CN100433724C - 因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理方法，包括修改使用标识的步骤：查找与当前报文流相匹配的扩展的压缩解压缩上下文表项，该表项具有用于表示压缩解压缩上下文表项是否正在被使用的使用标识；确定查找到时，修改使用标识为表示压缩解压缩上下文表项正在被使用的含义；以及定时轮询的步骤：对所述扩展的压缩解压缩上下文表项进行定时轮询，当检查到所述使用标识表示未使用时，释放所述压缩解压缩上下文表项。本发明为压缩解压缩上下文表项建立了老化处理机制，弥补了IPHC协议中缺少老化处理的不足；本发明还提供了两种适用于不同的系统环境的上下文表项所占用资源的释放方法，可以处理系统资源较少或者系统效率要求较高的情况。

Description

因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理方法及装置

技术领域

本发明涉及报文存储处理方法，尤其是一种因特网协议(InternetProtocols，简称IP)首部压缩的上下文表项老化处理方法及装置。

背景技术

在TCP/IP技术中为了减低点到点链路中报文流的冗余，采用了一种IP首部压缩的技术，即IPHC(IP Header Compression)技术，这种技术是基于以下的原理来实现的：在同一个报文流(例如Socket连接中的报文流)中，组成报文首部的大部分字段都是始终保持不变的，例如：源、目的地址，源、目的端口号等，这些保持不变的字段被称为该报文流的压缩解压缩上下文，如果在点到点链路的两端建立起报文流对应的压缩解压缩上下文，那么在接下来的压缩方发送的后续报文中，只需携带报文首部中发生变化的字段，而不需要完整的报文首部，这样解压缩方也能够根据压缩解压缩上下文和发生变化的字段解压出该后续报文原来的首部，从而降低了报文流的冗余，降低了网络消耗。

在压缩方和解压缩方之间可能会同时存在多个报文流，因此需要用上下文标识(Context Identifier，简称CID)来区分不同报文流的上下文，每一个上下文必须分配一个唯一的CID标识，如果报文流为传输控制协议(Transmission Control Protocol，简称TCP)报文流，则只需要CID标识就足够了，但如果报文流为非TCP报文流，例如用户数据报协议(UserDatagram Protocol，简称UDP)报文流，，则还需要在上下文发生变化的时候使用Generation标识来区分上下文的不同版本。

由于每一个上下文要分配一个唯一的CID标识，因此IPHC技术支持的压缩连接数目是由CID的多少决定的，通常CID采用两种格式：8bit和16bit(如果是TCP报文，只有8bit一种格式)。因此CID的取值是有上限的，对于UDP报文来说，最大值为65535(2¹⁶-1)，对于TCP报文来说，最大值只有255(2⁸-1)，而CID的最大值由链路两端协商确定。假设链路两端协商决定CID的最大值为15，即IPHC支持16条压缩连接，那么当链路两端产生的报文流总数达到16时，链路两端将建立起16个与报文流对应的上下文表项，每个表项都有唯一的CID标识。

但是，这些上下文表项需要进行老化处理，老化处理的定义是当某个上下文表项对应的连接不再有报文传输，那么其上下文会被清除，上下文的CID也会被释放；如果不对上下文表项进行老化处理，那么随着链路两端不断出现新的报文流，将会耗尽有限的CID，最终会使新产生的报文流无法进行首部压缩处理。例如，如果链路两端约定了最大CID取值为15，即支持的最大压缩连接数为16，假设一开始已有16个符合压缩规则的连接，这16个连接上的报文流会得到正确的压缩处理，如果这时有新的连接产生，由于前面16个连接产生的16个上下文不会被释放，那么即使原先的16个连接已经不再收发报文，新建的连接上的报文也还是不会被压缩，导致IPHC的效率低下。

发明内容

本发明的目的是针对现有IPHC技术中没有对上下文表项做老化处理而导致的效率低下，提出了一种因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理方法及装置，能够使失效的报文流所占用的压缩解压缩资源释放，为新的报文流提供压缩解压缩处理，提高了IPHC的使用率。

