TW200814636A - Method and apparatus for routing data packets between different internet communications stack instances - Google Patents

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200814636 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種數位資料處理；具體而言 於電腦系統内例如TCP/IP堆疊之網際網路通訊堆疊之使用· 【先前技術】 二十世紀末，出現了所謂的資訊革命現象。雖缺資訊 -ί代表資訊革命。電腦系統的發展 更多資料，並提供更多應用程式給其使用者。 腦^ ，浐斷了降，使得幾年前需要歸較高成本才能取得貝： 理的’現在可透過電腦作較經濟性的操控。由 、魏排程、行政瑣'事及許多其他因素變得 ^有效率，貞祕理的成本降低使生產力得以像輯球般的成 Ο 運算的成本降低以及數位裝置廣泛的可 S等裝置中的資訊量變大。由於大量的資訊== ”。對任何裝置而言，資訊量會阻礙其儲存能力。t了 Ιΐΐΐϊί取’市場上開發出許多允許運算裝置相互通訊並 i換!麟技術。全球資訊網（一般稱為「網路」 式運算的最佳制’其侧賴際網路將資 人提^ 世。從學齡兒童到老年人皆可透過網路學f、，並可 ::=苎乎無限的資訊。商務、政府、機構甚至個人會在： 上M、貝訊的程度，已經使人預期任何需要知道的資訊皆可 6 (1

大互了?民眾’而無須高度電腦程式 200814636 在網路的某個地方找到 有 is:’二::二::：:個::上： ⑻，全球命名慣例係用以分配特殊的名稱 =間，通 ::裝置’得以正確地決定資料封包到達其最終= 二 移轉從;r將任何資料 #用极術、，、了被視為通媒體。然而，網際網路的 ，賤取決於來源及目的地節點端處理資料交 ^網路_ ϋ及其他網路顧程式的出現，將基本 έ在與網際網路相連的電腦系統中，低階的程序集係從網際 連線接收往内資料封包，在封包内彙編資料，並且提供資 7 : 一或多個高階應用程式；並類似地從高階應用程式接收往 外信息、檔案或類似結構，建構一或多個包含這些結構的往外 7 200814636 些資料封勺1、士廷气資料封包、以及透過網際網路連線傳輸這 i疊，复些程序在此稱作網際網路通訊堆疊或tcp/ip ^ P/IP即為傳輸控制協定/網際網路協定的縮寫。 f·路通訊堆疊或TCP/IP堆疊（或「堆疊實例」）’係 種因V，有5^際網路通訊的電腦程式碼的程序實例。基於各 理想的情況下，在單—電腦系統内會實施 Ο Ο 通訊堆i可不是必要的，這些多重網際網路 有其本身的1p位址U ip位址集）。 且曰 用者3 ίίί ί網際網路通訊堆疊的—個範例，係具有以使 统本，以及供遠端管理、維護及控制電腦系 的产、兄下，其2夕）個獨立的堆疊，在此稱為服務堆疊。理想 理^能隔素會較能將制者顧程式與系統管 列言/即使生產堆疊超誠無法操作，系統 堆====進服務 訊所定’網際網路通訊堆疊f要運作許多網路通 擇性“能要的時候’運作任何進階或選 下，也 在電紐包含多重網際網路通訊堆疊的情況 合有^曹! ϋ及一個獨立的服務堆疊’在多個堆疊間至少 :姑稷的核心功能°然而’進階或選擇性的功能不一定 曰被稷衣的原因是因為複製需要額外的資源，加上這些 8 Ο ο 200814636 有的堆&中。ι有需要存取進階功能來處理不支援 2此的堆疊中的通訊，則可藉由區域網路（lan)連線將 到另—個堆疊，進而啟動另—個堆疊中的功能。可惜這 理想’因為其消耗LAN上的資源，且每力^ 而要其專屬的網路配接器來運作此等作業。 際網路通訊堆疊間資料的内部選路亦可透過定義 ====，並利，糾連接埠作為資料的 ^ m ^. 轉使传早配接器可由兩個堆疊共享。麸 二，有些資料封包不包含連接埠指定（或無法存取該‘ 遠都可提供連接埠轉呈。舉例而言，在有些 虛擬私人網路下使用的情況會被加密，且連接埠 亦3被加岔，因而無法利用習知連接埠轉呈作堆疊間選路。 政、畜=ϋ情況下’需要的是一種在電腦系統中改進網際網 失^^貧料的技術，以避免習知技術t所存在的缺 t匕理想的情況下，需要的是提供不會增加LAN 亡，的，豐間通讯設備’其支援單一硬體LM配接器的分 予，並可_地整合於域嶋網路通娜定的财軟體中。 【發明内容】 本發日狀電齡統包含多重網_路職堆疊實例， 用f硬體網路配接器，或與獨立個別的硬體網路配接哭 =關夕重堆疊實例㈣有系統内部軟體通訊路徑，因此^ ，二、，2不，的網際網路通訊堆疊實例’係利用網際網路協定 ,)疋址作封包選路。一目的地IP位址係與另一堆A相闕 卻到達某-堆疊的封包，係透過IP轉呈而被轉呈到其他ϋ。 9 Ο u 200814636 際網路tpV本ΐΓ業= 往外封包。舉例而言，往内封包可能到達於J内或 全球IP位址被轉呈到第二堆疊，並 ^ ’再利用 重新轉呈到第一堆疊。往外封句亦/^本£止業1p位址被 被重新轉呈回第-堆疊。許多其他方式·;球ip位址

