 此外，當(dāng)中繼模式已被激活時(shí)在中繼模塊上所述方法可以還包括：
[0031] -處理在第一主機(jī)和中繼模塊間建立所述附加輔助連接的第一連接建立請(qǐng)求。作 為示例，如果第一連接建立請(qǐng)求包括多路徑屬性的選項(xiàng)則所述附加輔助連接可以是多路徑 連接；
[0032]-處理在中繼模塊和第二主機(jī)間建立初始輔助連接的第一確認(rèn)響應(yīng)。作為示例，如 果第一確認(rèn)響應(yīng)包括多路徑屬性的選項(xiàng)則所述初始輔助連接是多路徑連接；
[0033]-在初始輔助連接和附加輔助連接間創(chuàng)建鏈路。
[0034] 此外，所述方法可以包括將初始和附加輔助連接所承載的流量標(biāo)識(shí)為處于中繼模 式和/或?qū)⒁呀⒌闹鬟B接所承載的流量標(biāo)識(shí)為處于轉(zhuǎn)發(fā)模式中。
[0035] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，初始和附加輔助連接間的鏈路可以使用對(duì)應(yīng)表。
[0036] 此外，對(duì)第一連接建立請(qǐng)求的處理可以還包括：
[0037]-在中繼模塊中創(chuàng)建第二接口以處理與第一主機(jī)的附加輔助連接；
[0038]-將所述所存儲(chǔ)的第一連接建立請(qǐng)求發(fā)送給第二接口；
[0039] _接受最初由第一主機(jī)請(qǐng)求的主連接以建立所述附加輔助連接。
[0040] 此外，對(duì)第一確認(rèn)響應(yīng)的處理可以還包括：
[0041] -向第一接口發(fā)送所述所存儲(chǔ)的第一確認(rèn)響應(yīng)發(fā)送；
[0042]-接受由中繼模塊請(qǐng)求的初始輔助連接以建立所述初始輔助連接。
[0043] 本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種被布置于至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中、用于連接第一主機(jī)和第二 主機(jī)的中繼模塊。根據(jù)本發(fā)明，所述中繼模塊包括：
[0044]-捕獲模塊，該捕獲模塊被配置為截取由第一主機(jī)發(fā)送的第一連接建立請(qǐng)求以與 第二主機(jī)建立主連接；
[0045]-通信模塊，該通信模塊被配置為：
[0046] 向第二主機(jī)發(fā)送在中繼模塊和第二主機(jī)間建立初始輔助連接的第二連接建立 請(qǐng)求；
[0047] 從第二主機(jī)接收第一確認(rèn)響應(yīng)；
[0048]-上下文發(fā)現(xiàn)單元，該上下文發(fā)現(xiàn)單元被配置為激活：
[0049] 在第一連接建立請(qǐng)求和第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)同樣的多路徑屬性的情況下，激活處 理由已建立的主連接所承載的流量的轉(zhuǎn)發(fā)模式；
[0050] 第一連接建立請(qǐng)求和第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)不同的多路徑屬性的情況下，激活處理 由以下部分承載的流量的中繼模式：
[0051] _在第一主機(jī)和中繼模塊間建立的附加輔助連接；以及
[0052] _在中繼模塊和第二主機(jī)間建立的初始輔助連接；
[0053] 并且其中所述捕獲模塊進(jìn)一步被配置為：
[0054]-丟棄從第二主機(jī)接收的第一確認(rèn)響應(yīng)以放棄初始輔助連接建立；
[0055]-將第一連接建立請(qǐng)求發(fā)送給第二主機(jī)；
[0056]-針對(duì)直接主連接的建立，響應(yīng)于先前發(fā)送的第一連接建立請(qǐng)求，將由第二主機(jī)發(fā) 送的第二確認(rèn)響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給第一主機(jī)。
[0057] 此外，所述上下文發(fā)現(xiàn)單元可以被配置為存儲(chǔ)第一連接建立請(qǐng)求和第一確認(rèn)響應(yīng) 以及判定它們的多路徑屬性。
[0058] 此外，中繼模塊可以還包括：
[0059] _流量標(biāo)識(shí)單元，由于例如標(biāo)識(shí)表的存在，該流量標(biāo)識(shí)單元適合于區(qū)分在轉(zhuǎn)發(fā)模式 中處理的流量和在中繼模式中處理的流量；
