CN106803788A - 网络封包管理服务器及其网络封包管理方法 - Google Patents

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林郁修
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Abstract

本发明涉及一种网络封包管理服务器、网络封包管理方法及电脑程序产品。网络封包管理服务器运行一封包管理程序以执行网络封包管理方法。封包管理程序具有一使用者介面。网络封包管理服务器经由一网络接收一物联网装置资讯，且响应使用者介面的一操作，产生一标头栏位解析资讯，以及根据标头栏位解析资讯与物联网装置资讯，产生一封包处理预测消息。藉此，网络封包管理服务器能根据封包处理预测消息产生至少一控制消息，以透过网络传送至少一控制消息至一网络控制装置以及一网关至少其中之一。

Description

网络封包管理服务器及其网络封包管理方法
技术领域
本发明关于一种网络封包管理服务器、网络封包管理方法及其电脑程序产品。更详细地说，本发明的网络封包管理服务器能根据封包编辑资讯以及物联网装置资讯而产生一封包处理预测消息，并进一步地根据封包处理预测消息产生至少一控制消息，藉此进行封包的编辑与管理。
背景技术
随着近年来网络通信技术的发展，有越来越多具有网络通信功能的装置已被广泛地应用在日常生活中。举例来说，现今各种手持装置可透过网络存取云端服务器的数据，以及多种感测装置(例如：温度监控的感测装置)可透过网络持续地上传感测数据至云端服务器。透过将各种装置网络化以具有数据传输功能，即能形成一物联网(internet of things；IoT)。
目前物联网的应用能帮助网管人员更方便地执行一装置监控及管理的行为。然而，因存在众多的物联网传输标准(standard)且其所定义或使用的传输协定(protocol)亦彼此具有差异，故导致物联网的传输环境呈现高度异质化。再者，各物联网装置的硬体规格亦不相同，故各物联网装置所能支援的物联网协定以及其传输效能亦存在差异。因此，相较于一般网络环境，物联网环境中的各种情境需要制定不同需求与品质的网络协定，且更需要弹性支持应用层网络协定的变动与扩充。在此情况下，网管人员若欲对物联网环境的协定进行变动与扩充，则需要透过繁杂的设定及测试才能评估是否适合目前的物联网环境，且此评估的结果通常仅能基于网管人员的经验而决定。换言之，目前本领域中缺少一便利的机制以辅助网管人员对物联网环境的协定进行变动与扩充，并事先进行评估。
有鉴于此，如何提供一种封包管理机制，以辅助网管人员对物联网环境的协定进行变动与扩充，并事先进行评估，进而满足其所需的服务品质，乃为业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种封包管理机制，其可根据网管人员的封包管理需求，并进一步地基于物联网装置的能力，来辅助网管人员事先评估其封包管理需求是否适合目前的物联网环境，并响应网管人员的确认，自动地产生控制消息，以控制物联网装置所连接的一网关(gateway)或其他网络控制装置。
为达上述目的，本发明揭示一种网络封包管理服务器。该网络封包管理服务器包含一网络接口、一储存媒体以及一处理器。该网络接口连结至一网络，用以经由该网络接收一物联网装置资讯，并经由该网络，连线至一网络控制装置及一网关(gateway)。该储存媒体用以储存该物联网装置资讯以及一封包管理程序。该封包管理程序具有一使用者介面(graphical user interface；GUI)。该处理器电性连结至该网络接口以及该储存媒体，用以运行该封包管理程序，以响应该使用者介面的一操作，产生一标头栏位解析资讯，以及根据该标头栏位解析资讯与该物联网装置资讯，产生一封包处理预测消息，并根据该封包处理预测消息产生至少一控制消息，以透过该网络接口传送该至少一控制消息至该网络控制装置以及该网关至少其中之一。
此外，本发明还揭示一种用于一网络封包管理服务器的网络封包管理方法。该网络封包管理服务器包含一网络接口、一储存媒体以及一处理器。该网络接口连结至一网络，并经由该网络连线至一网络控制装置及一网关(gateway)。该储存媒体储存一封包管理程序。该封包管理程序具有一使用者介面。该处理器电性连接至该网络接口以及该储存媒体。该网络封包管理方法由该处理器透过运行该封包管理程序所执行且包含下列步骤：透过该网络接口，经由该网络接收一物联网装置资讯，并将该物联网装置资讯储存于该储存媒体中；响应该使用者介面的一操作，产生一标头栏位解析资讯；根据该标头栏位解析资讯以及该物联网装置资讯，产生一封包处理预测消息；根据该封包处理预测消息，产生至少一控制消息；以及透过该网络接口，传送该至少一控制消息至该网络控制装置以及该网关至少其中之一。
另外，本发明还揭示一种电脑程序产品，内储有一封包管理程序，该封包管理程序具有一使用者介面。该封包管理程序在被载入并安装于一网络封包管理服务器后，该网络封包管理服务器执行该封包管理程序所包含的多个程序指令，以执行一网络封包管理方法。该网络封包管理服务器连接至一网络。该网络封包管理方法包含以下步骤：经由该网络接收一物联网装置资讯，并储存该物联网装置资讯；响应该使用者介面的一操作，产生一标头栏位解析资讯；根据该标头栏位解析资讯以及该物联网装置资讯，产生一封包处理预测消息；根据该封包处理预测消息，产生至少一控制消息；以及传送该至少一控制消息至一网络控制装置以及一网关至少其中之一。