Tcp/ΐ =# f ^ ;堆疊係具完整的 式的生產轉，衫錢情乡伽者應用程 ;f似作業:堆疊間介面可用以為服務堆疊所=3 ，、傳送朗達之封包取得稍魏健。 、μ壬式 關閉分享的開關。在另—變化中 =擇性啟動或 例行性維修時，將資料暫時重新選路ΐ備;^在生產堆疊作 面，堆疊間 ΐ 疊間通訊、或提供所有堆疊實例中理想程:== 本發明的細節林是其結構或運料可透過參考伴 隨圖 200814636 式更易了解，其中相同參考數代表相同元件，其中： 【實施方式】 網際網路概述 在討論本發明各實施例的作業前，在此先提供網際網 概要討論。 〇 0 「網際網路」一詞係「網際網路工作」的縮寫，一般係指 TCP/1 p及電腦網路技術巾所知的細協定組之電腦網路 了合。TCP/IP係「傳輸控制協定/網際網路協定」的縮寫，盆 係促進電腦間之通訊的軟體協定。 /、 圖1係網際網路的高階概念圖。網際網路沒有預先建 处1古y透過增加新節點及舰作紐的延伸。—個節點可 鏈結，將其與其他節點相連，這些鍵結可利 Ξϊ:=通訊技術’具有不同資料容量及其他特性： 彳r复雜™^ 含多樞鏈路」，係包 ，1G1 ’接收資料封包並將其轉呈給網路= 線路器與其他選路器間有Κι 是用於Ϊ速量，而言’光纖鍵結通常 高速選路器的“網路‘鏈t到節點’係作為 1及其他 Γ

Q 200814636 低速的連線。舉例而言，在跑ψμ —Ρ & \ 商，透過電話線或其他連線為ϋ網際麟服務供應 然並非必要，㈣個存，存取卽點。一般而言，雖 = 取點—般會提供多個主機電腦系統 可為的電腦系統。主機系_ 可攜式單電腦到手持 即非inm點102作為存取網際網路的節點（此情況 與存^目m類^的存取點作冗餘。主機 係透‘際f μ電腦系統中’例如主要 連接古、#=路域的型網際網路伺服器，主機可直接 連接同逮選路器101，因而作為其本身的存取點。直接 際網ίί:?ί=圖1緣示網際網路之概念圖’實際上網 可及連線比圖1所示來的多’且連線的拓樸也有 進一步2f當知’圖1可能未圖示連線類型 ，以到達樞鏈路的高速選路^ i 路包連接不同等級的存取點。嚴格來說，網際網 登入網際網ϊϊ的3甘裝置:當例如個人電腦的小贱腦系統 路協定^網際網路節點且具有網際網 成為網際網路的址:雖，1p，址可能僅是暫時的位址），進而 …、罔路的一部分。通常，網際網路樞鏈路及存取點的選 12 200814636 即，網路被視為通訊媒艘而非 玫獻二 網路。一般而言，此說明書中「網際網 者i分==容触顧’細嫩意，其亦可指前 1 I、了，，任何網路中從任—節點到另—節點的資料通 Ο i，二^^太網路，可能會對網路中所有㈣點廣播資 η 址方法辨識理想的接收者。網際網路的大小使 峻糾實際。傳送者仍然需要指定—個目的L 祕巾的每個㈣直賴到目的地並不實 ^可^代及料者與触者祕制每個節點都必 料封包應該如何選路才能到達其目的地。雖_ ，但路徑中的每個節點不需要都知道最終目的地 ;====可行的路徑’且選路器可根據許 Ο 在選路ϋ硬體的層面，網際網路目的地節點係由多位元的 細=二止，疋之稱為網際網路協定（ip)位址。原始的網際 、-从，址糸統利用32位1p位址，將其分為四份，或每份八^ 兀、八位兀組」。這些八位元組通常係以句點區隔，例如一 U立址Σ寫作9°·4·63·18。這些八位元組係定址的一種架 冓里悲1得任-選路n皆無須知道所有網際網路位址的最終 目的地有較遠位址的資料封包會被選路到較近的選路器， ，進-步修正其位址料，直到資料封包到達其最終目的地。 虽：、、、:原始的疋址系統使用32位元的ip位址，近年來網際網路 13 200814636 位址空間不斷的限縮，因此發展丨所謂的㈣ ，網路IP <立址。IPv6支援购立元的Ip位址。雖^= 目刖正逐步被引進，但許多網際網路裝 IPv4的舊式32位元Ip定址協定。 便用所口月 IP位址允許傳送節點將資料封包選路到接收節點，但 對使用網際網路的高階程序間通訊而言，利用數字的lp似止 有其，失。