CN1866926A - 路由器设备和通信系统 - Google Patents

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CN1866926A CNA2006100746224A CN200610074622A CN1866926A CN 1866926 A CN1866926 A CN 1866926A CN A2006100746224 A CNA2006100746224 A CN A2006100746224A CN 200610074622 A CN200610074622 A CN 200610074622A CN 1866926 A CN1866926 A CN 1866926A
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Abstract

路由器设备存储一个表，其中，将WAN的一个端口号与LAN中的多个终端设备的私有地址相关联。当从WAN中的远程终端设备接收到TCP连接请求时，路由器设备根据所述表选择LAN中的通信终端设备并建立连接。可以选择具有较小通信负载的终端设备。

Description

路由器设备和通信系统
技术领域
本发明涉及路由器设备和使用路由器设备的通信系统。特别地，本发明涉及在远程终端设备和局域网(LAN)之间建立的连接。
背景技术
为了执行LAN中的通信终端设备和远程通信终端设备之间的通信，路由器设备将所接收的包的远程端口号转换为私有地址。路由器设备将传输端口号一个接一个地通知给远程通信终端设备。然而，每次当LAN中的通信终端设备的数量增多或减少时，必须指定传输目的地的端口号。
发明内容
本发明的优点是提供了一种路由器设备和通信系统，所述路由器设备和通信系统简化了端口传输设置，并且能够灵活地支持通信终端设备的数量的增多和减少。本发明的另一个优点是连续地执行到LAN中所选择的终端设备的传输，直到通信结束为止。本发明的另一个优点是检测LAN中的终端设备的传输控制协议(TCP)连接的通信负载，以及将来自远程终端设备的包传输到具有较小通信负载的通信终端，以防止通信负载被不均衡地分配给特定的终端设备。
根据本发明的一个优选的方面，路由器设备包括广域网(WAN)接口和LAN接口。路由器设备存储一个表，在该表中，将连接在LAN中的多个通信终端设备的私有地址与WAN的一个端口号相关联。在有来自WAN中的远程终端设备的TCP连接请求时，根据端口号从所述表中选择一个通信终端设备。将所选择的通信终端设备的私有地址与远程终端设备的因特网协议(IP)地址相关联，并将它们进行存储，直到通信结束。从WAN接收的包被传输到具有与远程终端设备的IP地址相关联的私有地址的通信终端设备。
优选地，检测LAN中的通信终端设备的TCP连接的通信负载，并选择具有较小通信负载的通信终端设备。
优选地，通信负载是TCP连接的连接数。
优选地，通信负载是来自LAN中的通信终端设备的响应包的延迟时间。
优选地，通信负载是向LAN中的通信终端设备重传包的次数。此外，代替直接检测重传包的次数，可以通过检测重传请求的数量来间接地检测重传的次数。
根据本发明的另一个优选的方面，通信系统包括连接至因特网的路由器和连接至路由器的LAN中的多个通信终端设备。路由器设备存储一个表，在该表中，将连接在LAN中的多个通信终端设备的私有地址与因特网一侧的一个端口号相关联。当接收到来自远程终端设备的TCP连接请求时，路由器设备根据端口号从所述表中选择一个通信终端设备。路由器设备将所述通信终端设备的私有地址与所述远程终端设备的IP地址相关联，并存储它们，直到通信结束。路由器设备将从因特网接收的包传输到具有与远程终端设备的IP地址相关联的私有地址的通信终端设备。
优选地，当从远程终端设备接收到TCP连接请求时，路由器设备检测LAN中的通信终端设备的TCP连接的通信负载，并选择具有较小通信负载的通信终端设备。
优选地，根据TCP连接的连接数来检测通信负载。
优选地，根据来自LAN中的通信终端设备的响应包的延迟时间来检测通信负载。
优选地，根据向LAN中的通信终端设备重传包的次数来检测通信负载。此外，代替直接检测包的重传次数，可以通过检测重传请求的数量来间接地检测重传的次数。