在参阅附图及随后描述的实施方式后，任何本领域技术人员便可了解本发明的其他目的，以及本发明的技术手段及实施态样。
附图说明
图1为本发明第一实施例的网络封包管理服务器1的示意图；
图2A-2D描绘了本发明的不同网络架构2_1、2_2、2_3、2_4；
图3A例示了使用一个人电脑PC31以存取本发明的网络封包管理服务器1；
图3B-3E例示了本发明第二实施例的使用者介面的示意图；
图4描绘了本发明第三实施例中使用一栏位规则演算法以基于标头栏位解析资讯而计算出一计算复杂度41以及一计算储存量43的示意图；
图5描绘了本发明第三实施例中基于计算复杂度41以及一计算储存量43与使用者装置资讯102而产生控制消息的示意图；
图6是本发明第四实施例的网络封包管理方法的流程图；
图7是本发明另一实施例中网络封包管理方法的流程图的额外步骤；以及
图8是本发明另一实施例中网络封包管理方法的流程图的额外步骤。
符号说明
1：网络封包管理服务器
2_1：网络架构
2_2：网络架构
2_3：网络架构
2_4：网络架构
11：网络接口
13：储存媒体
15：处理器
21：云端服务器
23：网关
25：软件定义网络控制器
27：交换器
41：计算复杂度
43：计算储存量
102：物联网装置资讯
104：控制消息
104_1：控制消息
104_2：控制消息
106：控制消息
302：封包编辑资讯
304：封包处理确认资讯
306：封包处理确认消息
400：标头栏位解析资讯
401：栏位规则产生程序
501：封包效能建模程序
503：封包处理预测程序
505：协定汇出程序
DB1：封包格式数据库
DB2：装置评估数据库
GUI_1：使用者介面
GUI_2：使用者介面
GUI_3：使用者介面
GUI_4：使用者介面
IoT_d1：物联网装置
IoT_d2：物联网装置
IoT_d3：物联网装置
PC31：个人电脑
PEI：封包效能资讯
CPEI：分类封包效能资讯
PMP：封包管理程序
S601、S603、S605、S607、S609、S611：步骤
S701、S703、S705：步骤
S801、S803：步骤
具体实施方式
以下将透过实施方式来解释本发明的内容。本发明有关于一种网络封包管理服务器、网络封包管理方法及其电脑程序产品。须说明者，本发明的实施例并非用以限制本发明须在如实施例所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，有关实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以限制本发明，且本案所请求的范围，以权利要求书为准。除此之外，于以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示，且以下附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。
本发明的第一实施例请参考图1、2A-2D。图1为本发明网络封包管理服务器1的意图。图2A-2D则分别描绘网络封包管理服务器1于不同网络架构2_1、2_2、2_3、2_4的示意图。本发明的网络封包管理服务器1可提供网管人员用以管理、编辑、监控、维护于一物联网下的封包传输，藉此能执行于该物联网下的网络监控、效能分析等。如图1所示，本发明的网络封包管理服务器1包含一网络接口11、一储存媒体13以及一处理器15。储存媒体13可为一快闪存储器、一硬碟或任何具有相同功能的储存媒体。
网络封包管理服务器1的网络接口11连结至一网络(图未绘示)，其能经由网络接收一物联网装置资讯102，并经由网络连线至一网络控制装置及一网关(gateway)。于本发明中，网络控制装置可为一软件定义网络控制器(controller)或一交换器(switch)。须注意者，前述的网络可由一区域网络、一网际网络、一电信网络或其任何的组合，但不限于此。
物联网装置可为具有网络连线(无线/有线)传输能力的装置。例如，物联网装置可为智慧家电、环境感测装置(温/湿度、光学和一氧化碳或二氧化碳感测器)或电力感测装置(智能插座、电力计)等，但不限于此。
举例而言，于图2A-2B所示的网络架构2_1、2_2下，本发明的网络封包管理服务器1是一独立的网络服务器，其网络接口11能经由网络而连结至一云端服务器(cloud)21、一网关(gateway)23以及一软件定义网络控制器25。此外，云端服务器21透过网络而连结至网关23，以及网关23与软件定义网络控制器25经由网络而分别连结至交换器27。各物联网装置(例如：手持装置IoT_d1、相机IoT_d2、冰箱IoT_d3，但不限于此)亦可经由网络而可连结至交换器27。
网络接口11自云端服务器21接收物联网装置资讯102，或自网关23接收物联网装置资讯102。物联网装置资讯102可包含各装置的能力资讯(例如：装置的规格资讯，其包含处理器时脉、存储器大小、可用电量、网络负载能力，但不限于此)。储存媒体13用以储存物联网装置资讯102以及一封包管理程序(packetmanagement program；PMP)。
详言之，封包管理程序PMP被载入并安装至网络封包管理服务器1，以使网络封包管理服务器1执行本发明的封包管理机制。封包管理程序PMP具有一使用者介面(graphical user interface；GUI)，其能供使用者(例如：网管人员)进行封包编辑资讯的输入。关于使用者介面的示意说明，将于后续详述。
