CN1224557A - 通信路径控制设备、通信路径控制方法和通信路径控制单元 - Google Patents

通信路径控制设备、通信路径控制方法和通信路径控制单元 Download PDF

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Abstract

数据路径控制设备1具有:第一接口部分,用于连到LAN;第二接口部分,用于通过诸如电话线路的小传输容量双向线路连到外部网络;和第三接口部分,用于从诸如卫星广播线路的大传输容量单向线路接收大容量数据。数据路径控制设备根据先前设置的对应关系改变从计算机发送给网络的数据的发送器地址,从而控制此路径,以便通过大传输容量单向线路从网络发送大容量数据。由计算机侧选择应答从计算机输出给外部网络的请求数据的来自网络的应答数据路径,并在应答数据由大容量数据组成的情况中,能选择具有大传输容量的卫星线路。

Description

通信路径控制设备、通信路径控制 方法和通信路径控制单元
本发明涉及自利用电话线路与广播线路的网络的数据分配业务的通信路径控制设备与通信路径控制方法以及通信路径控制单元。
模拟电话线路和诸如ISDN的数字电话线路通常被用作家庭计算机与外部网络之间的线路。然而，公用数据网的数据传输率范围大致为用于通过调制解调器使用的模拟电话线路的30kb/s那样低，和用于诸如ISDN的数字线路的64kb/s或128kb/s那样低。因此，在通过公用线路接入(拨号连接)外部网络之后发送大量图象数据花费几分钟至几十分钟的长时间。特别是，从Internet(因特网)中提供的各种业务通常包含图象和所需的信息不能在短时间内由上级装入，这样的慢传输能导致效率与吸引力的降低。因此，希望使用大容量线路以便以高速率在计算机与诸如Internet的外部网络之间发送大量数据。
专用的数字线路、利用同轴电缆的CATV(有线电视)线路和卫星广播线路可作为用于计算机与外部网络之间的数据传输的大量线路。
专用的数字线路是独立于公用线路网络安装的高速率数字线路并且是与通信提供者签约的用户能专门使用的线路。近来，一些家庭通信用户使用专用数字线路连到Internet。
CATV线路是在家庭用户与广播提供者之间安装的用于广播节目传输的线路。此线路通常包括能用于双向数据通信的同轴电缆，在某些情况下在节目分配者一侧与接收一侧之间利用单根同轴电缆进行双向通信。
另一方面，卫星广播线路是用于从一颗广播卫星分配广播节目给许多用户的单向线路。因此，在将卫星广播线路用作在计算机与外部网络之间发送/接收数据的通信路径时，要求组合使用诸如公用线路或专用线路的地面双向线路。因而将一个任意计算机通过公用线路连到卫星线路是困难的。
用于接收从卫星线路发送给计算机的数据的接收设备一般构造为利用专用线路连到特定类型的计算机上。
而且，在计算机构成诸如LAN(局域网)的网络的情况中，计算机通常通过称为路由器的路径控制设备连到外部网络，路由器用于控制网络之间的接入路径的。
在计算机与外部网络之间可获得多条接入路径的情况中，路由器具有根据例如数据地址从多条接入路径中选择一条路径的功能。然而，常规的路由器不具有控制从外部网络的返回数据到自任一计算机发送的数据的返回路径的功能。
如上所述，在通过多个通信设备或通信路径发送/接收数据的情况中，要求通信路径控制装置来控制通信路径。然而，常规的通信路径控制装置的灵活性差，这是因为通常利用计算机来构造这样的通信路径控制装置。
在从卫星线路发送广播数据的情况中，除具有接收合同的特定用户之外的用户能容易地接收此数据。因此，上述接收设备应具有加密功能，以使特定用户能正确接收该数据，而没有接收合同的用户不能接收该数据。
正是鉴于上述问题而完成了本发明，本发明的目的是提供一种通信路径控制设备和通信路径控制方法，具有控制网络之间数据的通信路径的功能并且还具有控制从卫星线路接收数据的功能。
用于解决上述问题的本发明的通信路径控制设备是一种通信路径控制设备，用于控制第一网络与第二网络之间的通信路径，具有：用于连到第一网络的第一接口部分；第二接口部分，用于连到在第二网络间传送的双向数据的第一通信路径；第三接口部分，用于连到第二通信路径，该第二通信路径用于从第二网络至第一网络的单向数据传输，并具有比第一通信路径更大的传输容量；和控制装置，用于根据通过第一通信路径从第一网络发送给第二网络的数据，选择第一通信路径与第二通信路径中任何一条路径作为应答所发送数据的应答数据的返回路径。
用于解决上述问题的本发明的通信路径控制方法是用于控制第一网络与第二网络之间的通信路径的通信路径控制方法，包括：第一传送步骤，用于传送通过第一接口部分从第一网络输入的数据给第二接口部分；第二传送步骤，用于从第二接口部分传送数据给用于第二网络之间双向数据传输的第一通信路径；和第三传送步骤，用于从第二通信路径输出应答寻址第三接口部分的数据的应答数据，此第二通信路径用于从第二网络单向发送数据给第一网络并具有比第一通信路径更大的传输容量，其中应答所发送数据的应答数据的返回路径，根据通过第一通信路径从第一网络发送给第二网络的数据来指定。
