一种基于虚拟主机的数据转发装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于虚拟主机的数据转发装置，至少包括：客户端、服务器系统、第一多路径数据传输器和第二多路径数据传输器，需由所述第一多路径数据传输器转发的数据能够按照经所述第一虚拟集线器转化为特定类型的数据帧的方式传输至所述第一虚拟服务器空间，其中，所述第一虚拟服务器空间能够按照抓包的方式获取所述数据帧，使得该数据帧所包含的用户数据包在进入第一虚拟服务器空间的相应协议栈时能够被阻止；在数据帧经由第一多路径数据传输器与第二多路径数据传输器之间的静态多路径连接由所述第一虚拟服务器空间传输至所述第二虚拟服务器空间的情况下，所述第二虚拟集线器能够将所述数据帧还原为与第一虚拟集线器相匹配的所述特定类型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟主机的数据转发装置
本专利技术属于通信
，尤其涉及一种基于虚拟主机的数据转发装置。
技术介绍
现有的只支持单一网络接口的通信模式无法满足高带宽、高数据量的需求。相比于传统网络中TCP协议利用单个网络路径进行数据传输的方式，并行多路传输技术能够利用多个网络路径的同时传输数据，是提升数据传输速率、降低数据传输延迟波动的有效手段。并行多路传输是利用主机的多网络接口实现数据的并行传输。随着接入设备成本的降低、网络接入技术(如ADSL、LAN、WIFI、GRPS、3G、LTE等)的多样化，利用通信终端的多网络接口实现数据在多路径上的并行传输、提高网络效率成为现阶段的研究热点。并行多路传输支持多条路径同时传输数据，因而具有高容错性、高可靠性、高吞吐量和高安全性的特点。其优势决定了其在应急通信、多方会议等方面的关阔应用前景。当前，在应用层、传输层和网络层均有实现数据并行传输的技术。传输层因其维护更多的包括丢包率、时延、吞吐量的端到端路径信息，同时传输层独立于应用层和网络层，能够进行整个连接的流量控制和单个路径的拥塞控制解耦合，从而具有明显的优势。现在的TCP和UDP的连接只支持一条传输路径，无法满足并行多路传输的要求。因此针对传输层提出了MPTCP协议。MPTCP作为一种TCP的扩展，是由IEFT在2013年发布的。MPTCP技术允许在一个连接期间内通过多个子流传输数据，进而提高数据传输的可用带宽。MPTCP技术在无线网环境中已经得到了很好的应用。例如使用WiFi接口和移动网络以增加数据吞吐量，并解决应用层的垂直切换问题。MPTCP协议需要进行部署后方可实现其设计功能。MPTCP协议的部署包括三个必不可少的需求：1、服务器系统提供商必须实现MPTCP并且将其安装到服务器中。2、至少一个客户端必须具有多宿主性能，即服务器系统允许终端用户通过不同的因特网接口连接至因特网。3、其他服务器系统也需要逐渐兼容MPTCP。由于MPTCP协议需要客户端和服务器系统分别提供支持，使得其难以进行部署。例如，公开号为CN108075987A的专利文献公开了一种多路径数据传输方法及设备，多路径代理客户端和多路径代理网关之间通过第一网际互联协议IP地址建立至少两个多路径数据子流，并进行多路径数据子流数据传输。所述多路径代理网关与所述多路径代理客户端待访问的应用服务器之间，依据多路径代理客户端和多路径代理网关之间建立至少两个多路径数据子流的第一IP地址，建立TCP链接并进行TCP数据传输。通过多路径代理客户端和多路径代理网关的代理，实现基于多路径代理客户端的IP地址信息进行MPTCP多路径数据传输。该专利技术采用代理服务器的形式为不支持MPTCP协议的通信主机间提供多路径连接服务，而且为了提高安全性和实现对终端流量的统计和控制，多路径代理服务器基于多路径代理客户端的IP地址信息与多路径代理客户端待访问的应用服务器建立TCP连接，但MPTCP位于应用层之下，IP层之上，取代了原来的TCP层，因此MPTCP需要内核支持；而且MPTCP在会话期间会改变传输路径和终端，难以保证传输安全，容易被入侵。因此，本专利技术旨在提供一种数据转发装置，其能够在不需要客户端或服务器端程序作任何修改的情况下对于多客户端场景实现多路传输，并通过重复利用代理服务器带宽的方式优化网络传输性能。此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。针对现有技术之不足，本专利技术提供一种基于虚拟主机的数据转发装置，至少包括：客户端，能够通过接入网络的方式对服务器系统进行访问；服务器系统，能够按照建立多通信连接的方式与所述客户端进行数据传输；所述数据转发装置还包括能够与所述客户端建立能够传输用户数据包的数据通路的第一多路径数据传输器以及能够与所述服务器系统建立能够传输用户数据包的数据通路的第二多路径数据传输器，在数据经由所述第一多路径数据传输器转发至所述第二多路径数据传输器的情况下，所述第一多路径数据传输器能够生成具有至少一个第一虚拟集线器的第一虚拟服务器空间，所述第二多路径数据传输器能够生成具有至少一个第二虚拟集线器的第二虚拟服务器空间，需由所述第一多路径数据传输器转发的数据能够按照经所述第一虚拟集线器转化为特定类型的数据帧的方式传输至所述第一虚拟服务器空间，其中，所述第一虚拟服务器空间能够按照抓包的方式获取所述数据帧，使得该数据帧所包含的用户数据包在进入第一虚拟服务器空间的相应协议栈时能够被阻止；所述数据帧在经由第一多路径数据传输器与第二多路径数据传输器之间的静态多路径连接由所述第一虚拟服务器空间传输至所述第二虚拟服务器空间的情况下，所述第二虚拟集线器能够将所述数据帧还原为与所述第一虚拟集线器相匹配的所述特定类型。