须说明者，一旦网络架构下的物联网装置有所变动，网络封包管理服务器1即会经由网络接收物联网装置资讯102，故网络封包管理服务器1将持续地接收物联网装置资讯102，而封包管理程序PMP可藉由一装置评估数据库的形式记录物联网装置资讯102，以使其储存于储存媒体13中。换言之，装置评估数据库(即储存媒体13所储存的物联网装置资讯102)除了至少包含目前处理连线状态下的物联网装置(例如：手持装置IoT_d1、相机IoT_d2、冰箱IoT_d3)的物联网装置资讯外，还可包含过去曾经连线的物联网装置的物联网装置资讯。
处理器15电性连结至网络接口11以及储存媒体13，用以运行封包管理程序PMP。当使用者于使用者介面进行一封包编辑资讯的输入时，处理器15则会响应使用者于该使用者介面的操作(即，响应该封包编辑资讯的输入)，产生一标头栏位解析资讯。具体而言，封包编辑资讯可为一封包格式资讯、一比对条件资讯以及一转译条件资讯等，但不限于此。标头栏位解析资讯是封包管理程序PMP进一步地解析封包编辑资讯所产生的结果，其可包含但不限于：协议分层资讯、协议数量资讯、标头长度资讯、栏位型态资讯、栏位数量资讯、巢状深度资讯等。另一方面，封包管理程序PMP亦可藉由一封包格式数据库的形式记录标头栏位解析资讯，以使其储存于储存媒体13中。
接着，封包管理程序PMP可自储存媒体13中的装置评估数据库读取物联网装置资讯102，并自储存媒体13中的封包格式数据库读取标头栏位解析资讯。接着，封包管理程序PMP根据标头栏位解析资讯与物联网装置资讯102，产生一封包处理预测消息。具体而言，封包处理预测消息是网络封包管理服务器1根据使用者所输入的封包编辑资讯，并进一步地基于各IoT装置的能力(如前述的处理器时脉、存储器大小等)而产生。最后，封包管理程序PMP还可根据封包处理预测消息，产生至少一控制消息104(例如：控制消息104_1以及控制消息104_2)，以透过网络接口11传送至少一控制消息104至网络控制装置以及网关23至少其中之一。
如于图2A-2B所示，网络封包管理服务器1能将控制消息104_1传送至网关23，以及/或将控制消息104_2传送至软件定义网络控制器25，藉此，网关23及/或软件定义网络控制器25可分别根据其所接收的控制消息104_1及控制消息104_2，以进行相对应的操作。例如：网关23可响应控制消息104_1对封包进行协定的转译，以及软件定义网络控制器25可响应控制消息104_2，设定交换器27以控制封包的传输路径。
进一步言，于本发明中，控制消息104_2是基于网关23所提供的控制协定而产生，例如：超文本传输协定(HyperText Transfer Protocol；HTTP)；以及控制消息104_1是基于软件定义网络控制器25所使用的软件定义网络(software-definednetwork；SDN)技术而产生，例如：新一代OpenFlow 2.0中的协定无感知转发(protocol oblivious forwarding；POF)或Programming Protocol-Independent PacketProcessors(简称P4)。由于本领域技术人员基于上述说明应可轻易了解如何产生控制消息104_1、104_2，故在此不再加以赘述。另外，当软件定义网络控制器25基于OpenFlow 2.0接收到控制消息104_1后，其亦会基于OpenFlow 2.0产生另一控制消息106至交换器27。
在另一实施态样的网络架构2_3中，如图2C所示，网络封包管理服务器1可同时为一云端服务器，而非另一独立的网络服务器。换言之，相较于图2A-2B所示的网络架构2_1、2_2，于此实施态样中，封包管理程序PMP载入并安装如图2A-2B所示的云端服务器21，以实现前述所说的封包编辑及管理。详细地说，在网络架构2_3中，网络封包管理服务器1直接自网关23接收物联网装置资讯102。同样地，网络封包管理服务器1可分别传送控制消息104_1至一软件定义网络控制器25及/或传送控制消息104_2至网关23，而软件定义网络控制器25可进一步传送一控制消息106至交换器27。
此外，如图2D所示的网络架构2_4中，网络封包管理服务器1可同时为一软件定义网络控制器，而非另一独立的网络服务器。换言之，相较于前述网络架构2_1、2_2，于此实施态样中，封包管理程序PMP载入并安装如图2A、2B所示的软件定义网络控制器25，以实现前述所说的封包编辑及管理。在此情况下，网络封包管理服务器1能透过网络而直接连结至交换器27，并将其所产生的控制消息104_2，传送至网关23，以及/或直接基于所产生封包处理预测消息而产生控制消息106，并将控制消息106传送至交换器27。
本发明的第二实施例如图3A-3E所示，其描绘了本发明的使用者介面的一实施态样。应理解者，本实施例中所绘示的使用者介面仅为方便说明使用者(即网管人员)如何透过使用者介面来进行封包编辑资讯的输入以及产生控制消息来管理封包的传输，而非用以限制本发明使用者介面的设计。此外，网管人员可直接于网络封包管理服务器1操作使用者介面，或者网管人员可另外透过其他使用者设备(例如：透过一个人电脑PC31，如图3A所示)来存取网络封包管理服务器1，以存取使用者介面并进行一系列如下述的操作。
如同前面所述，网管人员可直接于网络封包管理服务器1存取使用者介面。在此实施情境中，网络封包管理服务器1还包含一输入界面(图未绘示)以及一显示模块(图未绘示)。输入界面以及显示模块是电性连结至处理器15。显示模块可用以显示该使用者介面。当网管人员利用输入界面(例如：实体滑鼠、实体键盘、触控虚拟键盘等)而于使用者介面上进行封包编辑资讯的输入时，则输入界面能响应该网管人员于使用者介面的操作，产生一输入信号，以及封包管理程序PMP还根据输入信号，于使用者介面呈现一封包编辑资讯。据此，封包管理程序PMP进一步地根据封包编辑资讯，产生标头栏位解析资讯。