根据此通信路径控制设备和方法，控制应答从任意计算机发送给网络的数据的应答数据的路径，因此，在由上级站装入大容量数据的情况中，将大容量单向线路指定用于短时间数据传送，因而有效地操作网络。
用于解决上述问题的本发明的通信路径控制单元是用于控制在局域网与Internet之间通信路径的通信路径控制单元，包括：第一接口部分，具有连到局域网的第一连接部分；第二接口部分，具有连到用于Internet之间双向数据传输的第一通信路径的第二连接部分；第三接口部分，具有连到用于从Internet至局域网的单向数据传输的第二通信路径的第三连接部分；接收装置，用于接收输入给第三接口部分的卫星广播数据；控制信息存储装置，用于存储局域网的地址信息和端口号信息，与Internet的地址信息和端口号信息之间先前设置的对应关系；和控制装置，根据通过第一通信路径从局域网发送给Internet的数据，选择第一通信路径与第二通信路径中任何一条路径作为应答所发送数据的应答数据的返回路径。
根据本发明的通信路径控制单元，具有：诸如从卫星线路接收数据功能的用于卫星线路的接口部分、用于LAN的接口部分和用于电话线路的接口部分的多个接口部分；以及用于根据所发送数据在其中选择通信路径的通信路径控制功能，包含在一个小型盒(compact box)中，并且各个接口的另外的线路连接端子利用通用连接器构造在盒面板上，从而使本发明的通信路径控制单元用作各种计算机的通信路径控制设备，而不管计算机的类型如何。
图1是表示用于利用根据本发明的数据路径控制设备执行在计算机与外部网络之间发送/接收的数据的路径控制的基本示例性连接的图。
图2是用于表示根据本发明的数据路径控制设备结构的方块图。
图3是用于表示根据本发明的数据路径控制设备的详细示例性连接的图。
图4是用于表示在本发明的数据路径控制单元的盒面板上具有的线路连接端子的详细示例性结构的图。
图5是用于表示本发明的通信路径控制方法的图。
图6是用于表示IP信息包结构的图。
图7是用于表示IP标题结构的图。
图8是用于表示路径控制表示例的图。
图9是用于表示路径控制表示例的图。
图10是用于表示地址变换表示例的图。
图11是用于描述处理从LAN中发送的数据的顺序流程图。
图12是用于描述用于处理从电话线路中发送的数据的顺序流程图。
图13是用于描述用于处理从卫星线路中发送的数据的顺序流程图。
图14A-14D是用于描述通过卫星线路发送的数据格式的图。
下面结合附图详细描述本发明的通信路径控制设备、通信路径控制方法和通信路径控制单元的最佳实施例。
图1表示用于利用是本发明的通信路径控制设备的一个实施例的数据路径控制设备1执行在计算机与外部网络之间发送/接收的数据的路径控制的示例性基本连接。这里，在连到指定为第一网络的LAN(局域网)6的计算机2与连到指定为第二网络的网络3的计算机8之间发送/接收数据的情况作为一个示例进行描述。
数据路径控制设备1是用于执行在计算机2与网络3之间发送/接收的数据的路径控制的通信路径控制设备，并具有用于连到LAN6的第一接口部分、用于连到网络3的第二接口部分和用于从卫星广播线路或CATV线路中接收大容量数据的第三接口部分。
上述第二接口部分连到小传输容量的双向线路5并且通过路由器7b连到网络3，上述第三接口部分连到大传输容量的单向线路4并且通过路由器7a连到上述第二网络3，下面将描述上述各个接口部分。
计算机2包括通过LAN6相互连接的多个计算机2a、2b、…。在图1中，仅示出两个计算机：2a与2b。然而，如果计算机在符合LAN6标准的范围内，则可以通过LAN6连接任何数量的计算机。而且，可以选择任何模型的多个上述计算机，只要模型符合LAN6的标准。
网络3包括利用发送/接收数据的通信线路相互连接的计算机，并且Internet是代表性的示例，计算机8连到网络3。
小容量双向线路5是用于在数据路径控制设备1与网络3之间发送/接收数据的第一通信路径，并且通过路由器7b连到在图中未示出的服务器。小容量双向线路4具体地是具有约30kb/s的最大数据传输速率的模拟电话线路或具有64kb/s或128kb/s的最大数据传输速率的数字电话线路，数字租用线路在某些情况中用作小容量双向线路5。
大容量单向线路4是用于从网络3发送大容量数据(下载)给LAN6的第二通信路径，并且通过具有发送出从图中未示出的服务器与网络3中提供的数据的功能的路由器7b连到网络3。大容量单向线路4具体地是CATV线路或卫星广播/通信线路，在完全使用一个通信卫星转发器的情况中最大数据传输率约是30kb/s。
LAN6是在数据路径控制设备1与计算机2之间连接的第一网络，并且通常包括通用线路。这里，举例说明具有总线类型机构，但LAN6可以在需求时具有环型或星型结构。LAN6构造为使用各种标准，诸如Ethernet、First Ethernet和IEEE 1394以及ATM(异步传送模式)与USB(通用串行总线)。而且，LAN可以构造为无线电LAN或PHS-LAN，这些在下面进行描述。
