CN1336746A - 网络通讯系统及其动态绕送信息方法 - Google Patents

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Abstract

一种网络通讯系统及其动态绕送信息方法,用来即时决定在互联网络上一发送端主机与一目的端主机之间的信息传输路径。当该发送端主机与该目的端主机无法顺利连线时,本发明网络通讯系统会利用动态绕送信息方法来找出最适当的绕送主机。该网络通讯系统包括:一追踪装置,一存储装置,一指标装置,一判断装置,以及一用来找出该网域中一负责绕送信息主机的搜寻装置。本发明能够自动即时地反映互联网络的状况变化,减少网络管理人员的负担。

Description

网络通讯系统及其动态绕送信息方法
本发明涉及通讯技术领域,尤其是涉及一种网络通讯系统及其动态绕送信息方法。
目前在互联网络上利用非同步方式,即以储存与转送(store andforward)方式,来在两主机之间传输信息的网络通讯系统,都是利用预先建立的信息传输路径进行信息传输(静态绕送),或是利用预先建立的网络连接相关资料来决定信息传输路径以进行信息传输(动态绕送)。
以静态绕送方式来传输信息的网络通讯系统必须包含一静态绕送用来记录互联网络上任两个主机之间的信息传输路径,也即绕送路径。在两个主机(发送端主机与目的端主机)之间,传输路径所必须经过的主机的顺序,即为绕送路径。当发送端主机无法直接将信息传输至目的端主机时,网络通讯系统会利用其静态绕送表来查询该两主机之间的绕送路径。然后再依照该绕送路径的主机顺序而将信息从发送端主机传输至目的端主机。
参照图1。图1为一网络10的示意图。在网络10上有A,B,C,D,E五个主机。根据每一主机之间的连接状态,可以建立一静态绕送表,如下表1所示:
表1
    发送端主机     目的端主机     其中路径
    A     B
    A     C
    A     D     B
    A     E     C
    B     A
    B     C     A
    …     …     …
    C     E     …
    …     …     …
由于主机A与主机E之间无法直接连接,因此,当主机A(发送端主机)要传送信息至主机E(目的端主机)时,网络通讯系统会利用静态绕送表1来查询信息的绕送路径。由表1可知,信息必须经由主机C的绕送才可以抵达目的端主机E。因此,主机A会先将信息绕送至主机C,再由主机C将信息传送至主机E。在互联网络之中,两个主机之间常常不只有一条绕送路径可以相互连接。由图1中可知,由主机A至主机E还有另一条连接路径,即是经过主机B与主机D。但如果主机A至主机C这段网络的频宽很小,就会导致传送的速度变慢。此时由主机A、主机B、主机D到主机E的这条绕送路径反而是较快速的路径,但由于表1中并没有设定这一条绕送路径,所以信息也不会经过这一条路径。由此可知,这种静态绕送信息的方式缺乏弹性,不能依网络状况来动态变动绕送路径,所以无法以最佳的路径绕送信息,因此传输效率差。
以动态绕送方式来传输信息的网络通讯系统则可以利用预先建立的网络连接相关资料来动态地找出适当的信息传输路径。网络通讯系统必须先建立网络连接相关的资料,譬如是网络拓扑(topology)、连线频宽或连线成本(cost)。当一发送端主机要传输信息至一目的端主机时,网络通讯系统会利用一演算法来寻找出适当的绕送路径。此演算法可为最小成本方法,或是最短距离方法。网络通讯系统可以动态地决定使用哪一种方法,以产生不同的绕送路径。
根据图1所示的网络10的每一主机之间的连接状态,网络通讯系统可以建立主机与主机之间网络连接的相关资料,如表2所示。
      表2
    主机     主机     频宽     成本
    A     B     10Mbps     1
    A     C     64Mbps     3