，例而言，數字位址較難記憶。再者，某些丨卩位 址了庇^刀旱於多重節點間，或者可能因為網路設定的改變而 H基於這些及其侧素，產生了—翻關路節點的高階 命名方法，稱作網域名稱系統（DNS)。網際網路節點在 中^名具有英文子母，並接著解譯為IP位址。節點的⑽s 名f因而較易記憶，而無需因為某些硬體的改變而改變。舉例 而言，一個人可以建立一個網路伺服器，帶有容易記住的DNS 名稱，即使網路伺服器的實際IP位址因為硬體更新而改變， 仍，保有相同的DNS 4稱。DNS祠服器的分散式系統紀錄腦 名稱及其對應的IP位址，並提供將DNS名稱解譯為Ip位址 機制。 由於選路裔的功能在於根據封包的IP位址針對既定的資 料封包從多個通訊鏈結中選擇其一（直接目的地），因此每個 鏈結可能與多個IP位址相關。架構中並不禁止單一主機節點 具有多個IP位址’因為與其相連的選路器會將所有的ip位址 與單一目的地節點相關聯。通常，作為客戶端並執行例如互動 網路瀏覽器的應用程式的個別工作站或個人電腦僅有單一的 IP位址。然而，某些較大型的電腦系統可能具有多重lp位址， 每個位址與各個不同的内部程序集相關。 14 Ο Ο 200814636 在與網際網路耦接的主機節點電腦系統中，一組 集會接收來自應用程式的往外資料，並將其格 Α :商 料封包，帶有適當的IP位址指定，以在網際資 類^地二該組階級式程序集會接收網際網路的資二 节彙編貧料’以提供給細程式。输階級式 「網際網路通訊堆疊」。有時在#界稱為「Tcp/；^^1 然堆疊處理的網際網路通訊無須限制在Tcp 且」，雖 含其他協定’好比_、猜/IP等等。單_主二電：：f 可^含網際網路通輯疊的多個實例，每個m先 機電腦系統中，啟動多個網際網路通 母個堆璺一般具有其獨特的IP位址（或Ip位址集）。、 詳細說明 參考各圖式’其中在許多層面中相同號 圖2為較佳細种域娜㈣㈣ ’主機電腦系統細透過網際網路與 ，:里單元⑽)201係、至少一個一般目的可程哭中 ^丁指令並處理主記憶體2G2的資料。主記憶體2 『 用任何記憶體技術的隨機存取記紐，其中 入，或由CPU 201處理。 輯賴存益中載 許多2〇5提供⑽201、主記憶體2〇2及 儲存錢及V◦裝置的通訊。舉例而言 支援一或多個使用者終端機221-224的連接：儲存介面單 15 200814636 做接存取儲存裝置（MSD) 225一227 (通 式猶機儲存裝置，軸也有可 2 言其設定為單—大型儲^置)二 ㈣99»裝置;1面單（213紐任何類獅I/Ql置，例如印 ^亦適用^及傳真機229 ’可以了解其他或額外類型的1/〇裝 〇 路2ΓΛ介查面始（或「,網路配接器」）214支援—或多個外界網 ，230的連線，以與一或多個其他數位裝置通訊。網路23〇 路介面214並不需要直接耦接網際網 如’二^接本區網路（未圖示），再透過閘道與網際網路通 :乂實鈿例的主機電腦系統2〇〇包含至少一個網路配接器 2H’主機電腦系統200亦可選擇性的包含多個網路配接器。 在糸統200包含多個配接器的情況，一或不只一個配接器可直 接或間接耦接網際網路，而這些配接器可連接相同或不同的本 區網路’或相同或不同的選路器或閘道。 f要了解的是，®1 2係以高階的方式描述系統·的代表 0 性主要構件，個另11構件可能比圖2中所示的構件更為複雜，本 叙明亦可也包含圖2未顯示的其他構件，且此等構件的數量、 類型及設定也可能不同，大型電腦系統通常具有比圖2所示更 夕的構件。在此揭路更複雜或其他變化的一些特定範例，需要 知道的是這些僅供範例之用，並不表示本發明僅能作此^變 化0 一雖然圖2僅顯示單一的CPU 201，但是電腦系統2〇〇可包 δ夕重CPU’如熟此技藝者皆知。雖然圖2所示的主記憶體202 16 200814636 Ο ϋ 為單一整體個體，但記憶202實際上可能係分散式及/或階層 式，如熟此技藝者所知。例如，記憶體可能存在於多重階層二 快取中，且這些快取更可以功能作區別，使得—個快取保^指 令，而另一個快取保存處理器所使用的非指令資料。\己愤體更 可分佈於不同的CPU或CPU集並與之相關聯，如熟此者所 謂的非統一記憶體存取（MUMA)電腦架構。雖銬圖2所^的捕 ，流_為單-個體’但實際上許多系統構=== *係透過複雜的匯流排、介面等等階層而達成，並 路徑係供⑽^及記憶體202間的通訊之^ 徑係供yo介面單凡211-214的通訊之用。匯流排2〇5可以任 何的型態排列，例如階層式中的點對點鏈結、星 態、多階匯流排、平行及冗餘路徑等等。