[发明专利]在不同的互联网通信栈实例之间对数据包路由的方法和设备

说明书

技术领域

本发明总的涉及数字数据处理，更具体地，涉及在计算机系统中对互联网通信栈(例如TCP/IP栈)的使用。

背景技术

在二十世纪后期，开始出现一种已知为信息革命的现象。尽管信息革命是一种历史发展，其范围比任意一个事件或机器更广泛，但是没有一个设备比数字电子计算机更能表现信息革命了。计算机系统的发展无疑是一个革命。每年，计算机系统增长越来越快，存储越来越多的数据，以及向它们的用户提供越来越多应用。与此同时，计算资源的成本一直在降低，从而在几年前因为太昂贵而不能够收集、存储和处理的信息如今可经济地通过计算机进行管理。由于产品设计、制造工艺、资源调度、管理工作以及许多其它因素变得更加高效，所以信息处理的更低成本使得生产率以滚雪球效应逐渐增加。

计算的更低成本以及数字设备的通用版本使得这些设备中存储的信息量剧增。使用数字形式存储的这些信息，自然地，期望获得从计算机系统对信息的更宽的访问。信息量使得任一个设备的存储能力变得相形见绌。为了改善信息访问，开发出了允许计算设备与另一个设备通信和交换信息的各种技术。或许，这种分布式计算机的最突出实例是万维网(通常，简称为“web”)，即在使用互联网的世界范围内可用的资源集合。从学童到老年人都学习使用web，并且在它们家或工作单位可以方便地找到几乎无止境的各种信息。商业、政府、组织甚至普通个人使得信息在web上可用，以至于达到这样的程度，即现在期望任意有价值的相关信息可在web上的某处得到。

在多个数字系统中为web以及为电子邮件和其它形式的通信和分布式处理提供支持的互联网是通过多个链路连接的数字设备(节点)的异构网络，从而在网络的任意两个节点之间，典型地存在多个路径，从而给互联网带来了一定程度的冗余。在包中发送数据，在多个连续的节点之间对每个包路由，直到它到达它的目的地。为了支持在与互联网耦合的任意两个随机节点之间的通信，使用全局命名规则对每个节点分配唯一名称。这种命名规则已知为域名系统或DNS。仅具有目标节点的全局DNS名称的与互联网连接的源节点可向目标发送数据包。各个DNS服务器和其它设备将全局DNS名称转换成互联网协议(IP)地址，使得互联网上的各个路由器和其它设备正确确定对于数据包到达其最终目的节点的路径。

在对包路由的基本层，互联网能够从一个节点向另一个节点传输任意随机数据，因此可看作通信介质。然而，互联网的用途取决于在源节点和目的节点处理数据交换的应用。因此，web浏览器和其它web应用的出现使得基础信息传输技术在独立、交互基础上对于不具有广泛计算机编程技术的人们可用，所以这极大地扩大了互联网的使用。

在与互联网连接的计算机系统中，一组低级别进程从互联网连接接收输入(inbound)数据包，组合包中的数据，向一个或多个高级别应用提供数据；类似地，所述一组低级别进程从高级应用接收输出(outbound)消息、文件或类似的结构，构成体现每个这种结构的一个或多个输出数据包，对数据包寻址，以及在互联网连接之间发送数据包。这里，这些进程称为互联网通信栈或TCP/IP栈，其中TCP/IP是传输控制协议/互联网协议的已知首字母缩写。

互联网通信栈或TCP/IP栈(或“栈实例”)是用于执行上述低级别互联网通信功能的计算机程序代码的进程实例。对于任意不同原因，有时，期望在一个计算机系统中采用多个互联网通信栈。尽管不是必须的，但是所述多个互联网通信栈可使用相同的基础TCP/IP或相同的基础TCP/IP的部分，或其它计算机编程代码，但是每个互联网通信栈具有其自己独立的状态数据，并且每个互联网通信栈具有其自己的IP地址(或IP地址组)。

使用这种多个互联网通信栈的一个实例是这样一种计算机系统，其具有：一个(或多个)栈，用于代表用户执行有用的应用，这里称为工作栈(production stack)；以及分开的一个(或多个栈)，用于远程管理、保持和控制计算机系统本身的任务，这里称为服务栈。因为各种原因，期望将用户应用从系统管理功能分离。例如，即使工作栈过载或无效，也可以通过服务栈执行系统维护和控制操作；可通过服务栈执行并行维护，而不干扰在工作栈中正在进行的操作等。