[0060]-中繼應(yīng)用，該中繼應(yīng)用在中繼模式中，用于中繼由第一和第二主機(jī)間的初始和附 加輔助連接所承載的流量。
[0061] 本發(fā)明還涉及被布置于至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中、用于連接第一主機(jī)和第二主機(jī)的中 繼模塊。所述中繼模塊包括至少一個(gè)處理器，該處理器被配置為：
[0062] _截取第一主機(jī)發(fā)送的、與第二主機(jī)建立主連接的第一連接建立請(qǐng)求；
[0063]-向第二主機(jī)發(fā)送在中繼模塊和第二主機(jī)間建立初始輔助連接的第二連接建立請(qǐng) 求；
[0064]-從第二主機(jī)接收第一確認(rèn)響應(yīng)；
[0065]-激活：
[0066] 在第一連接建立請(qǐng)求和第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)同樣的多路徑屬性的情況下，激活處 理由已建立的主連接所承載的流量的轉(zhuǎn)發(fā)模式；
[0067] 在第一連接建立請(qǐng)求和第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)不同的多路徑屬性的情況下，激活處 理由以下部分承載的流量的中繼模式：
[0068] _在第一主機(jī)和中繼模塊間建立的附加輔助連接；以及
[0069] _在中繼模塊和第二主機(jī)間建立的初始輔助連接；
[0070]-丟棄從第二主機(jī)接收放棄初始輔助連接建立的第一確認(rèn)響應(yīng)；
[0071]-將第一連接建立請(qǐng)求發(fā)送給第二主機(jī)；
[0072] _針對(duì)所述直接主連接的建立，響應(yīng)于先前發(fā)送的第一連接建立請(qǐng)求，將由第二主 機(jī)發(fā)送的第二確認(rèn)響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給第一主機(jī)。
[0073] 本發(fā)明還涉及可從通信網(wǎng)絡(luò)下載的和/或被記錄于計(jì)算機(jī)可讀和/或處理器可執(zhí) 行介質(zhì)上的一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括用于實(shí)施如上所述的方法的程序代碼指令。
[0074] 此外，本發(fā)明涉及包括記錄于其上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品并且能夠被處理器運(yùn)行的非 暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于實(shí)施上述方法的程序代碼指令。
[0075] 下面闡述了在范圍上與所公開的實(shí)施例相當(dāng)?shù)哪承┓矫?。?yīng)當(dāng)理解的是呈現(xiàn)這些 方面僅為向讀者提供本發(fā)明可能具有的某些形式的簡(jiǎn)要的總結(jié)并且這些方面不旨在限制 本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，本發(fā)明可以包括可能未在下文被闡述的許多方面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0076] 非限制性地參考附圖，通過以下實(shí)施例和實(shí)施示例本發(fā)明將得到更好的理解和示 出，其中：
[0077]-圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的包括中繼模塊的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示例 的框圖；
[0078]-圖2是根據(jù)所述的優(yōu)選實(shí)施例的由圖1的中繼模塊實(shí)現(xiàn)的方法的流程圖。
[0079] 在圖中，除非另有說明相同的標(biāo)號(hào)代表相同的部分。
[0080] 本說明書、權(quán)利要求和附圖中所公開的參考可以獨(dú)立地或以任何適當(dāng)?shù)慕M合的形 式被提供。特征可以，在適當(dāng)?shù)那闆r下，在硬件、軟件或兩者的組合中被實(shí)現(xiàn)。
[0081] 此外，在圖1中，所呈現(xiàn)的模塊是功能單元，其可以與物理上分離的單元對(duì)應(yīng)或可 以被包含在同一物理單元中。即，它們可以以軟件、硬件的形式被開發(fā)或者在一個(gè)或多個(gè)集 成電路中被實(shí)現(xiàn)。例如，這些模塊或這些模塊中的至少一些模塊可以在獨(dú)特的組件中被分 組或者可以構(gòu)成相同的軟件的功能。相反，某些模塊可以最后被分成獨(dú)立的單元。