舉例而言f如LMA 架構’通訊路徑係以節狀方式排列。匯流排可利用好比工 格PCI匯流排、或任何其他適當的匯流排技術。雖秋所示的多 至 13=C中，f系統匯流排205係從許多通;聽徑連接 亦可將某些或所有的1/0裝置直接連到 221: 用=大===的/端機 的裝置數量可能會不同’而本發明並不受限於任3特定== 系統腦系、统200亦可換作單一使用者系統如 + 腦」。存取電腦系統200的使用者工作站或終端機' = 統200，並透過網路230與系統2〇〇通訊。電 γ'、 換作沒有依附任何終端機㈣統、或僅有單—操、作^= 台，僅包含單—使用者顯示器及鍵盤輸人襞置。再者， 此所描述之本發明的某些功能因僅作顯示之用而以單；： 17 200814636 系統實施，但是這些功能可利用電腦系統的分散式網路相互通 訊的方式實施，其中在此所述之不同功能或步驟係運作於 的電腦系統中。 、 雖然在此係以高階的方式描述並繪示許多系統構件，但是 而要知道的是，一般的電腦系統包含許多其他未圖示的構件， 並非了解本發明的重要構件。在較佳實施例中，電腦系統2〇〇 係以IBM i/SeriesTt構為基礎的電腦系統，需要知道的曰， 本發明亦可實施於其他電腦系統。 疋 ^圖3係較佳實施例中顯示為記憶體202之構件的主機雷 系統200的主要軟體構件之概要圖。作業系統3〇1為 = 狀態資料，提供許多低階軟體功能，例如裝置介面”、二 =管^、多重工作的管理及遞送等等，如熟此技藝者所=具 -而e ’作業系統301包含系統2〇〇的每個網路配接 ^ Ο ，式302以及選擇性的第二網路配接器裳置驅動程 ^的網路配接器裝置驅動程式3Q3以虛線顯示，表'示此‘ ίϋ生，實ίΓ在系統包含單一網路配接 214 “ 况’僅有早-對應的網路配接器裝置驅動器3⑽ = ，2〇〇包含第二網路配接器（未顯示於圖2中）=下在= 應的其他網路配接器裝置驅動程式聊會存在。心兄下’對 ⑼較主機電職統包含多__路通吒料 通訊堆疊實例，其中-個實例為服兩個網際網路 姦祕晶训口从 钓服務堆豐304,而另一個為峰 宜305。然而’主機系統200會包含兩個以上的網際網路 18 Ο Ο 200814636 通訊堆疊實例。兩個堆疊具有一個核心的TCP/IP集及/或其他 透過網際網路作通訊所需的網際網路協定功能，包含特定ip k路然而，除了這些核心協定之外，生產堆疊支援實質 完整的TCP/IP及/或其他網際網路協定進階功能，而服務堆疊 支援較少（或甚至不支援）這些進階功能。這些進階功能係僅 有某些應用程式環境所需的功能。此等進階功能的範例包含網 際網^協定安全性（IPSec)、IP過濾、網路位址解譯（NAT) 以及知入偵測，需要知道的是，生產堆疊可支援其他或額外 進階功能。 9ΠΠ 士 ^又而a ’生產堆璺305係用以支援許多運作於電腦系統 20=中生產工作的使用者應用程式。因為有些使用者應用程式 :能會需要特定的鞠魏，但預先刪使用者制程式的特 以及，些功此會係執行於系統的使用者應用程式所需 ^功能係困難的’因此在理想的情況下，生產堆疊施合 ，土的進階TCP/IP或其他崎麟協定魏。服務堆^ =乍維修及控狀帛。糊*言’服務轉係透過軸二 ϋΞΐ訊’以㈣系統的作#，運作系統中G 步維修作業，以及類似的行政功能。 ，統2GG更包含-或多個使用者應用程式311_313( 二個係顯减圖3巾，但需要知道狀實際 二 Ϊ遠用者應用程式311-3心 用者的身分運作生產卫作，且較佳係與 j隹宜305相關聯，依照Tcp/Ip或其他適用的網 二^ί'_亦包含—或多個服務應用程式 一中一個係择員示於圖3中，但需要知道的是實際上 19 200814636 Ο ο 的數量可能會不同，且通常會更大）。服務應用程式與遠端程 序通訊，以運作行政功能，且較佳係與服務堆疊304相關聯， 依照tcp/ip或其他適用的網際網路協定處理網際網路通訊。 在圖3的範例中，服務應用程式314係顯示為作業系統3〇1 的邛刀，而服務應用程式315係顯示為獨立於作業系統 301，以顯^不出服務應用程式可能為作業系統的一部分或可能 =為作業系統的-部分。與生產堆疊相關聯的應用程式（例如 使用者應贿式311-313)-般並非作鮮統的—部分； 生產堆疊亦可提供服務給作業系統功能。 …、 網^4=$2器if驅動程式302、303係連結一個別的 、、周際、、周路通吼堆璺。母個網際網路通訊堆疊3〇4、3〇5可具 零個、一個或—個以上的網路配接器裝置驅動程式與其連社。 