CN111934993B - 用于通过从属网关通信的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示用于通过多个连接以及通过网络节点处的网关传输数据包的方法和系统。所述网络节点从所述网关接收网络性能观察报告(NPOR)。基于所述NPOR，所述网络节点确定用于传输数据包的所述网关的多个广域网(WAN)接口中的至少一个。所述网络节点随后创建指令且将所述指令传输到所述网关。当所述网络节点将所述数据包传输到所述网关时，所述网络节点也创建指令且将所述指令传输到所述网关，以确定用于传输所述包的所述网关的所述WAN接口。

Description

用于通过从属网关通信的方法和系统
技术领域
本发明总体上涉及计算机网络的领域。更具体地说，本发明揭示用于通过多个连接以及通过网络节点处的网关传输数据包的方法和系统，所述网关能够作为从属网关。
背景技术
网络性能观察对于确定如何通过网络路由、分配和/或转发数据是非常重要的。一般来说，更详细和更多的更新网络性能观察，即如何路由、分配和/或转发数据的决策将更有益于改进总体网络性能。由于移动网络环境可能经常变化，因此对于移动网络，具有最新更新的以及更详细的网络性能观察甚至更为重要。然而，获得网络性能观察会产生开销且消耗资源。
网络节点可以通过监视连接本身来获得网络性能观察。在一个替代方案中，网络节点可以从另一网络节点(网关)获得网络性能观察，所述另一网络节点执行为用于所述网络节点的网关。当网络节点观察网络性能时，与通过网关执行的观察相比，所述网络节点可能不具有网络性能的细粒度观察。例如，充当网关的移动路由器可以具有无线信道的信噪比(SNR)水平观察，网络节点本身无法观察所述信噪比。因此，可能需要网关经常定期地向网络节点报告网络性能观察。然而，通过网关发送网络性能观察报告的频率越高，则可能产生的开销越大且可能消耗的资源越多。
发明内容
根据本发明的一个实施例，如果网关被配置为从属网关，则网络节点从所述网关检索详细的网络性能观察报告(detailed network performance observation，DNPOR)；如果网关未被配置为从属网关，则网络节点从所述网关检索可用的网络性能观察报告(available network performance observation，ANPOR)。不从非从属网关请求DNPOR的一个原因是非从属网关可能不能够提供DNPOR。
在一个变型例中，与ANPOR相比，网络节点更频繁地检索DNPOR。这可以使网络节点能够具有更多更新的观察到的网络性能。
在一个变型例中，网络节点在从网关检索DNPOR之前确认网关是否是从属网关。
在一个变型例中，网络节点观察连接的网络性能，将连接的观察到的网络性能与DNPOR相比较，实质上基于连接的观察到的网络性能和/或检索到的DNPOR确定连接的网络性能，以及随后确定用于发送网络数据的多个连接之中的权重。
在一个变型例中，网络节点(i)观察多个连接的网络性能，不检索一个或多个DNPOR中任一个以及不检索一个或多个ANPOR中任一个；(ii)实质上基于连接的观察到的网络性能和/或检索到的DNPOR确定连接的网络性能；以及随后(iii)确定用于发送网络数据的多个连接之中的权重。
在一个变型例中，网络节点观察多个连接的网络性能，将连接的观察到的网络性能与检索到的一个或多个DNPOR相比较，实质上基于连接的观察到的网络性能和/或DNPOR确定多个连接的网络性能，以及随后确定用于发送网络数据的多个连接之中的权重。
在一个变型例中，如果网关被确认为从属网关，则网络节点实质上基于DNPOR配置网关。
在一个变型例中，如果网关被确认为从属网关，则网络节点实质上基于DNPOR和多个连接的网络性能配置网关。
在一个变型例中，如果网关未被配置为从属网关且网关能够作为从属网关，则网络节点将所述网关配置成从属网关。
附图说明
图1A说明根据一个实施例的示出一个通信设备与一个网关之间的连接的网络环境；
图1B说明根据一个实施例的示出一个通信设备与两个网关之间的连接的网络环境；
图1C说明根据一个实施例的示出一个通信设备、一个网关和一个网络节点之间的连接的网络环境；
图2A是说明根据一个实施例的示出如何使用标识请求识别网关的过程的流程图；
图2B是说明根据一个实施例的示出如何使用通信设备的配置识别网关的过程的流程图；
图3是说明其中通过通信设备检索DNPOR或ANPOR的过程的流程图；
图4A是说明根据一个实施例的通信设备与网关之间的通信的序列图；
图4B是说明根据一个实施例的通信设备与网关之间的通信的序列图；
图5是说明根据一个实施例的其中基于一个连接的网络性能、一个网关的DNPOR或ANPOR确定传输速度的过程的流程图；
图6是说明根据一个实施例的其中基于一个或多于一个连接的网络性能、一个或多于一个网关的DNPOR和ANPOR确定加权的过程的流程图；
图7是说明根据一个实施例的其中基于一个或多于一个连接的网络性能和一个或多于一个网关的DNPOR确定加权的过程的流程图；
图8是说明根据一个实施例的其中基于从属网关的时延信息确定加权的过程的流程图；
图9是说明其中从从属网关发送DNPOR或ANPOR的过程的流程图；
图10A说明根据一个实施例的标识请求的内容；
图10B说明根据一个实施例的标识确认的内容；
图11是根据一个实施例的NPOR的说明性框图；
图12A是根据一个实施例的网关的说明性框图；
图12B是根据一个实施例的网关的说明性框图；
图13是根据一个实施例的通信设备的说明性框图；
图14A说明根据一个实施例的示出一个通信设备、一个网关和一个网络节点之间的VPN连接的网络环境；
图14B说明根据一个实施例的示出一个通信设备、一个从属网关和一个网络节点之间的VPN连接的网络环境。
图15是说明根据一个实施例的示出如何配置从属网关的过程的流程图。
具体实施方式
以下说明仅提供优选的示例性实施例且并不意图限制本发明的范围、适用性或配置。实际上，优选的示例性实施例的以下说明将为本领域技术人员提供实施本发明的优选示例性实施例的有利描述。应理解，在不脱离如在所附权利要求书中阐述的本发明的精神和范围的情况下可以对元件的功能和布置进行各种改变。
同样，应注意，实施例可以描述为过程，过程描绘为流程图、流程图表、数据流图、结构图或方块图。尽管流程图可以将操作描述为连续过程，但许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新布置操作的顺序。当操作完成时，过程终止，但是过程可以具有不包含在图中的另外步骤。过程可以对应于方法、函数、程序、子例程、子程序等。当过程对应于函数时，其终止对应于函数返回到调用函数或主函数。
此外，如本文所揭示，术语“辅助存储装置”和“主存储器”可以表示用于存储数据的一个或多个装置，包含只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁性RAM磁芯存储器、磁盘存储媒体、光学存储媒体、快闪存储器装置和/或用于存储信息的其它机器可读媒体。术语“机器可读媒体”包含但不限于便携式或固定存储装置、光学存储装置、无线信道以及能够存储、容纳或载送指令和/或数据的各种其它媒体。机器可读媒体可以通过虚拟化来实现，且可以是虚拟机器可读媒体，包含在基于云的实例中的虚拟机器可读媒体。
此外，实施例可以由硬件、软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言或其任何组合来实施。当以软件、固件、中间件或微码实施时，执行必要任务的程序代码、代码段或指令代码可以存储在例如存储媒体等机器可读媒体中。处理单元可以执行必需的任务。处理单元可以是CPU、ASIC半导体芯片、半导体芯片、逻辑单元、数字处理器、模拟处理器、FPGA或能够执行逻辑和算术功能的任何处理器。此外，处理单元执行程序指令或代码段以用于实施本发明的实施例。指令代码可以表示步骤、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类别，或指令、数据结构或程序语句的任何组合。指令代码可以通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储器内容耦合到另一指令代码或硬件电路。信息、自变量、参数、数据等可以经由包含存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等任何合适的手段传递、转发或传输。处理单元可以通过虚拟化来实现，且可以是虚拟处理单元，包含在基于云的实例中的虚拟处理单元。
系统总线可以是若干类型的总线结构中的任一个，包含使用各种总线架构中的任一个的存储器总线、外围总线以及本地总线。
网络接口可以是以太网接口、光纤接口、电缆接口、串行总线接口、通用串行总线(USB)接口等。
图1A说明根据本发明的网络环境中的一个。通信设备120经由广域网(WAN)接口123连接到网关121。网关121具有WAN接口124。WAN接口124可以是以太网接口、USB接口、串行控制台接口或能够形成网络连接的任何其它接口。随后，网关121可以经由WAN接口124有线地连接到互连网络126。由于局域网(LAN)接口125连接到WAN接口123，因此通信设备120可以通过网关121连接到互连网络126。
可以用于连接LAN接口125和WAN接口123以进行数据交换的物理媒体和通信协议存在多种选择。例如，LAN接口125可以使用以太网电缆和以太网协议连接到WAN接口123。在另一实例中，LAN接口125可以使用无线通信技术，例如WiFi连接到WAN接口123。在一个实例中，LAN接口125可以使用USB电缆和USB协议连接到WAN接口123。