    B     D     1Mbps     2
    C     D     10Mbps     1
    C     E     1Mbps     2
    D     E     10Mbps     1
表2所建立的资料为网络拓扑,也即主机与主机之间的网络连接关系。于表2中设定两主机间的连线频宽,并根据其频宽给定一个成本(cost)值。而这成本值越高表示网络传输速度越慢,传输时间越长;成本值越低表示网络传输速度越快,传输时间越短。以动态绕送方式来传输信息的网络通讯系统必须预先建立如同表2的网络连接资料表。
以表2中的资料而言,由于主机A与主机E之间无法直接连接,因此,当发送端主机A要传送信息至目的端主机E时,网络通讯系统会利用表2所提供的网络连线资料来查询信息的绕送路径。当主机A要传送信息至主机E时,网络通讯系统会利用表2所提供的网络连线资料来查询信息的绕送路径。当主机A要传送信息至主机E时,首先必须从表2之中取得一绕送路径。而一般选择绕送路径的方法为选择最短距离或是最小成本。而最短距离的意思是指从发送端主机到目的端主机的路径中,所经过的其他绕送主机数目最少的路径。如果是以最短距离作动态绕送,由主机A至主机E则会选择依次为主机A、主机C及主机E这条路径。但计算这条路径的成本为5。若以最小成本来考虑,则会选择依次为主机A、主机B、主机D及主机E这条成本为4的路径。所以可以在处理绕送时,择一演算法来寻找出适当的绕送路径,这就是动态绕送的特性。
但是不论是使用静态绕送或是动态绕送的方法,都必须需要网络管理人员事先建立网络连接的相关资料,如同表1及表2所示。当网络实际状况改变时,譬如频宽加大、网络断线或主机故障等,还得需手动更改表1及表2后,才能适应网络的变化。如此的话,会造成两个缺点:
1、无法自动即时地反应网络的变化。
2、增加了网络管理人员的负担。
本发明的目的在于提供一种网络通讯系统及其动态绕送信息方法,其可即时决定在互联网络上两主机之间的信息传输路径,不仅可自动即时反应网络实际状况,找出最佳信息传输路径,增加传输效率,并且可以减少网络管理人员的负担。
为实现上述目的,本发明提供了一种网络通讯系统的动态绕送信息方法,是用来即时决定在互联网络上一发送端主机与一目的端主机之间的信息传输路径,并在该发送端主机与该目的的端主机无法顺利连线时,而找出一绕送主机,其包括下列步骤:
a、该发送端主机直接将信息传输至该目的端主机,如果顺利连线,则结束,如果无法顺利连线,则进入步骤b;
b、找出从该发送端主机至该目的端主机之间所经过的一系列可顺利连线的路由器,并将该一系列路由器的IP地址依序放入一串列之中;
c、判断该串列中是否至少有一个IP地址,如果是,则进入步骤d,如果不是,则进入步骤ⅰ;
d、将一指标指向该串列的最后一IP地址;
e、找出该指标所指向的IP地址所在的网域;
f、找出该网域中一负责绕送信息的主机,如果成功,则进入步骤g,否则,则进入步骤h;
g、该发送端主机传送该信息至该负责绕送信息的主机,该绕送主机被视为另一发送端主机,而进入步骤a;
h、判断该指标所指向的IP地址是否为该串列的第一个IP地址,如果是,则进入步骤ⅰ,否则,进入步骤j;
ⅰ、将该信息保留在该发送端主机中等候一段时间,回到步骤a;以及
j、将该指标指向其原先所指向的IP地址的前一个IP地址,回到步骤e。
所述的网络通讯系统的动态绕送信息方法,其特征在于:该步骤b是利用追踪路径程式来找出从该发送端主机至目的端主机之间所经过的一系列可顺利连线的路由器,该发送端主机会送出一存在时间为1的IP资料报至该目的端主机,通过一路由器送回的一网络控制信息协定逾时信息而得到一第一个路由器的IP地址,该发送端主机会持续送出将存在时间不断加1的IP资料报,直到该发送端主机无法收到任何网络控制信息协定逾时信息为止,以得到该一系列可顺利连线的路由器的IP地址。