如同前面所述，使用者介面所呈现的封包编辑资讯可包含一封包格式资讯、一比对条件资讯以及一转译条件资讯等，其可分别如图3B、3C及3D所示。首先，如图3B所示，网管人员可于使用者介面GUI_1上进行“封包格式资讯”的输入。详细地说，网管人员可选择欲进行封包编辑或管理的阶层，例如：第二层(layer 2)、第三层(layer 3)、第四层(layer 4)、或第七层(layer 7)。于本实施例中，第一至七层分别为实体层(physical layer)、数据链结层(data link layer)、网络层(networklayer)、传输层(transport layer)、会议层(session layer)、展示层(presentation layer)及应用层(application layer)。
当选择阶层后，网管人员可再透过一下拉式选单来选择一已知的协定。举例而言，当网管人员欲编辑或管理第三层的封包时，且欲选择一已知协定IPv6时，则可先于使用者介面GUI_1上点选“第三层(layer 3)”，接着，再于“第三层(layer3)”所对应的下拉式选单选择“IPv6”。此外，当网管人员欲自行新增一额外协定时，则可进一步点选于下拉式选单旁边的“+”按钮，进而能新增一额外的协定。
当网管人员选择第三层(layer 3)封包以及其对应的IPv6协定后，则于使用者介面GUI_1上则可呈现属于“IPv6协定”的一“封包格式”(即，于使用者介面GUI_1呈现“IPv6Packet Format”的资讯)。“封包格式”可包含许多栏位，例如：“Type”、“Start”、“Bits”、“Name”等栏位。“Type”栏位表示此封包栏位为数字格式或文字格式；“Start”栏位表示此栏位的开始位元；“Bits”栏位表示此栏位的长度；“Name”栏位则表示此栏位的名称。
须说明者，若“封包格式”所呈现的现有栏位不足够时，网管人员可点击“增加新栏位”的按键，藉此能增加新的栏位到所选择的协定内。另一方面，当网管人员欲同时编辑多个协定的封包时，则可以点击“增加协定”的按键，以让使用者介面可因而呈现另一“封包编辑资讯”的画面，以使使网管人员能编辑其他相关协定。须说明者，如同前面所提及，本实施例所呈现的使用者介面仅用以方便说明网管人员如何进行本发明使用者介面的操作，而非用以限制本发明的目的。
一旦网管人员选定某一协定后(例如：协定IPv6)，则可以点击“增加比对条件”的按键，此时画面即呈现图3C所示的使用者介面GUI_2。使用者介面GUI_2显示“比对条件资讯”，网管人员可于使用者介面GUI_2上，选择协定IPv6的特定栏位(例如：选择“Version”栏位以及“Hop Limit”栏位)以增加其比对条件。进一步言，网管人员可于“Operator”一栏中输入包含“＝”(等于)、“！＝”(不等于)、“>”(大于)、“<”(小于)等等的运算子，并于“Value”一栏中输入指定数值内容。举例而言，如图3C所示，网管人员选择协定IPv6的“Version”栏位，以比对其条件等于6的封包，以及还选定协定IPv6的“Hop Limit”栏位，以比对其条件小于等于(<＝)128的封包。当网管人员皆输入好比对条件时，则可点击“储存”的按键，以使比对条件资讯进一步地被储存下来。
另一方面，如图3B所示，当网管人员选定好某一特定协议后，还可点击“增加转译条件”的按键，此时画面即呈现图3D所示的使用者介面GUI_3。使用者介面GUI_3显示“转译条件资讯”。使用者介面GUI_3提供网管人员选定两个协定，并能设定其栏位的转译。详言之，于使用者介面GUI_3中所呈现的栏位顺序为预设的，其可预设为按照开始的位元顺序由小到大依序排列。于各个协定中的每个栏位皆有一下拉选单，以提供不同栏位交换排列顺序。当网管人员欲进行特定栏位的转译时，则要将不同协定所对应的转译栏位进行对齐(即，使对应栏位的排序相同)。
举例而言，当网管人员欲将协定IPv6的“Version”栏位与协定IPv4的“Version”栏位进行转译，以及将协定IPv6的“Length”栏位与协定IPv4的“Length”栏位进行转译，则需先确认两者的“Version”栏位是否对齐，以及两者的“Length”栏位是否对齐。当排序尚未对齐时，则可透过下拉选单改变其排序。接着，再设定转译的规则。举例而言，当两者数值可进行直接复制，则可于规则(“Rule”)一栏中选择等于“＝”的运算子。当需要做字串处理时，则可选择使用正规表示法(regularexpression)(图未绘示)以进行字串处理。
当网管人员进行如前面所述“封包编辑资讯”的输入后，封包管理程序PMP即能执行如第一实施例所述而产生标头栏位解析资讯，并进一步根据标头栏位解析资讯以及物联网装置资讯102，产生封包处理预测消息。接着，封包管理程序PMP还可根据封包处理预测消息，于使用者介面上呈现一封包处理确认资讯。举例而言，如图3E所示，经由一分析计算后，封包处理确认资讯可呈现于使用者介面GUI_4上，以告知网管人员关于其所设定的封包编辑结果的一封包处理预测效能。当网管人员满意封包处理预测效能时，则可进一步点击“接收”的按键，以使该输入界面还响应网管人员于该使用者介面GUI_4的另一操作(即点击“接收”的按键的操作)，产生一封包处理确认消息。据此，封包管理程序PMP还根据封包处理确认消息，产生至少一控制消息104。