【具體實(shí)施方式】
[0082] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議中的標(biāo)準(zhǔn)TCP和多路徑協(xié)議MPTCP描述了本發(fā) 明。當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于這些特定實(shí)施例并且其它多路徑協(xié)議當(dāng)然可以被考慮以及被 實(shí)現(xiàn)。
[0083] 如圖1中所示，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括第一主機(jī)H1、第二主機(jī)H2和多宿 主的并且有MPTCP能力的中間盒（middle-box)MB(比如網(wǎng)關(guān)）。主機(jī)H1和H2想要使用 TCP交換數(shù)據(jù)。應(yīng)該注意到，"主機(jī)"指的是客戶端（比如個(gè)人計(jì)算機(jī)、平板電腦或智能電話 等）、服務(wù)器或中間盒。兩個(gè)主機(jī)H1和H2可以是有MPTCP能力的或標(biāo)準(zhǔn)TCP的（即，只有 TCP功能，但沒有MPTCP能力）。
[0084] 主機(jī)H1通過第一網(wǎng)絡(luò)N1 (如家庭網(wǎng)絡(luò)）連接到中間盒MB，主機(jī)H1想要通過第二 網(wǎng)絡(luò)N2 (如互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)）連接到主機(jī)H2。由于中間盒MB，第一網(wǎng)絡(luò)N1被連接到第二網(wǎng)絡(luò) N2。顯然，在變體中，連接可以由第二主機(jī)H2發(fā)起。
[0085] 考慮到所有的主機(jī)組合（標(biāo)準(zhǔn)TCP、有MPTCP能力的），例如被布置在中間盒MB中 的中繼模塊R執(zhí)行中繼機(jī)制RM(下文中將參考圖2進(jìn)行描述），其提出兩種工作模式：轉(zhuǎn)發(fā) (FORWARD)模式和中繼（RELAY)模式。
[0086] 當(dāng)H1和H2都呈現(xiàn)同樣的多路徑能力時(shí)，即主機(jī)H1和H2都是有MPTCP能力的或 主機(jī)H1、H2都包括標(biāo)準(zhǔn)TCP棧時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)模式被激活。在這種狀況下，中繼模塊R起到透明網(wǎng) 橋的作用，并轉(zhuǎn)發(fā)流量而不加以特定處理，以避免任何性能下降。
[0087] 當(dāng)主機(jī)H1和H2呈現(xiàn)不同的多路徑能力時(shí)（一個(gè)主機(jī)是有MPTCP能力的，而另一 主機(jī)只是標(biāo)準(zhǔn)TCP)，中繼模式被激活，中繼模塊R切換到中繼模式并且中繼主機(jī)H1和H2間 的流量。
[0088] 如已經(jīng)公知的，由于MPTCP是TCP的擴(kuò)展，因此使用如與正常TCP連接相同的過程 發(fā)起MPTCP連接，即三路握手（SYN、SYN/ACK、ACK)。這樣，MPTCP主機(jī)是通過使用可用路徑 中的一個(gè)可用路徑向遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送SYN來(lái)發(fā)起TCP連接的主機(jī)。為了啟用附加的路徑，執(zhí) 行了新的TCP三路握手。
[0089] 當(dāng)涉及有MPTCP能力的主機(jī)時(shí)，屬于MPTCP連接的每個(gè)TCP分組將包含在TCP片 段的頭部中的數(shù)據(jù)嵌入到"選項(xiàng)（option)"字段中。MPTCP選項(xiàng)被標(biāo)識(shí)有等于30的"種類 (kind)"值（參見RFC6824,2014年1月，表1)。此外，"子類型（subtype)"字段被用于更 具體地定義MPTCP選項(xiàng)。在SYN、SYN/ACK和ACK分組的上下文中，這些選項(xiàng)的目的是檢查 遠(yuǎn)程主機(jī)是否支持MPTCP。它們還允許主機(jī)交換某些信息以確保沿可用路徑的附加的子流 的建立。MPTCP子流由一對(duì)IP進(jìn)行定義，一個(gè)屬于第一主機(jī)H1 (比如客戶端），另一個(gè)屬于 第二主機(jī)H2(比如服務(wù)器）。