到的所有往内封包起初會選路到對應的網^ 個程式所連結的網際網路通訊堆疊。分別位於每 豐中的IP選路選擇器寫、紐會利用ΙΡ選路協定決 疋母個在外封包的目的地網路配接狀置驅動程式。 、 過的建較^施例，系統内部堆疊間通訊路徑係透 到另一堆疊。每個Ιρ選路選擇器306、 ，網路配接料置鶴程式猶並不是-mu 2選峨下作以目=能： 動虛擬_己接器裝置驅 疊304中的選路到另一個堆疊。即’若服務堆 队路306利用IP選路，選擇虛擬網路配接 20 200814636 ίίίϊί式308做為封包的目的地，則封包接著會選路到 田、金处=批，並以相同於封包從實體網路配接器及鱼生產摊 i 網路配接器裝置驅動程式303進入的處理ί 法，進入生產堆疊305作處理。 处里万 (去道的疋’一瓜電腦系統可包含許多其他軟體構件 八並非了解本發明的重要構件。具體而言，體： Ο ϋ 才斗糸、、先θ ^ 3許多與透過網路傳輸資料無_功能及狀態^ 軟體=立個體或包含於其他個體的方式顯示許多 模兩要知道的是，此顯示僅供範例之用，特定 =、、且，個體可為獨立個體、或顧模 要知道的疋，這些個體的實際數量可能不同，具體而 又。在祕社齡統魏巾，鱗健驗量及娜性會更 作带軟體個體係概要的顯示為常駐於記憶體202 ’ 電腦系統的記憶體一般而言都太小，以致於 程式及資料，且資訊通常係儲存於資料儲 會根據需求由作業系統分頁到記憶體中。 組織模i圖3的概要圖並不暗示任何特定記憶體 用重&卜贈咖記憶體、或利 200814636 圖4係較佳實施例中網際網路通訊堆疊實例3〇4 處理往内資料封包（即從網際網路向内）之程序的 = Ο ，。參考圖4 ’堆疊實例接收來自網路配接器驅動程式的= 貧料封包（步驟401)。步驟401所接收到的資料封包 可為實際硬體網路配接器的網路配接器驅動程式3〇2碌 或可為虛擬網路配接器驅動程式3〇8，其實際上僅係與一 豐實例的介面’卻賴路配接n的方式與接收堆疊實 在收到封包後，IP選路選擇器306、307檢查封包中的目的地 IP位址，以決定適當的選路（步驟4〇2)。若目的地位址係盥 另-健相關聯（步驟403的N分支），則封包接著被轉呈^ 用Π>轉呈）到目的地個體（步驟404)。封包的目的地可^ 腦系統200似卜的地點’在此情況封&可被轉呈到與該^ 點相關聯的網路配接器，透過外部傳輸到其最終目的地。^具 體而言，在雛實施财，透過ΙΡ轉呈將至少某些封包^ 到，目的地堆疊相關聯的虛擬配接器驅動程式3〇8，進而 到系統200内不同的網際網路堆疊實例係可行的。 絲步驟403，目的地位址係與目前的堆疊實例相關聯， 〇 觸包會被轉呈卿疊的上層，以在許舞疊騎作處理（以 步驟403的ΓΥ」分支作表示）。選擇性地，處理可包含顯露一 個囊封IP位址，係與原始的斤位址不同，但是嵌入於原妒 料封包（步驟405)之内。IP位址囊封的任何一種適當的^定 可用以顯露囊封IP位址。舉例而言，依照IPSec通道協定， ，封IP位址可從解密的資料封包中被提取，IPSec通道僅為 展封的其中一個可行範例。在囊封1{)位址被顯露的情況下， =包接著回到ip選路選擇器（步驟403)，以供1{)轉呈到適 备的目的地個體（步驟404)。此目的地個體可為系統2〇〇内 22 200814636 不同的網際網路通訊堆疊實例 在沒有囊封ip位址（或此類囊封位址先前已被提取且依 序轉呈封包）的情況下，堆疊的較上層（例如IP及TCP層） 會根據適當的習知協定（步驟406)處理封包。在封包中的資 料接著提供給系統2〇〇内適當的應用程式（步驟4〇7)。 〇 0 圖5係較佳實施例中在網際網路通訊堆疊實例3〇4、3〇5 内處理往外資料封包（即透過網際網路到外部目的地）之程序 的高階流程圖。參閱圖5，往外資料封包可能為連結堆疊實例 之應用程式的資料結果（如步驟501及5〇2的路徑所示），或 者在外資料封包可為從另一個體轉呈而來的資料封包，尤其是 從另一個堆疊（如步驟5〇3的路徑所示）。在前者的情況;， =疊實例會接收來自與應職式連結的堆疊的 2 (f驟5〇1 )，例如生產堆疊305的使用者應用ί ^ 311-313、或服務堆疊304的服務應用程式314、315。 產=TCP層）係根據適當的協定處理資料，以 ίϊ田或多個貧料封包（步驟5G2)。