所述的网络通讯系统的动态绕送信息方法,其特征在于:该步骤e是利用网域名称服务来找出该指标所指向的IP地址所在的网域。
所述的网络通讯系统的动态绕送信息方法,其特征在于:该步骤f是利用预先登记在网域名称服务中的著名服务记录的绕送信息主机的地址,以查询著名服务记录的方式来找出可负责绕送信息的主机的地址。
所述的网络通讯系统的动态绕送信息方法,其特征在于:该步骤f是利用在网域名称服务中信息传送服务的名称可作为绕送信息主机别名的特点,以信息传送服务的名称作为查询名称而找出绕送信息的主机的地址。
本发明还提供了一种网络通讯系统,是用来即时决定在互联网络上一发送端主机与一目的端主机之间的信息传输路径,以在该发送端主机与该目的端主机无法顺利连线时,找出一绕送主机,其包含:
—追踪装置,用来找出从该发送端主机至该目的端主机之间所经过的一系列可顺利连线的路由器,并且将该可顺利连线的路由器的IP地址依序放入一串列中;
—存储装置,用来储存该串列;
—指标装置,用来将一指标指向该串列的一IP地址;
—判断装置,用来判断该串列是否至少包含一IP地址,并且判断该指标所指向的IP地址是否为该串列的第一个IP地址;
以及
—搜寻装置,用来找出该指标所指向的IP地址所在的网域,并且找出该网域中一负责绕送信息的主机;
其中,一开始,当该判断装置判断该串列至少包含一IP地址时,该指标装置会将该指标指向该串列的最后一个IP地址,而当该搜寻装置无法找出该指标所指的IP地址所在网域的负责绕送信息的主机时,该指标装置会将该指标移向前一个IP地址,且该指标装置会不断地将该指标移向前一个IP地址,直到该搜寻装置找出负责绕送信息的主机或是该判断装置判断出该指标所指向的IP地址已为该串列的第一个IP地址为止。
所述的网络通讯系统,其特征在于:该追踪装置是利用追踪路径程式来找出从该发送端主机至该目的端主机之间所经过的一系列可顺利连线的路由器,该发送端主机会送出一存在时间为1的IP资料报到该目的端主机,通过一路由器送回的一网络控制信息协定逾时信息而得到一第一个路由器的IP地址,该发送端主机会持续送出将存在时间不断加1的IP资料报,直到该发送端主机无法收到任何网络控制信息协定逾时信息为止,以得到该一系列可顺利连线的路由器的IP地址。
所述的网络通讯系统,其特征在于:该搜寻装置是利用网域名称服务来找出指标所指向的IP地址所在的网域,并且利用预先登记在网域名称服务中的著名服务记录的绕送信息主机的地址,以查询著名服务记录的方式来找出可负责绕送信息的主机的地址。
所述的网络通讯系统,其特征在于:该搜寻装置是利用网域名称服务来找出该指标所指向的IP地址所在的网域,并且利用在网域名称服务中信息传送服务的名称可作为绕送信息主机别名的特点,以信息传送服务的名称作为查询名称来找出绕送信息的主机的地址。
采用了上述技术方案后,当两主机无法顺利连线时,本发明网络通讯系统会利用其动态绕送信息方法来找出最适当的绕送主机。本发明网络通讯系统及其动态绕送信息方法无须事先建立网络连接的相关资料,而可以自动即时反应网络状况,找出最佳的信息传输路径,也即找出最适当的绕送主机来进行信息的绕送。由此,而具有了如下的优点和效果:
1、网络管理人员除了在DNS上登记绕送信息主机的记录之外,不需要额外设定相关网络的资料,因此可减少管理人员的负担。
2、本发明可以动态而即时地找出一系列可以顺利连线的路由器,因此可以立即反映互联网络的使用状况并找出最适当的绕送信息主机。在两主机之间,根据不同的互联网络使用状况,本发明可以产生不同串列的路由器IP地址,也即为不同的信息传输路径。
3、如果发送端主机与目的端主机都是非固定连线的主机,则可通过另一固定连线于互联网络的绕送主机进行绕送的动作,而顺利地将信息从发送端主机传输至目的端主机。
下面,结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的描述。
图1为一网络的示意图。
图2为一互联网络上一发送端主机与一目的端主机之间的信息传输路径的示意图。