另一方面，当网管人员不满意该封包处理预测效能时，则可进一步点击“重新设定”的按键，则封包管理程序PMP将不会产生至少一控制消息104，并回到使用者介面GUI_1，以供网管人员重新进行设定。换句话说，本发明的网络封包管理服务器1能事先提供网管人员一封包处理效能的预测，当预测的封包处理效能符合期待时，后续封包传输及管理即可根据当时网管人员所输入的封包编辑资讯来运行。否则，网管人员可重新调整封包编辑资讯，直到所分析出的封包处理预测效能较佳时，才据此而产生控制消息104，以控制一网络控制装置(例如：软件定义网络控制器25或交换器27)以及网关23至少其中之一。
再者，使用者介面GUI_4上亦可具有一“详细”的按键，以供网管人员得知详细的封包处理预测结果。然而，如先前所述，图3B-3E所绘示的使用者介面GUI_1-GUI_4仅为方便举例说明，非用以限制本发明使用者介面的设计。据此，任何可达到前述本发明的功能的使用者介面的设计皆属于本发明所保护的范围。
须说明者，如前面所述，网管人员亦可透过其他使用者设备(例如：透过一个人电脑PC31，如图3A所示)来存取网络封包管理服务器1，以存取使用者介面，并藉此于使用者介面上进行“封包编辑资讯”的输入。在此情况下，网络封包管理服务器1的网络接口11还可响应一使用者于使用者介面的操作，自网络接收一封包编辑资讯302，以使封包管理程序PMP还根据封包编辑资讯302，产生标头栏位解析资讯。
类似地，当网络封包管理服务器1进行相关数据的分析而得到封包处理预测消息后，封包管理程序PMP还可根据封包处理预测消息而产生封包处理确认资讯304，并透过网络接口11传送封包处理确认资讯304至个人电脑PC31。如此一来，于网管人员所操作的个人电脑PC31的使用者介面上即可显示封包处理确认资讯304。当网管人员满意封包处理预测结果时，即可透过个人电脑PC31传送一封包处理确认消息306，故网络接口11还透过网络自该个人电脑PC31接收封包处理确认消息306，以使封包管理程序PMP根据封包处理确认消息306，产生至少一控制消息104。
本发明的第三实施例为第一实施例的一延伸，请进一步地参考图4以及图5。本实施例进一步地例示封包管理程序PMP如何基于标头栏位解析资讯及物联网装置资讯102而产生封包处理预测消息。具体而言，封包管理程序PMP还基于标头栏位解析资讯及物联网装置资讯102，使用一群聚演算法(clustering algorithm)，而产生一封包效能资讯PEI。举例来说，封包管理程序PMP可利用机器学习(machine learning)的群聚演算法(clustering algorithm)来决定封包效能资讯PEI。群聚演算法可包含K-means、K-medians、Fuzzy C-means等，但不限于此。
另外，于本实施例中，储存媒体13所储存的物联网装置资讯102除了包含如前面所述自云端服务器21或自该网关23所接收到的物联网装置资讯102外，还可包含目前市面上已存在的物联网装置的规格资讯。藉由得到物联网装置资讯102，网络封包管理服务器1可先决定封包效能资讯PEI。换言之，封包效能资讯PEI即表示考量多个多种物联网装置能力所得到的结果。
接着，封包管理程序PMP还自物联网装置资讯102中撷取一已连线物联网装置资讯。具体而言，网络封包管理服务器1可即时地更新目前欲进行数据传输的物联网装置或已连线的物联网装置。藉此，基于已连线物联网装置资讯以及先前所预估的封包效能资讯PEI，网络封包管理服务器1使用一分类演算法(classificationalgorithm)，将封包效能资讯PEI进行分类而产生已分类封包效能资讯CPEI，并基于已连线物联网装置于已分类封包效能资讯CPEI中的分布，产生封包处理预测消息。举例而言，封包管理程序PMP可使用数据探勘(data mining)中的分类演算法，例如：K Nearest Neighbors(KNN)演算法、support vector machine(SVM)演算法等(但不限于此)。
此外，如同先前所述，由于标头栏位解析资讯包含多重维度的多封包资讯，例如：协议分层资讯、协议数量资讯、标头长度资讯、栏位型态资讯、栏位数量资讯、巢状深度资讯等。在本发明的一实施态样中，封包管理程序PMP还可先将此多重维度的封包资讯降维度至较少维度(例如：二维)的资讯。举例来说，封包管理程序PMP基于标头栏位解析资讯所包含的多封包资讯，可使用一栏位规则演算法而计算出一计算复杂度以及一计算储存量。换言之，封包管理程序PMP是将多重维度的多封包资讯转由以二维度资讯(即“计算复杂度”以及“计算储存量”)来表示。藉此，封包管理程序PMP基于计算复杂度、计算储存量以及物联网装置资讯102，使用群聚演算法而产生封包效能资讯PEI。
举例来说，如图4所示，由于封包管理程序PMP可先将标头栏位解析资讯储存至封包格式数据库DB1，故当封包管理程序PMP自封包格式数据库DB1读取标头栏位解析资讯400后，其可选择性地使用栏位规则演算法调降维度。具体而言，不同阶层的协定所需的封包处理复杂度亦有所差异。一般而言，第七层(layer 7)的分析及编辑所需计算的复杂度高于第三层(layer 3)，而第三层(layer 3)的分析及编辑所需计算的复杂度又高于第二层(layer 2)。此外，“协定数量”即表示需要处理的协定共有多少个，“栏位型态”即表示其栏位为固定长度或变动长度，“栏位数量”即表示所需要处理的栏位共有多少个，而“巢状深度”即表示其所需要逻辑计算的深度。