或者，已由堆叠的較含 m過，料封包可在被另—健選路過後到達此堆 节係攸相同系統中的另一個堆疊選路而來（步驟503)隹且通 的資'選擇性的將資料封包及目的地位址囊封於較大 的貝科封包中也艮據任何適當 ，册季乂大 歧犧封包—麵的= 否運作步驟504的臺封不官是 址係由ΙΡ選路選擇器306 目的地，其ΙΡ位 選路目的地係網路配接器驅動程式ς目的地 23 200814636 之::配J器驅動財302、303 (在外部目的地 、月况下）、或者可為虛擬配接器驅動程式3〇8， 200中另一堆疊實例的介面。 ，、係與糸統 Ο 上述較佳實施例的堆疊間通訊適用於許多不同 式。舉例而言，堆疊間通訊可透過多重堆疊實例支援單二^ 網路配接器的分享。一般而言，硬體網路配接器係由第一堆聂 實例所有或由其所啟動。但IP選路聊器可將軸封包= 到第二堆疊實例，或接收來自第二堆疊實儀往外封包，因而 透過網路配接器（非由第二堆疊實例所擁有）支援第二堆 例與外部個體間的通訊。堆疊間介面亦可做為交換^，此 日说點或事件中選擇性啟動。舉例而言，介面可在某些時間點 正系的被啟動及關閉’以支援需要專屬使用網路配接器的緊急 任務應雜式。或者，介面可以正常的被關，以在選擇的g 間點被開啟，從主要堆疊實例將資料重新選路到備 例，以在主要堆疊上運作慣例維修。 隹且實 依照較佳實施例，在使用堆疊間介面的特定範例環境中， Ο 生產堆疊305具有完整的TCP/IP功能，支援-般目的電腦系 統中許多不同的使用者應用程式，而服務堆疊304具有有限的 TCP/IP功旎，主要係支援遠端控制台的系統控制、同步維修 作業或其類似作業。堆疊間介面係用以取得一或多個通常服務 堆疊所沒有的進階功能作業，以提供與連結服務堆疊之應用程 式通訊。 一此等進階功能的其中一個範例，係利用IPSec通道協定將 資料封包囊封。IPSec通道允許一個完整的資料封包被囊封並 24 200814636 被加密，且包展在帶有新的IP標頭及Ip位址的一個較大的封 包中。IPSec通道適用於例如支援虛擬私人網路（vpN)。在具 ^雙重生產及服務堆疊實例的系統中，有時可能會需要服務 ¾:使用生產堆璺的IPSec功能。舉例而言，有些維修作業可沪 會不定期的需要運作於與不安全的網路相連的裝置中。>、此 Γ 0 圖7分別顯示較佳實施例中範例環境之系統200 ί ΐ夕/ί件處理軸#料封包及往外f料封㈣流程圖，i中 /、服務應用程式連結的膠囊化資料封包係被選路到生產 作IPSec處理。在此範例中，網際網路Ip位址66丨 = ΐΐιΓ I91.69.1G係選路到與服務堆疊3G4連結的網路配接 L02。網際網路1P位址目的地66.191. 69. 9係定義於服| $雄=際網路Ip位址66.191 69.1{)係定義於生產堆疊务 ==5/區企業虛擬私人網路 2 定義於服務堆疊，而遠端企業内位址目的 10· 5· 26.14的VPN過濾規則係定義於生產堆疊。 封包fΙΡ位址66.191. 69.1〇以及囊封封包⑽ 器302 Ϊΐΐΐ到達網路配接器3〇2 ’並被選路到網路配接 ββ 1Q1。斤連、、"的服務堆疊304 (步驟601)。ΙΡ 未定義於服務堆叠;然而，其以=

選路選二到生產堆疊的路徑)。因此，IP 驟602) 利用1P轉呈將封包選路到生產堆疊305 (步 生產堆疊接收封包 IP位址66. 191. 69. 1〇係定義於生產 25 200814636 堆$，使得生產堆疊的IPSec通道功能將封包解密，以顯露嵌 入於其中的VPN封包（步驟603)。此嵌入式vpN封包具有自 己的IP位址10· 5· 12· 35，在此情況下係用於虛擬私人網路的 本-企業位址。本區企業IP位址1〇· 5· 12· 35並未定義於生產 堆S，然而，其係定義為通往虛擬配接器3〇8 (即服務堆疊） 的路徑。因此，IP選路選擇器3〇7將現已解密的封包選路回 服務封包（步驟604)。 服務封包接收已解密的封包，其IP位址為1〇· 5· 12· 35。 此位址係疋義於服務堆疊，因此此封包係在服務堆疊的較高階 (即TCP與IP層）作處理（步驟605)。所形成的資料接著被 迗巧服務應用程式（步驟606)。服務應用程式接收服務堆疊 的資料，並適當的使用此資料（步驟607)。 且 參考圖7，朋^務應用程式的往外資料起初係送到具 口 ϋ 目的地位置10. 5· 26.14的服務堆疊，對應遠端裝置中 ，本區企業IP位址（步驟701)。此資料在服務堆疊的Tcp盥 IP層作處理’產生-或多個具有IP位址目的地為1() 1 的資料封包（步驟702)。 · · ·14 IP位址10. 5. 26.14對IP選路選擇器3〇6而古 對應虛擬配接器308的位址’因此選路選擇器3 ;封= 到虛擬配接器308，即透過堆疊間介面到生產 IP位址10. 5. 26. U的卿過渡規則係^ 5&= 3〇5，指*生產堆疊的IPSec功能接著將封包加密，並 封於帶有全球可選路（網際鱗）ΙΡ位址為丨 、Ί 的較大封包中，以對應遠端裝置（步驟7〇4)·。6位2 26 Ο