应用TCP连接的分割后，第一多路径数据传输器1可以通过预先对客户端3的连接请求进行应答的方式快速建立与客户端3的连接。第二多路径数据传输器2则可以通过预先下载数据的形式将数据进行缓存，相比于服务器系统4直接向客户端3发送的方式而言，这种方式可以最大化利用第一多路径数据传输器1和第二多路径数据传输器2之间的带宽，提升传输性能。同时，第一多路径数据传输器与第二多路径数据传输器之间通信时不须考虑保持用户数据原样传输，故可以进行多种进一步优化，例如可以将数据加密以提高安全性；将数据压缩以进一步提高传输效率；使用带纠错的编码传输数据以提高传输可靠性、稳定性。第二多路径数据传输器和/或第二多路径数据传输器亦可对经常被请求的数据进行缓存，以便快速对客户端进行服务。根据一种优选实施方式，所述第一多路径数据传输器和所述第二多路径数据传输器能够基于其各自的通信模块建立彼此间的静态多路径数据连接，其中，每条静态多路径数据连接能够自行选择所用的数据传输协议，并且在静态多路径数据连接建立之后，所述第一多路径数据传输器和所述第二多路径数据传输器能够通过该静态多路径数据连接彼此通信。根据一种优选实施方式，数据经由所述第一多路径数据传输器转发至所述第二多路径数据传输器至少包括如下步骤：所述第一多路径数据传输器在与所述客户端建立数据连接时生成至少一个所述第一虚拟服务器空间；在所述客户端经由所述第一多路径数据传输器向远端发送数据包的情况下，所述第一多路径数据传输器能够将所述数据包转发至所述第一虚拟集线器，使得转发到所述第一虚拟服务器空间上的数据均为特定类型的数据帧。根据一种优选实施方式，数据经由所述第一多路径数据传输器转发至所述第二多路径数据传输器还包括如下步骤：所述第一虚拟服务器空间按照抓包的方式获取所述数据帧；在所述第一虚拟服务器空间处理并转发所述数据帧内包含的用户数据包的情况下，所述第一虚拟服务器空间配置为能够阻止该数据帧所包含的用户数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于虚拟主机的数据转发装置，至少包括：/n客户端(3)，能够通过接入网络的方式对服务器系统(4)进行访问；/n服务器系统(4)，能够按照建立通信连接的方式与所述客户端(3)进行数据传输；/n第一多路径数据传输器(1)，其能够与所述客户端(3)建立能够传输用户数据包的数据通路；/n第二多路径数据传输器(2)，其能够与所述服务器系统(4)建立能够传输用户数据包的数据通路；/n其特征在于，/n在数据经由所述第一多路径数据传输器(1)转发至所述第二多路径数据传输器(2)的情况下，所述第一多路径数据传输器(1)能够生成具有至少一个第一虚拟集线器(17)的第一虚拟服务器空间(15)，所述第二多路径数据传输器(2)能够生成具有至少一个第二虚拟集线器(18)的第二虚拟服务器空间(16)，其中：/n需由所述第一多路径数据传输器(1)转发的数据能够按照经所述第一虚拟集线器(17)转化为特定类型的数据帧的方式传输至所述第一虚拟服务器空间(15)，其中，所述第一虚拟服务器空间(15)能够按照抓包的方式获取所述数据帧，使得该数据帧所包含的用户数据包在进入第一虚拟服务器空间(15)的相应协议栈时能够被阻止；/n在所述数据帧经由第一多路径数据传输器(1)与第二多路径数据传输器(2)之间的静态多路径连接由所述第一虚拟服务器空间(15)传输至所述第二虚拟服务器空间(16)的情况下，所述第二虚拟集线器(18)能够将所述数据帧还原为与所述第一虚拟集线器(17)相匹配的所述特定类型。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟主机的数据转发装置，至少包括：
客户端(3)，能够通过接入网络的方式对服务器系统(4)进行访问；
服务器系统(4)，能够按照建立通信连接的方式与所述客户端(3)进行数据传输；
第一多路径数据传输器(1)，其能够与所述客户端(3)建立能够传输用户数据包的数据通路；
第二多路径数据传输器(2)，其能够与所述服务器系统(4)建立能够传输用户数据包的数据通路；
其特征在于，
在数据经由所述第一多路径数据传输器(1)转发至所述第二多路径数据传输器(2)的情况下，所述第一多路径数据传输器(1)能够生成具有至少一个第一虚拟集线器(17)的第一虚拟服务器空间(15)，所述第二多路径数据传输器(2)能够生成具有至少一个第二虚拟集线器(18)的第二虚拟服务器空间(16)，其中：
需由所述第一多路径数据传输器(1)转发的数据能够按照经所述第一虚拟集线器(17)转化为特定类型的数据帧的方式传输至所述第一虚拟服务器空间(15)，其中，所述第一虚拟服务器空间(15)能够按照抓包的方式获取所述数据帧，使得该数据帧所包含的用户数据包在进入第一虚拟服务器空间(15)的相应协议栈时能够被阻止；
在所述数据帧经由第一多路径数据传输器(1)与第二多路径数据传输器(2)之间的静态多路径连接由所述第一虚拟服务器空间(15)传输至所述第二虚拟服务器空间(16)的情况下，所述第二虚拟集线器(18)能够将所述数据帧还原为与所述第一虚拟集线器(17)相匹配的所述特定类型。