[0090] 當(dāng)MPTCP連接被發(fā)起時(shí)，利用SYN、SYN/ACK和ACK分組執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)TCP三路握手， 這些分組攜帶由等于0的子類型值標(biāo)識(shí)的、命名為MP_CAPABLE的多路徑功能（MultiPath Capable)選項(xiàng)。這個(gè)選項(xiàng)聲稱其發(fā)送者能夠執(zhí)行多路徑TCP。
[0091] 接下來(lái)，為了建立附加的路徑，子流被與所發(fā)起的MPTCP連接關(guān)聯(lián)起來(lái)。然后，利 用攜帶由等于1的子類型值標(biāo)識(shí)的、命名為MP_J0IN的多路徑加入（MultiPathJoin)選項(xiàng) 的SYN、SYN/ACK和ACK分組來(lái)執(zhí)行新的TCP三路握手。
[0092] 如圖1和圖2中所示，為管理兩個(gè)主機(jī)H1和H2之間的流量，由于（例如）中繼模 塊R的存儲(chǔ)器MY(其可以對(duì)應(yīng)于中間盒MB的存儲(chǔ)器）中所存儲(chǔ)的中繼應(yīng)用，中繼模塊R實(shí) 施以下機(jī)制冊(cè)。在步驟S1中，由于流量轉(zhuǎn)移單元1，中繼模塊R將接收到的被標(biāo)識(shí)的流量 轉(zhuǎn)移（或捕獲）到監(jiān)聽接口 2。被轉(zhuǎn)移的流量可以是被交換的所有的SYN和SYN/ACK分組 和被標(biāo)識(shí)為處于中繼模式的所有的TCP分組。也就是說，流量轉(zhuǎn)移單元1根據(jù)分組類型和 /或根據(jù)在其中流量被交換的連接模式（中繼模式或轉(zhuǎn)發(fā)模式）對(duì)流量進(jìn)行轉(zhuǎn)移。
[0093] 如圖1中所示，流量轉(zhuǎn)移單元1和監(jiān)聽接口 2可以定義捕獲模塊CM。
[0094] 在步驟S2中，中繼模塊R的監(jiān)聽模塊2對(duì)被轉(zhuǎn)移的流量進(jìn)行分析，以標(biāo)識(shí)來(lái)自主 機(jī)HI、H2中的一個(gè)的第一連接建立請(qǐng)求（標(biāo)準(zhǔn)SYN分組或具有MP_CAPABLE(subtype= 0x0) 選項(xiàng)的MPTCPSYN分組）。作為示例，主機(jī)HI向主機(jī)H2發(fā)送所述第一連接建立請(qǐng)求。如果 這個(gè)來(lái)自第一主機(jī)H1的第一連接建立請(qǐng)求被識(shí)別出來(lái)，則監(jiān)聽接口 2將其轉(zhuǎn)發(fā)給中繼模塊 R的上下文發(fā)現(xiàn)單元3。
[0095] 在步驟S3中，在接收到來(lái)自第一主機(jī)H1的這樣的第一連接建立請(qǐng)求后，中繼模塊 R的上下文發(fā)現(xiàn)單元3 :
[0096]-存儲(chǔ)（步驟S3a)第二主機(jī)H2的IP地址、最初由第一主機(jī)H1所請(qǐng)求的端口 以及所述第一連接建立請(qǐng)求的多路徑屬性（"SP"單路徑（SinglePath)或"MP"多路徑 (Multipath))；
[0097]-保持（步驟S3b)所述第一連接建立請(qǐng)求；以及
[0098]-創(chuàng)建（步驟S3c)第一接口II(比如MPTCP套接字，也稱為通信模塊）以通過初 始輔助連接連接到第二主機(jī)H2。
[0099] 在步驟S4中，第一接口II試圖創(chuàng)建至第二主機(jī)H2的新的MPTCP連接，它是通過 發(fā)送用于建立中繼模塊R和第二主機(jī)H2之間的初始多路徑輔助連接的第二連接建立請(qǐng)求 (攜帶MP_CAPABLE選項(xiàng)的SYN分組）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0100] 在步驟S5中，當(dāng)?shù)谝淮_認(rèn)響應(yīng)（SYN/ACK分組）被中繼模塊R接收到并被流量轉(zhuǎn) 移單元1和監(jiān)聽接口 2轉(zhuǎn)發(fā)到上下文發(fā)現(xiàn)單元3時(shí)，所述上下文發(fā)現(xiàn)單元3檢查所述第一 響應(yīng)的多路徑屬性（SP或MP)，以判定主機(jī)H1和H2是否都呈現(xiàn)相同的多路徑能力。
[0101] 在步驟S6中，在主機(jī)H1和H2都呈現(xiàn)同樣的多路徑能力（即兩者都是有MPTCP能 力的或兩者都只是TCP)的情況下，中繼模塊R激活轉(zhuǎn)發(fā)模式，或者，在主機(jī)H1和H2具有不 同的多路徑能力（即，一個(gè)主機(jī)HI、H2是有多路徑能力的，而另一主機(jī)H2、H1只是標(biāo)準(zhǔn)TCP) 的情況下，中繼模塊R激活中繼模式。