通信设备120还具有用于连接一个或多个主机/网络节点的LAN接口122。LAN接口122的数目不限于2。例如，主机和网络节点可以经由LAN接口122与通信设备120形成LAN。LAN接口122可以是有线LAN接口或无线LAN接口。例如，LAN接口122a可以是有线以太网接口，并且LAN接口122b可以是基于IEEE 802.11的LAN接口。
在一个实施例中，通信设备120的处理单元1301会将标识请求发送到网关121，以便识别网关121。如果所述网关充当从属网关或所述网关能够充当从属网关，但在那时未充当从属网关，则网关121的处理单元1201将对标识请求作出响应。另一方面，如果所述网关不能够充当从属网关，则网关121的处理单元1201将舍弃标识请求，因为所述处理单元可能不知道如何对标识请求作出响应。
在接收到标识请求之后，如果网关121的处理单元1201能够辨识标识请求，则所述处理单元将标识确认发送到通信设备120。例如，网关121充当从属网关或能够充当从属网关。在通信设备120从网关121接收标识确认之后，通信设备120的处理单元1301随后能够意识到网关121是从属网关或能够作为从属网关。在另一实例中，当网关121不能够充当从属网关时，网关121的处理单元1201将不发送标识确认，因为网关121的处理单元1201未辨识标识请求。
可以例如使用统一资源定位符(URL)、字符串、二进制数据以不同格式实施标识请求和标识确认。还可以使用HTTP协议、HTTPS协议、SSH协议等发送标识请求和标识确认。仅出于说明的目的，标识请求可以是发送到网关121的HTTP请求。如果网关121充当从属网关或能够充当从属网关，但在那时未充当从属网关，则网关121的处理单元1201通过发送HTTP响应来回复HTTP请求。通过网关121发送的HTTP响应将是标识确认。如果网关121不能够充当从属网关，则网关121的处理单元1201应不能够对HTTP请求作出响应。
当对图2A论述时，将更详细地说明标识请求和标识确认的内容。
对于本发明，网关121可以充当从属网关，能够充当从属网关，但在那时未充当从属网关，或不能够充当从属网关。如果网关121充当从属网关，则可以通过通信设备120执行一些或全部网络任务和配置。如果网关121充当从属网关或能够充当从属网关，但在那时未充当从属网关，则通信设备120也可以执行为网关121的供应服务器。存在通信设备120如何配置或供应网关121的多个实例。例如，通信设备120的处理单元1301可以配置网关121的网络接口的因特网协议(IP)地址，使得网关121的管理员或用户不需要输入网关121的IP地址。在另一实例中，可以通过通信设备120的处理单元1301配置网关121的服务质量参数，以限制网关121的WAN接口的上载速度和下载速度中的一个或两个。在另一实例中，如果网关121能够操作Wi-Fi接入点，则通信设备120的处理单元1301随后可以提供配置信息，例如，服务集标识(SSID)、网络门户信息和信道选择。在另一实例中，当网关121从网络节点接收请求时，可以通过网关121将请求转发到通信设备120以供处理。因此，通信设备120执行为网关121的主控器。这可以使网关121免于一些处理任务以及对配置的存储。此外，管理员可以通过通信设备120配置和管理网关121。与直接配置和管理网关121相比，这可以帮助管理员更容易地管理网关121。
在一个变型例中，当网关121能够充当从属网关，但未充当从属网关时，通信设备120的处理单元1301首先将尝试在配置和处理网关121的网络任务之前首先指示网关121充当从属网关。通信设备120的处理单元1301可以将认证信息发送到网关121。在网关121的处理单元1201已认证通信设备120之后，通信设备120的处理单元1301随后可以将指令发送到网关121以将网关121改变成从属网关，并且随后开始配置和处理网关121的网络任务。
在一个变型例中，当网关121不能够充当从属网关时，通信设备120的处理单元1301不尝试将网关121配置为从属网关。因此，通信设备120的处理单元1301不配置和处理网关121的网络任务。
在一个变型例中，用于与从属网关通信的通信协议不同于用于与非从属网关通信的通信协议。使用不同通信协议的一个益处是允许使用具体来说适合于通信设备和从属网关两者的通信协议。例如，当网关121是从属网关和移动路由器，详细网络性能观察报告(DNPOR)的大小可能较大且发送DNPOR的频率可能较高时，所述网关可以通过使用HTTPS经由压缩将DNPOR从网关121发送到通信设备120来节省带宽。
图1B说明根据本发明的网络环境中的一个。通信设备101连接到两个网关102a和102b。对于本发明，不存在对通信设备101可以连接到的网关数目的限制。通信设备101和网关102分别通过WAN接口103a和103b连接。网关102可以被配置为从属网关或非从属网关。通信设备101具有用于连接到互连网络107的WAN接口103c和103d。WAN接口103c可以是无线WAN接口。出于说明的目的，WAN接口103c可以是嵌入式第三代(3G)调制解调器，并且通信设备101可以具有用于所述3G调制解调器的SIM插槽。随后，通信设备101可以通过天线105c连接到无线网络106b，所述通信设备具有从插入到SIM插槽中的SIM卡产生的信息。或者，WAN接口103d可以是有线WAN接口。例如，WAN接口103d可以是以太网接口。随后，通信设备101可以使用以太网电缆连接到无线网络106c。本领域技术人员将了解，存在用于实施WAN接口103d的多种方法。不存在对本发明仅适用于多WAN网络节点的限制。例如，通信设备101可以仅具有WAN 103a，而不具有WAN 130b、103c和103d。也不存在对本发明仅适用于移动网关的限制。例如，网关102b可以不具有天线105b，而是使用有线连接来连接到互连网络107。
在一个实施例中，通信设备101的处理单元1301可以从网关102收集网络性能数据，并且基于所收集的信息确定在WAN接口之中加权。出于说明的目的，当由同一制造商制造通信设备101和网关102时，网关102充当从属网关或能够充当从属网关，因为所述网关更可能兼容。通信设备101的处理单元1301可以从网关102收集网络性能数据。网络性能数据可以包含包时延、误差率、误码率、信噪比、误包率等。本领域技术人员将了解，存在可以从网关，例如网关102收集的多种类型的网络性能数据。除了从WAN接口103c和103d收集的信息之外，通信设备101的处理单元1301可以确定在WAN接口103之中加权。因此，通信设备101的处理单元1301可以根据WAN接口103之中的加权来分配数据。稍后将论述通信设备101如何确定在WAN接口之中加权的过程。
本领域技术人员将了解，连接的网络性能可以指代接入网络的性能、隧道的性能、VPN连接的性能、端到端连接的性能、至和/或从通过互连网络(例如，互连网络107、126和146)可到达的主机或网络节点的性能。本领域技术人员还将了解，不同方法可以用于确定不同类型的连接的网络性能。例如，接入网络的性能可以基于由以太网网卡或蜂窝式调制解调器提供的信息。对于VPN连接性能，VPN连接中携载的网络连接测试可以用于确定或估计网络性能。
应理解，通信设备101的处理单元1301可能够识别网关102，即使网关并不是来自同一制造商。此外，如果通信设备101的处理单元1301能够识别网关102，则可以使用主从配置文件通过通信设备101配置网关102。
无线网络106可以载送一个或多个网络协议数据。无线网络106可以使用红外线、高速分组接入(HSPA)、HSPA+、长期演进(LTE)、WiMax、GPRS、EDGE、GSM、CDMA、WiFi、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、蓝牙、WiBRO、全球移动电信系统(UMTS)、演进数据优化(EV-DO)；数字增强型无绳通信(DECT)；数字AMPS(IS-136/TDMA)；集成数字增强型(iDEN)或任何其它无线技术来实施。此外，无线网络106可以由相同或不同的因特网服务供应商(ISP)提供。例如，连接到WAN接口103c的无线网络106b可以通过Verizon使用DSL技术来提供，且连接到WAN接口103d的无线网络106c可以通过Sprint使用LTE技术来提供。
网关102a和102b能够分别连接到无线网络106a和106b。网关102a、102b能够使用UMTS进行蜂窝连接。蜂窝连接可以用作WAN连接。网关102a、102b可以具有网络接口，例如，以太网端口、USB局域网(LAN)端口和用于LAN的WiFi接口。
天线105a、105b分别由网关102a、102b用于连接到无线网络106a和106b。此外，网关102a和102b能够通过无线网络106a和106b连接到互连网络107。因此，通信设备101可以通过网关102a和102b连接到互连网络107。
通信设备101具有用于连接一个或多个主机/网络节点的LAN接口104。LAN接口104的数目不限于2。例如，主机和网络节点可以经由LAN接口104与通信设备101形成LAN。LAN接口104可以是有线LAN接口或无线LAN接口。例如，LAN接口104a可以是有线以太网接口，并且LAN接口104b可以是基于IEEE 802.11的LAN接口。
图2A是说明本发明的一个实施例的流程图。结合图1A查看图2A。在步骤201中，通信设备120将标识请求发送到网关121。在步骤202中，通信设备120的处理单元1301确定是否从网关121接收标识确认。如果在步骤202中接收标识确认，则在步骤203中，通信设备120的处理单元1301使用主从配置文件。否则，如果在步骤202中通信设备120未接收标识确认，则在步骤204中通信设备120的处理单元1301使用WAN配置文件。
