[发明专利]用于管理隧道的传输信道上的数据流的传送的方法、相应的隧道端点和计算机可读存储介质

说明书

技术领域

本发明的领域是通信网络领域。 

更具体而言，本发明涉及管理由主通信网络支持的隧道(tunnel)的传输信道(transport channel)上的数据流的传送的技术。 

背景技术

一方面的高比特率因特网的民主化(democratization)和另一方面的具有网络连接性的消费者视听设备的出现将要创造出新形式的用户行为。这些新形式的行为无疑将伴随属于可被称为“永久链接”组的共同兴趣组(即，诸如休闲、家庭等的共同兴趣)的个体的出现。这些组将与具有相同的兴趣领域的其它个体建立几乎永久的连接，从而建立音频和/或视频通信并共享所有类型的信息(音频、视频、照片、文本等)。 

虚拟专用网络(Virtual Private Network，VPN)的技术对于此需求提供了值得尝试的方案。该技术使得能够在共享同一兴趣领域并且同时使用可靠性低但不昂贵的因特网基础结构的个体之间实现实时、透明和安全的通信。 

为了透明地通信并克服对于不可路由的地址的需要，VPN使用一种特定类型的被称为隧穿的封装，所述隧穿创建所谓的隧道。该操作包括利用封装协议C将A级协议(嵌入或被运送或乘客协议)封装在B级协议(传输或运送协议)中。因此，传输协议B处理乘客协议A，就好像它是有效负载数据。 

以下详细描述的图3呈现出第2级VPN中的数据包封装即第2级隧道(第2级隧道意味着该乘客协议是ISO模型的第2层的协议，其中ISO模型描述由这些层中的每一个和它们的交互作用所提供的服务)中的封装的示例。 

隧穿可被用于在不支持某个网络协议的网络上传输该网络协议。它还可被用于提供诸如例如私有寻址(private addressing)之类的不同类型的VPN功能。 

隧穿技术现在正越来越多地被需要远程客户访问和家庭局域网(LAN)的功能使用。 

在以下的描述中，仅以举例方式考虑OSI模型中的传输协议B的级别等于传输层(ISO模型中的第4级传输层)的级别的第2级或第3级隧道。很明显，本发明的上下文决不是详尽的，并且，OSI模型中的传输协议B的级别可以更低(在具有以太网载体的隧道的情况下)或更高(在某些时候以及具有HTTP载体的情况下)。 

隧穿技术频繁被用于使两个LAN互连，以便创建由两个原始LAN的联合(union)形成的虚拟专用网络(VPN)。安全的VPN包含密码和验证(authentication)算法，以保证传输数据的秘密性。在图1(以下详细描述)中示出基于隧穿技术的典型的VPN配置。在该示例中，隧道端点(TEP)没有被集成到网关中。在两个隧道端点之间建立隧道，并且，向与远程LAN连接的装置发送的各数据包(也称为帧)被局域隧道端点封装然后被发送到远程隧道端点，该远程隧道端点将对其进行解封然后将其发送到远程LAN。从通过隧道互连的LAN的各装置的观点来看，它们虚拟地与同一LAN连接。由于隧道的使用对于所连接的LAN的装置是透明的，因此通过隧道在两个装置之间进行的通信被称为端对端通信。 

在现有技术中，使用的主要是IP或因特网协议(第3层)或TCP(传输控制协议)/UDP(用户数据报协议)(第4层)。由于基于IP的隧穿技术不能考虑网络地址转换(NAT)机构，并且由于它们并不完全与图1的典型的隧穿配置兼容，因此以下的其余描述考虑(仅作为示例)基于第4层(传输层)即TCP或UDP的方案。 

如在呈现出TCP协议的操作原理的附录中说明的那样，TCP协 议(由IETF标准RFC793定义)是基于拥塞控制和重新传送机构的ARQ(自动重复请求)类型的协议，并因此确保各数据包向其目的地的传送。 

UDP协议是简单得多且快得多的协议，它不考虑帧的次序并且不管理确认。 

如上所述，TCP协议被设计为灵活的，并且在包括具有高等待时间的慢链路和快链路或具有可变错误率的链路的宽范围的网络通信环境中工作。虽然TCP协议工作用于不同的环境，但是这些性能水平(特别是带宽)受所使用的各通信链路的特性的影响。在具有很长的路由时间且/或具有高错误率的环境中，TCP协议在带宽方面的性能受损。