[0102] 中繼模塊R還包括流量標(biāo)識(shí)單元4,流量標(biāo)識(shí)單元4能夠基于連接建立階段期間所 建立的標(biāo)識(shí)表（詳見下文）區(qū)分在轉(zhuǎn)發(fā)模式和在中繼模式中所處理的流量。
[0103] -旦轉(zhuǎn)發(fā)模式被激活，在步驟S7中，中繼模塊R(例如，由捕獲模塊CM執(zhí)行）：
[0104]-關(guān)閉（步驟S7a)連接到第二主機(jī)H2的第一接口II(復(fù)位中繼模塊和第二主機(jī) H2之間的現(xiàn)在無(wú)用的連接）；
[0105] -丟棄（步驟S7b)從第二主機(jī)H2接收到的第一確認(rèn)響應(yīng)以放棄初始輔助連接建 立；
[0106] -在中間盒MB分組處理的路徑中將第一連接建立請(qǐng)求向第二主機(jī)H2釋放（步驟 S7c)，而不加以任何標(biāo)記（marking);
[0107] _執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)步驟（步驟S7d):
[0108] 向第一主機(jī)H1轉(zhuǎn)發(fā)由第二主機(jī)H2發(fā)送的第二確認(rèn)響應(yīng)（SYN/ACK分組）以建 立直接主連接；以及
[0109] 向第二主機(jī)H2轉(zhuǎn)發(fā)由第一主機(jī)H1發(fā)送的相應(yīng)的建立確認(rèn)響應(yīng)（ACK分組）。
[0110] 其結(jié)果是，在所述轉(zhuǎn)發(fā)模式中，所述第一連接建立請(qǐng)求和在相應(yīng)的連接上交換的 流量遵循中間盒MB的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)路徑，這由圖1中的標(biāo)號(hào)5所標(biāo)識(shí)（例如，通過路由模塊5A和偽裝模塊5B)。
[0111] 如果在中間盒MB上接收到攜帶MP_J0IN選項(xiàng)（subtype= 0x1的SYN分組）的 進(jìn)一步的連接建立請(qǐng)求并且子流被標(biāo)識(shí)為（通過利用標(biāo)識(shí)表）屬于當(dāng)前處于轉(zhuǎn)發(fā)模式的 MPTCP會(huì)話，則被布置在中繼模塊R中的流量標(biāo)識(shí)單元4隨后被配置為將由所述子流（由 SYNMP_J0IN分組發(fā)起）承載的流量標(biāo)識(shí)（例如，通過在下文中所描述的標(biāo)識(shí)表來(lái)標(biāo)識(shí)）為 處于轉(zhuǎn)發(fā)模式中。所述進(jìn)一步的連接建立請(qǐng)求隨后被監(jiān)聽接口 2釋放，以遵循中間盒分組 處理。在這種情況下，如果數(shù)據(jù)分組被接收，則其未被轉(zhuǎn)移，這是因?yàn)橹欣^模塊R處于轉(zhuǎn)發(fā) 模式中，它只遵循標(biāo)準(zhǔn)中間盒分組處理路徑。
[0112] 當(dāng)中繼模式被激活時(shí)，在步驟S8中，中繼模塊R:
[0113] -釋放（步驟S8a)第一確認(rèn)響應(yīng)（SYN/ACK分組）以由第一接口 11處理；
[0114] -接受（步驟S8b)由中繼模塊R所請(qǐng)求的初始輔助連接以建立該初始輔助連接；
[0115] -創(chuàng)建（步驟S8c)第二接口 12,以應(yīng)對(duì)第一主機(jī)H1和中繼模塊R之間的附加輔 助連接；
[0116] -將所存儲(chǔ)的第一連接建立請(qǐng)求（SYN分組）向第二接口 12釋放（步驟S8d);
[0117] -接受（步驟S8e)最初由第一主機(jī)HI所請(qǐng)求的主連接以建立所述附加輔助連接。 換句話說，由第一主機(jī)所請(qǐng)求的用于與第二主機(jī)H2進(jìn)行交換的主連接被第一主機(jī)H1和中 繼模塊R之間的附加輔助連接所替代；
[0118] -例如使用對(duì)應(yīng)表來(lái)創(chuàng)建（步驟S8f)第一和第二接口II，12之間的鏈路。
[0119] 中繼模塊R的流量標(biāo)識(shí)單元4可以基于標(biāo)識(shí)表將由初始和附加輔助連接所承載的 流量標(biāo)識(shí)為處于中繼模式中。更一般地，流量標(biāo)識(shí)單元4能夠基于所述標(biāo)識(shí)表來(lái)區(qū)分在轉(zhuǎn) 發(fā)模式中處理的流量和在中繼模式中處理的流量。