在一个变型例中，网关121能够作为从属网关，但不充当网关。当通信设备120已发出标识请求并且随后从网关121接收标识确认时，通信设备120的处理单元1301随后验证网关121是否已运行为从属网关。存在通信设备120的处理单元1301验证网关121是否是从属网关的多种方法。例如，通过网关121发送的标识确认可以具有用于指示网关121是否已经是从属网关的字段。在另一实例中，可以由网关121主动地或响应于从通信设备120产生的通知通信设备120网关121的状态的进一步请求而发送额外消息。当通信设备120的处理单元1301确定网关121应配置为从属网关时，所述处理单元会首先将指令发送到网关121以将网关121配置为从属网关，随后配置网关121以周期性地发送DNPOR或ANPOR。
图10A说明根据本发明的一个实施例的封装在包中的标识请求的内容。标识请求1001包括请求字段1002和任选的指令字段1003。请求字段1002可以是用于表示包是标识请求的预定义字符串或代码。如果标识请求仅用于识别网关121是否是从属网关或是否能够作为从属网关，则可以不需要指令字段1003。或者，当需要其它信息来辅助识别过程时需要指令字段1003。例如，认证信息存储于指令字段1003中，以使网关121能够确定是否已认证通信设备120。如果认证失效，则网关121的处理单元1201将不对标识请求作出响应。如果认证成功，则网关121的处理单元1201将用标识确认响应。
在一个变型例中，在网关121的处理单元1201已认证通信设备120之后，通信设备120的处理单元1301可以发送具有指令字段1003的标识请求1001。例如，指令字段1003可以是用于指示网关121作为从属网关的命令。此外，指令字段1003可以包含网关121的配置，例如，网关121的网络接口的IP地址，使得网关121的管理员或用户不需要输入网关121的一个或多个网络接口的IP地址。此外，指令字段1003可以是对ANPOR或DNPOR的请求。在接收所述请求之后，网关121的处理单元1201可以一次或周期性地将信息发送到通信设备120。
本领域技术人员将了解，存在用于实施标识请求的多种方法。在一个实例中，使用IP包发送标识请求1001。IP包将通信设备120的IP地址用作源地址并且将网关121的IP地址用作目标地址。在另一实例中，通过SNMP协议发送标识请求。请求字段1002可以包含SNMP命令，并且还可以包含执行SNMP命令所需的对应参数，例如，网关121的IP地址和社区字符串。
图10B说明根据本发明的一个实施例的标识确认的内容。标识确认1011包括确认字段1012和状态字段1013。存在用于实施标识确认的多种方法。在一个实例中，标识确认1011作为IP包发送。IP包可以具有网关121的IP地址作为源地址以及通信设备120的IP地址作为目标地址。确认字段1012的内容用于表示包是标识确认。内容可以是预定义字符串或代码，例如“确认-标识”。随后，通信设备120的处理单元1301可以认识到，如果“确认-标识”保存在确认字段1012中，则包是标识确认。或者，通信设备120的处理单元1301可以认识到，如果代码保存在确认字段1012中，则包是标识确认。网关121可以在状态字段1013中示出其状态。例如，如果网关121已经是从属网关，则状态字段1013可以设定成非零值。否则，状态字段1013可以设定成零。
在另一实例中，网关121的处理单元1201可以通过HTTP协议发送标识确认。能够作为从属网关的网关121可以通过状态代码发送HTTP响应。IP包可以具有通信设备120的IP地址。确认字段1012和状态字段1013可以由状态代码表示。通信设备120的处理单元1301可以通过检查状态代码而知晓网关121是否是从属网关。
可以结合图1B进一步说明图2A。在步骤201中，通信设备101将标识请求发送到网关102a。在步骤202中，通信设备101的处理单元1301随后确定是否接收标识确认。如果在步骤202中接收标识确认，则通信设备101使用主从配置文件。否则，如果在步骤202中通信设备101未接收标识确认，则通信设备101的处理单元1301使用WAN配置文件。
在一个变型例中，在步骤201中，通信设备101周期性地将标识请求发送到网关102。如果网关102是从属网关或能够作为从属网关，则网关102可以周期性地将标识确认发送到通信设备101。在步骤201中，通信设备101可以每十秒将标识请求发送到网关102a。随后，网关102a的处理单元1201可以用标识确认作出响应。在步骤202中，随后通过通信设备101接收标识确认。应了解，每个标识请求之间的时间间隔不限于十秒，并且所述时间间隔可以在从五毫秒至几分钟的范围内。
WAN配置文件可以包含用于通信设备101的处理单元的配置集合，以配置通信设备101的WAN接口。使用配置文件的一个益处在于，用户能够使用一个配置文件执行不同配置。例如，WAN配置文件可以包含WAN端口配置，其中可以包含连接方法、路由模式、IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器、带选择等。
连接方法可以包含动态主机配置协议(DHCP)、静态IP等。当使用DHCP方法时，自动配置网关的IP地址、子网掩码和默认网关。当使用静态IP方法时，网关的IP地址、子网掩码和默认网关可以是由网关的管理员配置的预定义值。在一个实例中，WAN接口103d可以是以太网接口。WAN接口103a可以是通用串行总线(USB)端口并且能够用作WAN接口。例如，WAN接口103a可以连接到网关102a，并且网关102a可以是USB蜂窝调制解调器。WAN接口103a可以具有以下配置：
(i)自动从DHCP服务器获得对应于WAN接口103a的通信设备101的WANIP地址。
(ii)路由模式被配置成NAT模式。
(iii)自动地获得DNS服务器地址。
(iv)带选择被配置成自动模式。
或者，WAN接口103d可以具有以下配置：
(i)对应于WAN接口103d的通信设备101的WAN IP地址设定成静态IP地址，例如，1.2.3.4。
(ii)路由模式被配置成网络地址转换(network address translation，NAT)模式。
(iii)自动获得DNS服务器地址。
主从配置文件可以包含用于通信设备101的处理单元的配置信息集合，以配置连接到从属网关的WAN接口并且配置从属网关。本领域技术人员应了解，配置的集合还可以被视为用于提供将为从属网关的网关，以供主通信设备使用的提供信息。出于说明的目的，网关102a被识别为能够由通信设备101执行为从属网关。通信设备101随后配置或提供网关102a。配置信息将信息提供到网关102a的处理单元以配置网关102a。配置信息可以包含WAN端口配置、LAN端口配置、路由模式、IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器、带选择等。取决于网关的硬件能力和软件能力，不同网关的配置信息的集合可以不同。例如，如果网关102a配备有不同的无线调制解调器，例如，高速下行分组接入(HSDPA)调制解调器或长期演进(LTE)调制解调器，则通过通信设备101提供到网关102a的配置信息可以不同。
图15是说明根据本发明的一个实施例的过程的流程图。在步骤1501中，通信设备101确定网关102a可以是从属网关。在步骤1502中，通信设备101接收网关102a的标识。在步骤1503中，通信设备101的处理单元1301随后确定网关102a的硬件组件和/或软件组件。仅出于说明的目的，硬件组件可以是(但不限于)WAN和LAN接口的数目、网关102a的嵌入式调制解调器的数目。软件组件可以是(但不限于)固件版本、网关102a的制造商名称。在步骤1504中，基于这些组件，通信设备101的处理单元1301确定配置的集合。当通信设备101已识别网关102a可以是从属网关时，在步骤1505中通信设备101的处理单元1301验证所述处理单元是否具有辅助存储装置中的足够信息来配置网关102a。当存在足够信息时，在步骤1508中通信设备101的处理单元1301从辅助存储装置检索配置信息，并且将配置信息发送到网关102a以开始所述配置。当不存在足够信息时，在步骤1506中通信设备101的处理单元可以尝试从远程服务器检索配置信息。如果在步骤1507中远程服务器提供配置信息，则在步骤1508中通信设备101的处理单元1301可以将配置信息存储于其辅助存储装置中，并且将所述配置信息发送到网关102a以开始所述配置。如果不存在配置信息或配置信息的量不够，则在步骤1509中通信设备101的处理单元1301不会尝试配置网关102a，即使网关102能够作为从属网关。
在一个变型例中，网关102a将其序列号、硬件组件信息和软件信息提供到通信设备101，并且一般来说，随后通信设备101的处理单元1301将基于所述序列号、硬件组件信息和/或软件信息而确定或检索网关102a的配置的集合。序列号用于识别标识网关102a。不存在序列号必须用于确定网关102a的标识的限制。因此，例如字符串和数字的其它标识信息可以用于确定标识。
在另一变型例中，通信设备101可以将请求发送到远程服务器，以便检索网关102a的配置信息。远程服务器通过互连网络107可由通信设备101访问。从通信设备101发送的请求可以包含网关102a的标识信息。仅出于说明的目的，通信设备101可以将HTTP请求发送到远程服务器。HTTP请求可以包含网关102a的序列号。在接收HTTP请求之后，远程服务器可以基于序列号查找网关102a的配置的集合。如果远程服务器具有配置的集合，则远程服务器可以通过所请求的配置的集合发送HTTP响应。如果远程服务器不具有网关102a的配置的集合，则远程服务器可以通过指示无法检索到配置信息的状态代码发送HTTP响应。