为实现上述目的，本发明提供了一种因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理方法，包括修改使用标识的步骤：

查找与当前报文流相匹配的扩展的压缩解压缩上下文表项，该表项具有用于表示所述扩展的压缩解压缩上下文表项是否正在被使用的使用标识；

确定查找到时，修改所述使用标识为表示所述扩展的压缩解压缩上下文表项正在被使用的含义；以及

定时轮询的步骤：

对所述扩展的压缩解压缩上下文表项进行定时轮询，当检查到所述使用标识表示未使用时，释放所述扩展的压缩解压缩上下文表项。

在上述技术方案中，查找与当前报文流相匹配的扩展的压缩解压缩上下文表项之前，当判断所述当前报文流为新报文流时，为该当前报文流建立扩展的压缩解压缩上下文表项，初始化所述扩展的压缩解压缩上下文表项中使用标识。在所述定时轮询的步骤中，当检查到所述使用标识表示正在使用时，修改所述使用标识为未使用。

所述定时轮询的步骤中释放所述使用标识可以采用两种方式，分别具体为：释放所述扩展的压缩解压缩上下文表项占用的资源；或者修改所述使用标识为废弃标志，该废弃标志用于表示所述扩展的压缩解压缩上下文表项已被废弃，然后释放所述扩展的压缩解压缩上下文表项占用的上下文标识符，并停止对所述扩展的压缩解压缩上下文表项进行定时轮询。

其中第一种释放方式适用于系统资源较少的情况，在所述释放所述扩展的压缩解压缩上下文表项占用的资源后，当再次建立扩展的压缩解压缩上下文表项时动态申请资源。而第二种释放方式适用于对系统效率较高的情况，在所述释放所述扩展的压缩解压缩上下文表项占用的上下文标识符，并停止对所述扩展的压缩解压缩上下文表项进行定时轮询后，当再次建立所述扩展的压缩解压缩上下文表项时，更新所述扩展的压缩解压缩上下文表项的内容。

为实现上述目的，本发明提供了一种因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理装置，包括：

表项识别单元，用于对当前报文流进行识别，根据报文流的新旧情况建立或者更新压缩解压缩上下文表项，所述压缩解压缩上下文表项为添加了使用标识的压缩解压缩上下文表项；

表项存储单元，与所述表项识别单元连接，用于存储所述压缩解压缩上下文表项；

表项轮询单元，与所述表项存储单元连接，用于以轮询方式检查所述压缩解压缩上下文表项，并根据检查结果修改所述压缩解压缩上下文表项或者释放所述压缩解压缩上下文表项资源。

在上述技术方案中，所述表项识别单元包括：

识别子单元，用于对当前报文流进行识别，判断所述当前报文流是否为新报文流；

标识子单元，与所述识别子单元和所述表项存储单元连接，用于根据所述识别子单元的判断结果建立或者更新压缩解压缩上下文表项。

其中所述表项轮询单元包括：

轮询子单元，与所述表项存储单元连接，用于以轮询方式检查所述压缩解压缩上下文表；

表项释放子单元，与所述轮询子单元和所述表项存储单元连接，用于根据所述轮询子单元的检查结果修改所述压缩解压缩上下文表项或者释放所述压缩解压缩上下文表项资源。

基于上述技术方案，本发明具有以下优点：

1、本发明为压缩解压缩上下文表项建立了老化处理机制，弥补了IPHC协议中缺少老化处理的不足。

2、本发明提供了两种适应于不同的系统环境的上下文表项所占用资源的释放方法，可以处理系统资源较少或者系统效率要求较高的情况。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理方法中的修改使用标识的流程示意图。