接下来，描述数据路径控制设备1的结构。
图2是用于表示数据路径控制设备1结构的方块图。数据路径控制设备1是用于控制在计算机2与网络3之间发送/接收的数据路径的通信路径控制设备，并且具有：接口部分14，用于发送/接收从卫星广播线路或CATV线路发送的大容量数据；第二接口部分15，用于通过路由器7b连到网络3的服务器；和接口部分16，用于连到LAN6。数据路径控制设备1具有CPU17、ROM18和RAM19，上述组成部分连到总线10并通过总线10输出/输入数据和控制信号。
接口部分14是诸如卫星线路的大容量单向线路4的接口，并具有前端14a、多路分解器/拆包器14b和(declipter)解密器14c。
前端14a是从大容量单向线路4中输入数据、对输入信号执行诸如解调的处理并发送给多路分解器/拆包器14b的部分。
多路分解器/拆包器14b是分离多路复用的输入数据和将此数据返回给信息包并从此信息包中提取数据部分的组成部分，所提取的数据部分发送给解密器(declipter)14C。
declipter 14C用于解密从多路分解器/拆包器14b中发送的加密数据，解密器14C具有用于解密的数据路径控制设备1特定的密钥，不利用其他数据路径控制设备解密的加密数据利用此密钥进行解密，这儿解密的数据通过总线10发送给接口部分16。
接口部分15是用于连到诸如地面公用线路的小容量双向线路5的接口，具体地，这是用于连到模拟电话线路的调制解调器或用于连到诸如ISDN的数字电话线路的TA(终端适配器)，通过这个接口部分15在LAN6与网络3之间发送/接收数据。
接口部分16是用于连到LAN6的接口，计算机2连到LAN6。具体地，这是连到计算机槽的诸如10BASE-T的Ethernet(以太网)网络卡的组成部分。通过这个接口部分16，从LAN6发送的数据通过总线10发送给CPU17，或从网络3中通过大容量单向线路4或小容量双向线路5发送的数据发送给LAN6。
CPU17监视从LAN6中发送的数据。通过比较此内容与寄存在RAM19中的信息，CPU17判断此数据是应该发送给小容量双向线路5而不改变此数据还是应该改变包含在所发送数据中的发送器信息来发送给小容量线路5，这个功能在下面进行描述。
CPU还具有使数据路径控制设备1容易如同通常路由器一样执行数据路径控制的判断功能。
ROM18用于存储指定CPU17操作的程序。
RAN19是用于存储在CPU执行路径控制时所查询的信息的控制信息存储装置。存储在RAM19中的信息例如是在改变IP(InternetProtocol因特网协议)地址(这将在下面进行描述)时将查询的表。在小容量双向线路5与LAN6之间执行通常的Internet路径控制时查询的路由选择表也存储在RAM19中。为了存储要存储在RAM19中的过多信息，可以组合使用诸如硬磁盘驱动器的辅助存储设备。
图3表示利用是本发明通信路径控制设备的一个实施例的数据路径控制设备1对在计算机与外部网络之间发送/接收的数据进行路径控制的详细示例性连接。
在这种情况中，图1中的网络是Internet23，大容量单向线路4是卫星线路24和同轴电缆24b，而LAN是Ethernet26。图3中与图1中所述的相同的组成部分给出图1所述的共同字符并省略详细的描述，而主要描述除图1中所述的之外的组成部分。
数据路径控制设备1具有用于连到Ethernet26的接口部分，用于通过是连到Internet中间所涉及的商业操作者的Internet业务提供者的拨号路由器27b连到Internet23的接口部分以及用于连到同轴电缆24b以便通过卫星线路24a与接收天线28从通信卫星29中接收数据的接口部分。
Internet23是全世界计算机网络并且提供各种业务。
卫星线路24a是利用通信卫星29的大容量单向线路。通过卫星线路24a从通信卫星29中发送的数据利用地面天线28接收并通过同轴电缆24b发送给数据路径控制设备1。
Ethernet26是利用个人计算机构造的LAN(局域网)的标准系统，能用于多种目的并且连到各种计算机。
具有10Mb/s数据传送率的称为10BASE-T的标准迄今用于Ethernet，但希望使用具有100Mb/s数据传输率的诸如100BASE-T的Fast Ethernet(快速以太网)或诸如100VG-Any LAN的高速率LAN以便接收和有效使用以高速率从大容量单向线路24a与24b中发送的数据。而且，有可能使用现在正在推广的IEEE 1394、USB(通用串行总线)、无线电LAN或PHS-LAN。这里，举例说明总线型的LAN，但也可以使用诸如令牌环的另外结构。
计算机2能接受各种LAN标准并且不管计算机类型如何都能通过LAN与数据路径控制设备1接入Internet，只要计算机具有连到Internet的功能就行。例如，在数据路径控制设备1中提供用于10BASE-T的内置Ethernet卡以便将10BASE-T的Ethernete用作LAN。