在一个变型例中，通信设备101的管理员具有配置通信设备101的权力并且监视通信设备101的活动。管理员可以使用用户名和口令来登录到通信设备101的管理用户接口(AUI)中并且配置通信设备101。例如，AUI可以通过通信设备101的LAN接口或通信设备101的WAN接口访问。还可以通过经由物理媒体(例如，串行端口、控制台或USB端口或例如蓝牙、红外线的媒体等)将端子的接口耦合到通信设备101来访问AUI。出于说明的目的，可以在AUI中示出通信设备101的配置。所述配置可以包含WAN接口103和LAN接口104、服务集标识(SSID)、网站接入、路由策略、VPN连接等的配置。
图2B是说明本发明的一个实施例的流程图。在步骤210中，通信设备120的处理单元1301检索配置。可以由通信设备120的制造商或管理员预定义所述配置。可以本地或远程存储由通信设备120的处理单元1301检索的配置。因此，通信设备120的处理单元1301可以从例如辅助存储装置1306或主存储器1302的本地存储媒体检索配置，或可以从远程存储媒体检索配置。在步骤211中，根据配置，通信设备120的处理单元1301确定连接在WAN接口123处的网关121是否被配置为从属网关。如果被配置为从属网关的网关121连接在WAN接口123处，则在步骤203中通信设备120的处理单元1301可以使用主从配置文件。否则，在步骤204中，通信设备120的处理单元1301可以使用WAN配置文件。出于说明的目的，网关121经由WAN接口123连接到通信设备120。网关121可以被配置为从属网关。随后，通信设备120的处理单元1301可以使用主从配置文件并且相应地配置网关121。或者，如果网关121未被配置为从属网关，则通信设备120的处理单元1301可以使用WAN配置文件。
可以结合图1B进一步说明在图2B中所说明的流程图。在步骤210中，通信设备101的处理单元1301检索配置。可以由通信设备101的制造商或管理员预定义所述配置。可以本地或远程存储由通信设备101的处理单元1301检索的配置。随后，通信设备101的处理单元1301可以从例如辅助存储装置1306或主存储器1302的本地存储媒体检索配置，或可以从远程存储媒体检索配置。在步骤211中，基于所述配置，通信设备101的处理单元1301确定连接在WAN端口处的网关102a是否被配置为从属网关。如果被配置为从属网关的网关102a连接在WAN端口处，则在步骤203中通信设备101的处理单元1301可以使用主从配置文件并且相应地配置网关。否则，在步骤204中，通信设备101的处理单元1301可以使用WAN配置文件。出于说明的目的，通信设备101的管理员可以将连接到WAN接口103a和103b的网关配置为从属网关。随后，通信设备101的处理单元1301可以相应地使用主从配置文件来配置网关102a。或者，通信设备101的处理单元1301可以使用WAN配置文件来配置连接到WAN接口103c和103d的网关。
对于图2A中所说明的实施例，将标识请求从通信设备120的处理单元1301发送到网关121。如果网关121是从属网关或能够作为从属网关，则网关121的处理单元1201能够辨识通过通信设备120发送的标识请求。网关121的处理单元1201随后将标识确认发送到通信设备120，并且通信设备120的处理单元1301可以使用主从配置文件来配置网关121。如果通信设备120未接收到标识确认，则通信设备120的处理单元1301使用WAN配置文件来配置网关121。比较而言，对于图2B中所说明的实施例，通信设备101的处理单元1301可以检索其配置以确定网关121是否被配置为从属网关或是否能够作为从属网关。如果网关121是从属网关或能够作为从属网关，则通信设备101的处理单元1301可以使用主从配置文件并且相应地配置网关121。否则，通信设备101的处理单元1301可以使用WAN配置文件并且不配置网关121。因此，通信设备102可以使用检索到的配置来确定可以使用的配置。
图3是说明根据本发明的一个实施例的过程的流程图。在步骤301中，过程开始。在步骤302中，通信设备120的处理单元1301确定121是否是从属网关。如果网关121充当从属网关，则在步骤303中通信设备120的处理单元1301可能够从网关121检索DNPOR。否则，在步骤304中，通信设备120的处理单元1301可以从网关121检索ANPOR。在步骤305中，通信设备120的处理单元1301随后根据检索到的信息确定传输速度。在步骤306中，通信设备120的处理单元1301主要基于所确定的传输速度来分配数据。出于说明的目的，网关121被配置为从属网关。在步骤303中，通信设备120的处理单元1301从网关121检索DNPOR。在步骤305中，通信设备120的处理单元1301基于检索到的DNPOR确定传输速度。在步骤306中，通信设备120根据所确定的传输速度传输数据。或者，网关121可以不被配置为从属网关。在步骤303中，通信设备120的处理单元1301随后从网关121检索ANPOR。在步骤305中，例如，通信设备120的处理单元1301基于检索到的ANPOR确定传输速度，并且根据所确定的传输速度传输数据。
在一个变型例中，即使网关充当从属网关，通信设备120的处理单元1301也可以从网关检索ANPOR，而不是DNPOR。例如，网关121是从属网关和移动路由器。DNPOR的大小应大于ANPOR的大小，并且发送DNPOR的频率优选地高于ANPOR的频率。然而，为了节省可用于网关121的带宽，通信设备120的处理单元1301可以从网关121检索ANPOR，而不是DNPOR。然而，优选地从网关121检索DNPOR，因为ANPOR中提供的信息不如DNPOR中的信息详细。
ANPOR是由网关可用的网络性能数据组成的报告。可以经由SNMP协议、ICMP协议或通过存取网关的内部网页来检索网络性能数据。出于说明的目的，网络性能数据可用于可能不具有网关的任何登录信息的个人。例如，可以通过查验(ping)位于WAN(例如，因特网)中的服务器获得ANPOR。随后，ANPOR可以仅包含误包率和往返时间。或者，网络性能数据可用于可以具有网关的登录信息的个人。例如，可以通过SNMP请求检索ANPOR，在所述SNMP请求中，可以提供社区字符串。社区字符串不是公共信息并且所述社区字符串可以是登录到网关121中的特定代码。如果社区字符串是正确的，则网关121可以用所请求的信息作出响应。如果社区字符串是不正确的，则网关121可以舍弃所述请求。
在一个实施例中，DNPOR是ANPOR的详细版本。一般来说，网关121默认地提供ANPOR。当对网关121做出特定请求时或当网关121被配置成将DNPOR提供到一个或多个特定接收方时，提供DNPOR。请求在通过预定义发送器发送的情况下被视为特定请求、得到认证、发送到网关121的预定义端口或地址、嵌入有预定义消息，或使网关121的处理单元1201能够辨识请求的任何其它方法是特定请求。
网络性能观察报告(network performance observation，NPOR)用于存储网络性能，并且随后由网关或从属网关发送到通信设备101。所述报告可以包含一个或多个字段。字段可以存储由网关或从属网关观察到的一个或多个网络性能值。NPOR可以是ANPOR或DNPOR。
图11是示例性NPOR的说明框图。NPOR 1101含有四个字段，即，字段1102至字段1105以及四个值，即，值1106至值1109。四个值对应于四个字段。NPOR 1101还可以呈(但不限于)字符串、二进制数据、可扩展标记语言(XML)或数字数据的形式。出于说明的目的，网关121的处理单元1201可以发送呈NPOR 1101格式的ANPOR。ANPOR可以包含误包率、往返时间、固件版本和制造商的名称。随后，字段1102-1105将分别是误包率、往返时间、固件版本和制造商的名称。值1106至值1109可以分别是(例如)0％、3ms、6.1.0和ABC。本领域技术人员将了解，ANPOR中的字段和值的数目不限于四个。例如，ANPOR可以具有两个字段，例如，误包率和往返时间。在另一实例中，ANPOR可以具有六个字段，例如，误包率、往返时间、固件版本、制造商的名称、序列号和CPU负载。
在一个变型例中，在从网关121发送ANPOR之前可以对ANPOR进行加密和压缩。可以通过压缩减小ANPOR的大小，以便节省带宽。此外，可以通过加密保护ANPOR的信息。
在另一变型例中，字段1102-1105可以具有相同内容，但不同值。可以不同时间间隔获得字段的值。例如，网关121的处理单元1201可以每一秒测量其CPU负载并且所述处理单元可以每十秒发送ANPOR。随后，在ANPOR中，字段1102-1105是CPU负载，并且值1106-1109将是过去十秒中CPU负载的值。
在另一变型例中，记录包括一个字段和一个值。例如，NPOR 1101由四个记录组成。出于说明的目的，第一记录由字段1102和值1101组成。每个记录可以保存观察到的网络性能信息的类型。或者，每个记录可以保存在一个特定时间观察到的网络性能信息。
DNPOR是由从属网关可用的详细网络性能数据组成的报告。可以通过不同方法检索DNPOR。出于说明的目的，通信设备120具有登录到充当从属网关的网关121中以及从网关121检索DNPOR所需的认证信息。DNPOR仅可用于授权接入数据的个人或装置。例如，通信设备120可以给定用户名和口令，使得通信设备120可能够通过SSH协议接入网关121。DNPOR可以包含服务质量信息、带宽信息、VPN连接的数目、误码率、误包率等。此外，如果网关121是使用蜂窝调制解调器的移动网关，则通过蜂窝调制解调器观察到的信号干扰比和信噪比也可以包含在DNPOR中。
