[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)多路并行傳輸通信的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911020062.8
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110621040B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 許辰人;倪蘊哲;錢風
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W28/06;H04W40/02;H04L12/707;H04L12/801;H04L29/06
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)多路并行傳輸通信的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)至少包括介于第一終端和第二終端的通信路徑之間且相對于所述第一終端和所述第二終端均信息不可知的至少兩個通信模塊，其中，至少兩個所述通信模塊以不改變原始信息傳輸路徑的網(wǎng)絡堆棧的方式將拆分后的數(shù)據(jù)包按照與所述數(shù)據(jù)包的特征匹配的調(diào)度算法來進行多路徑并行傳輸至彼此。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)核繞過，很容易地部署在操作IT系統(tǒng)上，而無需進行任何更改。

技術領域

本發(fā)明涉及通信技術領域，尤其涉及一種實現(xiàn)多路并行傳輸通信的方法和系統(tǒng)。

背景技術

常規(guī)虛擬專用網(wǎng)絡(VPN)使用隧道發(fā)送、加密和認證來提供兩個或更多個設備之間的安全通信。例如，客戶端計算設備可以連接到VPN服務器，并且客戶端計算設備可以經(jīng)由VPN服務器通過公關網(wǎng)絡(諸如公共互聯(lián)網(wǎng))與專用網(wǎng)絡上的設備安全的通信。盡管VPN技術相對安全，任由可能會危及VPN安全。例如，“中間人”攻擊可能會導致危及數(shù)據(jù)安全。在這種攻擊中，惡意行為者可能能夠不會跨VPN連接傳送的數(shù)據(jù)，攻擊者可能能夠?qū)?shù)據(jù)引入連接。

移動設備通常具有多個無線和其他網(wǎng)絡接口，并且許多設備具有同時連接到多個網(wǎng)絡的能力。客戶端設備使用優(yōu)選網(wǎng)絡(諸如WiFi網(wǎng)絡)而非更昂貴的移動數(shù)據(jù)連接，可以建立到VPN服務器的VPN網(wǎng)絡。

當前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，由互聯(lián)網(wǎng)使用人群的高速增長，帶來了無限尤其是無限寬帶技術的大規(guī)模使用，以及引發(fā)的移動用戶和移動終端數(shù)量快速增長，多宿主技術的廣泛使用，使得一對(源，目的)之間往往有多條可達路徑，由此可以檢出整個互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模日益龐大，互聯(lián)網(wǎng)也日益呈現(xiàn)高復雜度、高冗余度的特征。而且，數(shù)據(jù)中心從傳統(tǒng)的樹形結構到FatTree、Bcube等體系結構的提出，使得服務器之間的通信存在多條路徑，這些都表明互聯(lián)網(wǎng)之間的多路徑通信結構的客觀存在。

許多移動終端存在多個信號，如3G、LTE、WiFi等。移動終端可以通過不同的信號進行網(wǎng)絡傳輸，當從一種信號切換到另一種信號時，傳輸回終端，需要建立新的連接，導致魯棒性很差。

例如智能手機、手表和平板電腦這類移動設備具有不斷增加的數(shù)據(jù)傳輸要求。它們通常還支持多技術多頻帶網(wǎng)絡，并且通常配備有可在多個許可和未許可頻帶中運行的多LTE、HSPA、WiFi收發(fā)器。另外，在將來必然還會分配新的(共享的)頻帶。通過在并行的無線路徑上實現(xiàn)多路徑數(shù)據(jù)傳遞，可以利用通過多個無線電接口進行通信的能力。與傳統(tǒng)的單路徑范例相比，使用多個路徑來傳遞數(shù)據(jù)可以讓數(shù)據(jù)吞吐量和路徑可靠性得到顯著提高，并且能夠降低延遲。

目前，多路徑通信所面臨的巨大問題是需要修改用戶設備的網(wǎng)絡堆棧。在這方面，雖然從理論上講，現(xiàn)代諸如智能電話和平板電腦的移動設備能夠支持例如LTE、HSPA、WiFi收發(fā)器的多技術多頻帶網(wǎng)絡。但是，在實際上，目前的用戶設備如果直接更改其通信協(xié)議而形成多路徑通信都需要修改網(wǎng)絡堆棧。更具體地，需要UE解鎖和/或超級用戶訪問其操作系統(tǒng)。例如，LWIP(與IPSec隧道的LTE WLAN無線電級別集成)和LWA(LTE WLAN聚合)等網(wǎng)絡層解決方案需要修改路由表和IPSec隧道的管理。又例如，公告號為CN103004167B的中國專利文獻公開了一種無線通信的方法包括：使用第一IP地址通過第一MPTP路徑與服務器進行通信；使用第二IP地址通過第二MPTP路徑與該服務器進行通信，其中通過第二MPTP路徑與該服務器的通信經(jīng)由第二IP地址的無線節(jié)點；以及通過對等通信與該無線節(jié)點進行通信。但是，這種基于MPTCP(多路徑傳輸控制協(xié)議)的傳輸層解決方案必須要替換網(wǎng)絡堆棧的整個傳輸層。即，如果要支撐MPTCP，需要客戶端和服務器都要支持MPTCP。而升級網(wǎng)絡堆棧，涉及到對現(xiàn)在使用的設備的內(nèi)核改造，其涉及面廣，對一些設備進行內(nèi)核改造后還可能面臨著保修失效的問題，導致作為現(xiàn)行標準的MPTCP協(xié)議難以部署。再例如，SCTP流控制傳輸協(xié)議甚至與當前的應用程序編程接口不兼容，使得其更難于被實施。綜上，導致目前的多路徑通信實際上并未得到很好地推廣和應用。因此，有必要對現(xiàn)有技術進行改進。