Q 200814636 129. 42.161· 17對IP選路選擇器、307而言係定 配接器308的位址，因此選路選擇器術透過堆疊^介二 包選路到服務堆疊304 (步驟705)。 、于 服務堆疊304中的IP選路選擇器3〇6接收封包並 位址為3選路咖路配接11驅絲式302料部純。IP、$ ，選擇H 306接著將封包選路到配接器驅動程式3 ‘ 7^))。。網軌接11接著接㈣包並透過鱗傳送之（ί驟 知本===输技藝者當 、在此所述之較佳實施例中的許多優勢之一，係封句杳祖 轉呈及選路功能，在不同的網際網路通訊:隹 堆=你/廣，適用’僅有極少數的例外無法使用。不同的 的dpff使用通用的代碼或具有共通的開發原始地 錯誤涉及獨每 程式-般包當 27 Ο Ο 200814636 ί、ί 理器讀取並執行此等指令時，會導致這些裝 各面向所需執行之步驟或產生之元件的 罐腦綱 且不掄彳可分散為獨㈣的程式產品， 等同摘佈哪一種特定類型的信號負載媒體皆 非禮明。信號負載媒體的範例包含但不限於揮發及 置、磁片、硬碟機、光碟片、數位視訊影碟、 ，本發明適用於任何型態的信號負載媒體，無 係透過傳輸網路（其包含無_路），一種型 ί體二換到另τ種型態的信號負載媒體。信號負載 圖2中係以系統記憶體202以及資料儲存裝置 蔹去ΐίί發明讀定實關及其替換已揭露於此，但熟此技 云者虽知其他鶴及細節仍可在以下請求項的範圍内作變化。 【囷式簡單說明】 圖1係網際網路的高階代表圖； 階方雜佳實施射主機電齡統社要硬體元件的高 念缘^ 3係較佳實施射域1财統駐要健S件的概 圖4係較佳實施射網_路通訊堆疊實_處理往内 貝枓封包的程序的高階流程圖； 係較佳實施射網際網路通訊堆疊實_處理往外 貝枓封包的程序的高階流程圖； 圖6係較佳實施例中範例環境中處理往内資料封包的流 28 200814636 程圖，其中連結服務應用程式的囊封資料封包被選路到生產堆 疊作網際網路協定安全性處理；以及 圖7係圖6之範例環境處理往外資料封包的流程圖。 【主要元件符號說明】 101高速選路器 102存取點 103A、103B主機電腦系統 200主機電腦系統 Ο 201中央處理單元 202主記憶體 205通訊匯流排 211-214 I/O介面單元 221-224使用者終端機 225-227直接存取儲存裝置 228印表機 229傳真機 230外界網路 U 301作業系統 302第一網路配接器裝置驅動程式 303第二網路配接器裝置驅動程式 304服務堆疊 305生產堆疊 306、307網際網路選路選擇器 308虛擬網路配接器裝置驅動程式 311-313使用者應用程式 314、315服務應用程式 29

Claims (1)

1. Ο Ο 200814636 十、申請專利範圍： ι· 一種電腦糸統，包含·· 至少一處理器； 一記憶體； 一作業系統，係以複數個可執行於該至少一 令實，’該作業系統支援複數個程序實例的同步^.、曰 複數個可執行於該至少一處理器之應用程’ 至少-網路配接器，供與，路通訊，該網路 輸(tr肪smi tt lng)用於通訊之資料封包於網際網 ™傳 訊堆:峰疊實例以及一第二網際網路通 且實幻母一該網際網路通訊堆疊實例與 程式之個別之至少—者細聯，該第—及、 ^ 通訊堆疊實例支援-堆疊間介面，以在該第 :【訊堆疊實例間至少一方向通訊一心 個別間介面通訊之每一資料封包，係根據與 封包相關聯之_個別的網際網路協定（ =:=該堆疊間介面’選路到-目的地網際網路通 位址匹配與該目的地網際網路通訊堆疊相關 2. id!所f”1，統’其中該第二網際網路通訊堆 ί二細支板至v㈣第―網際網路通訊堆疊實例所不支 板之網際網路協定功能。 貝丨个文 3· 2所述^腦系統’其中該第二網際網路通訊堆 宜只例係-生產堆豐’作使用者應用程式之一般目的支 30 Ο ❹ 200814636 援，以及該第一網際網路通訊堆疊係一服務堆疊，以支援 該電腦系統之行政功能。 4·如睛求項1所述之電腦系統，其中該堆叠間介面支援該第 一及該第一網際網路通訊堆疊間封包之雙向通訊。 5·如請求項1所述之電腦系統，其中經過該堆疊間介面之資 ^包通訊，係利用缺—虛擬網路配接器裝置驅動程式 ϋΐϊ—堆疊實例中至少—1?