透过一栏位规则产生程序401，封包管理程序PMP能利用栏位规则演算法而将如此多维度的众多资讯转换成二维资讯的结果，即分别为计算复杂度41以及计算储存量43。“计算复杂度41”可为评估需要多快速的计算，“计算储存量43”可为储存缓冲区所需储存的数据量。接着，如图5所示，封包管理程序PMP进一步由装置评估数据库DB2取出物联网装置资讯102，藉以得以同时根据计算复杂度41、计算储存量43以及物联网装置资讯102，并利用一封包效能建模程序501来产生封包效能资讯PEI。
详言之，封包管理程序PMP使用机器学习的群聚演算法，以基于计算复杂度41及计算储存量43，将物联网装置资讯量化，以产生封包效能资讯PEI。如图5的封包效能资讯PEI所示，每个圆点即表示各物联网装置于进行此种封包处理的一效能分布。须说明者，储存媒体13所储存的物联网装置资讯102可包含多个别物联网装置资讯，以及各个别物联网装置资讯包含一物联网装置的一指令周期资讯、一存储器容量资讯、一电力消耗资讯以及一网络负载资讯。基于计算复杂度41及计算储存量43，封包管理程序PMP可将物联网装置资讯102所包含的所有资讯量化并以一特定维度(例如：二维度，但不限于此)表示。
举例来说，当封包效能资讯PEI以二维度表示时，其横轴(X轴)可表示为“存储器容量负荷状态”，而纵轴(Y轴)可表示为“电力消耗状态”，但不限于此。由于所属技术领域中具有通常知识者可根据上述说明了解如何根据计算复杂度41、计算储存量43以及物联网装置资讯102，并利用群聚演算法来获得封包效能资讯PEI，故在此不再加以赘述。
如同前面所述，储存媒体13所储存的物联网装置资讯102中的这些个别物联网装置资讯除了可包含自云端服务器21或自该网关23所接收的外，亦可包含事先已内建好的目前市面上已存在的物联网装置的规格资讯。接着，封包管理程序PMP利用一封包处理预测程序503，藉以进一步地利用分类演算法，产生一分类封包效能资讯CPEI，并进一步地根据分类封包效能资讯CPEI，产生封包处理预测消息。
进一步言，图5所示的分类封包效能资讯CPEI进一步地将各个物联网装置进行分类。在此，分类封包效能资讯CPEI中，相同灰阶度的点即表示这些物联网装置被分为同一类，而黑色的点代表已连线的物联网装置(例如：手持装置IoT_d1、相机IoT_d2、冰箱IoT_d3)。举例而言，分类封包效能资讯CPEI可将物联网装置分为一高效能群组、一中等效能群组以及一低效能群组。如此一来，当网管人员所欲进行的封包编辑使目前已连线的物联网装置其中之一落入低效能群组时，封包管理程序PMP即可藉由使用者介面GUI_4中所显示的封包处理确认资讯告知网管人员关于基于其所设定的封包编辑而产生的封包处理预测效能，如图3E所示。随后，于产生封包处理预测消息后，当网管人员满意其封包处理预测消息，则可使封包管理程序PMP进行一协定汇出程序505，以根据封包处理预测消息将协定进行汇出(即产生至少一控制消息104)，因此而达到封包传输管控的目的。
本发明的第四实施例为一网络封包管理方法，其一流程图如图6所示。网络封包管理方法适用于一网络封包管理服务器(例如：前述实施例的网络封包管理服务器1)。网络封包管理服务器包含一网络接口、一储存媒体以及一处理器。网络接口连结至一网络并经由网络，连线至一网络控制装置及一网关(gateway)。储存媒体储存一封包管理程序。封包管理程序具有一使用者介面(graphical user interface；GUI)。处理器电性连接至网络接口以及储存媒体。网络封包管理方法由处理器透过运行封包管理程序所执行。
首先，于步骤S601中，透过网络接口，自网络接收一物联网装置资讯。接着，于步骤S603中，将物联网装置资讯储存于储存媒体中。之后，于步骤S605中，响应使用者介面的一操作，产生一标头栏位解析资讯。然后，于步骤S607中，根据标头栏位解析资讯以及物联网装置资讯，产生一封包处理预测消息。
于步骤S609中，根据封包处理预测消息，产生至少一控制消息。最后，于步骤S611中，透过网络接口，传送该至少一控制消息至网络控制装置以及网关至少其中之一。须注意者，本发明并未限制步骤S601、S603与步骤S605的执行先后顺序。换言之，步骤S601、S603可与步骤S605同时被执行，或先执行步骤S605，再执行步骤S601、S603。另一方面，于本实施例的网络封包管理方法中，其中该网络控制装置为一软件定义网络控制器(controller)以及一交换器(switch)其中之一。
于其他实施例中，步骤S607中还可包含如图7所示的步骤S701、步骤S703、步骤S705。首先，于步骤S701中，基于标头栏位解析资讯及物联网装置资讯，使用一群聚演算法(clustering algorithm)，产生一封包效能资讯。接着，于步骤S703中，自物联网装置资讯中撷取一已连线物联网装置资讯。最后，在步骤S703中，基于已连线物联网装置资讯以及封包效能资讯，使用一分类演算法，产生封包处理预测消息。类似地，本发明并未限制步骤S701与步骤S703的执行先后顺序。换言之，步骤S703可先被执行，而步骤S701再被执行，亦或步骤S701与步骤S703同时被执行。
此外，于其他实施例中，步骤S701中可还包含如图8所示的步骤S801以及步骤S803。首先，于步骤S801中，基于标头栏位解析资讯所包含的多封包资讯，使用一栏位规则演算法，计算出一计算复杂度以及一计算储存量。接着，于步骤S803中，基于计算复杂度、计算储存量以及物联网装置资讯，使用群聚演算法，产生封包效能资讯。