根据本发明的所述优选的方面，在路由器设备中，WAN的一个端口号与LAN中的多个通信终端设备的私有地址相关联。因此，不需要将端口号分配给所述通信终端设备中的每一个。当添加或移除通信终端设备时，不需要新添加或删除端口号。可以仅仅通过注册或删除与所述端口号关联的私有地址来支持添加或移除通信终端设备。包被连续地传输到已建立了通信的通信终端设备，直到通信结束。因此，发送到所述通信终端设备的包不被传输到另一个通信终端。
选择具有较小通信负载的通信终端设备，并将其指定为传输目的地的通信终端设备。因此，通信负载不会集中于LAN中特定的通信终端设备。
由于根据LAN中的通信终端设备的TCP连接的连接数来检测通信负载，因此能够容易地检测通信负载。
由于根据来自LAN中的通信终端设备的响应包的延迟时间来检测通信负载，因此能够容易地检测通信负载。
由于根据向LAN中的通信终端设备重传包的次数来检测通信负载，因此能够容易地检测通信负载。
附图说明
图1说明了根据本发明优选实施例的路由器设备的结构以及在所述路由器设备和LAN内外的终端设备之间的连接；
图2说明了存储在根据本发明优选实施例的路由器设备中的终端设备地址注册表；
图3是说明由根据本发明优选实施例的路由器设备执行的处理的概要的流程图；
图4说明了存储在根据本发明优选实施例的路由器设备中的通信负载管理表；
图5概要说明了来自根据本发明优选实施例的LAN外部的终端设备的连接请求；
图6是说明当有TCP连接请求时由根据本发明优选实施例的路由器设备执行的处理的算法的流程图。
具体实施方式
将对本发明的优选实施例进行说明。
图1至图6说明了本发明的优选实施例。图1说明了路由器设备(以下称作“路由器”)2的结构，以及路由器2和LAN中的通信终端设备等等之间的关系。通过一个例子进行说明，其中，通过指定路由器2的端口号，从LAN外的远程终端设备发出通信请求。路由器2经由LAN接口(图中为“LAN I/F”)4和LAN 6连接到多个因特网传真机(图中的“I-FAX”)8至12、web服务器14和16、以及个人计算机(PC)17等等。通信终端设备(例如因特网传真机8至12)经由WAN接口(图中为“WAN I/F”)18和因特网20连接至远程终端设备。例如，路由器2通过使用TCP将来自因特网传真机22的包传输到LAN中的通信终端设备，例如，因特网传真机8。
在附图中，参考数字24指示主控制单元(中央处理单元(CPU))，26指示存储在闪速(flash)只读存储器(Read Only Memory，ROM)中的终端设备地址注册表。终端设备地址注册表26管理分配给路由器2的端口号以及与端口号相关联的、LAN中的多个通信终端设备的私有地址。此外，可以从PC 17等注册端口号与LAN中的通信终端设备的私有地址的关系。
参考数字28指示终端设备选择单元。当从远程因特网传真机22接收到通信请求时，终端设备选择单元28根据端口号选择注册在终端设备地址注册表26中的通信终端设备，并确定传输目的地的通信终端设备。对于通信终端设备的选择，从LAN中的通信终端设备选择一个具有较小通信负载的通信终端设备，并建立通信。参考数字30指示连接数检测单元。连接数检测单元根据通信负载管理表32检测通信终端设备8至12或者14和16中的每一个的连接数，并选择具有较小连接数的设备。在本优选实施例中，根据连接数来确定每个通信终端设备的通信负载的大小。此外，在本优选实施例中，通信终端设备是因特网传真机、web服务器或PC。根据由远程终端设备指定的端口号来确定传输目的地的通信终端设备的类型。LAN中的通信终端设备可以是邮件服务器。远程终端设备可以是例如移动电话这样的通信设备。
参考数字34指示传输目的地址存储单元。当与由终端设备选择单元28选择的通信终端设备建立起连接时，传输目的地址存储单元34将选中的通信终端设备的私有地址与远程终端设备的IP地址相关联，并将它们存储到通信负载管理表32中。从通信负载管理表32获取与写在从远程终端设备接收的包中的IP地址相关联的通信终端设备的私有地址。然后，通过传输包来维持连接直到通信结束。通信负载管理表32还是远程终端设备的地址与LAN中的通信终端设备的对应关系图表。通信负载管理表32存储连接数，并指示通信负载。