在另一实例中，通信设备120的处理单元1301可以检索DNPOR，而不需要登录到从属网关中。例如，从属网关可以确定是否基于请求的源IP地址发送DNPOR。如果DNPOR的请求的源IP地址来自IP地址，则从属网关可以被配置成发送DNPOR。本领域技术人员将了解，本发明不限于使用源IP地址。从属网关可以使用其它信息来识别通信设备120，例如主机名、MAC地址等，使得通信设备120的处理单元1301可以从从属网关检索DNPOR，只要从属网关能够识别通信设备120。应理解，与ANPOR相比，DNPOR可以提供更多网络性能数据，因为DNPOR仅可用于被授权的个人。
DNPOR的格式可以与ANPOR的格式相同。还可以通过NPOR 1101的格式呈现DNPOR。出于说明的目的，DNPOR可以包含VPN连接的数目、误包率、包时延、CPU负载和信噪比等。随后，字段1102-1105可以是VPN连接的数目、误包率、包时延和CPU负载。值1106-1109可以是VPN连接的数目、误包率、包时延和信噪比的值。由于网络性能数据的数目不限于四个，因此NPOR 1101将具有用于存储信噪比的额外字段和值。在一个变型例中，在从网关121发送DNPOR之前可以对DNPOR进行加密和压缩。
图4B说明关于网关121可以如何将DNPOR发送到通信设备120的过程。在步骤421中，通信设备120的处理单元1301将标识请求发送到网关121。如果网关121充当从属网关或能够作为从属网关，但未充当从属网关，则在步骤422中网关121的处理单元1201将发送标识确认。在从网关121接收标识确认之后，在步骤423中通信设备120的处理单元1301随后将发送指令以将网关121配置为从属网关。在一个变型例中，如果网关121已充当从属网关，则通信设备120的处理单元1301可以不执行步骤423，即使所述处理单元从网关121接收标识确认。从步骤424开始，网关121的处理单元1201可以周期性地将DNPOR发送到通信设备120。在一个变型例中，DNPOR的内容和发送DNPOR的频率可以取决于网关121的配置或由通信设备120的处理单元1301发送的指令。在一个实例中，通信设备120的处理单元1301可以从网关121请求包含在DNPOR中的误包率、CPU负载和包时延。随后，在步骤424、425、426和428中发送的所有DNPOR将包含这三个字段和值。在另一实例中，在424、425、426和428中发送的DNPOR可以分别仅包含固件版本、误包率、CPU负载和包时延。在另一变型例中，通信设备120的处理单元1301可以通过将指令发送到网关121来配置网关121。例如，在步骤427中，通信设备120的处理单元1301指示网关121将最大传输单元(MTU)的大小改变成1440字节。随后，网关121的处理单元1201可以发送具有新MTU值的数据。在另一变型例中，在步骤428中网关121的处理单元1201可以继续发送DNPOR，直到从通信设备120的处理单元1301发送另外指令。
在一个变型例中，与ANPOR相比，通信设备120的处理单元1301可以更频繁地检索DNPOR。出于说明的目的，通信设备120可以连接到网关121并且网关121可以被配置为从属网关。此外，通信设备120的处理单元1301可以周期性地从网关121检索DNPOR。例如，通信设备120的处理单元1301可以每十秒从网关121检索DNPOR。通信设备120的处理单元1301随后可以每十秒确定传输速度。另一方面，网关121可以不被配置为从属网关。随后，通信设备120的处理单元1301可以从网关121检索ANPOR，并且可以每二十秒确定传输速度。由于从网关121检索更多信息，因此可以产生更多开销并且可以使用更多资源。此外，与DNPOR相比，ANPOR可以提供较少信息。因此应理解，可以通过低频率的方式检索ANPOR，以便减小开销并且节省资源。尽管与ANPOR相比，通信设备120可以更频繁地检索DNPOR，但是检索DNPOR的频率可以受网关121可用的资源的限制。
在另一变型例中，与ANPOR相比，通信设备120的处理单元1301可以较不频繁地检索DNPOR。检索ANPOR的频率可以高于检索DNPOR的频率。出于说明的目的，通信设备120的处理单元1301可以每二十秒检索ANPOR并且每十秒检索DNPOR。然而，如果通信设备120的处理单元1301每二十秒检索ANPOR，则在步骤305中ANPOR提供的信息可能不足以确定传输速度。此外，通信设备120可能不愿意从网关121检索DNPOR，因为可用于网关121的资源可能受限。因此，通信设备120的处理单元1301可以每五秒，而不是每二十秒从网关121检索ANPOR。
可以结合图1B查看图3中所说明的流程图。出于说明的目的，通信设备101可以具有多个WAN接口。在步骤302中，所述WAN接口可以连接到网关102a并且网关102a可以充当从属网关。在步骤303中，通信设备101的处理单元1301随后从网关102a检索DNPOR。在步骤305中，通信设备101的处理单元1301基于检索到的DNPOR确定传输速度。在步骤306中，通信设备101的处理单元1301根据所确定的传输速度来分配数据。或者，在步骤302中，连接到通信设备101的网关102a可以不是从属网关。在步骤304中，通信设备101的处理单元1301随后从网关检索ANPOR。
图4A说明根据本发明的一个实施例的过程。在步骤401中，通信设备120的处理单元1301将标识请求发送到网关121。由于网关121充当从属网关或能够作为从属网关121，因此在步骤402中所述网关将标识确认发送到通信设备120。标识确认可以具有用于指示网关121是否已充当从属网关或是否能够作为从属网关的字段，例如，状态字段1013。如果网关121能够充当从属网关，但未充当从属网关，则在步骤403中通信设备120的处理单元1301可以将网关121配置为从属网关。如果网关121已充当从属网关，则通信设备120的处理单元1301指示网关121发送ANPOR或DNPOR。因此，如果网关121充当从属网关，则在步骤404中网关121将发送ANPOR或DNPOR。
可以结合图1B查看图4A中所说明的过程。出于说明的目的，在步骤401中，通信设备101的处理单元1301将标识请求发送到网关102。网关102a能够作为从属网关，但网关102b不能够作为从属网关。在步骤402中，网关102a的处理单元1201随后将标识确认发送到通信设备101。此外，在步骤403中，通信设备101的处理单元1301开始配置网关102a。在步骤404中，网关102a充当从属网关并且将DNPOR或ANPOR发送到通信设备101。另一方面，网关102b不能够作为从属网关。网关102b的处理单元1201随后可以将ANPOR发送到通信设备101。
在一个变型例中，通信设备120可以从网关121接收DNPOR或ANPOR，而不是从网关121检索DNPOR或ANPOR。图9是示出网关端过程的实施例的说明。
图5是说明根据本发明的一个实施例的过程的流程图。在步骤301中，过程开始。在步骤302中，通信设备120的处理单元1301确定网关是否是从属网关。如果网关是从属网关，则在步骤303中通信设备120的处理单元1301从从属网关检索DNPOR。否则，在步骤304中，通信设备120的处理单元1301从网关检索ANPOR。在步骤501中，通信设备120监视连接的网络性能。在步骤502中，通信设备120的处理单元1301根据在步骤501中检索到的DNPOR或ANPOR以及观察到的网络性能来确定传输速度。在步骤306中，通信设备120的处理单元1301根据所确定的传输速度来分配数据。出于说明的目的，网关121可以连接到通信设备120并且网关121可以被配置为从属网关。在步骤303中，通信设备120的处理单元1301可以从网关121检索DNPOR。此外，在步骤501中，通信设备120可以从连接监视网络性能。随后，通信设备120的处理单元1301可以通过比较检索到的DNPOR和观察到的网络性能来确定传输速度。因此，通信设备120的处理单元1301可以根据所确定的传输速度分配数据。
可以结合图1B查看图5中所说明的流程图。通信设备120可以具有多个WAN接口并且所述通信设备可以连接到多于一个的网关。出于说明的目的，通信设备101具有多个WAN接口。在步骤302中，通信设备101的处理单元1301确定网关是否是从属网关。如果网关是从属网关，则在步骤303中通信设备101的处理单元1301从从属网关检索DNPOR。否则，在步骤304中，通信设备101的处理单元1301从网关检索ANPOR。在步骤501中，通信设备101监视连接的网络性能。在步骤502中，通信设备101的处理单元1301根据在步骤501中检索到的DNPOR或ANPOR以及观察到的网络性能来确定传输速度。在步骤306中，通信设备101的处理单元1301根据所确定的传输速度来分配数据。在一个实例中，通信设备101可以连接到可以被配置为从属网关的网关102a。在步骤303中，通信设备101的处理单元1301可以从网关102a检索DNPOR。此外，在步骤501中，通信设备101可以从连接监视网络性能。随后，通信设备101的处理单元1301可以通过比较检索到的DNPOR和观察到的网络性能来确定传输速度。因此，通信设备101的处理单元1301可以根据所确定的传输速度分配数据。
图6是说明根据本发明的一个实施例的过程的流程图。当通信设备101的处理单元1301确定用于在步骤605处在多个连接之中分配数据包的步骤604处的加权，基于对于多个连接观察到的网络性能来计算加权。可以由处理单元1301通过以下方式估计观察到的网络性能：在步骤601处监视更多连接中的一个的网络性能；在步骤602处从连接到连接穿过的通信设备101的对应一个或多个从属网关检索一个或多个DNPOR；以及在步骤603处从连接到连接穿过的通信设备101的对应一个或多个从属网关检索一个或多个ANPOR。可获得更详细且更频繁的网络性能观察，通信设备的处理单元具有用于确定多个连接之中的合适加权的更准确信息。例如，通信设备的处理单元可以选择所有多个连接之中具有用于通过IP数据包传输语音的最低时延的连接。在另一实例中，通信设备的处理单元可以根据每个连接处的可用带宽在所有多个连接之中分配超文本传输协议(HTTP)和安全超文本传输协议(HTTPS)请求。不存在必须同时观察所有网络性能的限制。例如，可以比步骤602和603早约10秒执行步骤601。优选地，尤其对于移动网络，在五秒内执行步骤601、602和603。DNPORS和ANPORS应尽可能更新，以便反映更多当前的网络性能。