图2为本发明因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理方法中的定时轮询的流程示意图。

图3为本发明因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理装置的基本结构示意图。

图4为本发明因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理装置的详细结构示意图。

具体实施方式

本发明在压缩解压缩上下文表项(简称上下文表项)建立后，利用定时器控制实现定时轮询，检查在压缩解压缩上下文表项建立时添加的标识位，该标识位被定义为使用标识，其作用是表示该压缩解压缩上下文表项是否被使用，如果该压缩解压缩上下文表项不再被使用，则被释放，从而实现了IP首部压缩的上下文表项老化。本发明所涉及的报文流可以是TCP报文流或者UDP报文流，也可以是其它种类的报文流。

如图1所示，为本发明IP首部压缩的上下文表项老化处理方法中的修改使用标识的流程示意图，包括以下步骤：

步骤101，判断当前报文流是否为新报文流，是则执行步骤102，否则执行步骤103；

步骤102，压缩方或解压缩方为该报文流建立压缩解压缩上下文表项，并且对压缩解压缩上下文表项进行初始化，然后执行步骤104；

步骤103，查找与该报文流相匹配的压缩解压缩上下文表项，然后对压缩解压缩上下文表项中的使用标识进行修改，并执行步骤104；

步骤104，继续执行报文处理流程。

在步骤102中，建立压缩解压缩上下文表项时，可以在常规的报文首部压缩解压缩上下文表项中添加新的标志位(使用标识)，如表1、2所示

表1：常规的报文首部压缩解压缩上下文表项

CID	Generation	IP首部	TCP或UDP首部	......

表2：添加新标志位的压缩解压缩上下文表项

CID	Generation	使用标识	IP首部	TCP或UDP首部	......

其中使用标识的定义与以下几个定义(命中、使用中、被使用)有关，如果在对报文进行压缩或解压缩的处理过程中查找到了与之相匹配的上下文表项，则称该上下文表项被“命中”；如果某个上下文表项在定时轮询期间被“命中”，则称该上下文表项为“使用中”；如果某个“使用中”的上下文表项在定时轮询期间没有被“命中”，则称该上下文表项为“未使用”。

在步骤102中添加使用标识时，可以将该使用标识设置为“使用中”或者“未使用”，当执行步骤103时，压缩方或者解压缩方会查找与该报文流匹配的上下文表项，当查找到该上下文表项后，即被“命中”，则修改使用标识为“使用中”。

使用标识的设置为上下文表项老化处理提供了依据，使用标识的状态可以用来判断上下文表项是否已经处于不再使用的状态，对于那种处理过程中已经不再被使用的报文流上下文表项，可以采用下面介绍的轮询方式进行释放，从而节约了报文流表项所占用的系统资源。

如图2所示，为本发明IP首部压缩的上下文表项老化处理方法中的定时轮询的流程示意图，包括以下步骤：

步骤201，设置定时器，并设定一定长度的时间间隔，每当达到该时间间隔后的定时器超时事件，则由压缩方或解压缩方对压缩解压缩上下文表项进行定时轮询；

步骤202，判断使用标识是否表示正在使用中，是则执行步骤203，否则执行步骤204；

步骤203，压缩方或被压缩方将使用标识修改为“未使用”，然后结束操作；

步骤204，释放压缩解压缩上下文表项，然后结束操作。

定时轮询要对所有已建立的上下文表项进行检查，清除不再使用的表项，从而能够处理更多新的报文流，根据系统环境的不同，可以采用两种上下文表项释放的方式：当系统资源比较有限的时候，可以直接释放上下文表项所占用的资源，当下次需要为新的报文流生成上下文表项时，动态申请系统资源；另外当对系统效率要求比较高的时候，就将上下文表项中的使用标识修改为“废弃”，其代表该上下文表项已经被废弃，然后释放报文流序号CID，但是并不释放表项所占用的资源，只是停止对使用标识为“废弃”的上下文表项的定时轮询，当以后为新的报文流生成上下文表项时，直接更新表项中的内容，就可以以较高的效率进行处理。这两种释放的方式适用于不同的系统状况，无论是对于系统资源比较有限还是系统效率要求比较高的情况，本发明都能够有效率的释放不再使用的资源，为新的报文流提供处理空间。