有可能利用租用线路连到Internet而不利用电话线路25。
在电话线路25是模拟或数字公用线路的情况中，计算机利用诸如PPP(点对点协议)的通信协议通过Internet业务提供者和拨号连接连到Internet23，业务提供者侧的拨号路由器27b连到Internet并且数据路径控制设备1通过电话线路25连到拨号路由器27b。
假定：用于连到模拟线路的调制解调器、用于连到数字线路的TA(终端适配器)和诸如拨号连接所要求的PPP的协议堆栈装入数据路径控制设备1的接口部分中。
可以通过例如将用于卫星通信的接口板连到计算机的扩展槽来构造上述的数据路径控制设备1。然而，这样的结构要求计算机并且由于通用性差而不方便，这是因为根据计算机类型的不同，用于卫星通信的接口板规范也不同，因此希望在用作相当通用的通信路径控制单元的小型盒中提供具有上述数据路径控制设备1的结构。
图4是用于表示根据本发明具有小型结构的通信路径控制单元盒面板一侧的图。
连接器31是用于连接电话线路到Internet业务提供者的拨号路由器27b的终端，这里使用RJ-45型插孔。这个电话线路可以是模拟线路，但也可以希望使用诸如ISDN的数字公用线路或用于高速率Internet拨号连接的数字租用线路。
连接器32是用于连到Ethernet26的终端，并且与连接器31一样使用RJ-45型插孔。
连接器33是用于通过卫星24a、接收天线28和同轴电缆24b接收从通信卫星29发送的大容量数据的连接器，并且在此使用F型连接器。从连接器33输入的接收数据在接口部分14中进行诸如解调的处理。
连接器34是用于连到设置数据路径控制单元的终端的串行接口，并且不一定需要。连接器34与诸如使用此连接器34的VT100的通用字符终端一起使用，有可能通过诸如Ethernetr的网络设置利用通用接口控制协议的诸如SNMP(简单网络管理协议；网络管理协议)单元的通信路径控制而不使用此连接器34。
如本文上面所述的，具有装备有将数据路径控制设备1连到通信线路的通用连接器的盒面板结构并具有接收通过卫星线路发送的数据功能的单元能用作连接适配器而不管计算机类型如何，而且用于在网络之间简单连接。
接下来，描述利用数据路径控制设备1在计算机与外部网络之间发送/接收的数据的路径控制的通信控制方法，描述用于说明利用计算机2a捕获存储在连到Internet的计算机8中的数据的示例。
图5表示数据路径控制设备1中数据的示意流程。当计算机用户2a想使用Internet23提供的各种业务时，用户接入是业务提供者接入点的路由器7b，从计算机2a中发送的一包数据捕获请求利用LAN6中的常用控制传送给数据路径控制设备1。随后，数据路径控制设备1发送上述信息包给根据此信息包目的地判断为合适接口的小容量双向线路5，此时根据此信息包类型在需要时改写此信息包的内容。
执行改写以控制来自连到Internet23的计算机8的返回数据的路径，具体地，改写包含在此信息中的发送器数据信息，数据发送器信息例如是在信息包是IP(Internet协议)信息包的情况中此信息包中的源地址。
数据路径控制设备1存储用于确定应从单向大容量线路4与小容量双向线路5之中选择哪条线路返回应答来自LAN的信息包的应答数据的程序和数据，并且首先利用此程序与数据确定返回路径。随后，数据路径控制设备1改写沿所确定的返回路径的信息包中的信息或发送整个信息包给小容量双向线路5，下面将描述上述的改写操作。
在从具有指定地址X的计算机2a发送给Internet23的数据中，作为发送器地址包括地址X。在大容量单向线路4与Internet23之间连接的路由器27a提供地址Y的路径信息给Internet。在数据从Internet23发送给地址Y时，此数据首先发送给路由器27a，并且随后利用大容量单向线路4传送此数据给数据路径控制设备1。
数据路径控制设备1提供地址Z的路径信息给Internet23，并且在从Internet23发送数据给地址Y时，此数据首先发送给路由器27a，并且随后利用大容量单向线路4传送此数据给数据路径控制设备1。
数据路径控制设备1提供地址Z的路径信息给Internet23，并在从Internet23发送数据给地址Z时，此数据首先发送给路由器27b，并随后利用小容量双向线路5传送此数据给数据路径控制设备1。
数据路径控制设备1利用上述操作改写从具有地址X的计算机2a中发送的数据发送器的地址部分。具体地，为了通过大容量单向线路5返回应答数据，发送器的地址部分改变为地址Y并传送给Internet23。为了通过小容量双向线路4返回应答数据，发送器的地址部分改变为地址Z并发送给Internet23。数据控制设备1根据此操作控制数据的返回路径。
在本文上面的描述中，使用三个地址X、Y和Z，但实际上在某些情况中，地址X与地址Z相同，或地址X与地址Y相同。
作为使用相互不同的X、Y与Z的详细示例，举例说明X用于专用地址、Y用于卫星路径全球地址和Z用于指定给来自Internet业务提供者拨号连接地址的情况。
