[發明專利]解決網際互聯協議上數據報損壞的方法

有效

• 申請號: 200780018187.6
• 申請日: 2007-04-10
• 公開（公告）號: CN101449519A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 查爾斯·威廉·弗蘭克;托馬斯·厄爾·路德維格;理查德·W·赫爾;馬克·亞當斯;羅查克·夏爾馬;阿德南·可汗;塞繆爾·K·鮑曼;尼古拉斯·維切
• 申請（專利權）人: 雷特澤遠程管理有限公司
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃綸偉

本專利申請要求2006年5月15日提交的美國專利申請11/435239 (該申請要求了2006年4月10提交的美國臨時專利申請60/791,051的 優先權)的優先權，通過引證的方式將這兩個申請的全部內容結合于此。

技術領域

本發明涉及通過網際互聯協議可靠地傳輸數據報。

背景技術

在2006年4月4日，發表了一個公告，該公告涉及互聯網工程任務 組(IETF)維護的RFC?791中定義的標準網際互聯協議IPv4中存在的問 題。J.Heffner，M.Mathis和B.Chandler起草的該文獻 (http://www.psc.edu/~jheffner/drafts/draft-heffner-frag-harmf ul-XX.html，此處以引證的方式將其全部內容結合于此)描述了通過IPv4 傳輸的數據報怎樣由于與IPv4報頭中的數據報標識字段相關的問題而遭 受數據損壞。數據報損壞源于數據報的壽命期間有限數量的可用數據報 標識符。作者沒有提供該問題的解決方案。

IPv4可以傳輸大小高達65,535(2¹⁶)字節的數據報。包括IPv4的 協議棧的網際互聯協議(IP)層可以給數據報指派16位的標識符，這暗 示著存在65,535種可能的數據報標識符。典型地，將IP數據報標識符 實現為每次使用數據報標識符時遞增的計數器。對于16位計數器，當計 數器到達最大值65,535時，其值歸零。IP將大的數據報分割成較小的塊 以通過媒介例如以太網發送片段。如果以太網支持1500字節的幀，則IP 層可以生成高達44幀，其中每個幀具有相同的數據報標識符且具有相對 于數據報的偏移。遠程主機使用數據報標識符和偏移信息在把數據報傳 遞到通信棧的上層之前重組數據報。對于高速媒介，主機將在極短的時 間內發送多于65,535個數據報，導致主機使數據報標識符計數器的值復 位。例如，如果使用1Gb每秒(Gbps)的以太網，則對于較小的數據報， 數據報標識符計數器會在不到1秒內復位。大多數通信棧保持數據報30 秒至120秒以用于重組。因此，如果具有特定數據報標識符的數據報被 存儲在存儲器中以用于重組且其片段之一丟失，則具有相同標識符的后 續的不同數據報片段將導致第一數據報中的損壞。因為接收主機將來自 第二數據報的片段解釋為屬于第一數據報，因為它具有相同的數據報標 識符和偏移，損壞就會發生。該問題也存在于通過IP傳輸的TCP、UDP、 ICMP或其他數據。問題特點在于由使用數據報標識符池引起，其中當數 據報在系統中存活時，該池中只有有限數量的可用數據報標識符。

有趣的是，在發表該問題報告的同時，網絡存儲技術生產商Zetera^TM公司遇到并解決了數據報損壞問題。Zetera在1Gbps的以太網系統上通 過UDP/IP運行它自己的存儲協議—Z-SAN^TM協議時發現該問題。Zetera 提出了一種解決方案，該方案解決了2006年4月10日提交的、轉讓給 Zetera的美國臨時專利申請60/791,051中描述的問題，以引證的方式將 該申請的全部內容結合于此。

關于數據報損壞問題的其他研究表明，該問題早在1987年當Sun網 絡文件系統(NFS)實施的客戶遭受數據損壞時就顯現。NFS使用會由于 上述原因而損壞的8KB?UPD數據報。NFS的實施通過縮短NFS在應用層等 待響應的時間或通過數據報上的大的校驗和值(32位校驗和或更大)解 決該問題。這種解決方案減輕了丟失的風險，但是并沒有解決該問題。 另外，較短的超時降低了系統的效率，因為系統必須執行額外的重試。

題為“Prevention?and?detection?of?IP?identification?wraparound errors”的美國專利6,894,976教導了通過使用超時與校驗和減小與IP 數據報標識符復位的問題相關的風險的方法。然而，該文獻并沒有提出 適于所有基于IP的應用的問題的可行解決方案。

所述問題是標準化IP的固有部分，并且如果不改變標準，則不能普 遍解決。然而，希望有一種能夠以適用于網絡存儲、其他網絡設備或網 絡應用的方式解決該問題的實際解決方案。可以預期，實際解決方案將 被這些標準采用。所需的解決方案將具有下述特性：

●該解決方案應當在IP層操作，使得應用不需要改變。