图3为本发明网络通讯系统的功能方块图。
图4为本发明网络通讯系统的动态绕送信息方法的流程图。
本发明的原理是运用互联网络上既有的服务,不须另外事先建立网络连接资料,就可以完成自动即时处理信息绕送的工作。而所谓既有的服务是指运用互联网络的路由器(router)的特性,以取得绕送路径的资料。
参照图2。图2为一互联网络上一发送端主机20与一目的端主机24之间的信息传输路径的示意图。如图2所示,发送端主机20经过数个路由器R1、R2、R3…Rn将信息绕送至目的端主机24。每一路由器R1、R2、R3…Rn均具有对应的互联网络协定(Intemet Protocol,IP)地址IP1,IP2,…IPn。每一互联网络协定地址IP1,IP2,…IPn均有一对应的网域(domain),而每一网域也可能有对应的主机Si(i ∈{1,2,3,…,n})来绕送信息。
同时参照图3与图4。图3为本发明网络通讯系统12的功能方块图,图4为本发明网络通讯系统12的动态绕送信息方法的流程图。网络通讯系统12包含一追踪装置14,一存储装置15,一指标装置16,一判断装置17,以及一搜寻装置18。
于步骤301中,发送端主机20尝试将信息传送至目的端主机24。如果发送端主机20无法成功地与目的端主机24连线,则进行步骤302,若发送端主机20能够将信息成功地传送至目的端主机24时,则结束本发明的动态绕送信息方法。
于步骤302中,追踪装置14会利用与追踪路径程式(traceroute)相同的方法找出从发送端主机20至目的端主机24之间经过的一系列路由器R1,R2,…Rn,并将此一系列的路由器R1,R2,…,Rn的互联网络协定地址IP1,IP2,…IPn依序加入一IP地址串列之中。而此IP地址串列会储存于存储装置15。
发送端主机20尝试通过送出IP资料报(datagram)至目的端主机24,而可得到从发送端主机20至目的端主机24之间的一系列路由器R1,R2,R3,…,Rn。IP资料报的标头(header)中具有一存在时间(time-to-live,TTL)栏位,而每部处理IP资料报的路由器都会将TTL值减一,所以TTL栏位可用以计算资料报所经过的路由器数目。当一部路由器得到的IP资料报的TTL值为0或1时,此路由器会丢弃此资料,并且送回一网络控制信息协定(Intemet Control Message Protocol,ICMP)的逾时信息通知原发送端主机。如此,发送端主机就可由包含此ICMP逾时信息的IP资料报得到路由器的IP地址。
例如:发送端主机20尝试送出一TTL为1的IP资料报到目的端主机24。第一个处理这个资料报的路由器R1会将其TTL减1、之后路由器R1丢弃这个资料报,并送回ICMP逾时信息给发送端主机20。这个过程可得到绕送路径上第一个路由器R1的IP地址IP1。接着,发送端主机20送出一个TTL为2的IP资料报至目的端主机24。其传送路径会先经过路由器R1,并自路由器R1将TTL值减1后,第二个处理这个IP资料报的路由器R2再将TTL减1、之后路由器R2丢弃这个资料报,并送回ICMP逾时信息给发送端主机20,用以得到第二部路由器R2的IP地址IP2。重复上述步骤,直到发送端主机20无法收到任何ICMP逾时信息,也即表示IP资料报无法顺利传送至下一个路由器。此时,网络通讯系统12会将这一系列路由器R1,R2,…,Rn的地址IP1,IP2,…IPn依序放入一IP地址串列中。
在步骤303中,网络通讯系统12的判断装置17会判断IP地址串列中是否至少有一个IP地址。如果是,则进入步骤304。如果不是,则跳到步骤309,将信息保留在发送端主机20中,等候一段时间,再回到步骤301。
于步骤304中,指标装置16会将一指标ptr指向IP地址串列的最后一个路由器Rn的IP地址IPn。接着进入步骤305。
于步骤305中,搜寻装置18会利用网域名称服务(Domain NameService,DNS),来找出指标ptr所指的路由器Rn的IP地址Ipn所在的网域。
