[發明專利]一種基于全分布式模型的TCP連接管理方法及設備

有效

• 申請號: 201310308273.8
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103401702A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 李華生;錢海云
• 申請（專利權）人: 杭州華三通信技術有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08;H04L12/70
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 鄭紅娟;宋志強

技術領域

本發明涉及網絡通信傳輸技術,特別是一種基于全分布式模型的TCP連接管理方法和設備。

背景技術

網絡拓撲結構是指用傳輸媒體互連各種設備的物理布局，就是用什么方式把網絡中的計算機等設備連接起來。拓撲圖給出網絡服務器、工作站的網絡配置和相互間的連接，它的拓撲模型主要有總線結構、星形結構、環形結構、樹形結構、分布式結構、網狀結構、蜂窩狀結構等。

各個網絡設備可以抽象為節點，以某種拓撲結構存在的網絡系統中，各個節點可能存在加入或退出的情況，節點退出時需要拆除和其他節點的TCP連接。對于傳輸控制協議（TCP，Transmission?Control?Protocol）連接拆除，主要分以下兩種情況：

在可控的情況下，節點在退出時可主動通知其他節點，對應的TCP連接可以正常發起close操作。即四次揮手（four-way?handshake）；

在不可控的情況下，節點掉電、崩潰或死機導致異常退出，TCP無法正常被關閉，對于節點異常離開，TCP層面可以通過兩個方式感知，分別是保活定時器和重傳定時器，這種機制延遲性較高。

保活定時器主要針對成員離開后當前的連接無任何數據交換，TCP允許存在沒有任何數據流通的一個空閑連接，也就是連接的雙方在都沒有向對方發送數據的情況下，兩個TCP模塊不需要交換任何信息。

如果給定的連接在兩個小時內沒有任何動作，服務端向客戶端發送一個檢查報文段（當然也允許客戶端向服務端發起），此時客戶端必須處于以下的三個狀態之一：

1）客戶主機正常運行，并從服務器可達，TCP響應正常，連接正常。

2）客戶主機已經離開（已經崩潰或關閉或正在重啟等）、或客戶主機正常但鏈路不可到達，在任何一種情況下，服務端將不能收到探查的響應，并在75秒后超時。期間服務器總共發送10個這樣的探查報文段，每個間隔75秒。如果服務端沒有收到一個響應，它就認為客戶主機已經關閉并終止該連接。

3）客戶主機已經重新啟動，服務端將收到一個對其保活探查的響應，但是這個響應是一個復位，使得服務端終止這個連接。

超時重傳是TCP協議保證數據可靠性的另一個重要機制，其原理是發送某一個數據以后就開啟一個定時器，在一定時間內如果沒有得到發送的數據報的確認字符（ACK，Acknowledgement）報文，那么就重新發送數據，如果在設定的時間內全部失敗，則終止連接。

現在的實現中，超時機制采用指數退避的方式，按照1、2、4…的方式，一直增加到64秒為止。在這個規定的時間內如果數據仍然不能到達，TCP認為連接的對端已經離開，終止與其的TCP連接。

對于上述的兩種方案，默認情況下感知成員離開分別需要2小時+10×75秒和1+2+4+…+64=127秒。而全分布式系統對延遲敏感度高，這種延遲顯然是不能被接收的，效率過于低下。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種基于全分布式模型的TCP連接管理方法及設備，在成員節點異常離開時，管理中心節點能夠快速感知和拆除異常TCP連接，進而快速回收系統資源。

為了達到上述第一個發明目的：一種基于全分布式模型的TCP連接管理方法，本發明提出的技術方案為：

一種基于全分布式模型的TCP連接管理方法，該方法應用于一種全連接域，所述全連接域包括一個管理中心節點和多個成員節點，所述管理中心節點與各個成員節點直接連接，所述直接連接為物理連接，該方法包括以下步驟：

管理中心節點通過物理端口之間的偵測技術感知到成員節點異常離開；

管理中心節點向其所在全連接域內所有成員節點廣播該成員節點異常離開消息，使成員節點收到所述廣播消息后關閉與異常離開成員節點之間的TCP連接；

管理中心節點從其所在全連接域中刪除該異常離開成員節點。

上述方案中，全連接域中的成員節點正常離開時，該方法進一步包括：

管理中心節點收到待離開成員節點關閉其與全連接域內其它成員節點之間的TCP連接后發送的離開通知報文，將該待離開成員節點從全連接域中刪除。

上述方案中，所述全連接域有新成員節點加入時，該方法進一步包括：

管理中心節點收到待加入成員節點向其發送的申請加入報文，管理中心節點建立與該待加入成員節點之間的直接連接，并將其添加入管理中心節點所在的全連接域。

上述方案中，所述成員節點中包括一個以上的普通中心節點，所述普通中心節點與全連接域內其他所有節點均存在直接連接，該方法進一步包括：