在本发明中所使用到的标识是为了易于理解而设定的，而这种标识并不局限为本发明所使用到的标识，其他的标识方法，例如数字也同样可以达到相近的效果。

举例来说：在压缩解压缩过程中，当压缩方或者解压缩方检测到新的报文流时，会建立压缩解压缩上下文表项，这种上下文表项与通常的上下文表项不同，其区别是其中增设了一个使用标识，这种使用标识可以用来表示该报文流是否处于被使用的状态。在初始化的时候，这个使用标识不需要设定为特定的值，但当压缩方或解压缩方检测到当前使用的报文流不是新的报文流时，就需要修改这个使用标识为代表这个报文流上下文处于被使用的状态，即当该报文流处于被使用的状态时，就修改该使用标识为表示报文流上下文处于被使用的状态。

具有使用标识的上下文表项可以表示出这个报文流的使用状态，而使用状态正是老化处理的依据，为了检查报文流的使用状态，本发明采用定时轮询的方法，定时的对所有报文流的上下文表项进行检查，如果检查出某个上下文表项中的使用标识为未使用的状态，则释放该上下文表项所占用的资源；如果被检查的上下文表项处于被使用的状态，则将使用标识修改为未被使用的状态。当该报文流一旦被使用，又会将该使用标识改为被使用，而如果该报文流没有在定时的时间内被使用过，该使用标识仍会保持为未被使用，这样当定时器超时的时候，就会检查出这个使用标识的状态，而释放该报文流上下文表项所占用的资源。

本发明还公开了IP首部压缩的上下文表项老化处理装置，参见图3，为本发明因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理装置的基本结构示意图，包括：表项识别单元2，用于对当前报文流1进行识别，根据报文流的新旧情况建立或者更新压缩解压缩上下文表项，压缩解压缩上下文表项为添加了使用标识的压缩解压缩上下文表项；表项存储单元3，与表项识别单元2连接，用于存储压缩解压缩上下文表项；表项轮询单元4，与表项存储单元3连接，用于以轮询方式检查压缩解压缩上下文表项，并根据检查结果修改压缩解压缩上下文表项或者释放压缩解压缩上下文表项资源。

这种老化处理装置的详细结构见图4，为本发明因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理装置的详细结构示意图。表项识别单元2具体包括识别子单元21和标识子单元22，识别子单元21用于对当前报文流进行识别，判断当前报文流1是否为新报文流；标识子单元22，与识别子单元和所述表项存储单元连接，用于根据识别子单元的判断结果建立或者更新压缩解压缩上下文表项。

表项轮询单元4具体包括轮询子单元41和表项释放子单元42，其中轮询子单元41与表项存储单元3连接，用于以轮询方式检查压缩解压缩上下文表项；表项释放子单元42，与轮询子单元41和表项存储单元3连接，用于根据轮询子单元41的检查结果修改压缩解压缩上下文表项或者释放压缩解压缩上下文表项资源。

这种上下文表项老化处理装置能够对新来的报文流进行识别，如果是新的报文流就建立压缩解压缩上下文表项，并且在上下文表项中添加使用标识，如果是已经建立压缩解压缩上下文表项的报文流，则可以对其中的使用标识进行修改，这种修改是资源释放的准备工作，表项轮询单元会以一定频率检查上下文表项，如果发现某个上下文表项中的使用标识为未使用的状态，则释放资源，这就为新的报文流留下了使用空间。

释放资源的方式有两种，一种是直接释放上下文表项所占用的资源，当下次需要为新的报文流生成上下文表项时，动态申请系统资源；另一种将上下文表项中的使用标识修改为“废弃”，其代表该上下文表项已经被废弃，然后释放报文流序号CID，但是并不释放表项所占用的资源，只是停止对使用标识为“废弃”的上下文表项的定时轮询。具体可参考上面方法实施例的内容，这两种释放方法适用于不同的系统状况，无论是对于系统资源比较有限还是系统效率要求比较高的情况，本发明都能够有效率的释放不再使用的资源，为新的报文流提供处理空间。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明为压缩解压缩上下文表项建立了老化处理机制，弥补了IPHC协议中缺少老化处理的不足。