图2说明了存储在路由器2中的终端设备地址注册表26。在图2中，通信协议是TCP。三个因特网传真机的私有地址被分配给一个端口号“6109”。也就是说，私有地址“192.168.1.10”至“192.168.1.12”被分别分配给连接到路由器2上的各个通信终端设备。每个具有端口号“6109”的通信终端设备都与远程终端设备执行通信。在本优选实施例中，当将通信终端设备加入LAN或从LAN中移除时，在终端设备地址注册表26中新加入或删除与相同端口号相关联的通信终端设备的私有地址。当多个通信终端设备的私有地址与相同端口号关联，并且从远程终端设备接收的包的TCP头中所写的端口号为“6109”时，路由器2将接收到的包传输到从注册在终端设备地址注册表26中的私有地址中选择的通信终端设备，以在远程终端设备和LAN中的选中的通信设备之间建立通信。
图3说明了由根据本发明的本优选实施例的路由器2执行的处理的概要。路由器2将LAN中的通信终端设备的私有地址与端口号相关联，并将它们存储到终端设备地址注册表26中(步骤S10)。此外，提前从连接到路由器2上的PC 17等等执行到终端设备地址注册表26的注册。当从远程终端设备接收到TCP连接请求时，路由器2通过使用通信负载管理表32，来检查LAN中的、具有注册在终端设备地址注册表26中的私有地址的通信终端设备的通信负载(步骤S12)。在本优选实施例中，通过根据通信负载管理表32检测每个通信终端设备的TCP连接的连接数，来检测通信负载。即，能够根据当前处于连接状态的通信终端设备的连接数得到每个通信终端设备的通信负载。可以根据通过TCP传输的包的数量、来自LAN中的通信终端设备的响应包的延迟时间、或者向LAN中的通信终端设备重传包的次数来获得通信负载。代替直接检测包的重传次数，可以通过检测重传请求的数量来间接地检测重传的次数，并且可以获得通信负载。
然后，选择处于待机状态的通信终端设备或具有较小通信负载的通信终端设备(步骤S14)，从而使得将通信负载平衡地分布在LAN中，以防止将过量的通信负载施加到特定的通信终端设备上。将发送方的地址与传输目的地设备相关联，并将它们存储在通信负载管理表32中。因此，当与选中的通信终端设备建立起TCP连接时，维持建立的TCP连接直到通信结束(步骤S16)。
图4说明了通信负载管理表32的例子。图5说明了对应于通信负载管理表32的通信终端设备等等的连接状态。在图中，通信终端设备A至C是LAN中的通信终端设备，并且经由因特网20连接远程终端设备1至4。远程终端设备1至4请求连接到路由器2。通信负载管理表32存储指示通信终端设备A连接到远程终端设备1和2并且连接数是二的信息。此外，在通信负载管理表32中，远程终端设备1和2中的每一个的IP地址都分别与通信终端设备A的私有地址相关联并被存储。通信终端设备B连接至远程终端设备3，并且连接数是一。通信终端设备B的私有地址与远程终端设备3的IP地址相关联。可以根据写在包中的远程终端设备的IP地址来获得传输目的地设备的私有地址，并且能够持续连接。
在通信负载管理表32中，通信终端设备C处于待机状态。例如，当路由器2从远程终端设备4接收到连接请求时，路由器2参照通信负载管理表32，并且优先地分配处于待机状态的通信终端设备C。当通信终端设备C也处于通信中时，例如，根据通信负载管理表32选择具有较小通信负载的设备，并优先分配其。
在本优选实施例中，根据连接数来获得通信负载。或者，可以根据从路由器2传输的包的数量来获得通信负载，可以将具有大量包的通信终端设备确定为具有较大的通信负载。作为另一个例子，可以根据来自LAN中的通信终端设备的响应包的延迟时间，或者根据包的重传请求的数量，或者根据包的重传次数来确定通信负载较大。
图6是说明由路由器2执行的、用于选择LAN中的通信终端设备并建立连接的处理的流程图。当路由器2接收到TCP连接请求时(步骤S100)，路由器2通过使用通信负载管理表32来检查是否存在处于待机状态的通信终端设备(步骤S110)。当存在处于待机状态的通信终端设备时，路由器2优先地选择该通信终端设备(步骤S120)并与选中的通信终端设备建立连接。当不存在处于待机状态的通信终端设备时，路由器2选择具有最小连接数的通信终端设备(步骤S130)以将通信负载分散在LAN中。然后，路由器2传输用于开始与选中的通信终端设备的连接的包(步骤S140)。当建立起TCP连接时(步骤S150)，路由器2传输包(步骤S160)。为了连续地将包传输到相同的通信终端设备，将连接的通信终端设备的地址分别注册到通信负载管理表32中。路由器2传输包并维持通信，直到通信结束并且断开TCP连接(步骤S170)。当建立TCP连接失败时，路由器2再次参照通信负载管理表32，并选择可连接的通信终端设备(步骤S150，S110)。