在另一实施例中，网络封包管理服务器还包含电性连结至处理器的一输入界面。输入界面响应使用者于使用者介面的操作，产生一输入信号。网络封包管理方法还包含下列步骤：根据输入信号，使该使用者介面呈现一封包编辑资讯；以及根据封包编辑资讯，产生标头栏位解析资讯。此外，于其他实施例中，网络封包管理方法还包含下列步骤：根据该封包处理预测消息，于使用者介面呈现一封包处理确认资讯，以使输入界面还响应该使用者于使用者介面的另一操作，产生另一输入信号；以及根据该另一输信号，产生一封包处理确认消息，以响应封包处理确认消息，产生至少一控制消息。
在其他实施例中，使用者可透过其他使用者装置(例如：一个人电脑)存取至网络封包管理服务器，以藉由其他使用者装置于使用者介面上执行一输入及操作，进而透过其他使用者装置与网络封包管理服务器而执行网络封包管理方法。在此情况下，网络封包管理方法还包含下列步骤：响应一使用者于使用者介面的操作，透过网络接口，自网络接收一封包编辑资讯；以及根据封包编辑资讯，产生标头栏位解析资讯。
在另一实施例中，网络封包管理方法还包含下列步骤：根据封包处理预测消息产生一封包处理确认资讯；透过该网络接口传送封包处理确认资讯至一使用者装置；透过网络接口自使用者装置接收一封包处理确认消息；以及根据封包处理确认消息，产生该至少一控制消息。此外，于其他实施例中，在网络接口还经由该网络连线至一云端服务器的情况下，网络封包管理方法还可包含下列步骤：透过网络接口经由网络，自云端服务器以及网关其中之一接收物联网装置资讯。
另一方面，于本发明的网络封包管理方法中，其中标头栏位解析资讯可根据该使用者介面所呈现一封包编辑资讯所产生，且封包编辑资讯还包含一封包格式资讯、一比对条件资讯以及一转译条件资讯至少其中之一。此外，于其他实施例中，储存于储存媒体中的物联网装置资讯包含多个别物联网装置资讯，以及各个别物联网装置资讯还包含一指令周期资讯、一存储器容量资讯、一电力消耗资讯以及一网络负载资讯。除了上述步骤，本发明的网络封包管理方法亦能执行在所有前述实施例中所阐述的所有操作并具有所有对应的功能。本领域技术人员可直接了解此实施例如何基于所有前述实施例执行此等操作及具有这些功能，故不赘述。
由上述说明可知，本发明的网络封包管理方法可由一具有多个程序指令(code)的封包管理程序所执行。封包管理程序为可储存于一电脑程序产品中。当这些程序指令被载入并安装于一电子装置(例如：网络封包管理服务器)时，封包管理程序执行本发明的网络封包管理方法。电脑程序产品可为一电子产品，例如只读存储器(read only memory；ROM)、快闪存储器、软碟、硬碟、光碟(compact disk；CD)、随身碟、磁带、可由网络存取的数据库或熟悉本技术领域者所已知且具有相同功能的任何其它储存媒体。
综上所述，本发明的封包管理机制能提供网管人员一封包管理工具，以能同时根据网管人员所输入的封包编辑资讯以及物联网装置的能力(即，物联网装置资讯)，而对物联网装置于处理封包时的处理效能进行预测(即，封包处理预测消息)。当网管人员满意封包处理预测结果(或封包处理预测结果被判定可接收)时，则可因而产生一控制消息，藉以达到封包传输的监控、管理、编辑等目的。据此，本发明的封包管理机制，能有效地辅助网管人员事先评估其封包管理需求是否适合目前的物联网环境，并响应网管人员的确认，自动地产生控制消息，以控制物联网装置所连接的一网关(gateway)或其他网络控制装置。
上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。任何熟悉本技术领域者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利范围应以权利要求书为准。

Claims (22)

1.一种网络封包管理服务器，包含：
一网络接口，连结至一网络，用以经由该网络，接收一物联网装置资讯，并经由该网络，连线至一网络控制装置及一网关；
一储存媒体，用以储存该物联网装置资讯以及一封包管理程序，该封包管理程序具有一使用者介面；以及
一处理器，电性连结至该网络接口以及该储存媒体，用以运行该封包管理程序，以响应该使用者介面的一操作，产生一标头栏位解析资讯，以及根据该标头栏位解析资讯与该物联网装置资讯，产生一封包处理预测消息，并根据该封包处理预测消息产生至少一控制消息，以透过该网络接口传送该至少一控制消息至该网络控制装置以及该网关至少其中之一。
2.如权利要求1所述的网络封包管理服务器，其特征在于，还包含一输入界面，该输入界面电性连结至该处理器，并响应一使用者于该使用者介面的该操作，产生一输入信号，以及该封包管理程序还根据该输入信号，使该使用者介面呈现一封包编辑资讯，以及根据该封包编辑资讯，产生该标头栏位解析资讯。
3.如权利要求2所述的网络封包管理服务器，其特征在于，该封包管理程序还根据该封包处理预测消息，使该使用者介面呈现一封包处理确认资讯，以使该输入界面还响应该使用者于该使用者介面的另一操作，产生另一输入，以使该封包管理程序根据该另一输入，产生一封包处理确认消息，以响应该封包处理确认消息，产生该至少一控制消息。
4.如权利要求1所述的网络封包管理服务器，其特征在于，该网络接口还响应一使用者于该使用者介面的该操作，经由该网络接收一封包编辑资讯，以及该封包管理程序还根据该封包编辑资讯，产生该标头栏位解析资讯。
5.如权利要求4所述的网络封包管理服务器，其特征在于，该封包管理程序还根据该封包处理预测消息产生一封包处理确认资讯，并透过该网络接口传送该封包处理确认资讯至一使用者装置，以及该网络接口还透过该网络自该使用者装置接收一封包处理确认消息，以使该封包管理程序根据该封包处理确认消息，产生该至少一控制消息。