[0120] 換句話說，在該中繼模式中，在由第一接口II管理的初始輔助連接上交換的流量 被中繼模塊R的流量標(biāo)識(shí)單元4標(biāo)識(shí)為處于中繼模式中。第一連接建立請(qǐng)求被釋放，以遵 循其路徑到達(dá)監(jiān)聽接口 2,監(jiān)聽接口 2接受所述第一連接請(qǐng)求并創(chuàng)建第二接口 12 (比如，TCP 套接字）以應(yīng)對(duì)第一主機(jī)的接口II。在建立的附加輔助連接上交換的流量被流量標(biāo)識(shí)單元 4標(biāo)識(shí)，并隨后被流量轉(zhuǎn)移單元1向中繼模塊R的中繼應(yīng)用路由，該中繼應(yīng)用轉(zhuǎn)發(fā)第一和第 二接口II、12之間的流量。
[0121] 如果在中間盒MB上接收到攜帶MP_J0IN選項(xiàng)（subtype= 0x1的SYN分組）的進(jìn)一 步的連接建立請(qǐng)求并且子流被標(biāo)識(shí)（通過利用標(biāo)識(shí)表）為屬于當(dāng)前在中繼模式中的MPTCP 會(huì)話，則中繼模塊R的流量標(biāo)識(shí)單元隨后被配置為將由所述子流（被SYNMP_JOIN分組發(fā) 起）承載的流量標(biāo)識(shí)為處于中繼模式中。所述進(jìn)一步的連接建立請(qǐng)求被向中繼應(yīng)用轉(zhuǎn)移， 并且TCP握手可以完成以打開相應(yīng)的子流。
[0122] 具體而言，當(dāng)中間盒MB從第一主機(jī)H1接收到數(shù)據(jù)分組時(shí)，數(shù)據(jù)分組被轉(zhuǎn)移到中繼 模塊R中所創(chuàng)建的第二接口 12。隨后，所述數(shù)據(jù)分組在到達(dá)第二主機(jī)H2之前被從第二接口 12中繼到第一接口 11(通過由中繼應(yīng)用使用對(duì)應(yīng)表）。當(dāng)中間盒MB從第二主機(jī)H2接收到 數(shù)據(jù)分組時(shí)，數(shù)據(jù)分組被轉(zhuǎn)移到中繼模塊的所創(chuàng)建的第一接口II。隨后，所述數(shù)據(jù)分組在到 達(dá)第二主機(jī)H2之前被從第一接口II中繼到第二接口 12。
[0123] 如果中間盒MB接收到"關(guān)閉連接"分組（在TCP時(shí)是FIN分組，在MPTCP時(shí)是DATA_ FIN分組），則第一和第二接口II和12被中繼模塊R關(guān)閉，并且對(duì)應(yīng)表被重置。
[0124] 此外，為追蹤哪些連接需要被轉(zhuǎn)發(fā)或被中繼，當(dāng)連接被建立時(shí)中繼模塊R建立一 個(gè)查找表。這種標(biāo)識(shí)表（未被顯示在圖上）最初為空，并且被上下文發(fā)現(xiàn)單元3填充。隨 后當(dāng)數(shù)據(jù)分組被接收到后，該表被流量標(biāo)識(shí)單元4所查閱。下面給出了這種標(biāo)識(shí)表的示例：
[0125]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于通過中繼模塊（R)在至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)（NI,N2)中連接第一主機(jī)（HI)和 第二主機(jī)（H2)的方法，其特征在于所述方法包括在所述中繼模塊（R)處： -捕獲（S1，S2)由所述第一主機(jī)（Hl)發(fā)送的與所述第二主機(jī)（H2)建立主連接的第一 連接建立請(qǐng)求； -向所述第二主機(jī)（H2)發(fā)送（S4)在所述中繼模塊（R)和所述第二主機(jī)（H2)間建立初 始輔助連接的第二連接建立請(qǐng)求； -從所述第二主機(jī)（H2)接收（S5)第一確認(rèn)響應(yīng)； -如果所述第一連接建立請(qǐng)求和所述第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)同樣的多路徑屬性，則激活 (S6)轉(zhuǎn)發(fā)模式以處理由建立的直接主連接所承載的流量，并且 丟棄（S7b)從所述第二主機(jī)（H2)接收的所述第一確認(rèn)響應(yīng)以放棄所述初始輔助連 接建立； 將所述第一連接建立請(qǐng)求釋放（S7c)至所述第二主機(jī)（H2); 將由所述第二主機(jī)（H2)響應(yīng)于先前發(fā)送的第一連接建立請(qǐng)求而發(fā)送的第二確認(rèn)響 