对于图1A中所说明的网络环境，通信设备120仅具有一个WAN接口123并且网关121仅具有一个WAN接口124。可以存在通过WAN接口123和WAN接口124在通信设备120与其它主机和网络节点之间建立的多个连接。可以在每个连接上执行网络性能观察。网关121产生用于连接中的一个或多个的DNPOR和/或ANPOR。通信设备120随后分别在步骤602或603处从网关121接收DNPOR和/或ANPOR。由于存在一个
对于图1B中所说明的网络环境，通信设备101具有四个WAN接口103并且网关102a和102b都各自具有一个WAN接口。通过WAN接口102a、102b、103a、103b、103c和103d在通信设备120与其它主机和网络节点之间可以存在建立的多个连接。可以在每个连接上执行网络性能观察。网关102a和102b产生用于分别穿过所述网关的连接中的一个或多个DNPOR和/或ANPOR。通信设备120随后分别从网关102a和102b接收DNPOR和/或ANPOR。对于经由WAN接口103c和103d建立的连接的网络性能，通信设备101的处理单元本身监视网络性能。
图7是说明根据本发明的一个实施例的过程的流程图。在图7中省略与图6中所说明的流程图相比较，即步骤603。使用图1B中的网络环境作为说明，出于说明的目的，网关102a是从属网关并且网关102b不是从属网关。通信设备101未将网关102b用来将数据包传输到互连网络107，因为网关102b不能够将DNPOR发送到通信设备101。当通信设备101的处理单元不能够在不具有DNPOR的情况下估计网络性能时，所述处理单元不使用连接到网关102b以将数据包传输到互连网络107的WAN接口103。在一个变型例中，网关102b不是从属网关，但是能够向通信设备101提供DNPOR，通信设备101的处理单元使用WAN接口103b。
图8是说明根据本发明的一个实施例的过程的流程图。可以结合图1B查看流程图。在步骤801中，通信设备101的处理单元1301确定到通过互连网络可到达的主机的连接的时延。连接的时延可以从网关102收集，因为网关102经由WAN接口103a和103b连接到通信设备101。此外，通信设备101的处理单元1301确定用于经由WAN接口103c和103d建立的连接的时延信息。如果在步骤802中存在至少两个符合时延要求的连接，则在步骤804中通信设备101在连接之中分配数据。或者，如果在步骤802中仅存在一个或不存在符合时延要求的连接，则在步骤803中通信设备101的处理单元1301确定是否仅存在一个符合时延要求的连接。如果在步骤803中仅存在一个符合时延要求的连接，则在步骤805中通信设备101使用所述连接。如果在步骤803中不存在符合时延要求的连接，则在步骤806中通信设备101使用具有最低时延的连接。
图12A说明根据本发明的网关121的一个实施例。
为便于阅读，以下关于网关121的论述还适用于网关120a和120b。网关121包括处理单元1201、主存储器1202、LAN接口1203、系统总线1204、RF收发器1205、WAN接口1206、辅助存储装置1207和天线1208。处理单元1201和主存储器1202彼此直接连接。WAN接口1206和RF收发器1205可以彼此直接连接或耦合。在一个变型例中，RF收发器1205可以用作WAN接口。出于说明的目的，RF收发器1205可以是嵌入式3G调制解调器，则可以不需要WAN接口1206。
LAN接口1203经由系统总线1204连接到处理单元1201。LAN接口1203对应于LAN接口125或LAN接口109。主机或网络节点可以经由LAN接口1203与网关121形成LAN。
系统总线1204直接或间接将处理单元1201连接到LAN接口1203、WAN接口1206和辅助存储装置1207。使用系统总线1204允许网关121具有增加的模块性。
RF收发器1205连接到WAN接口1206和天线1208。RF收发器1205能够通过天线1208将从WAN接口1206接收的数据传输到基站。此外，网关121能够通过天线1208、RF收发器1205和WAN接口1206接收源自基站的数据。因此，网关121能够通过WAN接口1206、RF收发器1205和天线1208连接到接入网络。
天线1208直接连接到RF收发器1205或耦合到RF收发器1205。天线1208用于将电信号发射到基站以及从基站接收电信号。
图12B说明根据本发明的网关142的实施例。网关142包括处理单元1221、主存储器1222、LAN接口1223、系统总线1224、RF收发器1225、WAN接口1226、辅助存储装置1227和天线1228。处理单元1221和主存储器1222彼此直接连接。
WAN接口1226和RF收发器1225可以彼此直接连接或耦合。类似于RF收发器1205，RF收发器1225可以用作WAN接口。随后可以不需要WAN接口1226。
系统总线1224直接或间接将处理单元1221连接到LAN接口1223、WAN接口1226和辅助存储装置1227。使用系统总线1224允许网关142具有增加的模块性。
网关142可以经由LAN接口1223与其它主机或网络节点形成LAN。此外，如果两个SIM卡插入到网关142中，则网关142能够通过RF收发器1225、WAN接口1226和天线1228连接到两个无线网络。
天线1228直接连接到RF收发器1225。类似于天线1208，天线1228用于将电信号发射到基站以及从基站接收电信号。
图13说明根据本发明的通信设备的实施例。通信设备包括处理单元1301、主存储器1302、LAN接口1303、系统总线1304、WAN接口1305和辅助存储装置1306。处理单元1301和主存储器1302彼此直接连接。
LAN接口1303经由系统总线1304连接到处理单元1301。主机或网络节点可以经由LAN接口1303与通信设备形成LAN。
系统总线1304直接或间接将处理单元1301连接到LAN接口1303、WAN接口1305和辅助存储装置1207。使用系统总线1304使通信设备能够具有增加的模块性。
通信设备可以经由WAN接口1305连接到接入网络。出于说明的目的，WAN接口1305a可以是USB接口并且可以连接到USB调制解调器。此外，WAN接口1305b可以是以太网接口。随后，通信设备可以通过WAN接口1305a连接到有线接入网络或通过WAN接口1305b连接到无线接入网络。
图1B中所说明的通信设备101可以与图13中所说明的通信设备具有相同架构和功能性。WAN接口1305a、1305b、1305c和1305d分别对应于WAN接口103a、103b、103c和103d。LAN接口1303a和1303b分别对应于LAN接口104a和104b。在一个情形中，可以使用RF收发器和天线实施WAN接口。例如，在通信设备101中，可以使用RF收发器和天线实施对应于WAN接口103c的WAN接口1305c。在另一情形中，可以使用以太网接口实施WAN接口。例如，在通信设备101中，可以使用以太网接口实施对应于WAN接口103d的WAN接口1305d。随后，通信设备101可以使用以太网电缆有线地连接到互连网络146。
此外，可以通过图13中所说明的通信设备实施图1A中所说明的通信设备120和图1C中所说明的通信设备141。通信设备120和141可以具有与图13中所说明的通信设备类似的架构。例如，通信设备120和141可以具有处理单元1301、主存储器1302、LAN接口1303、系统总线1304等。应注意，图13中所说明的通信设备中的LAN接口和WAN接口的数目分别不限于2和4。例如，通信设备120具有一个WAN接口和两个LAN接口。通信设备120的WAN接口123对应于WAN接口1305a，并且通信设备120的LAN接口122对应于LAN接口1303。类似地，通信设备141具有两个WAN接口和两个LAN接口。通信设备141的WAN接口143、149可以对应于WAN接口1305，并且通信设备141的LAN接口144可以对应于LAN接口1303。
图1C说明根据本发明的网络环境中的一个。通信设备141经由WAN接口143连接到网关142。网关142具有WAN接口147和LAN接口148。网关142能够通过WAN接口147无线连接到互连网络146。例如，可以通过使用嵌入式3G调制解调器实施WAN接口147，并且网关142可以具有对应于所述嵌入式3G调制解调器的至少两个SIM插槽。随后，网关142可以通过天线145使用插入到两个SIM插槽中的两个SIM卡连接到互连网络146。然而，对于本发明，网关142不限于使用两个WAN接口和两个SIM卡来连接到互连网络146。例如，网关142可以使用WAN接口147a或WAN接口147b来连接到互连网络146。例如，网关142具有分别对应于WAN接口147a和147b的SIM插槽A和SIM插槽B。当SIM卡仅插入到SIM插槽A中时，网关142可以通过WAN接口147a和天线145a连接到互连网络146。
网关142经由LAN接口148连接到通信设备141。通信设备141可以通过网关142连接到互连网络146。另外，通信设备141能够经由WAN接口149连接到互连网络146。例如，可以通过使用嵌入式LTE调制解调器实施WAN接口149并且通信设备141可以具有SIM插槽。当SIM卡插入到SIM插槽中时，通信设备141可以通过嵌入式LTE调制解调器和天线150连接到互连网络146。