6.如权利要求1所述的网络封包管理服务器，其特征在于，该标头栏位解析资讯根据该使用者介面所呈现一封包编辑资讯所产生，且该封包编辑资讯还包含一封包格式资讯、一比对条件资讯以及一转译条件资讯至少其中之一。
7.如权利要求1所述的网络封包管理服务器，其特征在于，该封包管理程序还基于该标头栏位解析资讯及该物联网装置资讯，使用一群聚演算法，产生一封包效能资讯，以及该封包管理程序还自该物联网装置资讯中撷取一已连线物联网装置资讯，以及还基于该已连线物联网装置资讯以及该封包效能资讯，使用一分类演算法，产生该封包处理预测消息。
8.如权利要求7所述的网络封包管理服务器，其特征在于，该封包管理程序还基于该标头栏位解析资讯所包含的多封包资讯，使用一栏位规则演算法，计算出一计算复杂度以及一计算储存量，以及还基于该计算复杂度、该计算储存量以及该物联网装置资讯，使用该群聚演算法，产生该封包效能资讯。
9.如权利要求8所述的网络封包管理服务器，其特征在于，该储存媒体所储存的该物联网装置资讯包含多个别物联网装置资讯，以及各该个别物联网装置资讯包含一物联网装置的一指令周期资讯、一存储器容量资讯、一电力消耗资讯以及一网络负载资讯。
10.如权利要求1所述的网络封包管理服务器，其特征在于，该网络接口还经由该网络，连线至一云端服务器，以及该网络接口经由该网络，自该云端服务器及该网关其中之一接收该物联网装置资讯。
11.如权利要求1所述的网络封包管理服务器，其特征在于，该网络控制装置一软件定义网络控制器以及一交换器其中之一。
12.一种用于一网络封包管理服务器的网络封包管理方法，该网络封包管理服务器包含一网络接口、一储存媒体以及一处理器，该网络接口连结至一网络并经由该网络，连线至一网络控制装置及一网关，该储存媒体储存一封包管理程序，该封包管理程序具有一使用者介面，该处理器电性连接至该网络接口以及该储存媒体，该网络封包管理方法由该处理器透过运行该封包管理程序所执行且包含下列步骤：
透过该网络接口，经由该网络接收一物联网装置资讯，并将该物联网装置资讯储存于该储存媒体中；
响应该使用者介面的一操作，产生一标头栏位解析资讯；
根据该标头栏位解析资讯以及该物联网装置资讯，产生一封包处理预测消息；
根据该封包处理预测消息，产生至少一控制消息；以及
透过该网络接口，传送该至少一控制消息至该网络控制装置以及该网关至少其中之一。
13.如权利要求12所述的网络封包管理方法，其特征在于，该网络封包管理服务器还包含电性连结至该处理器的一输入界面，该输入界面响应一使用者于该使用者介面的该操作，产生一输入信号，该网络封包管理方法还包含下列步骤：
根据该输入信号，使该使用者介面呈现一封包编辑资讯；以及
根据该封包编辑资讯，产生该标头栏位解析资讯。
14.如权利要求13所述的网络封包管理方法，其特征在于，还包含下列步骤：
根据该封包处理预测消息，使该使用者介面呈现一封包处理确认资讯，以使该输入界面还响应该使用者于该使用者介面的另一操作，产生另一输入信号；以及
根据该另一输入信号，产生一封包处理确认消息，以响应该封包处理确认消息，产生该至少一控制消息。
15.如权利要求12所述的网络封包管理方法，其特征在于，还包含下列步骤：
响应一使用者于该使用者介面的该操作，透过该网络接口，自该网络接收一封包编辑资讯；以及
根据该封包编辑资讯，产生该标头栏位解析资讯。
16.如权利要求15所述的网络封包管理方法，其特征在于，还包含下列步骤：
根据该封包处理预测消息产生一封包处理确认资讯；
透过该网络接口传送该封包处理确认资讯至一使用者装置；
透过该网络接口自该使用者装置接收一封包处理确认消息；以及
根据该封包处理确认消息，产生该至少一控制消息。
17.如权利要求12所述的网络封包管理方法，其特征在于，该标头栏位解析资讯根据该使用者介面所呈现一封包编辑资讯所产生，且该封包编辑资讯还包含一封包格式资讯、一比对条件资讯以及一转译条件资讯至少其中之一。
18.如权利要求12所述的网络封包管理方法，其特征在于，还包含下列步骤：
基于该标头栏位解析资讯及该物联网装置资讯，使用一群聚演算法，产生一封包效能资讯；
自该物联网装置资讯中撷取一已连线物联网装置资讯；以及
基于该已连线物联网装置资讯以及该封包效能资讯，使用一分类演算法，产生该封包处理预测消息。
19.如权利要求18所述的网络封包管理方法，其特征在于，还包含下列步骤：
基于该标头栏位解析资讯所包含的多封包资讯，使用一栏位规则演算法，计算出一计算复杂度以及一计算储存量；以及
基于该计算复杂度、该计算储存量以及该物联网装置资讯，使用该群聚演算法，产生该封包效能资讯。
20.如权利要求19所述的网络封包管理方法，其特征在于，该储存媒体所储存的该物联网装置资讯包含多个别物联网装置资讯，以及各该个别物联网装置资讯还包含一指令周期资讯、一存储器容量资讯、一电力消耗资讯以及一网络负载资讯。
21.如权利要求12所述的网络封包管理方法，其特征在于，该网络接口还经由该网络，连线至一云端服务器，以及该网络封包管理方法还包含下列步骤：
透过该网络接口经由该网络，自该云端服务器以及该网关其中之一接收该物联网装置资讯。
22.如权利要求12所述的网络封包管理方法，其特征在于，该网络控制装置为一软件定义网络控制器以及一交换器其中之一。
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