[发明专利]一种用于网络数据传输的中间交换设备及其方法和系统

说明书

本发明提供了一种用于网络数据传输的中间交换设备，其特征在于包括：内核空间中，用于储存用以转发属于特定用户和/或应用的TCP和/或UDP数据包的规则的流表；以及内核空间中，包括用于转发符合所述规则的数据包以进行加速并且将不符合所述规则的数据包转发出所述中间交换设备的识别截获模块，及用于转发经加速的符合所述规则的数据包的转发模块；以及用于压缩TCP数据包的报文并添加端口标记以封装成UDP数据包，和/或解压UDP数据包以还原TCP数据包的处理模块。

技术领域

本发明涉及计算机网络数据传输，特别涉及计算机网络数据传输的网络流量加速设备。

背景技术

在当前网络环境下，网络流量呈井喷式增长，由此导致现有网络链路无法满足其对于网络带宽、时延等方面的需求；并且巨大的网络流量也会导致丢包率的增加，由高丢包率引发的重新传输又会进一步增加网络链路上的流量，而这种影响是循环递进的。在上述的环境下进行的TCP数据传输，其传输效率低、耗费时间长、并且会增加用户开销，因此急需一种能够在现有的广域网环境下，加速数据传输的技术。

为解决上述问题，在一部分现有技术中采用了UDP封装TCP的方法：即将一个TCP连接转化为TCP-UDP、UDP-UDP、UDP-TCP的三个连接，并且在进行UDP封装时对数据流量进行压缩、缓存、去冗余等技术以优化上行下行的网络数据传输。例如，在专利公开号为CN102820915B的中国专利中，提出了“改善TCP传输性能的卫星链路系统及其使用方法”，通过在卫星链路中引入可使TCP与UDP协议相互转化的代理服务器，而在代理服务器之间建立可靠的UDP协议传输；由此，在保证原协议不被修改的情况下，利用UDP协议的高效快速的特点以进行透明的加速过程。

然而，上述现有技术通常使用传统的三层交换机制，因此无法对特定数据流进行识别而只能做出统一动作，并且通常不会考虑在转发处理时识别不同类型的数据包；其表现为对所有经过代理网关的数据流量进行无差别的加速处理，由此而无法做到针对不同的用户和/或应用实施差异化的加速服务，例如，无法优先对优先级较高的用户和/或网速对用户体验影响较大的应用(如流媒体)进行加速。

此外，在上述现有技术中，位于收发两端的代理网关通常需先进行参数协商，并会因此消耗一段交互时间。

为解决无法针对用户的不同需求进行不同网络应用的加速的问题，在现有技术中采用了提取上层协议中相应字段以识别不同的应用的方法。例如，在专利公开号为CN102904959A的中国专利中，提出了一种通过提取http协议报头并对与加速策略相匹配的数据进行加速的方法。

然而，上述现有技术使用了网关作为加速设备，因此仅可对与网关相连的用户的应用进行加速，而无法针对优先级不同的用户进行加速。

此外，在上述现有技术中，提取上层协议的字段相比于提取网络层和传输层协议的字段会花费更长的处理时间，并会因此降低网络传输的速率。

另外，在上述现有技术中，位于收发两端的网关同样需要先进行参数协商，并会因此消耗一段交互时间。

发明内容

针对网络数据传输的现有技术中普遍存在的无法对特定用户和/或应用进行加速的问题，本发明提出了一种基于中间交换设备的TCP定向加速方法和系统。本发明的方法对传出中间交换设备的特定用户和/或应用的TCP数据进行压缩并使用特定端口进行UDP封装，对传入中间交换设备的特定用户和/或应用的UDP数据进行解压并还原TCP数据，由此达到针对优先级较高的用户或者网速对用户体验影响较大的应用进行加速的目的。

本发明所提供了一种用于数据传输的中间交换设备，包括：

流表，其用于储存用以转发属于特定用户和/或应用的TCP和/或UDP数据包的规则；

识别截获模块，其用于转发符合所述规则的数据包以进行加速并且将不符合所述规则的数据包转发出所述中间交换设备；以及