2.根据权利要求1所述的数据转发装置，其特征在于，所述第一多路径数据传输器(1)和所述第二多路径数据传输器(2)能够基于其各自的用于与外网进行通信的通信模块(20)建立彼此间的静态多路径数据连接，其中，每条静态多路径数据连接能够自行选择所用的数据传输协议，并且在静态多路径数据连接建立之后，所述第一多路径数据传输器(1)和所述第二多路径数据传输器(2)能够通过该静态多路径数据连接彼此通信。


3.根据权利要求2所述的数据转发装置，其特征在于，数据经由所述第一多路径数据传输器(1)转发至所述第二多路径数据传输器(2)至少包括如下步骤：
所述第一多路径数据传输器(1)在与所述客户端(3)建立数据连接时生成至少一个所述第一虚拟服务器空间(15)；
在所述客户端(3)经由所述第一多路径数据传输器(1)向远端发送数据包的情况下，所述第一多路径数据传输器(1)能够将所述数据包转发至所述第一虚拟集线器(17)，使得转发到所述第一虚拟服务器空间(15)上的数据均为特定类型的数据帧。


4.根据权利要求3所述的数据转发装置，其特征在于，数据经由所述第一多路径数据传输器(1)转发至所述第二多路径数据传输器(2)还包括如下步骤：
所述第一虚拟服务器空间(15)按照抓包的方式获取所述数据帧；
在所述第一虚拟服务器空间(15)处理并转发所述数据帧内包含的用户数据包的情况下，所述第一虚拟服务器空间(15)配置为能够阻止该数据帧所包含的用户数据包进入第一虚拟服务器空间(15)的相应协议栈；
由所述第一虚拟服务器空间(15)指示第一多路径数据传输器将所述用户数据包通过所述静态多路径数据连接发送至第二多路径数据传输器。


5.根据权利要求4所述的数据转发装置，其特征在于，所述第二多路径数据传输器(2)配置为：
能够基于所述静态多路径数据连接从所述第一多路径数据传输器(1)接收数据，其中，所述第二虚拟服务器空间(16)配置为对收到的数据进行恢复以得到用户数据包；
恢复得到的用户数据包能够经由所述第二多路径数据传输器(2)的第二虚拟集线器(18)封装为特定类型的数据帧，并由所述第二虚拟服务器空间(16)指示所述第二多路径数据传输器(2)将该特定类型的数据帧转发至所述服务器系统(4)。


6.根据权利要求5所述的数据转发装置，其特征在于，第一虚拟服务器空间按照抓包的方式获取所述数据帧至少包括如下步骤：
包含各个应用所能处理的数据或包含来自多个用户数据的数据包从所述第一多路径数据传输器外到达通信模块(20)；
通信模块(20)将TCP数据包转发给第一虚拟服务器空间(15)外的第三虚拟集线器(19)，第三虚拟集线器(19)将所述TCP数据包转发给第一虚拟服务器空间(15)内的第一虚拟集线器(17)；
第一多路径数据传输器(1)在所述第一虚拟集线器(17)上获取所述TCP数...

【专利技术属性】
技术研发人员：许辰人，倪蕴哲，钱风，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11