作为使用相同的X与Y的详细示例，全球地址通常指定给Internet用户的计算机并且用户通过卫星的大容量单向线路4接收数据，而且仅在用户想从地面小容量双向线路5中接收数据时，地址才在数据路径控制设备1中从X改变为Z。
作为使用相同的X与Z的详细示例，用于地面双向Internet接入的全球地址指定给用户的计算机，并且仅在用户想从卫星的大容量单向线路4中接收数据时，请求数据中的发送器地址才从X改变为Y。
本文所述的地址不仅包括IP地址，而且也包括IP地址与TCP/UDP端口号的组合。因此，用于仅改变同一地址的端口号的操作包括在上述地址改变操作中。
再次结合图5描述数据流。在数据路径控制设备1中正确进行地址改变的请求数据通过小容量双向线路5传送给连到Internet的路由器7b、并且根据通常的Internet路径控制方法传送给连到Internet23的计算机。
计算机8发送所请求的数据给计算机2a。请求此数据的发送器地址装在此数据地址上。从而，从计算机8发送给Internet23的数据根据数据路径控制设备1所设置的路径控制传送给路由器7a或路由器7b，传送给路由器7a的应答数据通过大容量单向线路4传送给数据路径控制设备1，并且在发送请求数据时改变地址的情况中，计算机2a用户的原始用户地址改变为目的地的地址，而且此数据传送给计算机2a。
从Internet23传送给路由器7b的应答数据通过小容量双向线路5传送给数据路径控制设备1，并且在发送请求数据时改变地址的情况中，目的地地址类似地改变为原始用户计算机2a的地址，应答数据传送给用户的计算机2a，上述流是数据流。
实际上所基于的从大容量单向线路4和小容量双向线路5中选择一条线路的策略取决于用于、取决于连到Internet的发送数据的计算机或取决于应用的内容。
在根据用户选择线路的情况中，检查发送器的IP地址，此地址与寄存在数据路径控制设备1中的地址进行比较，并且此地址改变为寄存地址。
在根据发回数据的计算机选择线路的情况中，检查目的地的IP地址，并同样改变该地址。
在根据应用的内容选择线路的情况中，检查PCP/UDP的端口数，并同样地改变地址。
在任何一种情况中，要求根据各条线路的延迟特性和通信内容设置路径控制。一般地，利用大容量单向线路能有效地发送IP多信道广播数据。对于要求小的RTT(往返时间)的应用，由于卫星线路大的延迟，所以利用尽管是小容量的双向地面线路来发送通常会更好。
这儿，假定大规模单向线路能与卫星线路一样同时发送数据给许多数据路径控制设备1的情况。在这种情况中，要求防止寻址某一个数据路径控制设备的数据被不合适的数据路径控制设备接收。在卫星线路的情况中能同时发送寻址许多数据路径控制设备的多路复用数据，仅在数据包的地址与寄存在每个数据路径控制设备中的地址相同时才接收此数据。从而，减少无用数据的接收，并且减少数据传送处理的负荷。
所有数据路径控制设备的设置功能设置得窄，以使寻址其他路径控制设备的数据不被接收，从而安全接收寻址所寻址的计算机的数据而不被其他数据路径控制设备截收。
加密线路上的数据并且每个数据路径控制设备具有一个特定密钥，从而能发送数据使得只有具有特定密钥的数据路径控制设备能接收此数据。可选择地，一个密钥由一组数据路径控制设备保持，而不由每个数据路径控制设备保持，从而属于特定组的数据路径控制设备能接收此数据。作为加密方法，可以使用DES(数据加密标准)或Hitachi,Ltd.(日立公司)提供的“MULTI2”(商标名)。
对于数据路径控制设备1，要求用于拨号连接的路径控制信息和设置信息的接口，最简单的方式是除了通常用于路由器的上述三个网络接口之外还提供用于连到设置终端的接口。在这种情况中，借助于诸如Digital Equipment Co.(数字设备公司)提供的“VT100”(商标名)的连接通用终端执行上述设置。可选择地，可以使用通过LAN利用诸如计算机2的GUI的接口执行此设置的方法。
接下来，描述通过上述通信路径控制设备发送的数据包的结构。
图6表示IP数据包的结构。IP数据包的大小利用TCP/IP(传输控制协议/Internet协议)来规定，如果用户请求的数据大小超过规定大小，则传送分成多个IP数据包的数据。
图7表示IP数据包60的标题部分的结构。用户的目的地IP地址74和发送器的IP地址73装在IP标题部分，目的地IP地址74由32个比特组成。
图8表示路径控制表的一个示例。此表的类型与通常用于路由器的相同。如果在表A上指定目的地主机，则寻址此主机的IP数据包传送给特定目的地。在这种情况中，由指示码指示的部分表示一个示例。
另一方面，如果目的地主机未列在此表上，则在表A上检索目的地网络，而如果找到此网络，则传送到特定目的地。在这种情况中，在指示码81、83与84上表示的部分对应这种情况。
如果在表A上不能找到目的地网络，则检索缺省路径，并将此缺省路径传送到特定目的地。在这种情况中，指示码85上表示的部分对应这种情况。在未找到缺省路径情况中，返回差错。