接着于步骤306中,搜寻装置18会利用DNS,找出IP地址IPn所在的网域中负责绕送信息的主机Sn。如果找到负责绕送信息的主机Sn,则进行步骤307。于步骤307中,发送端主机20会传送信息至此负责绕送信息的主机Sn。否则,进行步骤308。
于步骤308中,判断装置17会判断IP地址串列中每一个IP地址是否都已搜寻过,也就是判断指标ptr是否指向IP地址串列的第一个路由器的IP地址。如果是,即意谓着各路由器R1,R2,R3,…Rn的IP地址IP1,IP2,IP3,…IPn所在的网域均不具有可绕送信息的主机,因此会进入步骤309,将信息保留在发送端主机20中,等候一段时间,再回到步骤301。如果指标ptr不是指向第一个路由器的IP地址,则会进入步骤310。于步骤310中,网络通讯系统12的指标装置16会将指标ptr移向IP地址串列中前一个路由器的IP地址。接着再回到步骤305中,搜寻装置18会继续寻找可以绕送信息的主机Si。
其中,于步骤306中,搜寻装置18利用DNS在特定网域中找出负责绕送信息的主机的方法可为以下两种。
(一)在DNS中的著名服务记录(Well Know Service Record,WKSRecord)登记绕送信息主机的地址。然后利用查询WKS记录的方式来找出可负责绕送信息的主机的地址。
(二)在DNS中,以信息传送服务的名称作为绕送信息主机的别名。然后以信息传送服务的名称作为查询名称以找出绕送信息的主机的位置。譬如以WWW作为全球资讯网服务器的名称的命名惯例,而以SMTP作为简易信件传输协定的服务命名惯例。
于步骤307中,发送端主机20传送信息于负责绕送信息的主机Si后,此负责绕送信息的主机Si可被视为另一发送端主机,在等候一段预定时间之后,重新回到步骤301,继续执行本发明动态绕送信息方法,以将信息传送至目的端主机24。
此外,于步骤309中,因为网络通讯系统12在绕送路径(信息传输路径)中的所有路由器的所在网域内,均找不到可以帮忙绕送信息的主机,因此信息会保留在目前的发送端主机20中。在等候一段预定时间之后,再重新回到步骤301,继续执行本发明动态绕送信息方法,以将信息传送至目的端主机24。
原则上,互联网络上任何两台主机之间均可以直接连线,因此本发明动态绕送信息方法是应用于下列两种情况。
(一)发送端主机与目的端主机均为拨接连线,且大多数的时候两者没有同时与互联网络连线,因此发送端主机必须将信息先传送至固定与互联网络连线的主机,再由此绕送主机将信息传送至目的端主机,以完成信息的传输。
(二)发送端主机所在网域与目的端主机所在网域连接于互联网络的专线会在不同时段发生拥塞的现象,因此发送端主机可以在所在网域的专线没有发生拥塞时,先将信息传送至一台与互联网络连线的主机。该绕送主机会在目的端主机所在网域的专线没有发生拥塞时,将信息传送至目的端主机,以有效率地完成信息的传输。
因此,当发送端主机与目的端主机无法直接并立即建立连线时,发送端主机可以将信息先传送至离目的端主机较近的主机。再由此绕送主机将信息传送给目的端主机,以完成信息的传输。

Claims (9)

1、一种网络通讯系统的动态绕送信息方法,是用来即时决定在互联网络上一发送端主机与一目的端主机之间的信息传输路径,并在该发送端主机与该目的的端主机无法顺利连线时,而找出一绕送主机,其包括下列步骤:
a、该发送端主机直接将信息传输至该目的端主机,如果顺利连线,则结束,如果无法顺利连线,则进入步骤b;
b、找出从该发送端主机至该目的端主机之间所经过的一系列可顺利连线的路由器,并将该一系列路由器的IP地址依序放入一串列之中;
c、判断该串列中是否至少有一个IP地址,如果是,则进入步骤d,如果不是,则进入步骤ⅰ;
d、将一指标指向该串列的最后一IP地址;
e、找出该指标所指向的IP地址所在的网域;
f、找出该网域中一负责绕送信息的主机,如果成功,则进入步骤g,否则,则进入步骤h;