2、本发明提供了两种适应于不同的系统环境的上下文表项所占用资源的释放方法，可以处理系统资源较少或者系统效率要求较高的情况。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1、一种因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理方法，其包括修改使周标识的步骤：

查找与当前报文流相匹配的扩展的压缩解压缩上下文表项，该表项具有用于表示所述扩展的压缩解压缩上下文表项是否正在被使用的使用标识；

确定查找到时，修改所述使用标识为表示所述扩展的压缩解压缩上下文表项正在被使用；以及

定时轮询的步骤：

对所述扩展的压缩解压缩上下文表项进行定时轮询，当检查到所述使用标识表示未使用时，释放所述扩展的压缩解压缩上下文表项。

2、根据权利要求1所述的方法，其中查找与当前报文流相匹配的扩展的压缩解压缩上下文表项之前还包括步骤：

当判断所述当前报文流为新报文流时，为该当前报文流建立扩展的压缩解压缩上下文表项，初始化所述扩展的压缩解压缩上下文表项中的使用标识。

3、根据权利要求1所述的方法，其中所述定时轮询的步骤中，当检查到所述使用标识表示正在使用时，修改所述使用标识为未使用。

4、根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中所述释放所述扩展的压缩解压缩上下文表项具体为：释放所述扩展的压缩解压缩上下文表项占用的资源。

5、根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中所述释放所述扩展的压缩解压缩上下文表项具体为：修改所述使用标识为废弃标志，该废弃标志用于表示所述扩展的压缩解压缩上下文表项已被废弃，然后释放所述扩展的压缩解压缩上下文表项占用的上下文标识符，并停止对所述扩展的压缩解压缩上下文表项进行定时轮询。

6、根据权利要求4所述的方法，其中所述释放所述扩展的压缩解压缩上下文表项占用的资源后，当再次建立扩展的压缩解压缩上下文表项时动态申请资源。

7、相据权利要求5所述的方法，其中所述释放所述扩展的压缩解压缩上下文表项占用的上下文标识符，并停止对所述扩展的压缩解压缩上下文表项进行定时轮询后，当再次建立扩展的压缩解压缩上下文表项时，更新所述扩展的压缩解压缩上下文表项的内容。

8、一种因特网协议首部压缩的上下文表项老化处理装置，包括：

表项识别单元，用于对当前报文流进行识别，根据报文流的新旧情况建立或者更新压缩解压缩上下文表项，所述压缩解压缩上下文表项为添加了使用标识的压缩解压缩上下文表项；

表项存储单元，与所述表项识别单元连接，用于存储所述压缩解压缩上下文表项；

表项轮询单元，与所述表项存储单元连接，用于以轮询方式检查所述压缩解压缩上下文表项，并根据检查结果修改所述压缩解压缩上下文表项或者释放所述压缩解压缩上下文表项资源。

9、根据权利要求8所述的装置，其中所述表项识别单元包括：

识别子单元，用于对当前报文流进行识别，判断所述当前报文流是否为新报文流；

标识子单元，与所述识别子单元和所述表项存储单元连接，用于根据所述识别子单元的判断结果建立或者更新压缩解压缩上下文表项。

10、根据权利要求8或9所述的装置，其中所述表项轮询单元包括：

轮询子单元，与所述表项存储单元连接，用于以轮询方式检查所述压缩解压缩上下文表项；

表项释放子单元，与所述轮询子单元和所述表项存储单元连接，用于根据所述轮询子单元的检查结果修改所述压缩解压缩上下文表项或者释放所述压缩解压缩上下文表项资源。

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