能利用诸如RIP(路由选择信息协议)或OSPF(Oper Shortest PathFirst首先开放最短路径)的通用路由选择协议静态或动态执行路径控制表的设置。
图9表示路径控制表的另一个示例。路径控制表B判断是卫星线路还是电话线路指定为返回路径。根据对应利用指示码91表示的部分的目的地主机的IP地址、对应利用指示码92表示的部分的目的地网络地址、对应利用指示码93表示的部分的目的地端口号、或对应利用指示码94表示的部分的目的地IP地址与端口的组合、和可选择地根据对应利用指示码95表示的部分的发送器进行判断。在指定对应利用指示码96表示的部分的缺省返回路径的情况中，指定此。
图10表示地址变换表类型。这是用于存储诸如电话线路与卫星线路的LAN侧的地址与端口号和Internet侧的IP地址与端口号之间的对应关系的存储器。在端口号用作地址变换的判断基础的情况中，端口号的对应关系如指示101部分所示写入，另一方面，在端口号不用于地址变换的情况中，仅有IP地址的对应关系如指示码102部分所示进行存储。
接下来，结合附图描述应用本发明的通信路径控制方法的本发明的上述通信路径控制设备的详细操作顺序。图11至13是用于描述用于处理分别从具有数据路径控制设备1的上述三个接口部分中输入的数据的顺序流程图。
图11是用于描述处理数据路径控制设备1中从LAN6中输入的数据的程序流程图。在输入ARP或RARP而不输入IP数据包的情况中，合适的应答返回给LAN。基本上，在完成利用诸如RIP或OSPF的协议由路由器执行的通常传送处理之后传送IP数据包给Internet的情况中，结合以前设置的路径控制表B除了返回数据包之外还变换IP地址和端口号。在这种情况中，也执行IP标题与TCP/UDP标题的检查和的重新计算、FTP的RORT的减法和PASV指令的应答字符串的变换。
在步骤ST1，从LAN6接收IP数据包。
在步骤ST2，根据IP数据包中的目的地地址检索路径控制表A。
在步骤ST3，判断控制路径表中所示的目的地接口是否是电话线路。如果目的地接口不是电路线路，程序进入步骤ST4。另一方面，如果目的地接口在步骤ST3判断为电话线路，则程序进入步骤ST5。
在步骤ST4，数据包通过LAN传送给路径控制表A中所示的目的的。
在步骤ST5，IP数据包与路径控制表B进行比较。
在步骤ST6，判断此IP数据包是否是应通过卫星线路从外部网络返回应答数据给它的IP数据包。如果不应通过卫星线路返回应答数据，则程序进入步骤ST11。另一方面，如果应通过卫星线路返回应答数据，则程序进入步骤ST7。
在步骤ST7，判断是否利用当前发送器地址从卫星线路中返回应答数据。如果利用当前发送器地址返回应答数据，则程序进入步骤ST10，并且程序结束。另一方面，如果不利用当前发送器地址从卫星线路中返回应答数据，则程序进入步骤ST8。
在步骤ST8,IP数据包的地址从发送器地址改变为卫星线路的地址。
在步骤ST9，所改变的信息寄存在地址变换表中。
在步骤ST10，传送IP数据包给电话线路，并且程序结束。
另一方面，在步骤ST11，判断是否将利用当前发送器地址从电话线路中返回应答。如果从电话线路中返回应答数据，则程序进入步骤ST10并结束。另一方面，如果不利用当前发送器地址从电话线路中返回应答数据，则程序进到步骤ST12。
在步骤ST12，地址从IP数据包的发送器地址改变为电话线路的地址。
在步骤ST13，所改变的信息寄存在地址变换表中。随后，程序进入步骤ST10并结束。
通过上述程序，处理来自LAN的数据。
图12是用于描述在数据路径控制设备1中从电话线路输入数据时操作的处理程序的流程图。
在步骤ST21，从电话线路中接收IP数据包。
在步骤ST22，根据IP数据包中的目的地地址检索路径控制表A。
在步骤ST23，判断路径控制表A上所示的目的地接口是否是电话线路。如果目的地接口是电话线路，程序进入步骤ST24。另一方面，如果目的地接口不是电话线路，则程序进入步骤ST25。
在步骤ST24中，数据包传送给路径控制表A中所示的目的地，并且程序结束。
在步骤ST25，IP数据包的目的地与地址变换表进行比较。
在步骤ST26中，判断IP数据包的目的地地址是否寄存在地址变换表中。如果结果是NO(否)，则程序进入步骤ST28。另一方面，如果结果是YES(是)，则程序进入步骤ST27。
在步骤ST27，此地址改变为在地址变换表上列出的地址。
在步骤ST28，传送IP数据包给LAN，并且程序结束。
通过上述程序，处理来自电话线路的数据。
图13是用于描述在数据路径控制设备1中从卫星线路输入数据时操作的处理程序的流程图。在这种情况中，此处理与有关来自其他接口的数据处理的不同在于：在某些情况中加密此数据，并且解密这样的数据以便恢复。
用于解码所加密数据的解码密钥通过利用专用的应用从外部主机对数据路径控制设备执行规定的设置操作来设置。在这种情况中，发送TS数据包而不发送IP数据包。
在步骤ST31，从卫星线路接收TS数据包。