應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)（S7d)至所述第一主機(jī)（Hl)，以建立所述直接主連接； -如果所述第一連接建立請(qǐng)求和所述第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)不同的所述多路徑屬性，則激 活（S6)中繼模式以處理由以下連接承載的流量： 在所述第一主機(jī)（Hl)和所述中繼模塊（R)之間建立的附加輔助連接；以及 在所述中繼模塊（R)和所述第二主機(jī)（H2)之間建立的所述初始輔助連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括：在接收到所述第一連接建立請(qǐng)求后，在所述中繼 模塊（R)內(nèi)創(chuàng)建第一接口（Il)以應(yīng)對(duì)所述初始輔助連接建立。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述第二連接建立請(qǐng)求建立初始輔助多路徑連 接。
4. 如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一連接建立請(qǐng)求和所述第一確 認(rèn)響應(yīng)被存儲(chǔ)（S5)于所述中繼模塊（R)的上下文發(fā)現(xiàn)單元中。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，還包括：當(dāng)所述中繼模式被激活時(shí)，在所述中繼模塊（R) 處： -處理所述第一連接建立請(qǐng)求以在所述第一主機(jī)（Hl)和所述中繼模塊（R)之間建立所 述附加輔助連接； -處理所述第一確認(rèn)響應(yīng)以在所述中繼模塊（R)和所述第二主機(jī)（H2)之間建立所述初 始輔助連接； -創(chuàng)建（S8f)所述初始輔助連接和所述附加輔助連接之間的鏈路。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述初始輔助連接和所述附加輔助連接之間的鏈路 使用對(duì)應(yīng)表。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的方法，其中對(duì)所述第一連接建立請(qǐng)求的處理還包括： -在所述中繼模塊（R)中創(chuàng)建（S8c)第二接口（12)以應(yīng)對(duì)與所述第一主機(jī)（Hl)的所 述附加輔助連接； -向所述第二接口（12)釋放（S8d)所存儲(chǔ)的第一連接建立請(qǐng)求； -接受（S8e)最初由所述第一主機(jī)（Hl)請(qǐng)求的所述主連接，以建立所述附加輔助連接。
8. 如權(quán)利要求5到7中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)所述第一確認(rèn)響應(yīng)的處理還包括： -向所述第一接口（Il)釋放（S8a)所存儲(chǔ)的第一確認(rèn)響應(yīng)； -接受（S8b)由所述中繼模塊（R)請(qǐng)求的初始輔助連接，以建立所述初始輔助連接。
9. 一種被布置于至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)（NI, N2)中、用于連接第一主機(jī)（Hl)和第二主機(jī) (H2)的中繼模塊，其特征在于包括： -捕獲模塊（CM)，所述捕獲模塊（CM)被配置用于截取由所述第一主機(jī)（Hl)發(fā)送的、用 于建立與所述第二主機(jī)（H2)的主連接的第一連接建立請(qǐng)求； -通信模塊（II)，所述通信模塊（Il)被配置用于： 向所述第二主機(jī)（H2)發(fā)送用于在所述中繼模塊（R)和所述第二主機(jī)（H2)之間建立 初始輔助連接的第二連接建立請(qǐng)求； 從所述第二主機(jī)（H2)接收第一確認(rèn)響應(yīng)； -上下文發(fā)現(xiàn)單元（3)，所述上下文發(fā)現(xiàn)單元（3)被配置用于： 在所述第一連接建立請(qǐng)求和所述第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)同樣的多路徑屬性的情況下，激 活轉(zhuǎn)發(fā)模式以處理由建立的主連接承載的流量； 所述第一連接建立請(qǐng)求和所述第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)不同的多路徑屬性的情況下，激活 中繼模式以處理由以下連接承載的流量： -在所述第一主機(jī)（Hl)和所述中繼模塊（R)之間建立的附加輔助連接；以及 -在所述中繼模塊（R)和所述第二主機(jī)（H2)之間建立的所述初始輔助連接； 并且其中所述捕獲模塊（CM)還被配置用于： -丟棄從所述第二主機(jī)（H2)接收的所述第一確認(rèn)響應(yīng)以放棄所述初始輔助連接建立； -將所述第一連接建立請(qǐng)求釋放至所述第二主機(jī)（H2); -向所述第一主機(jī)（Hl)轉(zhuǎn)發(fā)由所述第二主機(jī)（H2)響應(yīng)于先前發(fā)送的第一連接建立請(qǐng) 求而發(fā)送的第二確認(rèn)響應(yīng)，以建立所述直接主連接。
