[發明專利]一種基于虛擬主機的數據轉發裝置

有效

• 申請號: 201911020063.2
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110740093B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（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: H04L12/709
• 分類號: H04L12/709;H04L29/06
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

本發明提供一種基于虛擬主機的數據轉發裝置，至少包括：客戶端、服務器系統、第一多路徑數據傳輸器和第二多路徑數據傳輸器，需由所述第一多路徑數據傳輸器轉發的數據能夠按照經所述第一虛擬集線器轉化為特定類型的數據幀的方式傳輸至所述第一虛擬服務器空間，其中，所述第一虛擬服務器空間能夠按照抓包的方式獲取所述數據幀，使得該數據幀所包含的用戶數據包在進入第一虛擬服務器空間的相應協議棧時能夠被阻止；在數據幀經由第一多路徑數據傳輸器與第二多路徑數據傳輸器之間的靜態多路徑連接由所述第一虛擬服務器空間傳輸至所述第二虛擬服務器空間的情況下，所述第二虛擬集線器能夠將所述數據幀還原為與第一虛擬集線器相匹配的所述特定類型。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤其涉及一種基于虛擬主機的數據轉發裝置。

背景技術

現有的只支持單一網絡接口的通信模式無法滿足高帶寬、高數據量的需求。相比于傳統網絡中TCP協議利用單個網絡路徑進行數據傳輸的方式，并行多路傳輸技術能夠利用多個網絡路徑的同時傳輸數據，是提升數據傳輸速率、降低數據傳輸延遲波動的有效手段。并行多路傳輸是利用主機的多網絡接口實現數據的并行傳輸。隨著接入設備成本的降低、網絡接入技術(如ADSL、LAN、WIFI、GRPS、3G、LTE等)的多樣化，利用通信終端的多網絡接口實現數據在多路徑上的并行傳輸、提高網絡效率成為現階段的研究熱點。并行多路傳輸支持多條路徑同時傳輸數據，因而具有高容錯性、高可靠性、高吞吐量和高安全性的特點。其優勢決定了其在應急通信、多方會議等方面的關闊應用前景。

當前，在應用層、傳輸層和網絡層均有實現數據并行傳輸的技術。傳輸層因其維護更多的包括丟包率、時延、吞吐量的端到端路徑信息，同時傳輸層獨立于應用層和網絡層，能夠進行整個連接的流量控制和單個路徑的擁塞控制解耦合，從而具有明顯的優勢。現在的TCP和UDP的連接只支持一條傳輸路徑，無法滿足并行多路傳輸的要求。因此針對傳輸層提出了MPTCP協議。MPTCP作為一種TCP的擴展，是由IEFT在2013年發布的。MPTCP技術允許在一個連接期間內通過多個子流傳輸數據，進而提高數據傳輸的可用帶寬。MPTCP技術在無線網環境中已經得到了很好的應用。例如使用WiFi接口和移動網絡以增加數據吞吐量，并解決應用層的垂直切換問題。

MPTCP協議需要進行部署后方可實現其設計功能。MPTCP協議的部署包括三個必不可少的需求：1、服務器系統提供商必須實現MPTCP并且將其安裝到服務器中。2、至少一個客戶端必須具有多宿主性能，即服務器系統允許終端用戶通過不同的因特網接口連接至因特網。3、其他服務器系統也需要逐漸兼容MPTCP。由于MPTCP協議需要客戶端和服務器系統分別提供支持，使得其難以進行部署。

例如，公開號為CN108075987A的專利文獻公開了一種多路徑數據傳輸方法及設備，多路徑代理客戶端和多路徑代理網關之間通過第一網際互聯協議IP地址建立至少兩個多路徑數據子流，并進行多路徑數據子流數據傳輸。所述多路徑代理網關與所述多路徑代理客戶端待訪問的應用服務器之間，依據多路徑代理客戶端和多路徑代理網關之間建立至少兩個多路徑數據子流的第一IP地址，建立TCP鏈接并進行TCP數據傳輸。通過多路徑代理客戶端和多路徑代理網關的代理，實現基于多路徑代理客戶端的IP地址信息進行MPTCP多路徑數據傳輸。該發明采用代理服務器的形式為不支持MPTCP協議的通信主機間提供多路徑連接服務，而且為了提高安全性和實現對終端流量的統計和控制，多路徑代理服務器基于多路徑代理客戶端的IP地址信息與多路徑代理客戶端待訪問的應用服務器建立TCP連接，但MPTCP位于應用層之下，IP層之上，取代了原來的TCP層，因此MPTCP需要內核支持；而且MPTCP在會話期間會改變傳輸路徑和終端，難以保證傳輸安全，容易被入侵。因此，本發明旨在提供一種數據轉發裝置，其能夠在不需要客戶端或服務器端程序作任何修改的情況下對于多客戶端場景實現多路傳輸，并通過重復利用代理服務器帶寬的方式優化網絡傳輸性能。