g、该发送端主机传送该信息至该负责绕送信息的主机,该绕送主机被视为另一发送端主机,而进入步骤a;
h、判断该指标所指向的IP地址是否为该串列的第一个IP地址,如果是,则进入步骤ⅰ,否则,进入步骤j;
ⅰ、将该信息保留在该发送端主机中等候一段时间,回到步骤a;以及
j、将该指标指向其原先所指向的IP地址的前一个IP地址,回到步骤e。
2、根据权利要求1所述的网络通讯系统的动态绕送信息方法,其特征在于:该步骤b是利用追踪路径程式来找出从该发送端主机至目的端主机之间所经过的一系列可顺利连线的路由器,该发送端主机会送出一存在时间为1的IP资料报至该目的端主机,通过一路由器送回的一网络控制信息协定逾时信息而得到一第一个路由器的IP地址,该发送端主机会持续送出将存在时间不断加1的IP资料报,直到该发送端主机无法收到任何网络控制信息协定逾时信息为止,以得到该一系列可顺利连线的路由器的IP地址。
3、根据权利要求1所述的网络通讯系统的动态绕送信息方法,其特征在于:该步骤e是利用网域名称服务来找出该指标所指向的IP地址所在的网域。
4、根据权利要求1所述的网络通讯系统的动态绕送信息方法,其特征在于:该步骤f是利用预先登记在网域名称服务中的著名服务记录的绕送信息主机的地址,以查询著名服务记录的方式来找出可负责绕送信息的主机的地址。
5、根据权利要求1所述的网络通讯系统的动态绕送信息方法,其特征在于:该步骤f是利用在网域名称服务中信息传送服务的名称可作为绕送信息主机别名的特点,以信息传送服务的名称作为查询名称而找出绕送信息的主机的地址。
6、一种网络通讯系统,是用来即时决定在互联网络上一发送端主机与一目的端主机之间的信息传输路径,以在该发送端主机与该目的端主机无法顺利连线时,找出一绕送主机,其包含:
—追踪装置,用来找出从该发送端主机至该目的端主机之间所经过的一系列可顺利连线的路由器,并且将该可顺利连线的路由器的IP地址依序放入一串列中;
—存储装置,用来储存该串列;
—指标装置,用来将一指标指向该串列的一IP地址;
—判断装置,用来判断该串列是否至少包含一IP地址,并且判断该指标所指向的IP地址是否为该串列的第一个IP地址;
以及
—搜寻装置,用来找出该指标所指向的IP地址所在的网域,并且找出该网域中一负责绕送信息的主机;
其中,一开始,当该判断装置判断该串列至少包含一IP地址时,该指标装置会将该指标指向该串列的最后一个IP地址,而当该搜寻装置无法找出该指标所指的IP地址所在网域的负责绕送信息的主机时,该指标装置会将该指标移向前一个IP地址,且该指标装置会不断地将该指标移向前一个IP地址,直到该搜寻装置找出负责绕送信息的主机或是该判断装置判断出该指标所指向的IP地址已为该串列的第一个IP地址为止。
7、根据权利要求6所述的网络通讯系统,其特征在于:该追踪装置是利用追踪路径程式来找出从该发送端主机至该目的端主机之间所经过的一系列可顺利连线的路由器,该发送端主机会送出一存在时间为1的IP资料报到该目的端主机,通过一路由器送回的一网络控制信息协定逾时信息而得到一第一个路由器的IP地址,该发送端主机会持续送出将存在时间不断加1的IP资料报,直到该发送端主机无法收到任何网络控制信息协定逾时信息为止,以得到该一系列可顺利连线的路由器的IP地址。
8、根据权利要求6所述的网络通讯系统,其特征在于:该搜寻装置是利用网域名称服务来找出指标所指向的IP地址所在的网域,并且利用预先登记在网域名称服务中的著名服务记录的绕送信息主机的地址,以查询著名服务记录的方式来找出可负责绕送信息的主机的地址。
9、根据权利要求6所述的网络通讯系统,其特征在于:该搜寻装置是利用网域名称服务来找出该指标所指向的IP地址所在的网域,并且利用在网域名称服务中信息传送服务的名称可作为绕送信息主机别名的特点,以信息传送服务的名称作为查询名称来找出绕送信息的主机的地址。
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