通信设备141可以具有一个或多个LAN接口144。LAN接口144可以是有线LAN接口或无线LAN接口。例如，LAN接口144a可以是有线以太网接口，并且LAN接口144b可以是基于IEEE 802.11的LAN接口。
不存在对用于嵌入式调制解调器的无线技术的限制。例如，使用的无线技术可以包含3G、LTE、HSPA、WiFi等。
当通信设备141从去往通过互连网络146可到达的主机的LAN接口144中的一个接收包时，所述通信设备可以将所述包转发到WAN接口143或149。出于说明的目的，通信设备141的处理单元1301确定经由WAN接口143发送包。当网关142不是从属网关时，通信设备141无法控制网关142通过WAN接口147a或147b将包发送到互连网络146。另一方面，当网关142是从属网关时，通信设备141的处理单元1301能够控制网关142通过WAN接口147a或147b将包发送到互连网络146。由于网关142是从属网关，因此关于如何接收和传输包，所述网关可以由通信设备141控制。通信设备141可以在网关142中产生策略。例如，通信设备141的处理单元1301在网关142中设定以下策略：发送到可通过互连网络146到达的第一主机的包将经由WAN接口147a发送以及发送到可通过互连网络146到达的第二主机发送的包将经由WAN接口147b发送。在网关142处，当网关142的处理单元1221接收策略时，所述处理单元可以将所述策略存储于其本地存储媒体中。当网关142的处理单元1221接收包时，所述处理单元检查是否应根据所存储策略中的一个处理所述包。如果是，则网关142的处理单元1221将相应地处理所述包。
在一个变型例中，通信设备141可以通过基于每个包的指令将包传输到网关142。所述指令可以与包一起进行标记；可以单独在不同包中发送；可以嵌入到包的选项字段中；可以嵌入到组合包中，所述组合包也嵌入包。在一个变型例中，当指令嵌入到包的选项字段中时，网关142可以在根据指令通过WAN接口147a或147b发送包之前从选项字段清除指令。在一个变型例中，基于每个会话发送指令。在会话开始时，通过通信设备141将指令发送到网关142。不需要在会话期间再次发送指令。将根据指令传输属于会话的所有包。在一个变型例中，基于每个IP地址发送指令。因此，根据指令发送去往通过互连网络146可到达的特定IP地址的所有包。因此，一个益处是将通信设备141与从属网关连接能够精确地确定用于传输和接收包的方法。
不存在指令的格式的限制。例如，指令可以是二进制格式、XMF格式、JSON格式、字符串等。只要通信设备141和网关142两者辨识指令，本领域技术人员就应了解，指令可以呈多种格式。类似地，存在可以用于发送指令的多种协议。不存在协议的限制，例如，HTTP、SSL、CAPWAP、TCP或UDP可以用作通信协议。
在一个变型例中，当网关142充当从属网关时，WAN接口147a和147b可以被视为通信设备141的两个额外WAN接口。因此，通信设备141被认为具有四个WAN接口，即WAN接口143、147a、147b和149，使得当包将被传输到互连网络146时，通信设备141的处理单元1301可以确定这四个WAN接口中用于传输包的WAN接口。出于说明的目的，如果包将通过WAN接口147a传输，则通信设备141的处理单元1301会将指令以及包发送到网关142。可以通过通信设备141的处理单元1301标记指令。当网关142的处理单元1221接收包和指令时，网关142的处理单元1221随后认识到，包应通过WAN接口147a传输。因此，网关142将通过WAN接口147a和天线145a将包发送到互连网络146。从通信设备141接收的与从通信设备141接收的包一起进行标记的指令不会发送到互连网络146，因为所述指令仅用于通信设备141与网关142之间的通信目的。
当通信设备141的处理单元1301不指示用于WAN接口选择的网关142时，通信设备141的处理单元1301将不通过WAN接口143发送指令以及包。网关142的处理单元1221将确切地说确定使用WAN接口147a或147b来传输包。本领域技术人员应了解，网关142可以基于多个标准作出决定，例如：通过网关142的管理员配置的出口策略、通过通信设备141的管理员配置的出口策略、WAN接口147a和147b的网络性能观察、通过WAN接口147a和147b发送包的货币成本等。类似地，通信设备141可以基于类似标准作出决定，例如：通过通信设备141的管理员配置的出口策略。
当通信设备141的处理单元1301使用WAN接口149来经由天线150发送包时，不需要将指令发送到WAN接口149，因为通信设备141的处理单元1301不能够控制接收包的下一网络节点。
在另一实施例中，通信设备141可以感知到WAN接口147a和147b已替换WAN接口143，因为经由WAN接口143传输和接收的包也将经由WAN接口147a或147b。通信设备141被认为具有三个WAN接口，即，WAN接口147a、147b和149。当包将被传输到互连网络146时，通信设备141的处理单元1301可以确定这三个WAN接口中用于传输包的WAN接口。通信设备141的处理单元1301会将指令发送到网关142以向网关142的处理单元1221指示应使用WAN接口147a或147b中的哪个WAN接口。或者，通信设备141的处理单元1301会将指令发送到网关142以指示网关142的处理单元1221对使用WAN接口147a和147b不存在优先选择，并且处理单元1221本身可以确定WAN接口147a和147b中的哪个WAN接口用于传输包。
通过将感知到WAN接口147a和147b替换WAN接口143的实施例与感知到WAN接口147a和147b作为用于通信设备141的额外WAN接口的实施例相比较，在不将指令发送到网关142的情况下通过WAN接口143发送数据包的益处在于，使网关142的处理单元1221能够确定应使用WAN接口147a或147b中的哪个WAN接口。这可以减小通信设备141中的处理负载，并且减小通信设备141与网关142之间的通信量，因为不发送指令。另一方面，在指令到达网关142的情况下通过WAN接口143发送数据包的益处使通信设备141的处理单元1301能够在WAN接口选择中具有更多控制。
在一个变型例中，当网关142充当从属网关时，网关142将DNPOR提交到通信设备141以确定应使用哪个WAN接口。例如，当DNPOR指示WAN接口147b正经历大量丢包时，通信设备141的处理单元1301可以确定不使用WAN接口147b。通信设备141的处理单元1301随后可以使用WAN接口147a和WAN接口149来传输包。通信设备141的处理单元1301会将不使用WAN接口147a来传输包的指令发送到网关142。例如，可以基于每个包、基于每个会话或基于其它发送指令。或者，使用ANPOR而不是DNPOR。网关142将ANPOR发送到通信设备141，并且随后通信设备141的处理单元1301可以基于ANPOR和待传输包的内容、目标、类型或协议将指令发送到网关142。DNPOR比ANPOR优选，因为DNPOR提供更详细的网络性能信息并且将帮助通信设备141的处理单元1301作出更佳决定。
在一个变型例中，当在通过无线调制解调器实施的WAN接口处，丢包数目超过阈值时，通信设备141的处理单元1301配置无线调制解调器以使用另一无线通信信道。这可以改进弃包率。或者，复位无线调制解调器以希望解决弃包问题。
当不存在可用于WAN接口处的连接，例如接入连接和VPN连接时，通信设备141的处理单元1301不会选择WAN接口来传输数据包。处理单元1301能够通过检查WAN接口状态或其用于VPN连接状态的操作系统来检测WAN接口149连接到接入连接还是VPN连接。处理单元1301通过检查从网关142接收的DNPOR或ANPOR来确定WAN接口147a和147b连接到接入连接还是VPN连接。
不存在对可以连接到通信设备141的网关142的数目的限制。例如，出于说明的目的，如果通信设备141具有额外WAN接口并且存在执行为连接到额外WAN接口的从属网关的另一网关142，则通信设备141能够选择五个WAN接口中的一个或多个来传输数据包。
在一个变型例中，用户接口，例如万维网或串行控制台端子可以用于让通信设备141的管理员配置通信设备141应如何使用网关142。在用户接口中，例如允许管理员选择以察觉到WAN接口147a和147b已替换WAN接口143，用于数据包出口策略。
图14A说明根据本发明的一个实施例。仅出于说明的目的，网关142充当非从属网关。通过虚线说明VPN连接。在WAN接口149与152之间建立第一VPN连接。在WAN接口143与152之间建立第二VPN连接。因为第二VPN连接穿过网关142并且可以经由WAN接口147a和147b传输和接收属于第二VPN连接的包。网关142不需要意识到通过所述网关建立第二VPN连接。网关142的处理单元1221确定如何传输属于第二VPN连接的包。
在一个变型例中，仅出于说明的目的，网关142充当从属网关。当通信设备141的处理单元1301发送属于第二VPN的包时，所述处理单元发送指令以及包。随后，网关142根据指令确定经由WAN接口147a或147b传输包。在一个变型例中，基于每个会话发送指令。因此，将根据指令通过WAN接口147a或147b传输属于同一会话并且使用第二VPN连接传输的包。例如，使用第二VPN连接传输和接收属于视频会议的包。指令可以通过通信设备141发送以指示网关142通过WAN接口147a传输视频会议的语音包以及通过WAN接口147b传输视频会议的视频包。这可以提高速度和可靠性。出于说明的目的，网关142的处理单元1221可以通过检查包的端口数来检查包在载送语音数据还是视频数据。