在步骤ST32，判断是否给出用于解码所加密的TS数据包的解码密钥。如果未给出解码密钥，则程序进入步骤ST33，抛弃此数据，并且程序结束。另一方面，如果给出解码密钥，则程序进到步骤ST34。
在步骤ST34，解码TS数据包。
在步骤ST35，从解码的TS数据包中重构MAC帧，并且提取目的地址。
在步骤ST36，判断构成MAC帧的数据包是否是应接收的数据包。如果此数据包不是应该接收的数据包，则程序进到步骤ST33，抛弃此数据包、并且程序结束。如果此数据包是应该接收的数据包，则程序进到步骤ST37。
在步骤ST37，判断所接收的数据包是否进行加密。如果不加密数据包，则程序进到步骤ST39。另一方面，如果加密此数据包，则程序进到步骤ST38。
在步骤ST38，判断是否给出解码密钥。如果不给出解码密钥，则程序进到步骤ST33，抛弃此数据包并且程序结束。另一方面，如果给出解码密钥，则程序进到步骤ST39。
在步骤ST39，解码MAC帧。
在步骤ST40，重构IP数据包。
在步骤ST41，IP数据包的目的地检索路径控制表A。
在步骤ST42，判断上述路径控制表上所示的目的地接口是否是电话线路。如果目的地接口判断为电话线路，则程序进到步骤ST44。
在步骤ST44，通过电话线路传送数据给上述路径控制表A上给出的目的地。
另一方面，在步骤ST42，如果目的地接口判断为不是电话线路，则程序进到步骤ST44。
在步骤ST44，IP数据包与地址变换表进行比较。
在步骤ST45，判断IP数据包的目的地是否寄存在地址变换表上。如果目的地未寄存在地址变换表上，则程序进到步骤ST47。另一方面，如果寄存此地址，则程序进到步骤46。
在步骤64，此地址改变为在地址变换表中列出的地址。
在步骤ST47，IP数据包传送给LAN并且程序结束。
通过上述处理程序，处理来自卫星线路的数据。
图14A-14B表示其处理程序已结合图13进行描述的卫星线路的数据格式。
图14A表示由分别从卫星线路中发送的188字节组成的MPEG2的TS数据包。组合解码的TS数据包1401至140n以形成图14B所示的MAC(媒体接入控制Media Access Control)帧141。在加密MAC帧141的数据部分的情况中，还解码MAC帧141。MAC帧基于由DAVIC所确定的格式。如果MAC帧的数据部分是分段的IP数据包并且此数据包寻址给此数据路径控制设备，则收集所有的分段1421、1422、1423、…并且如图14C与14D所示重构原始IP数据包。另一方面，如果分段的IP数据包不是寻址给此数据路径控制设备，则分段的IP数据包照原样传送给LAN的接口。
根据本发明的通信路径控制设备和通信路径控制方法，诸如卫星线路的大容量线路能根据从计算机发送给外部网络的数据选择作为来自网络的应答数据路径，从而能在短时间内传送大容量应答数据。
根据本发明的通信路径控制单元，诸如具有从卫星线路接收数据功能的用于卫星线路的接口部分、用于LAN的接口部分和用于电话线路的接口部分的多个接口部分以及用于根据所发送的数据在其中选择通信路径的通信路径控制功能包含在小型盒中，并且各个接口的另外线路连接端子利用通用连接器构造在盒面板上，从而本发明的通信路径控制单元用作通信路径控制设备，用作各种计算机的外部适配器而不管计算机的类型如何。

Claims (32)

1．一种通信路径控制设备，用于控制第一网络与第二网络之间的通信路径，包括：
第一接口部分，用于连到所述第一网络；
第二接口部分，用于连到用于在所述第二网络之间传送的双向数据的第一通信路径；
第三接口部分，用于连到用于从第二网络至所述第一网络的单向数据传输的具有比所述第一通信路径更大的传输容量的第二通信路径；和
控制装置，用于根据通过所述第一通信路径从所述第一网络发送给所述第二网络的数据选择所述第一通信路径和第二通信路径之中任何一条通信路径作为应答所述发送数据的应答数据的返回路径。
2．根据权利要求1的通信路径控制设备，其中所述第一网络是局域网，所述第二网络包括Internet(因特网)，并且所述发送的数据是Internet协议包。
3．根据权利要求1的通信路径控制设备，其中所述第二通信路径是卫星广播线路。
4．根据权利要求1的通信路径控制设备，其中所述第二通信路径是有线电视广播线路。
5．根据权利要求1的通信路径控制设备，其中所述第一通信路径是电话线路。
6．根据权利要求2的通信路径控制设备，其中所述控制装置通过将从所述局域网发送的Internet协议包中的发送器地址改变为另一地址来选择所述应答数据的返回路径。
7．根据权利要求2的通信路径控制设备，其中另外提供控制信息存储装置，用于存储先前设置的所述局域网的地址信息与端口号信息以及所述Internet的地址信息与端口号信息之间的对应关系。
8．根据权利要求7的通信路径控制设备，其中根据发送器地址和所述存储的地址信息选择所述另一地址。
9．根据权利要求7的通信路径控制设备，其中根据发送器的传输控制协议/用户数据报协议的端口号和先前设置的端口号信息选择所述另一地址。
