[发明专利]用于避免不需要的数据分组的方法和装置

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种用于控制公共分组交换网(如互联网)中的数据分组传输以便可以避免不需要的数据分组的方法和装置。

背景技术

数字编码的信息通过IP(互联网协议)网络在不同方之间的基于分组的传输用于多种通信服务，如电子邮件消息收发、互联网浏览、语音和视频电话、内容流传输、游戏等等。在发送方处将数字编码的信息配置于数据分组中，然后通过传输路径向目标接收方传输该数据分组。发送方和接收方之间的传输路径可以包括各种网络、交换机、网关、路由器和接口。通信方通常被称作“终端主机”，其可以是能够进行基于分组的IP通信的任何类型的装置，如固定和移动电话、计算机、服务器、游戏台等。在本说明书中，术语“终端主机”将一般地表示任何这样的通信装置。

典型地，与互联网或其他IP网络相连接的终端主机已被分配了转发标识，该转发标识具有将以该终端主机为导向的任何数据分组沿传输路径进行路由所需的IP地址的形式。典型地，终端主机还已被分配了以文本字符串的形式存在的或多或少可理解的名称，例如传统的电子邮件地址或web地址，如user@operator.com，其与实际用户/终端主机或代表该用户接收消息的某其他主机的所分配的IP地址相关联。包括DNS(域名服务器)服务器层级的DNS系统用于取回特定主机名称的当前IP地址。因此，终端主机可以向DNS系统查询要与之通信的主机名称，然后，DNS将通过提供对应终端主机的当前IP地址来进行应答。这种类型的查询有时称作目的地查询、标识查询或地址查询，在整个本说明书中使用后者。

数据分组基本上是利用包含有效载荷数据在内的数据字段以及首部字段来配置的，其中，发送终端主机将目标终端主机的目的地地址(即，从DNS系统获得的IP地址)插入该首部字段中。因此，基于分组的首部字段中的目的地地址，将每个数据分组沿合适的传输路径路由通过多个网络节点(一般称作IP路由器)。

除了简单地接收和转发数据分组外，IP路由器还可能能够执行其他功能，如安全功能、分组调度、以及地址和协议的转换。此外，终端主机可以具有：过滤器/防火墙功能，用于例如根据典型地由与终端主机相关联的用户或管理员进行的设置，确定是应当接纳还是应当丢弃传入的数据分组。

典型地，IP网络中的每个路由器包括：入口单元和出口单元，分别充当用于接收和发送数据分组的接口。路由器还包括：路由或转发功能，用于基于路由器中定义的转发表，确定应当将传入的数据分组发送至哪个路由器作为“下一跳”。如本领域公知的，通常可以根据网络拓扑和当前业务负载将数据分组沿多个备选路径进行路由。

通过对应的端口，在每个路由器中提供到“最近的”相邻路由器的链路，并且，基于拓扑信息和链路信息的分发，还在路由器中配置了转发架构。每个端口可以在其接口上配置IP地址和IP掩码，路由协议用于在配置过程中在网络中的路由器之间分发该信息。然后，根据所分发的拓扑信息，每个路由器计算其自身的转发表，包含多个目的地IP地址和关联的传出端口。由于每个传入数据分组在其首部中具有目的地IP地址，因此使用转发表，根据该IP地址，在转发表中查找合适的表项。因此，转发表的主要功能是：针对每个传入分组，确定导向至下一跳路由器的适当的传出端口。

在图1中，示出了传统IP路由器100在位于IP网络中时的基本结构。其中，IP路由器100包括入口部分100a、出口部分100b、以及这里由转发表100c示意性地表示的转发功能。出口部分100b包括：多个传出端口P_A、P_B、P_C……，分别导向至与路由器100直接相连的不同的相邻路由器A、B、C……。任何传入数据分组102具有有效载荷字段PL和首部H，后者包含分组的目的地地址。

转发表100c由多个表项构成，其中每个表项包含IP掩码、IP地址和传出端口号。IP掩码可以是以诸如FF.FF.FF.0或FF.FF.8.0等十六进制的编码字符串来定义的。简要地说，通过应用逻辑“与”运算，将首部H中的目的地地址与转发表100c中的IP掩码进行组合，以检测具有相同IP地址的匹配表项。该掩码机制的目的在于：对去往多个不同目的地的业务进行聚合(aggregate)；以及针对该聚合，简化传出端口的标识。事实上，当将目的地地址与表项进行比较和匹配时，比特掩码与“通配符”的作用类似。一旦找到匹配表项，就可以根据该表项的端口号，在传出端口上发出分组。