10. 如權(quán)利要求9所述的中繼模塊，其中所述上下文發(fā)現(xiàn)單元（3)還被配置用于：存儲(chǔ) 所述第一連接建立請(qǐng)求和所述第一確認(rèn)響應(yīng)并且判定它們的多路徑屬性。
11. 如權(quán)利要求9或10所述的中繼模塊,還包括流量標(biāo)識(shí)單元（4),該流量標(biāo)識(shí)單元 (4)適合于區(qū)分在所述轉(zhuǎn)發(fā)模式中處理的流量和在所述中繼模式中處理的流量。
12. 如權(quán)利要求9到11中任一項(xiàng)所述的中繼模塊，還包括中繼應(yīng)用，所述中繼應(yīng)用用于 在所述中繼模式中在所述第一和第二主機(jī)（Hl，H2)之間中繼由所述初始輔助連接和所述 附加輔助連接所承載的流量。
13. -種被布置于至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)（N1，N2)中、用于連接第一主機(jī)（Hl)和第二主機(jī) (H2)的中繼模塊，其特征在于包括至少一個(gè)處理器，所述處理器被配置為： -截取由所述第一主機(jī)（Hl)發(fā)送的建立與所述第二主機(jī)（H2)的主連接的第一連接建 立請(qǐng)求； -向所述第二主機(jī)（H2)發(fā)送建立所述中繼模塊（R)和所述第二主機(jī)（H2)之間的初始 輔助連接的第二連接建立請(qǐng)求； -從所述第二主機(jī)（H2)接收第一確認(rèn)響應(yīng)； -執(zhí)行激活步驟，包括： 在所述第一連接建立請(qǐng)求和所述第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)同樣的多路徑屬性的情況下，激 活轉(zhuǎn)發(fā)模式以處理由建立的直接主連接承載的流量； 在所述第一連接建立請(qǐng)求和所述第一確認(rèn)響應(yīng)呈現(xiàn)不同的多路徑屬性的情況下，激 活中繼模式以處理由以下連接承載的流量： -在所述第一主機(jī)（Hl)和所述中繼模塊（R)之間建立的附加輔助連接；以及 -在所述中繼模塊（R)和所述第二主機(jī)（H2)之間建立的所述初始輔助連接； -丟棄從所述第二主機(jī)（H2)接收的所述第一確認(rèn)響應(yīng)以放棄所述初始輔助連接建立； -將所述第一連接建立請(qǐng)求釋放至所述第二主機(jī)（H2); -向所述第一主機(jī)（Hl)轉(zhuǎn)發(fā)由所述第二主機(jī)（H2)響應(yīng)于先前發(fā)送的第一連接建立請(qǐng) 求而發(fā)送的第二確認(rèn)響應(yīng)，以建立所述直接主連接。
14. 一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可從通信網(wǎng)絡(luò)下載、和/或記載在計(jì)算機(jī) 可讀的介質(zhì)上、和/或可由處理器執(zhí)行，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于實(shí)施如權(quán)利要求1至8 中的至少一個(gè)所述的方法的程序代碼指令。
15. -種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上記錄有計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品并且該 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品能夠被處理器運(yùn)行，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括用于實(shí)施如權(quán)利要求1至8中 的至少一個(gè)所述的方法的程序代碼指令。
【文檔編號(hào)】H04L12/46GK104518939SQ201410520862
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】弗蘭克斯·勒·伯樂則, 斯蒂芬那·高亞特, 路易斯·蒙塔爾沃 申請(qǐng)人:湯姆遜許可公司