不存在对可以通过一个WAN接口建立的VPN连接数目的限制。例如，除了第一和第二VPN连接之外，可以存在经由WAN接口147b从WAN接口143至WAN接口152建立的第三VPN连接。一般来说，VPN连接的数目由通信设备141的处理单元1301的处理功率以及网络节点151的处理单元的处理功率限定。
图14B说明根据本发明的一个实施例。当网关142充当通信设备141的从属网关时，通信设备141与网络节点151建立三个VPN连接。在WAN接口143与152之间并且经由WAN接口147a建立第一VPN连接。在WAN接口143与152之间并且经由WAN接口147b建立第二VPN连接。在WAN接口149与152之间建立第三VPN连接。分别使用WAN接口143、143和149的IP地址建立第一、第二和第三VPN连接。通信设备141的处理单元1301配置或指示网关142以分别经由WAN接口147a和147b传输属于第一VPN连接和第二VPN连接的数据包。当通信设备141在WAN接口143与152之间建立VPN连接时，通信设备141具有用于VPN连接的VPN配置参数。
在一个变型例中，分别在WAN接口147a与152之间以及在WAN接口147b与152之间建立第一和第二VPN连接。分别使用WAN接口147a和147b的IP地址，而不是使用WAN接口143的IP地址建立第一和第二VPN连接。当通信设备141的处理单元1301传输属于第一或第二VPN连接的包时，所述处理单元经由WAN接口143将所述包以及指令传输到LAN接口148，所述指令通知网关142包属于的VPN连接的标识。因此，网关142的处理单元1221能够选择第一或第二VPN连接来传输包。当网关142通过第一或第二VPN连接接收包时，处理单元1221将包转发到WAN接口143。当通信设备141从网关142接收包时，包可以从在WAN接口147a或147b处接收到的封装包中解封装。或者，将封装包转发到通信设备141，使得处理单元1301将解封装所述封装包以检索包。使用用于建立VPN连接的WAN接口147a和147b的IP地址的一个益处是不使用WAN接口143的IP地址。例如，当WAN接口143分配有私有IP地址或网关142执行WAN接口143的网络地址转换时，WAN接口143的IP地址可以不用于建立VPN连接。
使用通信设备141与网络节点151之间的VPN连接允许从LAN接口144接收的包隧穿到网络节点151且反之亦然。可以通过所建立的VPN连接中的一个传输包。
根据本发明的一个实施例，在通信设备141与网络节点151之间建立的多个VPN连接可以接合或聚合在一起以形成聚合连接。所述多个VPN连接中的一些VPN连接可以经由网关142建立。通信设备141可以通过聚合连接将数据传输到网关142或从网关142接收数据。例如，当网关142充当非从属网关时，可以通过聚合两个VPN连接形成聚合连接。可以通过WAN接口143和152建立两个VPN连接中的一个。可以通过WAN接口149和152建立另一VPN隧道。与非聚合式VPN连接相比，使数据通过聚合连接发送的益处包含较高可靠性和安全性。例如，当连接到WAN接口149的接入网络拥塞或乱序时，数据随后可以通过经由WAN接口143建立的VPN连接发送。
本发明的范围不限于仅具有两个VPN连接的聚合式VPN连接。所述聚合式VPN连接可以包括用于较高带宽和性能的多个VPN连接。
例如，如果网关142充当从属网关，则可以通过聚合四个VPN连接形成聚合连接。可以通过WAN接口147a和152建立第一VPN连接。可以通过WAN接口147b和152建立第二VPN连接。可以通过WAN接口143和152建立第三VPN连接。可以通过WAN接口149和152建立第四VPN连接。聚合式VPN连接执行为一个VPN连接，使得从LAN接口144接收的包可以通过聚合式VPN连接隧穿到网络节点151的WAN接口152。类似地，来自网络节点151或通过连接到网络节点151的本地网络由网络节点151接收的包可以通过聚合式VPN连接隧穿到LAN接口144a或144b。
与使用非聚合连接相比，使用聚合连接提供更高可靠性和更多带宽。通信设备141的处理单元1301可以选择VPN连接以根据VPN连接的网络性能或策略分配数据。例如，通信设备141的处理单元1301可以选择具有较轻流量负载的VPN连接。
此外，使用聚合连接在选择不同接入网络时提供较高灵活性。例如，如果网关142充当从属网关，则可以通过聚合三个VPN连接形成聚合连接。可以通过WAN接口147a和152建立第一VPN连接。可以通过WAN接口147b和152建立第二VPN连接。可以通过WAN接口149和152建立第三VPN连接。每个WAN接口可以通过相应RF收发器连接到接入网络。因此，当选择集中式连接的VPN连接来传输数据时，通信设备141可以利用VPN连接的不同网络性能。

Claims (16)

1.一种用于通过网络节点处的多个广域网接口分配数据包到网关的方法，其包括以下步骤：
a. 发送至少一个标识请求到所述网关；
b. 确定连接到所述网络节点的所述网关是否被配置为从属网关；
c. 当所述网关被配置为从属网关，则所述网络节点从所述网关检索详细的网络新性能观察报告DNPOR，当所述网关未被配置为从属网关，则所述网络节点从所述网关检索可用的网络新性能观察报告ANPOR；
d. 所述网络节点观察连接的网络性能，将连接的观察到的网络性能与ANPOR或DNPOR相比较，基于连接的观察到的网络性能和/或检索到的ANPOR或DNPOR确定连接的网络性能；以及
e. 确定用于发送网络数据的多个连接之中的权重、传输速度或频率，分配数据包到所述多个广域网接口之中的一个或多个；以及
其中所述多个广域网接口的第一广域网接口连接到所述网关。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述网关包括多个广域网接口。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述网关的所述多个广域网接口的至少一个是无线调制解调器。
4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括以下步骤：
f. 通过所述网络节点的所述多个广域网接口及所述网关的所述多个广域网接口建立的多个连接；以及
g.确定连接的时延；
其中步骤 e 的执行是基于所述连接的时延。
5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括以下步骤：
h.当所述多个连接的第一连接的时延大于时延要求时，不使用所述第一连接。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括以下步骤：
i.聚合所述多个连接以形成聚合连接。
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤：
j.通过所述一个或多个广域网接口建立多个连接。
8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括以下步骤：
k. 聚合所述多个连接以形成聚合连接。
9.一个网络节点，包括：
多个广域网接口；
至少一个主存储器；
至少一个处理单元；
至少一个辅助存储装置，所述至少一个辅助存储装置存储可由所述至少一个处理单元执行的程序指令，其包括以下步骤：
a. 发送至少一个标识请求到网关；
b. 确定连接到所述网络节点的所述网关是否被配置为从属网关；
c. 当所述网关被配置为从属网关，则所述网络节点从所述网关检索详细的网络新性能观察报告DNPOR，当所述网关未被配置为从属网关，则所述网络节点从所述网关检索可用的网络新性能观察报告ANPOR；
d.所述网络节点观察连接的网络性能，将连接的观察到的网络性能与ANPOR或DNPOR相比较，基于连接的观察到的网络性能和/或检索到的ANPOR或DNPOR确定连接的网络性能；以及
e. 确定用于发送网络数据的多个连接之中的权重、传输速度或频率，分配数据包到所述多个广域网接口之中的一个或多个；以及
其中所述多个广域网接口的第一广域网接口连接到所述网关。
10.根据权利要求9所述的网络节点，其中所述网关包括多个广域网接口。
11.根据权利要求10所述的网络节点，其中所述网关的所述多个广域网接口的至少一个是无线调制解调器。
12.根据权利要求9所述的网络节点，其中所述至少一个辅助存储装置存储可由所述至少一个处理单元执行的程序指令，所述程序指令包括以下步骤：
f.通过所述网络节点的所述多个广域网接口及所述网关的所述多个广域网接口建立的多个连接；以及
g.确定连接的时延；
其中步骤 e的执行是基于所述连接的时延。
13.根据权利要求12所述的网络节点，其中所述至少一个辅助存储装置存储可由所述至少一个处理单元执行的程序指令，所述程序指令包括以下步骤：
h. 当所述多个连接的第一连接的时延大于时延要求时，不使用所述第一连接。
14.根据权利要求13所述的网络节点，其中所述至少一个辅助存储装置存储可由所述至少一个处理单元执行的程序指令，所述程序指令包括以下步骤：
i.聚合所述多个连接以形成聚合连接。
15.根据权利要求9所述的网络节点， 其中所述至少一个辅助存储装置存储可由所述至少一个处理单元执行的程序指令，所述程序指令包括以下步骤：
j.通过所述一个或多个广域网接口建立多个连接。
16.根据权利要求15所述的网络节点，其中所述至少一个辅助存储装置存储可由所述至少一个处理单元执行的程序指令，所述程序指令包括以下步骤：
k.聚合所述多个连接以形成聚合连接。
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