位址之—IP轉呈目的地 實施’該虛擬網路配接器裝置驅動程式係與該第二 堆豐實例之一介面。 6. 斤述之電腦系統’其中該第一及第二網際網路 社予H鱗配接11，該通用網路配接器係連 …該第一網際網路堆疊實例。 7. 二種替網際_㈣封包選狀方法，該方法包含以下步 堆最H料’^資料係代表一電腦系統中一網際網路通訊 内的複數個資料封包，每—該資料封包 別的、、罔際網路協定（IP)位址相關聯； 地，立址 =定每一該資料封包之一個別選路目的 的地係對庫===之至少某些封包’該個別選路目 每例，/愿孩電細糸統内之一網際網路通訊堆疊之一第二 ΐ例中该ϊί步驟係運作於—網際網路通訊堆疊之該第= 回應決定對應一網際網路通訊堆疊之該第二實例之一 31 網際網路 Ο ϋ 200814636 資料封包之一選路目的地，轉 通訊堆疊找第L 〃對應封包到- • 項7所述之方法，其中於該接收步驟所接收之該資 祕^至少某些封包’係由該電腦系統所接收，為i自 、謂際網路往内通訊之資料封包。 马术自 广„方法’其中於該接收步驟所接收之該資 丨之至^某些封包，係從於該電腦系統内部執行之至 用程式魏，為供傳輸於網際網路之往外通訊的資 10·如請求項7所述之方法，更包含以下步驟： 對二網際網路通訊堆疊之該第—實例以及一網際網路 L汛堆璺之該第二實例其中之一者内之該資料封包的至少 某些封包，運作一囊封功能，該囊封功能包含以下組合之 其中之一 ·（a)將具有一第一 IP位址之一第一資料封包囊 封於，有一第二IP位址之一第二資料封包；以及(b)從具; 有一第二IP位址之一第二資料封包中，提取具有一第一 p 位址之一先前囊封之第一資料封包。 11·如請求項10所述之方法， 其中該運作一囊封功能之步驟，係在該轉呈該對應封包 至一網際網路通訊堆疊之該第二實例之步驟之後，由一網 際網路通訊堆疊之該第二實例運作之；以及 其中該方法更包含以下步驟： 在運作該囊封功能之後，決定每一資料封包之一個別選 32 Ο u 200814636 路目的地，該選路目的地係從該個別封包 6 之认其中，針對該資料封包之至少某些封包，該== 上的地對應至該電腦系統内-網際網路通訊堆疊之該第一 ^例，該決定步驟係運作於-網關路通輯疊之^第二 實例中；以及 一 〃為回應決定對應一網際網路通訊堆疊之該第一 選路目的地，將該對應封包轉呈至一網際 網路通訊堆疊之該第二實例。 丁 12·ϋ項7 ?述之方法’其中該第—及第二網際網路通訊 =實例分享一通用網路配接器，該通用網路配接器僅與 =一網路通訊堆疊實例及該第二網路通訊堆疊實例之其 »一者連結。 、 13·二，用以作網際網路通訊資料封包選路之電腦程式產品， 該電腦程式產品包含： 卷複數個電腦可執行指令，係紀錄於信號負載媒體，其中 :“電細系統執行該指令時，該指令會導致該電腦系統運 1下Μ下步驟·· 例.（a)在该電腦系統内維護複數個網際網路通訊堆疊實 # 提供一堆疊間介面，以在該網際網路通訊堆疊實例 次％if某些實例間，於至少一方向通訊資料封包，每一該 貝料封包係與一個別網際網路協定（Ip)位址相關連； _^〇\從該資料封包之該個別IP位址，決定一第一網際 一如通訊堆疊實例中複數個資料封包之每一個資料封包之 *別選路目的地’其中針對該資料封包之至少某些封 33 200814636 包Hi路目的地對應至該堆疊間介面；以及 路實:_隹疊間介面，將該封包ί 格主这桃錢中之—第二網際網路通訊堆疊實例。、 14.如凊求項13所述之電腦程式產品， 0 ϋ 該第一及該第二網際網路通訊堆“ ί二訊 腦程式產品，其中透過該堆疊間介面 通訊之資料封包。 马术自、、用際網路在内 16· ^請求項13所述之電腦程式產 第二網際網路通訊堆4實例之中==面 接收，為供傳輸於網際網路之往外通_資料封寿式 述之電腦程式產品，其中該指令更導致該電 (e)對一網際網路通訊聶 — 網路通訊堆疊之該第二實 "‘只例以及一網際 攸具有—弟二1p位址之-第二資料封包4取= 34 200814636 一 IP位址之一先前囊封之第一資料封包。 18·如請求項17所述之電腦程式產品， 驟（e) ^其中由該第二網際網路通訊堆疊實例所運作之牛 係在步驟(d)之後；以及 夕 其中該指令更導致該電腦系統運作以下步驟·· 祖f在運作麵(e)讀，蚊倾(e)iI作之每-談資 y于匕之一個別選路目的地，其中，針對 4 口Λ、 Ο =某些封包，該個別選路目的地對應至該;疊間介 (g)針對無決定步驟⑴糊之每— + f貧料封包之該個別選路目的地 最=包，若 叶τ w路至料-網際網路通崎疊實例。肝茨 35