10．根据权利要求7的通信路径控制设备，其中根据发送器地址和先前设置的地址信息选择所述另一地址。
11．根据权利要求7的通信路径控制设备，其中根据目的地地址的传输控制协议/用户数据报协议的端口号和先前设置的端口号信息选择所述另一地址。
12．根据权利要求2的通信路径控制设备，其中通过将从所述局域网中发送的Internet协议中的发送器地址和传输控制协议/用户报协议的端口号改变为另一地址和另一端口号来选择所述应答数据的返回路径。
13．根据权利要求2的通信路径控制设备，其中通过所述第二通信路径从所述第二网络中传送的数据是通过复用寻址多个目的地的多个数据生成的数据，并且所述控制装置根据所述复用数据包中的目的地地址选择应接收的数据。
14．根据权利要求13的通信路径控制设备，其中另外提供解密装置，用于复原以便利用特定密钥解码所述加密的复用数据。
15．根据权利要求14的通信路径控制设备，其中所述特定密钥是利用此密钥复原加密数据的通信路径控制设备特定的密钥。
16．一种通信路径控制方法，用于控制第一网络与第二网络之间的通信路径，包括：
第一传送步骤，用于传送通过第一接口部分从所述第一网络输入的数据给第二接口部分；
第二传送步骤，用于将所述数据从所述第二接口部分传送到用于第二网络之间双向数据传输的第一通信路径；和
第三传送步骤，用于将应答寻址第三接口部分的所述数据的应答数据从具有比所述第一通信路径大的传输容量的用于从所述第二网络单向发送数据给所述第一网络的第二通信路径中输出，
其中应答所述发送数据的应答数据的返回路径根据通过第一通信路径从所述第一网络发送给所述第二网络的数据来指定。
17．根据权利要求16的通信路径控制方法，其中所述第一网络是局域网，所述第二网络是Internet，并且此数据是Internet协议包。
18．根据权利要求16的通信路径控制方法，其中通过将所述发送数据的发送器地址改变为另一地址来选择所述应答数据的返回路径。
19．根据权利要求18的通信路径控制方法，其中根据发送器地址和先前设置的地址信息选择所述另一地址。
20．根据权利要求18的通信路径控制方法，其中根据发送器的传输控制协议/用户数据报协议的端口号和先前设置的端口号信息选择所述另一地址。
21．根据权利要求18的通信路径控制方法，其中根据目的地地址和先前设置的地址信息选择所述另一地址。
22．根据权利要求18的通信路径控制方法，其中根据目的地的传输控制协议/用户数据报协议的端口号和先前设置的端口号信息选择所述另一地址。
23．根据权利要求16的通信路径控制方法，其中通过分别将从所述第一网络中发送的Internet协议包中的发送器地址和发送器的传输控制协议/用户数据报协议的端口号改变为另一地址和另一端口号来选择所述应答数据的返回路径。
24．一种通信路径控制单元，用于控制局域网与Internet之间的通信路径，包括：
第一接口部分，具有用于连到所述局域网的第一连接部分，
第二接口部分，具有第二连接部分，用于连到用于所述Internet之间双向数据传输的第一通信路径；
第三接口部分，具有第三连接部分，用于连到用于从所述Internet至所述局域网的单向数据传输的第二通信路径；
接收装置，用于接收输入给所述第三接口部分的卫星广播数据；
控制信息存储装置，用于存储先前设置的所述局域网的地址信息与端口号信息和所述Internet的地址信息与端口号信息之间的对应关系；和
控制装置，用于根据从所述局域网通过所述第一通信路径发送给所述Internet的数据来选择所述第一通信路径和所述第二通信路径之中任何一条通信路径作为应答所述发送数据的应答数据的返回路径。
25．根据权利要求24的通信路径控制单元，其中所述第二通信路径是卫星广播线路。
26．根据权利要求24的通信路径控制单元，其中所述第二通信路径是有线电视广播线路。
27．根据权利要求24的通信路径控制单元，其中所述第一通信路径是电话线路。
28．根据权利要求24的通信路径控制单元，其中所述控制装置通过根据存储在所述控制信息存储装置中的所述局域网的地址信息与端口号信息和所述Internet的地址信息与端口号信息之间的先前设置的对应关系将从所述局域网发送的Internet协议包中的发送器地址改变为另一地址来选择所述应答数据的返回路径。
29．根据权利要求24的通信路径控制单元，其中所述第一连接部分和第二连接部分是电话线路连接连接器，而所述第三接口部分是同轴电缆连接连接器。
30．根据权利要求24的通信路径控制单元，其中另外提供第四连接部分，以便连接用于设置外部设置终端装置的外部设置装置来改变所述控制信息存储装置的设置。
31．根据权利要求24的通信路径控制单元，其中利用动态主机配置协议来设置连到所述局域网的计算机的Internet协议地址。
32．根据权利要求24的通信路径控制单元，其中所述控制装置设置通过所述第三连接部分从卫星线路输入的信号的接收频率和数据包识别符。
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