如上所述，根据本优选实施例，路由器存储一个表，其中，将多个通信终端设备注册为关于一个端口号的传输目的地。当接收到发送到所述端口号的TCP连接请求时，从注册的通信终端设备中选择一个通信终端设备，并传输通信请求。在建立起TCP连接之后，将通过所述TCP连接接收的数据传输到选中的通信终端设备，直到已建立的TCP连接终止。因此，每当增加或移除通信终端设备时，不需要新分配或删除新的端口号。可以仅仅通过注册或删除通信终端设备的私有地址来支持增加或移除通信终端设备。
当选择传输目的地的通信终端设备时，从LAN中的通信终端设备中选择具有较小通信负载的设备。因此，可以防止通信负载集中于特定的通信终端设备上。例如，将TCP连接的数量用于确定通信负载。除了检查通信负载以外，将LAN中的通信终端设备的私有地址与所连接的远程终端设备的IP地址相关联。因此，可以维持连接直到通信结束，并且不会将包传输到其它设备。
此外，代替直接将端口号与私有地址相关联，可以将LAN中的通信终端设备的名称与端口号相关联，并在另一个表中将LAN中的通信终端设备的名称与私有地址相关联。

Claims (10)

1.一种路由器设备，包括
广域网(WAN)接口单元；
局域网(LAN)接口单元；
表，用于将连接到LAN的多个通信终端设备的私有地址与WAN的一个端口号相关联；
选择单元，当从所述WAN中的远程终端设备接收到传输控制协议(TCP)连接请求时，所述选择单元根据所述端口号参照所述表，并且选择所述LAN中的一个相关联的通信终端设备；
存储单元，用于将所述选择的通信终端设备的私有地址与所述远程终端设备的因特网协议(IP)地址相关联并存储，直到所述TCP连接终止；以及
传输单元，用于将从所述远程终端设备接收的包传输到具有与所述远程终端设备的IP地址相关联的私有地址的通信终端设备。
2.如权利要求1所述的路由器设备，其特征在于，所述选择单元检测所述局域网(LAN)中的所述通信终端设备的传输控制协议(TCP)连接的通信负载，并根据所述表和所述检测到的通信负载来选择所述LAN中的通信终端设备。
3.如权利要求2所述的路由器设备，其特征在于，所述通信负载是所述传输控制协议(TCP)连接的连接数。
4.如权利要求2所述的路由器设备，其特征在于，所述通信负载是来自所述局域网(LAN)中的通信终端设备的响应包的延迟时间。
5.如权利要求2所述的路由器设备，其特征在于，所述通信负载是向所述局域网(LAN)中的通信终端设备重传包的次数。
6.一种通信系统，包括：
连接至因特网的路由器设备；以及
连接至所述路由器设备的局域网(LAN)中的多个通信终端设备；
其中，所述路由器设备包括：
表，用于将连接在所述LAN中的多个通信终端设备的私有地址与因特网的一个端口号相关联；
选择单元，当从连接至因特网的远程终端设备接收到传输控制协议(TCP)连接请求时，通过根据所述端口号参照所述表来选择所述多个通信终端设备中之一；
存储单元，用于将所述选择的通信终端设备的私有地址和所述远程终端设备的因特网协议(IP)地址相关联并存储，直到所述TCP连接终止；以及
传输单元，用于将从所述远程终端设备接收到的包传输到具有与所述远程终端设备的IP地址相关联的私有地址的通信终端设备。
7.如权利要求6所述的通信系统，其特征在于，所述路由器设备检测所述局域网(LAN)中的所述通信终端设备的传输控制协议(TCP)连接的通信负载，并且当从所述远程终端设备接收到TCP连接请求时，根据所述表和所述通信负载来选择通信终端设备。
8.如权利要求7所述的通信系统，其特征在于，所述通信负载是所述传输控制协议(TCP)连接的连接数。
9.如权利要求7所述的通信系统，其特征在于，所述通信负载是来自所述局域网(LAN)中的通信终端设备的响应包的延迟时间。
10.如权利要求7所述的通信系统，其特征在于，所述通信负载是向所述局域网(LAN)中的通信终端设备重传包的次数。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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