[发明专利]使用聚集路由器密钥转发数据分组的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于支持诸如因特网等公共分组交换网络中数据分组的转发过程以使得能够避免不想要的数据分组的方法和设备。

背景技术

数字编码信息在各方之间通过IP(因特网协议)网络的基于分组的传送用于各种通信服务，如电子邮件消息传递、因特网浏览、话音和视频电话、内容流传送、游戏等。数字编码信息在发送方布置到数据分组中，分组随后通过传送路径向目标接收方传送。发送方与接收方之间的传送路径可包括各种网络、交换机、网关、路由器和接口。通信方经常称为“端主机”，可以是能够进行基于分组的IP通信的任何类型的设备，如固定和移动电话、计算机、服务器、游戏机等。在本描述中，术语端主机将概括表示任何此类通信设备。

连接到因特网或其它IP网络的端主机一般已被指派有IP地址形式中的转发身份，需要该身份用于路由沿传送路径引导到该端主机的任何数据分组。一般情况下，端主机也已指派有文本串形式中或多或少可理解的名称，例如，常规电子邮件地址或网址，如其与实际用户/端主机或代表用户接收消息的另一主机的指派的IP地址相关联。包括DNS(域名服务器)服务器的层次结构的DNS系统用于检索特定主机名称的当前IP地址。因此，端主机能通过与其通信的主机名称来查询DNS系统，并且DNS随后将通过提供对应端主机的当前IP地址来回复。此类查询有时称为目的地查询、身份查询或地址查询，后者贯穿于本描述使用。

数据分组基本上配置有包含有效负载数据的数据字段和报头字段，发送端主机在报头字段中插入目标端主机的目的地地址，即，从DNS系统获得的IP地址。因此，基于分组报头字段中的目的地地址，每个数据分组沿适合传送路径，通过通常称为IP路由器的多个网络节点来路由。

除简单地接收和转发数据分组外，IP路由器也可能够执行其它功能，如安全性功能、分组调度和地址与协议的转换。此外，端主机可具有过滤器/防火墙功能性，用于例如根据一般由与端主机相关联的用户或管理员所做的设置来确定应接受还是丢弃进入的数据分组。

IP网络中的每个路由器一般情况下包括充当分别用于接收和发送数据分组的接口的入口和出口单元。路由器还包括用于基于路由器中定义的转发表来确定应将进入的数据分组发送到作为朝向最终目的地的“下一跳”的哪个路由器的路由选择或转发功能。如本领域中公知的，根据网络拓扑和当前业务负载，数据分组经常能沿多个备用路径来路由。

借助于对应的端口，在每个路由器中提供到“最近”相邻路由器的链路，并且基于拓扑信息和链路信息的分发，还在路由器中配置转发架构。每个端口能具有在其接口上配置的IP地址和IP掩码，并且路由选择协议用于在配置过程中在网络中的路由器之间分发此信息。随后，每个路由器从分发的拓扑信息来计算其自己的转发表，包含多个目的地IP地址和相关联的外出端口。由于每个进入的数据分组在其报头中具有目的地IP地址，因此，转发表用于从该IP地址查找转发表中的适合条目。转发表的主要功能因此是为每个进入分组确定适当的外出端口，从而引导到下一跳路由器。

在图1中，示出了位于IP网络中时常规IP路由器100的基本结构。除其它之外，IP路由器100包括入口部分100a、出口部分100b和此处示意表示为转发表100c的转发功能。出口部分100b包括分别通向路由器100直接连接到的不同相邻路由器A、B、C…的多个外出端口P_A、P_B、P_C…。任何进入的数据分组102具有有效负载字段PL和报头H，后者包含用于分组的目的地地址。

转发表100c由多个条目组成，每个条目包含IP掩码、IP地址和外出端口号。IP掩码可根据诸如FF.FF.FF.0或FF.FF.8.0等十六进制编码的串来定义。简要地说，通过应用逻辑“与”操作，合并报头H中的目的地地址和转发表100c中的IP掩码以便检测带有相同IP地址的匹配条目。此掩蔽机制的目的是聚集朝向几个不同目的地的业务，并且为聚集简化外出端口的识别。实际上，在比较和匹配目的地地址与条目时，比特掩码的工作类似于“通配符”。一旦找到匹配条目，便能根据该条目的端口号在外出端口上发出分组。