[发明专利]通过操纵头部字段改进分组通信性能

说明书

发明领域

本发明总体上涉及分组通信，更具体而言，本发明涉及通过操纵头部字段达到改进分组通信性能的目的。

发明背景

由于因特网取得巨大成功，采用基于多种不同类型分组通信链路的因特网协议，即IP(见Jon Postel，因特网协议，DARPA RFC 791，1981年9月，此处并入作为参考；和Steven Deering与RobertHinden，因特网协议，版本6(IPv6)规范，IETF RFC 2460，IETF IP下一代工作组，1998年12月，此处并入作为参考)已成为理想的但富有挑战性的任务。因特网协议通常和传输协议一起使用，传输协议包括比如传输控制协议，即TCP(见Jon Postel，传输控制协议，DARPARFC 761，1980年元月，此处并入作为参考)，用户数据报协议，即UDP(见Jon Postel，用户数据报协议，DARPA RFC 768，1980年8月，此处并入作为参考)，或者应用层协议，该协议称作实时传输协议，即RTP(见Henning Schulzrinne，Stephen L.Casner，Ron Frederick和Van Jacobson，RTP：实时应用的传输协议，IETF RFC 1889，IETF音频/视频传输工作组，1996年元月，此处并入作为参考)。

所有前述协议采用协议头部，该头部插入到每个数据报(分组)中。一个给定的协议头部包括不同字段，这些字段都具有相当重要的作用，因此，这些字段信息必须准确无误地传递到其最终目的地。

为了减少如无线链路的窄带点到点链路的头部开销，经常采用传统的头部压缩技术。头部压缩方案压缩协议头部所传送的信息量，从而减少使用窄带链路时所需的带宽总数。已压缩的头部在链路接收端被头部解压缩器完全重新构建，因此，头部压缩/解压缩过程不影响头部字段的完整性。

在每个路由器处重新计算和/或改变某些头部字段也很常见。这种重新计算/改变是这些头部字段有意设计进的功能之一。

发明内容

本发明认为，有些头部字段在头部压缩/解压缩操作中没有必要存在问题。下面举例说明这种字段及其为什么没有存在问题的必要。

因特网协议版本4(IPv4)的标识(ID)字段，常用来区分已分成多个分段的分组的不同部分。然而，IPv4规范仅仅要求发送方主机必须给ID字段提供一个值，且该值“在数据报存活于因特网系统期间对于源-目的对和协议唯一”。可以用许多众所周知的方法来遵循该要求，但是，本发明认为，为了进行头部压缩，最好以顺序递增的方式(下文中称作“流-序列”分配)来分配一个给定分组流的头部的ID字段值。其他有名的分配方案包括随机分配ID字段值，或对于来自任何给定主机的所有外出分组流采用普通计数器将顺序递增的值分配给ID字段(下文中称作“主机-序列”分配)。本发明认为，随机分配和主机-序列分配方案在头部压缩操作中都存在问题。

在头部压缩/解压缩方案中存在问题的另一个IP头部字段是存活期/跳数-限制(TTL/HL)字段。这个字段值在具体分组所走路径的每一跳中逐一递减。如果对应于相同分组流的分组在源和目的之间的不同路径间发生交替变化的话，那么TTL/HL字段值将在一个典型小数目的不同值间变化，这些值彼此没有太多的差异。通常，TTL/HL字段值每次发生变化时，必须由头部压缩器通过链路通知头部解压缩器。这将极其不利地限制头部压缩方案的理想性能，并且相应地增加所需的带宽。

本发明认为，鉴于上述情况，希望改进关于如上述的对头部压缩方案性能有问题的头部字段的头部压缩性能。

本发明通过有意破坏这种头部字段完整性的方式来改进关于有问题的头部字段的头部压缩性能，这种方式对头部压缩方案透明，且不干扰头部字段的功能。这种有意破坏头部字段完整性还可以有利地应用于不使用头部压缩的分组通信路径中。

附图简述

图1图示一个根据本发明的分组交换通信系统的示范部分。

图2图示图1中完整性已破坏的节点的一个示范实施例。

图3图示图2的字段处理器的一个示范实施例。

图4图示图3的TTL/HL字段滤波器的一个示范实施例。

图5图解能由图4的字段处理器实施例执行的示范操作。

图6图示图2的字段处理器的另一个示范实施例。

图7图示图6的判决逻辑的一个示范实施例。

图7A图示图7实施例的一个替代示范实施例。

图8图解能由图6和图7的字段处理器实施例执行的示范操作。